第一章建筑材料的基本性質(zhì)

1、1第一章第一章 建筑材料的基本性質(zhì)建筑材料的基本性質(zhì) The Properties of Construction Materials2 建筑工程要求材料具備什么性能（建筑工程要求材料具備什么性能（WhatWhat）? ? 建筑材料如何滿足工程要求（建筑材料如何滿足工程要求（HowHow）? ? 本章學(xué)習(xí)哪些內(nèi)容（本章學(xué)習(xí)哪些內(nèi)容（WhichWhich）? ?3建筑工程的功能建筑工程的功能 要求的材料性能要求的材料性能 承受荷載承受荷載 長期可靠性長期可靠性 防水、隔熱防水、隔熱 隔聲、防火隔聲、防火 采光、絕緣采光、絕緣 不污染環(huán)境不污染環(huán)境強(qiáng)度、剛度強(qiáng)度、剛度耐久性耐久性物理性能物理性能安

2、全性安全性建筑工程要求材料具備哪些性能？建筑工程要求材料具備哪些性能？返回4建筑材料如何滿足性能要求？建筑材料如何滿足性能要求？ 材料的組成材料的組成 材料的結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu) 材料的構(gòu)造材料的構(gòu)造 材料的復(fù)合材料的復(fù)合5性能組成結(jié)構(gòu)材料的組成結(jié)構(gòu)性能關(guān)系材料組成、結(jié)構(gòu)與性能之關(guān)系材料組成、結(jié)構(gòu)與性能之關(guān)系 現(xiàn)代材料科學(xué)的核心現(xiàn)代材料科學(xué)的核心6材料材料性質(zhì)性質(zhì)（性能）（性能）（特性）（特性）合理應(yīng)用合理應(yīng)用技術(shù)要求 物理性質(zhì)掌握目的目的 化學(xué)性質(zhì) 力學(xué)性質(zhì) 耐久性取決于取決于 材料組成材料組成 材料結(jié)構(gòu)試驗(yàn)條件檢驗(yàn)檢測常用規(guī)格7 材料組成化學(xué)組成礦物組成相組成 材料結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)細(xì)觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)納

3、觀結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)玻璃體結(jié)構(gòu)膠體結(jié)構(gòu)試驗(yàn)條件試件形狀、尺寸試件表面狀況、含水狀態(tài)試驗(yàn)溫、濕度；加荷速度返回8第一章第一章 建筑材料的基本性質(zhì)建筑材料的基本性質(zhì)1.1材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造1.2材料的密度、表觀密度和孔隙率材料的密度、表觀密度和孔隙率 1.3材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)1.4材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì)1.5材料的耐久性材料的耐久性1.6材料與熱有關(guān)的性質(zhì)材料與熱有關(guān)的性質(zhì)9 10第節(jié)材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造第節(jié)材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造1、化學(xué)組成化學(xué)組成 化學(xué)組成：指構(gòu)成材料的基本元素與化合物?；瘜W(xué)組成：指構(gòu)成材料的基本元素與化合物。 表示：表示：金屬材料

4、金屬材料的化學(xué)組成以主要元素的含量來表示；的化學(xué)組成以主要元素的含量來表示； 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料則以各種氧化物含量表示。則以各種氧化物含量表示。 2、礦物組成礦物組成 礦物：指具有一定化學(xué)成份和一定結(jié)構(gòu)特征的化合物或單質(zhì)。礦物：指具有一定化學(xué)成份和一定結(jié)構(gòu)特征的化合物或單質(zhì)。 礦物組成：是指構(gòu)成材料的礦物種類和數(shù)量。礦物組成：是指構(gòu)成材料的礦物種類和數(shù)量。 礦物組成不同，即使化學(xué)組成相同，材料的性質(zhì)也不同，例如金礦物組成不同，即使化學(xué)組成相同，材料的性質(zhì)也不同，例如金剛石和石墨。剛石和石墨。1.1 材料的組成材料的組成113、相組成、相組成 相組成：指材料中相組成：指材料中結(jié)構(gòu)相近、

