土木工程材第一章.ppt

二、材料的比强度 定义 单位体积重量的材料强度,等于 材料的强度与其表观密度之比 衡量材料是否轻质、高强的指标 1.3.2 材料的弹性与塑性 弹性与塑性 材料在承受外力时，如撤除外力的作用后，材料的几何形状能恢复原状，材料的这种性能称为弹性。如果只能部分恢复变形，而残留一部分不能消失的变形，该残留部份称为塑性变形。 材料在弹性范围内，其应力和应变之间关系符合如下公式： σ＝Εε σ —— 应力； ε ——应变，为材料受外力变形尺寸增量与原尺寸之比； Ε ——弹性模量； 弹性模量是材料刚度的度量，物理意义为单位应变所需要的应力，反映了材料抵抗变形的能力。是结构设计中的主要参数之一。 弹塑性材料：材料受力时，弹性变形和塑性变形同时发生，外力去除后，弹性变形恢复，塑性变形保留。 1.3.3 脆性和韧性 （1）脆性 材料在外力作用下，无明显塑性变形 而突然破坏的性质。 具有这种破坏特征的材料，称为脆性材料。 从应力应变图中看材料的脆性 ? ? （2）韧性 材料在冲击或震动荷载作用下，能吸收较大的能量，产生一定的变形而不破坏的性质称为韧性或冲击韧性。 一般以测定其冲击破坏时单位断面上吸收的能量作为指标。 1.3.4 硬度和耐磨性 硬度：材料抵抗较硬物质刻划或压入的能力 常用刻划法和压入法测定。 刻划法称莫氏硬度；压入法称布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 耐磨性：材料抵抗磨损的能力，用耐磨率表示 1.3.5 材料的徐变和应力松弛 当材料在恒定外力的作用下，其变形随时间而缓慢增加的过程，称为徐变。 当材料在持续外力作用下，总的变形值保持不变，由于徐变而使材料内应力随时间而逐渐降低的过程，称为应力松弛。 徐变和应力松弛是相互关联的两种现象。 1.4 材料与水有关的性质 ? (a) 亲水性材料 ? (b) 憎水性材料 ? ?90? 亲水材料 ? ?90? 憎水材料 1.4.1 材料的亲水性与憎水性 润湿边角: 在材料、水和空气的三相交叉点处沿水 滴表面作切线，切线与材料和水接触面 的夹角。 1.4.2 材料的含水状态 四种基本含水状态： 干燥状态——材料孔隙中不含或含水极微； 气干状态——材料孔隙中所含水与大气湿度平衡； 饱和面干状态——材料表面干燥，孔隙含水饱和； 湿润状态——材料孔隙含水饱和，表面为水湿润附 有一层水膜。 材料也可处于两种基本含水状态之间的过渡状态 * 土木工程材料 课程性质：专业基础课（必修） 课 时：总学时 40学时 课堂授课 30学时 试 验 10学时 采用教材：《土木工程材料》（第三版） 陈志源 李启令主编 武汉理工大学出版社出版 掌握材料的5个要点： 每一种材料的：制备 性能 应用 选用 检测 绪 论 第 一 章 1.1概 述 土木工程材料与土木工程的关系： 土木工程材料是一切土木工程的物质基础 (一) 土木工程材料的各项物理力学性能是结构设计的基本依据。 (二) 土木工程材料是选择施工方案和进行施工设计的基础。 (三) 土木工程材料费用约占土木工程总投资的60％～70％，是控制土木工程成本的关键。 (四) 土木工程材料的质量直接影响土木工程的质量。 1.1.1土木工程材料的分类 土木工程材料品种繁多，我们可按不同原则进行分类： (1) 按材料在建筑中的功能分类 ? 建筑结构材料 它们在建筑中承受各种荷载，起骨架作用，其质量好坏直接危及结构安全，属于这类材料的有钢材、水泥混凝土等。 ? 围护与隔绝材料 它们在建筑中起围护与隔绝作用，以便形成建筑空间，这些材料应具有绝热、隔声、防水等功能，又称功能材料。 ? 建筑装饰材料 ? 特种功能材料 用于建筑物内外的装饰，其色彩和质感均应满足建筑内外环境设计的要求。 其中包括耐高温、抗强腐蚀、防辐射、太阳能转换等具有特种功能要求的材