建筑材料基本性质课件

1、建筑工程概论概论|建筑工程材料的分类建筑工程材料的分类建筑工程材料：构成建筑物和构筑物的材料。建筑工程材料：构成建筑物和构筑物的材料。|（1）根据工程材料的功能与用途分类：）根据工程材料的功能与用途分类：结构材料结构材料 装饰材料装饰材料防水材料防水材料 地面材料地面材料保温材料保温材料 屋面材料屋面材料吸声材料吸声材料 等等等等（2）根据化学成分不同划分）根据化学成分不同划分无机材料无机材料有机材料有机材料复合材料复合材料具体分类见具体分类见下表下表无机材料无机材料金属材料金属材料黑色金属：铁、建筑钢材黑色金属：铁、建筑钢材有色金属：铜、铝、铝合金有色金属：铜、铝、铝合金无机非金属材料无机非

2、金属材料天然材料：石材、砂、碎石天然材料：石材、砂、碎石无机结合料：石灰、石膏、水泥无机结合料：石灰、石膏、水泥烧结制品：砖、瓦、玻璃、陶瓷烧结制品：砖、瓦、玻璃、陶瓷有机材料有机材料植物材料植物材料木材、竹材等木材、竹材等沥青材料沥青材料石油沥青、煤沥青等石油沥青、煤沥青等高聚物材料高聚物材料塑料、橡胶、有机涂料、胶粘剂塑料、橡胶、有机涂料、胶粘剂复合材料复合材料无机非金属复合材料无机非金属复合材料水泥混凝土、砂浆、无机结合料稳定水泥混凝土、砂浆、无机结合料稳定 混合料混合料金属金属- -无机非金属材料无机非金属材料钢筋混凝土、钢纤维混凝土钢筋混凝土、钢纤维混凝土有机有机- -无机非金属材料

3、无机非金属材料玻璃钢、聚合物混凝土、沥青混凝土玻璃钢、聚合物混凝土、沥青混凝土v 第一节第一节 材料的基本物理性质材料的基本物理性质v 第二节第二节 材料的基本力学性质材料的基本力学性质v 第三节第三节 材料的耐久性材料的耐久性v 第四节第四节 材料的装饰性材料的装饰性主要内容主要内容第一节第一节 材料的物理性质材料的物理性质v 一、与材料积体相关概念一、与材料积体相关概念v 二、材料的密度、表观密度、堆积密度二、材料的密度、表观密度、堆积密度v 三、密实度、孔隙率三、密实度、孔隙率v 四、填充率、空隙率四、填充率、空隙率v 五、与水有关的性质五、与水有关的性质v 六、热工性能六、热工性能一、

4、一、 与材料体积有关的几个概念与材料体积有关的几个概念1、材料结构、材料结构1.1.固体（实体）固体（实体） 2.2.闭口孔隙闭口孔隙 3.3.开口孔隙开口孔隙p 固体（实体）固体（实体）p 孔孔u闭口孔隙闭口孔隙u开口孔隙开口孔隙2 2、材料的体积、材料的体积v体积是材料占有的空间尺寸。体积是材料占有的空间尺寸。v由于材料具有不同的物理状态，因而表现出不同的体积。由于材料具有不同的物理状态，因而表现出不同的体积。v绝密体积、表观体积、堆积体积绝密体积、表观体积、堆积体积v定义：定义：干材料在绝对密实状态下的体积，即材料内干材料在绝对密实状态下的体积，即材料内 部没有孔隙时的体积，或不包括内部

5、孔隙的部没有孔隙时的体积，或不包括内部孔隙的 材料体积。材料体积。v表示方法：表示方法：以表示以表示v测定方法：测定方法：q比较密实的材料，如玻璃、钢材等，通常认为其比较密实的材料，如玻璃、钢材等，通常认为其 于绝对密实状态下，直接测其体积；于绝对密实状态下，直接测其体积； q 一般多孔材料，如砖，应磨成细粉（粒径小于一般多孔材料，如砖，应磨成细粉（粒径小于 0.2mm0.2mm）排除其内部孔隙，用李氏瓶测其实际体积）排除其内部孔隙，用李氏瓶测其实际体积v定义：材料在自然状态下的体积，即整体材料的外定义：材料在自然状态下的体积，即整体材料的外 观体积（含内部孔隙和水分）。观体积（含内部孔隙和水