5、性質(zhì)相同結(jié)構(gòu)相近、性質(zhì)相同的均勻部分稱為相。的均勻部分稱為相。 可分為：氣相、液相和固相可分為：氣相、液相和固相 建筑材料多為多相固體材料。建筑材料多為多相固體材料。 例如：水泥混凝土材料，可分為水泥基體相、集料分散相、界例如：水泥混凝土材料，可分為水泥基體相、集料分散相、界面相及孔隙等。面相及孔隙等。1.2 材料的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造材料的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造（一）宏觀結(jié)構(gòu)（一）宏觀結(jié)構(gòu) 是指材料宏觀存在的狀態(tài)，即用肉眼或放大鏡就可分辨的粗大組織，是指材料宏觀存在的狀態(tài)，即用肉眼或放大鏡就可分辨的粗大組織，其尺寸在其尺寸在 10-3m級(jí)以上。級(jí)以上。12分類分類(1)按孔隙分類：按孔隙分類： 致密致密 多孔多孔

6、 微孔微孔 實(shí)例：實(shí)例： 鋼鐵鋼鐵 加氣混凝土加氣混凝土 粘土磚粘土磚(2)按組織構(gòu)造：按組織構(gòu)造： 纖維纖維 層狀層狀 散粒散粒 堆聚堆聚 實(shí)例：實(shí)例： 玻璃纖維玻璃纖維 膠合板膠合板 混凝土集料混凝土集料 砂漿砂漿（二）細(xì)觀結(jié)構(gòu)（二）細(xì)觀結(jié)構(gòu) 是指光學(xué)顯微鏡所能觀察到的材料結(jié)構(gòu)。其尺寸范圍為是指光學(xué)顯微鏡所能觀察到的材料結(jié)構(gòu)。其尺寸范圍為1010-3-3 1010-6-6mm。針對(duì)某種具體材料來進(jìn)行分類研究。針對(duì)某種具體材料來進(jìn)行分類研究。13（三）微觀結(jié)構(gòu)（三）微觀結(jié)構(gòu) 是指材料原子、分子層次的結(jié)構(gòu)。決定材料的物理性質(zhì)。是指材料原子、分子層次的結(jié)構(gòu)。決定材料的物理性質(zhì)。結(jié)構(gòu)特征：內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)

7、在三維空間規(guī)則排列。結(jié)構(gòu)特征：內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間規(guī)則排列。 原子晶體、離子晶體、分子晶體和金屬晶體原子晶體、離子晶體、分子晶體和金屬晶體金剛石金剛石晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu) 四面體四面體 共價(jià)鍵共價(jià)鍵石墨石墨晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu) 層與層層與層.分子鍵分子鍵 層間共價(jià)鍵層間共價(jià)鍵晶體特征晶體特征:各向異性、最小內(nèi)能，化學(xué)穩(wěn)定性好。各向異性、最小內(nèi)能，化學(xué)穩(wěn)定性好。1、為什么由晶體組成的材料，比如鋼，表現(xiàn)為各向同性？、為什么由晶體組成的材料，比如鋼，表現(xiàn)為各向同性？2、晶體越小，分布越均勻，材料強(qiáng)度越高。、晶體越小，分布越均勻，材料強(qiáng)度越高。14返回15返回16(2) 玻璃體（無定形體和非晶體）玻璃體（無定形

8、體和非晶體）結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征:質(zhì)點(diǎn)排列質(zhì)點(diǎn)排列 近程有序近程有序.遠(yuǎn)程無序遠(yuǎn)程無序(非周期性非周期性) 共價(jià)鍵或離子鍵共價(jià)鍵或離子鍵材料特性材料特性:各向同性、熱力學(xué)不穩(wěn)定各向同性、熱力學(xué)不穩(wěn)定.實(shí)例實(shí)例:高爐礦渣高爐礦渣慢冷慢冷 晶體晶體 化學(xué)活性低化學(xué)活性低快冷快冷 玻璃體玻璃體 化學(xué)活性高化學(xué)活性高 熔融物質(zhì)急冷，來不及成晶而成。熔融物質(zhì)急冷，來不及成晶而成。 如玻璃體如玻璃體(粉煤灰、粒化高爐礦渣、火山灰粉煤灰、粒化高爐礦渣、火山灰)， 化學(xué)潛能大，一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)潛能大，一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(3) (3) 膠體膠體結(jié)構(gòu)特征：極微小的膠粒分散在介質(zhì)中結(jié)構(gòu)特征：極微小的膠

