3项目一：材料基本性质和检测.ppt

项目一：材料基本性质与检测; 讨论题： 1.材料的吸水性和吸湿性有和异同点？如何定量表示？ 2.材料的含水率与材料的孔隙特征有何关系？ 3.材料的抗冻性、抗渗性对材料的耐久性有何影响？ 补充： 1.一质量为8.1Kg的干混凝土试块，体积为150mm×150mm×150mm ，质量吸水率为4％，试求混凝土试块的表观密度及体积吸水率。 2.红砖干燥时表观密度为1900Kg/m3，密度为2.5 g/ cm3，质量吸水率为10％，试求该砖的孔隙率和体积吸水率。;（2）材料的力学性质;计算公式: 抗压强度、抗拉强度、抗剪强度的计算： 式中：f —材料强度， MPa； Fmax—材料破坏时的最大荷载，N； A —试件受力面积，mm2。 ;抗弯强度的计算： 式中：fw—材料的抗弯强度， MPa； Fmax—材料受弯破坏时的最大荷载，N； A—试件受力面积，mm2； L 、b 、 h —两支点的间距，???件横截面的宽及高， mm。 ; 影响材料强度的因素: 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。; ② 材料的弹性与塑性 两类材料的变性曲线; 材料的弹性: 材料在外力的作用下发生了变形，当外力消除后，能恢复原状，这种变形叫弹性变形，材料表现的性质是弹性。 弹性模量: 弹性模量是衡量材料抵抗变形能力的一个指标。 E越大，材料越不易变形，在弹性范围内E为常数。 ; 材料的塑性 材料在外力的作用下发生了变形，当外力消除后，不能恢复原状，这种变形叫塑性变形，材料表现的性质是塑性。 伸长率: 伸长率是衡量材料塑性变形能力的一个指标。 δ越大，材料的塑性变形能力越强。 ; ③材料的脆性和韧性 材料的脆性: 材料受到外力作用时，没有发生明显的塑性变形突然破坏的性质。 脆性材料举例: 大多数无机非金属材料，如天然石材，烧结普通砖、陶瓷、玻璃、普通混凝土、砂浆等 ; 材料的韧性 材料受到外力（冲击、振动荷载）作用时，材料能吸收较大的能量，产生一定的变形而不致破坏的性能，称为韧性。 材料在动荷载的作用下，发生变形而不断裂的性质，为材料的冲击韧性。 式中： Ak—冲击功（J）； ak—冲击值（J/mm2）； A―试件的受力面积（mm2） 韧性材料举例: 金属材料，如钢材、铝材等; ④材料的硬度和耐磨性 材料的硬度 材料的硬度是材料表面的坚硬程度，是抵抗其它硬物刻划、压入其表面的能力。 测定硬度的方法（刻划法，回弹法和压入法） A.刻划法 用于天然矿物硬度的划分，按滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄晶、刚玉、金刚石的顺序，分为１０个硬度等级。 B.回弹法 用于测定混凝土表面硬度，并间接推算混凝土的强度；也用于测定陶瓷、砖。砂浆、塑料、橡胶、金属等的表面硬度并间接推算其强度。; 材料的耐磨性 耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力。 磨损率 材料的耐磨性用磨耗率表示，计算公式如下： 式中：G —材料的磨耗率， （g/cm2） m1 —材料磨损前的质量，（g） m2 —材料磨损后的质量，（g） A —材料试件的受磨面积 （cm2）;（3）材料的耐久性 ; 物理作用：可有干湿变化、温度变化及冻融变化等。 化学作用：大气、环境水以及使用条件下酸、碱、盐等液体或有害气体对材料的侵蚀作用。 机械作用：使用荷载的持续作用，交变荷载引起材料疲劳，冲击、磨损、磨耗等。 生物作用：菌类、昆虫等的作用而使材料腐朽、蛀蚀而破坏。 ;能力训练 1.一钢材拉伸试件，直径d＝20mm，拉断时荷载F＝164.24KN，求其抗拉强度是多少？ 2.一边长为200mm的立方体试块，进行抗压强度试验时，破坏荷载为1600KN，试求该试块抗压强度为多少？ 3.一水泥胶砂抗弯试件，尺寸为40×40×160（mm），F＝3.84KN，L＝100mm，求抗弯（抗折）强度。 ;答案: 1.解：f＝F/A＝164.24×103/3.14×102=523.1MPa 2.解：f＝F/A＝1600×103/200×200=40.0 MPa 3.解：f＝3FmaxL/2bh2＝3×3840×100/2×40×402