6、分）。v表示方法：以表示方法：以0 0表示。表示。v测定方法测定方法q对形状规则的材料，直接测量；对形状规则的材料，直接测量；q对形状不规则的材料，蜡封后用排水法测量对形状不规则的材料，蜡封后用排水法测量v定义：粉状或粒状材料，在堆集状态下的总体外观定义：粉状或粒状材料，在堆集状态下的总体外观 体积。体积。v表示方法：以表示方法：以vv表示表示v测定方法：测定方法：q包括了材料间的空隙体积包括了材料间的空隙体积q用既定容积的容器测定用既定容积的容器测定。v与堆积状态有关（与堆积状态有关（同一材料）同一材料）q松散堆积下的体积较大松散堆积下的体积较大q密实堆积状态下的体积较小密实堆积状态下的体积

7、较小二、二、 材料的密度、表观密度、堆积密度材料的密度、表观密度、堆积密度r 定义：材料在绝对密实状态下单位体积的重量。定义：材料在绝对密实状态下单位体积的重量。 计算式：计算式： r r = m/v式中式中 ：r r 密度（密度（kg/m3） m 材料的干燥质量，材料的干燥质量，kg。 v 材料在材料在绝对密实状态下的体积，绝对密实状态下的体积，m3 测定方法：李氏瓶法、排水法、几何法。测定方法：李氏瓶法、排水法、几何法。 意义：反映材料的结构状态，意义：反映材料的结构状态， 例如：用密度控制玻璃例如：用密度控制玻璃 的生产。的生产。有孔材料密度的测定 定义：表观定义：表观密度在自然状态下，

8、材料单位体积的重量 计算式：计算式： 式中式中 r r。 表观密度表观密度，kg/m3。 m 材料的质量，材料的质量，kg。 v。 材料在自然材料在自然状态下的体积，状态下的体积，m3。 测定方法：测定方法：v规则试件：几何计算法；规则试件：几何计算法；v不规则试件：蜡封，饱和排水法不规则试件：蜡封，饱和排水法与含水状态的关系与含水状态的关系：含水量越大，表观密度越小。含水量越大，表观密度越小。mvr 定义：指散粒材料（粉状或粒状材料）在堆积状态下单定义：指散粒材料（粉状或粒状材料）在堆积状态下单 位体积的重量。位体积的重量。 计算式：计算式： 测定方法：测定方法：粉状或粒状材料的质量是指填充

9、在一定容粉状或粒状材料的质量是指填充在一定容 器内的材料质量，其堆积体积是指所用容器内的材料质量，其堆积体积是指所用容器器 的容积而言。的容积而言。 意义：在土木建筑工程中，计算材料用量、构件的自重意义：在土木建筑工程中，计算材料用量、构件的自重 ，配料计算以及确定堆放空间时经常要用到材，配料计算以及确定堆放空间时经常要用到材料料 的密度、表观密度和堆积密度等数据。的密度、表观密度和堆积密度等数据。mvr|几种密度的特点：几种密度的特点：v相同点：相同点：指单位体积质量。（质量指单位体积质量。（质量/ /体积体积）v区别：区别：测试方法不同，获得体积大小不同测试方法不同，获得体积大小不同|体积