9、粒分散在介質(zhì)中 溶膠結(jié)構(gòu)和凝膠結(jié)構(gòu)溶膠結(jié)構(gòu)和凝膠結(jié)構(gòu)實(shí)例實(shí)例:水泥漿水泥漿材料特性材料特性:具有溶膠性質(zhì)，初凝后開始具有凝膠性質(zhì)及觸變性。具有溶膠性質(zhì)，初凝后開始具有凝膠性質(zhì)及觸變性。17返回18定義特征晶體結(jié)構(gòu)玻璃體結(jié)構(gòu)定義特征膠體結(jié)構(gòu)定義特征質(zhì)點(diǎn)在空間按特定的規(guī)則呈周期性排列特定的幾何外形；各向異性(金屬材料除外)；固定的熔點(diǎn)，化學(xué)穩(wěn)定性高高溫熔融物經(jīng)急冷后，質(zhì)點(diǎn)來不及按一定的規(guī)則排列便凝固成固體各向同性；導(dǎo)熱性較低；無固定的熔點(diǎn)；化學(xué)穩(wěn)定性差(即，活性高)分散相分散在連續(xù)相介質(zhì)中形成的分散體系較強(qiáng)的吸附力和粘結(jié)力；比晶體和玻璃體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、變形大19（四）材料構(gòu)造（四）材料構(gòu)造 指具有特

10、定性質(zhì)的指具有特定性質(zhì)的材料結(jié)構(gòu)單元間材料結(jié)構(gòu)單元間的的相互組合搭配情況相互組合搭配情況，強(qiáng)調(diào)，強(qiáng)調(diào)相同材料或不同材料間的搭配組合關(guān)系，材料相同材料或不同材料間的搭配組合關(guān)系，材料宏觀組織狀況。宏觀組織狀況。如材料的如材料的(材料孔隙、巖石層理、木材紋理、疵病等材料孔隙、巖石層理、木材紋理、疵病等) 材料的性質(zhì)與其構(gòu)造關(guān)系：材料的性質(zhì)與其構(gòu)造關(guān)系： 構(gòu)造致密的材料強(qiáng)度高；疏松多孔的材料密度低，強(qiáng)度也構(gòu)造致密的材料強(qiáng)度高；疏松多孔的材料密度低，強(qiáng)度也較低；層狀或纖維狀構(gòu)造的材料，是各向異性的。較低；層狀或纖維狀構(gòu)造的材料，是各向異性的。 20第第2節(jié)材料的密度、表觀密度和孔隙率節(jié)材料的密度、表觀

11、密度和孔隙率21 粗孔與細(xì)孔粗孔與細(xì)孔 毛細(xì)孔使材料吸水率增大、耐久性毛細(xì)孔使材料吸水率增大、耐久性 降低。一般來說粗孔不易吸滿水，降低。一般來說粗孔不易吸滿水， 微細(xì)孔隙吸水率非常大。微細(xì)孔隙吸水率非常大。 開孔與閉孔開孔與閉孔 開口孔隙中，粗大孔隙易透水但不易充分填開口孔隙中，粗大孔隙易透水但不易充分填 滿水分；閉口孔隙不易被水分透過，視為不滿水分；閉口孔隙不易被水分透過，視為不 吸水。吸水。 開孔相對(duì)閉孔對(duì)材料強(qiáng)度、保溫性、耐久性開孔相對(duì)閉孔對(duì)材料強(qiáng)度、保溫性、耐久性 更不利；或增加閉口孔隙，可提高材料保溫更不利；或增加閉口孔隙，可提高材料保溫 性、耐久性。性、耐久性。孔隙孔隙(形態(tài)形態(tài)

