1建筑材料的基本性质02085.ppt

材料的组成、结构和构造（自学） 1.材料包括哪三种组成？ 2.材料的结构分为那三种？各用什么手段来分辨？ 3.材料的宏观结构按孔隙特征分为哪三种？ 4.材料的宏观结构按组织构造特征分为哪几种？ 5.材料在微观结构层次上可分为哪几种？ 6.晶体与玻璃体有何区别？ 7.什么是材料的构造？它与材料的结构相比有何不同？ 1.1 材料的物理性质 　　密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。计算式为： 　　绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积。材料的质量是指干燥至恒重的质量。 空隙率是指散粒材料在堆积状态下，颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率。 空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒之间相互填充的密实程度。 　　如果材料分子与水分子间的相互作用力小于水本身分子间的作用力，则表示材料不能被水润湿。此时，润湿角90°＜θ＜180°［图1.2(b)］，这种材料称为憎水性材料。 　　大多数建筑材料，如石材、砖瓦、陶器、混凝土、木材等都属于亲水性材料，而沥青、石蜡和某些高分子材料属于憎水性材料。 各种材料的导热系数　W/(m·K)差别很大： 银　429、　钢　55 普通混凝土 28、粘土砖　0.64、 石膏制品　0.20～0.28 松木　0.17～0.35 水　0.58 密闭空气　0.023　　 　　水的比热ｃ＝4.2　kJ/(kg·K) 　　砂石比热ｃ＝0.92　kJ/(kg·K) 　　当烈日当空时，水还是保持像早上那时候的水温，因为水升温需要大量热量，到了晚上，水还是热的，因为释放热量慢。所以水有调节气温的作用，使得温差不至于太大。 内陆温差大，沿海地区温差小。  1.2 材料的基本力学性质 　　材料在外力(荷载)作用下抵抗破坏的能力，称为强度。 　　当材料承受外力作用时，内部就产生应力。随着外力逐渐增加，应力也相应增大。直至材料内部质点间的作用力不能再抵抗这种应力时，材料即破坏，此时的极限应力值就是材料的强度。 　　根据外力作用方式的不同，材料强度有抗拉、抗压、抗剪和抗弯(抗折)强度等(图1.4)。 1.3 材料的耐久性 　　耐久性是指材料在各种环境因素作用下，在长期使用过程中保持其性能稳定的性质。 　　环境因素是多种多样的，有物理 (如温度、湿度等)、化学(大气、光、酸、碱、盐等作用)、机械（荷载的持续或交变作用）、生物(细菌、昆虫等)等方面的作用。耐久性是一个综合性能，包括抵抗上述各类因素的长期作用。 　　不同材料有不同的耐久性特点。要根据材料所处的结构部位和使用环境等因素，综合考虑其耐久性，并根据各种材料的耐久性特点，合理地选用。 炎热的沙漠　昼夜温差大 1 强度 　　在试验室采用破坏试验法测试材料的强度。按照国家标准规定的试验方法，将制作好的试件安放在材料试验机上，施加外力(荷载)，直至破坏，根据试件尺寸和破坏时的荷载值，计算材料的强度。 　　材料的抗拉、抗压和抗剪强度的计算式为： 　　材料的抗弯强度与试件受力情况、截面形状以及支承条件有关。通常是将矩形截面的条形试件放在两个支点上，中间作用一集中荷载。 　　材料的抗弯强度的计算式为： 　　材料的强度主要取决于它的组成和结构。一般说材料孔隙率越大，强度越低，另外不同的受力形式或不同的受力方向，强度也不相同。 图1.4 材料受力示意图 (a)拉力；(b)压力；(c)剪切；(d)弯曲 　　材料在外力作用下产生变形，若除去外力后变形随即消失，这种性质称为弹性。这种可恢复的变形称为弹性变形。 　　材料在外力作用下产生变形，若除去外力后仍保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质称为塑性。不能恢复的变形称为塑性变形。 　　有的材料在受力时弹性变形和塑性变形同时产生，如图1.5所示。 2 弹性与塑性 图1.5 材料的弹塑性变形曲线 ob-塑性变形　ba-弹性变形 　　材料受力破坏时，无显著的变形而突然断裂的性质称为脆性。在常温、静荷载下具有脆性的材料称为脆性材料。 　　在冲击、振动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不致破坏的性质称为韧性或冲击韧性。材料的韧性是用冲击试验来测试的，以试件破坏时单位面积所消耗的功表示。 3 脆性与韧性 1 建筑材料的基本性质 　　熟悉和掌握材料的基本性质，对于正确选择和合理使用材料至关重要。本章主要介绍了材料的组成、结构和构造；基本物理、力学性质及耐久性。物理性质包括材料与质量有关的性质、与水有关的性质、热工性质，力学性质包括强度、弹性与塑性、脆性与韧性。 本章提要 本 章 内 容 1.1 材料的物理性质 1.2 材料的力学性质 1.3 材料的耐久性 图1.1　材料的体积示意图 1-固体物质　2-闭口孔隙　3-开口孔隙 4-颗粒之间空隙