10、的测试方法：体积的测试方法：v实体体积实体体积 李氏比重瓶法或排水法李氏比重瓶法或排水法( (粉末粉末) )v表观体积表观体积（实体闭口开口）实体闭口开口） 规则试件：几何计算法；规则试件：几何计算法； 不规则试件：蜡封，饱和排水法不规则试件：蜡封，饱和排水法v堆积体积堆积体积( (实体闭口开口间隙实体闭口开口间隙)密度筒法密度筒法小结小结r 定义：指材料体积内被固体物质充实的程度。定义：指材料体积内被固体物质充实的程度。 计算式：计算式：三、密实度、孔隙率三、密实度、孔隙率%100%100000rrrrmmvvdr 定义：指材料体积内孔隙体积所占材料总体积的比例定义：指材料体积内孔隙体积所占

11、材料总体积的比例 计算式：计算式：%1001%1001%1000000rrp孔隙率与密实度的关系？孔隙率与密实度的关系？孔隙率与材料性质的关系？孔隙率与材料性质的关系？ 材料的强度、材料的表观密度、吸水率、抗渗性、抗材料的强度、材料的表观密度、吸水率、抗渗性、抗冻性、保温性能等。冻性、保温性能等。两个孔隙率相同的同种同体积的材料吸水率是否一定两个孔隙率相同的同种同体积的材料吸水率是否一定相同？相同？材料的性质除了与孔的多少有关外，还与孔的特征、孔的形状有关材料的性质除了与孔的多少有关外，还与孔的特征、孔的形状有关|孔的特征：包括开口孔和闭口孔，孔隙尺寸的大小、孔的特征：包括开口孔和闭口孔，孔隙

12、尺寸的大小、 孔的形状、孔隙在材料内部的分布均匀程度孔的形状、孔隙在材料内部的分布均匀程度某工程顶层欲加保温层，以下两图为两种 材料的剖面。请问选择何种材料？ ab讨论：保温层的目的是外界温度变化对住户的影响，材料保温性能的主要描述指标为导热系数和热容量，其中导热系数越小越好。观察两种材料的剖面，可见a材料为多孔结构，b材料为密实结构，多孔材料的导热系数较小，适于作保温层材料。 某施工队原使用普通烧结粘土砖，后改为 多孔、容量仅700 kg/m3的加气混凝土砌块。 在抹灰前往墙上浇水，发觉原使用的普通烧 结粘土砖易吸足水量，但加气混凝土砌块表 面看来浇水不少，但实则吸水不多，请分析 原因。 分

13、析：加气混凝土砌块虽多孔，但其气孔大多数为“墨水瓶”结构，肚大口小，毛细管作用差，只有少数孔是水分蒸发形成的毛细孔。故吸水及导湿均缓慢，材料的吸水性不仅要看孔数量多少，还需看孔的结构。 五、与水有关的性质五、与水有关的性质|石膏能否用于砌筑桥墩、大坝？石膏能否用于砌筑桥墩、大坝？|建筑红砖能否用作防水材料？建筑红砖能否用作防水材料？|长期与水接触的建筑部位和潮湿部位对建筑材料长期与水接触的建筑部位和潮湿部位对建筑材料有哪些要求？有哪些要求？|与水有关的性质包括：与水有关的性质包括：亲水性和憎水性；吸水性亲水性和憎水性；吸水性| 和吸湿性；耐水性；抗渗性和抗冻性。和吸湿性；耐水性；抗渗性和抗冻性

14、。v根据材料在空气中与水接触时，能否被润湿分为根据材料在空气中与水接触时，能否被润湿分为 亲水性材料：润湿角亲水性材料：润湿角9090 憎水性材料：润湿角憎水性材料：润湿角9090180180 亲水性憎水性v 建筑中大部分无机材料属于亲水材料：混凝土、砂浆等建筑中大部分无机材料属于亲水材料：混凝土、砂浆等v 建筑中大部分有机材料属于憎水材料，沥青、石蜡、塑料建筑中大部分有机材料属于憎水材料，沥青、石蜡、塑料 等属于憎水材料可用作防水材料，也可用于亲水材料的表等属于憎水材料可用作防水材料，也可用于亲水材料的表 面处理。面处理。1 1、亲水性和憎水性、亲水性和憎水性（1）吸水性）吸水性饱水状态（吸