12、)特征特征一般來說，一般來說，(單個(gè)單個(gè))孔隙尺寸增大，孔隙尺寸增大， 材料強(qiáng)度降低，導(dǎo)熱系數(shù)增大。材料強(qiáng)度降低，導(dǎo)熱系數(shù)增大。22一、一、密度：密度：材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下（不包含孔隙或空隙）單材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下（不包含孔隙或空隙）單位體積的質(zhì)量，俗稱位體積的質(zhì)量，俗稱比重比重。 材料的實(shí)際密度材料的實(shí)際密度為：為： = m/V (g/cm3).(a) 式中：式中：m 材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量(g)； V 材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積(cm3)。 李氏瓶測定體積李氏瓶測定體積 材料的密度大小取決于組成及微觀結(jié)構(gòu)。材料的密度大小取決于組成及微觀結(jié)構(gòu)。

13、23密度名稱密度名稱體積狀況體積狀況體積測量體積測量密度計(jì)算密度計(jì)算絕對(duì)密度絕對(duì)密度材料自身體積（不材料自身體積（不含孔隙）含孔隙）磨成細(xì)粉消除內(nèi)部孔隙，磨成細(xì)粉消除內(nèi)部孔隙，干粉排水體積：干粉排水體積：V=m/V視密度視密度細(xì)觀外形體積（含細(xì)觀外形體積（含閉口孔）閉口孔）全干材料的排水體積全干材料的排水體積（吸水飽和后）：（吸水飽和后）：V=V+VB =m/V表觀密度表觀密度宏觀外形體積（含宏觀外形體積（含所有孔）所有孔）測量幾何外形、或吸水測量幾何外形、或吸水飽和材料的排水體積：飽和材料的排水體積：V0= m/V0堆積密度堆積密度材料堆積體積（含材料堆積體積（含材料間空隙）材料間空隙）全干

14、材料填充滿容器，全干材料填充滿容器，該容器純?nèi)菟w積：該容器純?nèi)菟w積：V0= m/V0同種材料：同種材料：密度密度視密度視密度表觀密度表觀密度堆積密度堆積密度24%100)1 (/11000mmVVVVVP25（1）材料表觀密度減??；）材料表觀密度減??；（2）強(qiáng)度降低；導(dǎo)熱系數(shù)減??；）強(qiáng)度降低；導(dǎo)熱系數(shù)減?。唬?）吸水率增大；）吸水率增大；（4）透氣、透水性變大。）透氣、透水性變大。（5）抗凍性是否降低，要視孔隙大小和形態(tài)特征而定）抗凍性是否降低，要視孔隙大小和形態(tài)特征而定孔隙率增大孔隙率增大2627%100)1 (/1100000mmVVVVVP28第第3節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)一

15、、材料的變形材料的變形彈性變形與塑性變形 彈性彈性 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力除去后，能完全恢復(fù)原當(dāng)外力除去后，能完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)。來形狀的性質(zhì)。 塑性塑性 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力除去后，不能自動(dòng)恢復(fù)當(dāng)外力除去后，不能自動(dòng)恢復(fù)原來形狀，且不產(chǎn)生裂縫的性原來形狀，且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)。質(zhì)。29 材料拉伸或壓縮時(shí)，除了產(chǎn)生軸向變形外，還產(chǎn)生橫向變形。 泊松比（泊松系數(shù)）：橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)變比值的絕對(duì)值，也叫橫向變性系數(shù)，它是反映材料橫向變形的彈性常數(shù)。30脆性與韌性脆性與韌性脆性脆性材料在外力作用下，不發(fā)生明顯的變形而突然破壞

16、的材料在外力作用下，不發(fā)生明顯的變形而突然破壞的一種性能，稱為脆性；一種性能，稱為脆性；具有這種性質(zhì)的材料稱為脆性材料具有這種性質(zhì)的材料稱為脆性材料 抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度高八倍以上抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度高八倍以上 脆性材料特征脆性材料特征 適合作受壓構(gòu)件適合作受壓構(gòu)件, ,不適合作受拉構(gòu)件不適合作受拉構(gòu)件 不適合承受沖擊、振動(dòng)荷載不適合承受沖擊、振動(dòng)荷載31韌性韌性材料在外力作用下，能吸收大量的能量，并能承受較材料在外力作用下，能吸收大量的能量，并能承受較大的變形而不至于破壞的性能，稱為韌性。大的變形而不至于破壞的性能，稱為韌性。具有這種性質(zhì)的材料稱為韌性材料，具有這種性質(zhì)的材料稱為韌性材料， 抗震

17、結(jié)構(gòu)、承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)需要考慮材料的韌性抗震結(jié)構(gòu)、承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)需要考慮材料的韌性 靜靜荷載荷載作用時(shí)不產(chǎn)生加速度的荷載。如結(jié)構(gòu)自重作用時(shí)不產(chǎn)生加速度的荷載。如結(jié)構(gòu)自重 動(dòng)荷載動(dòng)荷載作用時(shí)產(chǎn)生加速度的荷載。如沖擊、振動(dòng)荷載作用時(shí)產(chǎn)生加速度的荷載。如沖擊、振動(dòng)荷載 對(duì)于脆性材料，極限強(qiáng)度與破壞強(qiáng)度是一致的。 對(duì)于韌性材料，極限強(qiáng)度高于破壞（斷裂）強(qiáng)度。32 徐變與應(yīng)力松弛徐變與應(yīng)力松弛 徐變：徐變：固體材料在外力作用下，變形隨時(shí)間的延固體材料在外力作用下，變形隨時(shí)間的延長而逐漸增長的現(xiàn)象。長而逐漸增長的現(xiàn)象。 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：對(duì)于非晶體材料，是由于在外力作用對(duì)于非晶體材料，是由于在外力作用

18、下發(fā)生了粘性流動(dòng)；對(duì)于晶體材料，是由于晶格下發(fā)生了粘性流動(dòng)；對(duì)于晶體材料，是由于晶格位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)及晶體的滑移。位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)及晶體的滑移。 徐變與所受應(yīng)力和環(huán)境因素有關(guān)徐變與所受應(yīng)力和環(huán)境因素有關(guān) 33 應(yīng)力松弛應(yīng)力松弛 材料在荷載作用下，若所產(chǎn)生的變形因受約束而不能發(fā)展材料在荷載作用下，若所產(chǎn)生的變形因受約束而不能發(fā)展時(shí)，則其應(yīng)力將隨時(shí)間延長而逐漸減小，這一現(xiàn)象稱為應(yīng)時(shí)，則其應(yīng)力將隨時(shí)間延長而逐漸減小，這一現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛力松弛 應(yīng)力松弛產(chǎn)生的原因：應(yīng)力松弛產(chǎn)生的原因： 由于隨著荷載作用時(shí)間延長，材料內(nèi)部塑性變形逐漸增大、由于隨著荷載作用時(shí)間延長，材料內(nèi)部塑性變形逐漸增大、彈性變形逐漸減?。傋冃尾蛔?/p>

19、）而造成的。彈性變形逐漸減小（總變形不變）而造成的。 材料所受應(yīng)力水平越高，應(yīng)力松弛越大；溫度、濕度越大，材料所受應(yīng)力水平越高，應(yīng)力松弛越大；溫度、濕度越大，應(yīng)力松弛也越大。應(yīng)力松弛也越大。 34二、二、材料的強(qiáng)度材料的強(qiáng)度理論強(qiáng)度、靜力強(qiáng)度、持久強(qiáng)度理論強(qiáng)度、靜力強(qiáng)度、持久強(qiáng)度理論強(qiáng)度理論強(qiáng)度 僅決定于各質(zhì)點(diǎn)僅決定于各質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力。間的相互作用力。 在單位面積內(nèi)，在單位面積內(nèi)，所有質(zhì)點(diǎn)的所有質(zhì)點(diǎn)的PmPm和，和，即為理論抗壓強(qiáng)即為理論抗壓強(qiáng)fmfm。 彈性模量：彈性模量： E=tanE=tan3536靜力強(qiáng)度靜力強(qiáng)度 1.1.定義定義 在靜荷載作用下，材料所達(dá)到破壞前，所承受的應(yīng)力極限