15、水饱和）恒值饱水状态（吸水饱和）恒值定义：材料与水接触吸收水分的性质。定义：材料与水接触吸收水分的性质。指标：用吸水率表示。指标：用吸水率表示。质量吸水率：材料饱水状态质量吸水率：材料饱水状态, ,所吸水分质量占干质量的百分率所吸水分质量占干质量的百分率体积吸水率：材料饱水状态体积吸水率：材料饱水状态, ,所吸收水分体积占干体积百分率所吸收水分体积占干体积百分率2 2. 吸水性与吸湿性吸水性与吸湿性%100干干吸质mmmw%1001wmmmwr干干吸体l材料的吸水性与材料的孔隙率和孔隙特征有关。材料的吸水性与材料的孔隙率和孔隙特征有关。q对于细微连通孔隙，孔隙率愈大，则吸水率愈大。对于细微连通

16、孔隙，孔隙率愈大，则吸水率愈大。闭闭口孔隙水分不能进去，而开口大孔虽然水分易进入，口孔隙水分不能进去，而开口大孔虽然水分易进入，但不能存留，只能润湿孔壁，所以吸水率仍然较小。但不能存留，只能润湿孔壁，所以吸水率仍然较小。l吸水率对材料性质的影响（强度、保温性、抗渗性、抗冻吸水率对材料性质的影响（强度、保温性、抗渗性、抗冻性），性），例如：混凝土的吸水率越大，抗冻性越差。例如：混凝土的吸水率越大，抗冻性越差。l各种材料的吸水率很不相同，差异很大，如花岗岩的吸水各种材料的吸水率很不相同，差异很大，如花岗岩的吸水率只有率只有0.50.7，混凝土的吸水率为，混凝土的吸水率为23，粘土，粘土砖的吸水率达

17、砖的吸水率达820，而木材的吸水率可超过，而木材的吸水率可超过100。（2）吸湿性）吸湿性自然状态自然状态 变值变值 定义定义：材料在潮湿空气中吸收水分的性质。材料在潮湿空气中吸收水分的性质。 指标：指标：含水率含水率 定义：自然状态，材料所含水分质量占其干质量的百分率定义：自然状态，材料所含水分质量占其干质量的百分率 计算式：计算式：。%100干干含含mmmw与空气湿度有关与空气湿度有关 材料的含水率受所处环境中空气湿度的影响。当空气中湿度在材料的含水率受所处环境中空气湿度的影响。当空气中湿度在较长时间内稳定时，材料的吸湿和干燥过程处于平衡状态，此时材较长时间内稳定时，材料的吸湿和干燥过程处

18、于平衡状态，此时材料的含水率保持不变，其含水率叫作材料的料的含水率保持不变，其含水率叫作材料的平衡含水率平衡含水率。选择瓷砖和木材要关注材料的吸水率还是含水率？选择瓷砖和木材要关注材料的吸水率还是含水率？ 定义：耐水性是指材料长期在饱和水作用下，而不破坏，其强定义：耐水性是指材料长期在饱和水作用下，而不破坏，其强 度也不显著降低的性质。度也不显著降低的性质。指标：软化系数（指标：软化系数（k软软） 3 3. 耐水性耐水性干饱软ffk）的抗压强度（：材料吸水饱和状态下饱mpaf）压强度（：材料干燥状态下的抗干mpaf|一般材料吸水后，强度降低，但降低的程度不同，例如：石一般材料吸水后，强度降低，

19、但降低的程度不同，例如：石 膏和混凝土。膏和混凝土。 因为水分会分散在材料内微粒的表面，削弱其内部结合力，则有不同程度的。当材料内含有可溶性物质时（如石膏、石灰等），吸入的水还可能溶解部分物质，造成强度的严重降低。|软化系数的范围波动在软化系数的范围波动在01之间，当软化系数大于之间，当软化系数大于0.80时，时， 认为是耐水性的材料。受水浸泡或处于潮湿环境的建筑物，认为是耐水性的材料。受水浸泡或处于潮湿环境的建筑物， 则必须选用软化系数不低于则必须选用软化系数不低于0.85的材料建造。的材料建造。4 4. 抗渗性抗渗性定义：材料抵抗压力水渗透的性质。定义：材料抵抗压力水渗透的性质。指标：指标