20、值。 2.2.分類分類 抗壓、抗拉、抗剪、抗彎(折) 抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度公式 式中： f f 強(qiáng)度（ MPa）； A 受力面積（mm2）； F max 最大破壞荷載（ N） 抗彎（折）強(qiáng)度f f 分一點(diǎn)、兩點(diǎn)加荷。分一點(diǎn)、兩點(diǎn)加荷。 公式見教材公式見教材 AFfmax37383940混凝土路面磚抗折強(qiáng)度試驗(yàn)41混凝土路面磚抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)42432.2.影響材料強(qiáng)度的因素影響材料強(qiáng)度的因素 材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造：材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造： 材料的強(qiáng)度與其組成及結(jié)構(gòu)有關(guān)，即使材料的組成相同，其構(gòu)造不同，強(qiáng)度也不一樣。金屬材料金屬材料金屬晶體金屬晶體多晶體堆積體多晶體堆積體強(qiáng)度高、韌性好、剛度較強(qiáng)度

21、高、韌性好、剛度較大；大；水泥材料水泥材料離子晶體和凝膠體離子晶體和凝膠體礦物顆粒堆積體礦物顆粒堆積體強(qiáng)度不高、剛強(qiáng)度不高、剛度大、韌性差、延伸率??；度大、韌性差、延伸率小；高分子材料高分子材料非晶膠體非晶膠體大分子鏈相互纏結(jié)大分子鏈相互纏結(jié)強(qiáng)度不高、剛度低、強(qiáng)度不高、剛度低、延伸率大、韌性好延伸率大、韌性好 孔隙率與孔隙特征：孔隙率與孔隙特征： 材料的孔隙率愈大，則強(qiáng)度愈小。 對(duì)于同一品種的材料，其強(qiáng)度與孔隙率之間存在近似直線的反比關(guān)系。 一般表觀密度大的材料，其強(qiáng)度也大。44 （2 2）試驗(yàn)條件）試驗(yàn)條件 a.a.試件的形狀和尺寸：試件的形狀和尺寸： 受壓時(shí)，立方體試件的強(qiáng)度值要高于棱柱體

22、試件的強(qiáng)度值， 相同材料采用小試件測得的強(qiáng)度較大試件高。 b.b.受力面狀態(tài)受力面狀態(tài)： 受力面的平整度，潤滑情況等。試件表面不平或表面涂潤滑劑時(shí)，所測強(qiáng)度值偏低。 c.c.試驗(yàn)環(huán)境的溫度、濕度：試驗(yàn)環(huán)境的溫度、濕度： 溫度高、濕度大時(shí)，試件會(huì)有體積膨脹，材料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)距離加大，質(zhì)點(diǎn)間的作用力減弱，測得的強(qiáng)度值偏低。 d.d.加荷速度：加荷速度： 當(dāng)加荷速度快時(shí)，由于變形速度落后于荷載增長的速度，故測得的強(qiáng)度值偏高，反之，因材料有充裕的變形時(shí)間，測得的強(qiáng)度值偏低。 45464748493.3.強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí) .強(qiáng)度等級(jí)： 材料常根據(jù)極限強(qiáng)度的大小,劃分為不同的強(qiáng)度等級(jí)或標(biāo)號(hào)。 .強(qiáng)

23、度和強(qiáng)度等級(jí)的區(qū)別與聯(lián)系： 區(qū)別： a.強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)的定義不同。強(qiáng)度是實(shí)測值，強(qiáng)度等級(jí)是人為規(guī)定的強(qiáng)度范圍。 b.強(qiáng)度指的是材料的極限值，是唯一的，每一強(qiáng)度等級(jí)則包含一系列強(qiáng)度值。 聯(lián)系： 某一材料強(qiáng)度等級(jí)的確定必須以其極限強(qiáng)度值為依據(jù).50 材料的持久及疲勞極限材料的持久及疲勞極限 材料在承受持久荷載下的強(qiáng)度，稱為材料在承受持久荷載下的強(qiáng)度，稱為持久強(qiáng)度持久強(qiáng)度 結(jié)構(gòu)物中材料所承受的荷載，大多為結(jié)構(gòu)物中材料所承受的荷載，大多為持久荷載持久荷載，如結(jié)構(gòu)自，如結(jié)構(gòu)自重、固定設(shè)備的荷載等，故在工程中必須考慮持久強(qiáng)度。重、固定設(shè)備的荷載等，故在工程中必須考慮持久強(qiáng)度。由于材料在持久荷載下會(huì)發(fā)生徐變