20、：1）渗透系数：）渗透系数： 式中：式中： k k 渗透系数，渗透系数，cm/hcm/h；a a 透水面积，透水面积，cmcm2 2； q q 透水量，透水量，cmcm3 3； t t 时间，时间，h h ；d d 试件厚度，试件厚度，cmcm； h h 静水压力水头，静水压力水头，cmcm。k k的意义的意义：抗渗系数越小，表明抗渗性能越好。抗渗系数越小，表明抗渗性能越好。athqdk 2）抗渗等级）抗渗等级定义：定义：指指用标准方法进行透水试验时，用标准方法进行透水试验时，石料、砼或砂浆石料、砼或砂浆所能承受的最大水压力。所能承受的最大水压力。 表示方法：字母表示方法：字母p+可承受的水压

21、力（以可承受的水压力（以0.1mpa为单位）为单位）来表示抗渗等级。来表示抗渗等级。 举例：如举例：如p4、p6、p8、p10等，表示试件能承受逐步等，表示试件能承受逐步增高至增高至0.4mpa、0.6mpa、0.8mpa、1.0mpa的水压而的水压而不渗透。不渗透。q 抗渗性是决定材料耐久性的主要指标（抗冻性和抗侵蚀性）。抗渗性是决定材料耐久性的主要指标（抗冻性和抗侵蚀性）。q 材料的抗渗性与材料内部的空隙率特别是开口孔隙率有关，材料的抗渗性与材料内部的空隙率特别是开口孔隙率有关， 开口空隙率越大，大孔含量越多，则抗渗性越差。材料的抗开口空隙率越大，大孔含量越多，则抗渗性越差。材料的抗 渗性

22、还与材料的增水性和亲水性有关，增水性材料的抗渗性渗性还与材料的增水性和亲水性有关，增水性材料的抗渗性 优于亲水性材料。优于亲水性材料。q 地下建筑及水工建筑等，因经常受压力水的作用，所用材料地下建筑及水工建筑等，因经常受压力水的作用，所用材料 应具有一定的抗渗性。对于防水材料则应具有好的抗渗性。应具有一定的抗渗性。对于防水材料则应具有好的抗渗性。5 5. 抗冻性抗冻性定义：材料饱水状态下，能经受多次冻融交替作用，既不破坏定义：材料饱水状态下，能经受多次冻融交替作用，既不破坏 强度又不显著下降的性质。强度又不显著下降的性质。指标：抗冻等级指标：抗冻等级 抗压强度下降抗压强度下降25%25%；质量

23、损失；质量损失5%5%时能经受冻融时能经受冻融 循环的循环的最大次数最大次数。 例如：例如： f150混凝土混凝土该混凝土能够抵抗的最大冻该混凝土能够抵抗的最大冻 融循环次数为融循环次数为150次次。材料抗冻标号的选择，足根据结构物的种类、使用条件、气候条件等来决定的。烧结普通砖、陶瓷面砖、轻混凝土等墙体材料，一般要求其抗冻标号为d15或d25；用于桥梁和道路的混凝土应为d50、d100或d200 。水工混凝土要求高达d500。5 5. 抗冻性抗冻性材料吸水后，在负温作用条件下，水在材料毛细孔内冻结成冰，体积膨涨所产生的冻胀压力造成材料的内应力，会使材料遭到局部破坏。随着冻融循环的反复，材料的