24、，使塑性變形增大，所由于材料在持久荷載下會(huì)發(fā)生徐變，使塑性變形增大，所以，持久強(qiáng)度都低于以，持久強(qiáng)度都低于暫時(shí)強(qiáng)度暫時(shí)強(qiáng)度。 交變應(yīng)力超過某一極限、且多次反復(fù)作用后，即會(huì)導(dǎo)致材交變應(yīng)力超過某一極限、且多次反復(fù)作用后，即會(huì)導(dǎo)致材料破壞，該應(yīng)力極限值稱為料破壞，該應(yīng)力極限值稱為疲勞極限疲勞極限 疲勞極限遠(yuǎn)低于靜力強(qiáng)度，甚至低于屈服強(qiáng)度。疲勞極限疲勞極限遠(yuǎn)低于靜力強(qiáng)度，甚至低于屈服強(qiáng)度。疲勞極限是通過試驗(yàn)測定的。在是通過試驗(yàn)測定的。在規(guī)定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)下規(guī)定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)下，所對(duì)應(yīng)的，所對(duì)應(yīng)的極限應(yīng)力即為極限應(yīng)力即為疲勞極限疲勞極限。 通常規(guī)定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為通常規(guī)定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 10106 6次次

25、10108 8次?；炷链??；炷恋目箟浩跇O限約為靜力抗壓強(qiáng)度的的抗壓疲勞極限約為靜力抗壓強(qiáng)度的 50%50%60%60%。514. 4. 硬度硬度(Hardness)(Hardness)和耐磨性和耐磨性(Abradability(Abradability) ) 1.1.硬度硬度抵抗外物壓入或刻劃的能力。抵抗外物壓入或刻劃的能力。 可采用：摩氏硬度（石料、陶瓷等）；可采用：摩氏硬度（石料、陶瓷等）； 布氏、洛氏硬度（金屬材料）。布氏、洛氏硬度（金屬材料）。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：硬度高，耐磨性強(qiáng)，但不易加工。硬度高，耐磨性強(qiáng)，但不易加工。 2.2.磨損磨損材料受外界物質(zhì)的摩擦作用而造成質(zhì)量和體積損材料

26、受外界物質(zhì)的摩擦作用而造成質(zhì)量和體積損失失。磨耗磨耗材料同時(shí)受到摩擦和沖擊兩種作用而造成的質(zhì)材料同時(shí)受到摩擦和沖擊兩種作用而造成的質(zhì)量和體積損耗。量和體積損耗。道路工程所用路面材料，必須考慮抵抗磨損及磨耗的性能。在水利工程道路工程所用路面材料，必須考慮抵抗磨損及磨耗的性能。在水利工程中，如滾水壩的溢流面、閘墩和閘底板等部位，經(jīng)常受到挾砂高速水流中，如滾水壩的溢流面、閘墩和閘底板等部位，經(jīng)常受到挾砂高速水流的沖刷作用或水底挾帶石子的沖擊作用而遭受破壞。這些部位都需要考的沖刷作用或水底挾帶石子的沖擊作用而遭受破壞。這些部位都需要考慮材料抵抗磨損及磨耗的性能。慮材料抵抗磨損及磨耗的性能。 材料的硬度

27、較大、韌性較高、構(gòu)造較密實(shí)時(shí)，其抗磨損及磨耗的能力較材料的硬度較大、韌性較高、構(gòu)造較密實(shí)時(shí)，其抗磨損及磨耗的能力較強(qiáng)。強(qiáng)。521-4.1-4.材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì)1.親水性 憎水性潤濕(邊)角 9090親水性材料 9090憎水性材料水分子之間的內(nèi)聚力小于水分子與材料分子之間的吸引力 大于水分子與材料分子之間的吸引力2.吸水性材料在水中吸收水分的性質(zhì)指標(biāo)重量吸水率、體積吸水率3.吸濕性材料在空氣中吸收水分的性質(zhì)指標(biāo)含水率 吸(含)水率增大，對(duì)材料的許多性質(zhì)有不良影響： 如容重增加、體積膨脹、導(dǎo)熱（系數(shù)）性增大，強(qiáng)度及抗凍性下降等。53 6.6.材料的含材料的含 水狀態(tài)水狀態(tài)干燥(

28、即，絕干)狀態(tài)4.耐水性材料抵抗水的破壞作用的能力指標(biāo)軟化系數(shù)：軟化系數(shù)增大，材料的耐水性愈好， 反之，材料的耐水性愈差。 工程中將軟化系數(shù)大于0.85的材料稱為耐水材料5.抗?jié)B性材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)指標(biāo)滲透系數(shù)：滲透系數(shù)越大，抗?jié)B性越差。 抗?jié)B等級(jí)：P4、P6、P8、P10、P12等。 其中：P12表示材料能夠承受的最大水壓為1.2MPa氣干狀態(tài)飽和面干狀態(tài)濕潤狀態(tài)541. . 材料的親水性與憎水性材料的親水性與憎水性與水接觸時(shí)，有些材料能被水潤濕，而有些材料則不能被水潤濕，對(duì)這兩種現(xiàn)象來說，前者為親水性親水性，后者為憎水性憎水性。55親水性與憎水性材料的特征親水性與憎水性材料的特征：

29、材料的親水性與憎水性主要取決材料的親水性與憎水性主要取決于材料的組成與結(jié)構(gòu)：于材料的組成與結(jié)構(gòu)：有機(jī)材料一般是憎水性，有機(jī)材料一般是憎水性，無機(jī)材料都是親水性。無機(jī)材料都是親水性。 水在憎水性材料的表面有自動(dòng)收縮成珠的趨勢，不能潤濕材料的表面。對(duì)工程防水有利。 水在親水性材料的表面是自動(dòng)散開和鋪展，并自發(fā)地潤濕表面。56親水與憎水原因親水與憎水原因：親水與憎水現(xiàn)象：親水與憎水現(xiàn)象：57材料潤濕示與毛細(xì)現(xiàn)象材料潤濕示與毛細(xì)現(xiàn)象（）親水性材料（）親水性材料（）憎水性材料（）憎水性材料582.材料的吸水性材料的吸水性材料能吸收水分的能力，稱為材料的吸水性。吸水的大小以吸水率來表示。2.1 .1 質(zhì)量

30、吸水率質(zhì)量吸水率質(zhì)量吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所吸水量占材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量百分比，并以m 表示。質(zhì)量吸水率m 的計(jì)算公式為：100%bgmgmmWm式中 mb材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（或kg） mg材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（或kg）。592.2 .2 體積吸水率體積吸水率體積吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所吸水的體積占材料自然體積的百分率，并以W表示。體積吸水率W的計(jì)算公式為：01100%bgvWmmWV式中mb材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（）mg材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（）。V0 材料在自然狀態(tài)下的體積，（cm3 ）w 水的密度,（g/cm3 ），常溫下取w =1.0 g/cm360613. .

31、 材料的吸濕性材料的吸濕性材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。干燥的材料處在較潮濕的空氣中時(shí)，便會(huì)吸收空氣中的水分；而當(dāng)較潮濕的材料處在較干燥的空氣中時(shí)，便會(huì)向空氣中放出水分。前者是材料的吸濕過程，后者是材料的干燥過程。由此可見，在空氣中，某一材料的含水多少是隨空氣的濕度變化的。62 表示方法：表示方法：含水率，并以含水率，并以h h表示表示 其計(jì)算公式其計(jì)算公式為：為：100%sghgmmWm式中 ms材料吸濕狀態(tài)下的質(zhì)量（或kg） mg材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（或kg）影響因素：影響因素：親水性、孔隙率、孔隙特征親水性、孔隙率、孔隙特征63 顯然，材料的含水率受所處環(huán)境中空氣濕度的影響。當(dāng)空氣中濕度在較長時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定時(shí)，材