24、破坏作用逐步加剧，这种破坏称为冻融破坏。|冻融破坏的表现：表面出现剥落、裂纹、质量损失，强 度降低。 |冻融破坏的原因：孔隙中水结冰体积膨胀，对孔壁造成 压力。 5 5. 抗冻性抗冻性冻融破坏的大坝坝面使用20年高速公路桥5 5. 抗冻性抗冻性5 5. 抗冻性抗冻性|能源紧缺是一个世界性的问题，建筑行业是个耗 能大户，国家规定高层建筑必须采用节能建筑材 料，其中包括墙体节能、屋面节能和门窗节能。墙体节能、屋面节能和门窗节能。建筑节能建筑节能保温材料保温材料热工性质热工性质导热性导热性热容量热容量六、热工性质六、热工性质导热性导热性定义：当材料两面存在温度差时，热量从材料一面通过材料定义：当材料

25、两面存在温度差时，热量从材料一面通过材料传导至另一面的性质，称为材料的导热性。传导至另一面的性质，称为材料的导热性。指标：导热系数指标：导热系数 式中式中 导热系数，（导热系数，（）；传导的热量，）；传导的热量，材料厚度，；材料厚度，； 热传导面积，热传导面积， m m2 2；一热传导时间，一热传导时间，h h（t t2 2-t-t1 1）材料两面温度差，）材料两面温度差，k k)(12ttfzqd各种材料的导热系数差别很大，常见建筑材料的导热系各种材料的导热系数差别很大，常见建筑材料的导热系 数范围是数范围是0.0350.0353.5 w3.5 w(mk)(mk)，工程中通常把，工程中通常把

26、0.230.23 w w(mk)(mk)的材料称为的材料称为绝热材料（保温和隔热材料）绝热材料（保温和隔热材料）。 工程意义：判断材料的保温隔热性能（工程意义：判断材料的保温隔热性能（传热越传热越保温性保温性 物理意义：导热系数为单位厚度物理意义：导热系数为单位厚度(1m)(1m)的材料、两面温度差为的材料、两面温度差为1 1 时、在单位时间时、在单位时间(1s)(1s)内通过单位面积内通过单位面积(1(1) )的热量。的热量。常用建筑材料的热工性质指标常用建筑材料的热工性质指标材料名称材料名称 导热系数导热系数w/(mk) 比热比热j/(gk) 钢钢 55 0.46 玻璃玻璃0.9 花岗岩花

27、岗岩 3.49 0.92 普通混凝土普通混凝土 1.510.88 水泥砂浆水泥砂浆 0.93 0.84 普通粘土砖普通粘土砖 0.81 0.84 粘土空心砖粘土空心砖 0.64 0.92 松木松木 0.170.35 2.51 泡沫塑料泡沫塑料 0.03 1.30 冰冰 2.20 2.05 水水 0.60 4.19 静止空气静止空气 0.023 |材料的化学组成与结构材料的化学组成与结构 p 化学组成不同的材料，其导热系数不同，所以不同材料化学组成不同的材料，其导热系数不同，所以不同材料的导热系数也不同。的导热系数也不同。 p 如：一般情况下，导热系数的大小为：如：一般情况下，导热系数的大小为：

28、 金属材料非金属材料金属材料非金属材料 有机材料有机材料影响导热性的因素：影响导热性的因素：|孔隙率和空隙构造特征孔隙率和空隙构造特征 p，导热性，导热性，原因是静止空气的，原因是静止空气的一般材一般材 料的料的。 p一定时，随着连通孔和粗孔的增多，一定时，随着连通孔和粗孔的增多，因为若孔隙，因为若孔隙 粗粗大或贯通，对流作用加强，大或贯通，对流作用加强，。|材料的湿度和温度材料的湿度和温度 材料受潮后，材料受潮后，导热性，导热性，保温隔热性，保温隔热性（水水空气空气） 材料再受冻，材料再受冻，进一步进一步，保温隔热性进一步，保温隔热性进一步(冰冰水水)。棉袄浸水后保暖性棉袄浸水后保暖性变差？

29、变差？孔多的材料保温性孔多的材料保温性能好？能好？热容热容v定义：材料受热时吸收定义：材料受热时吸收热量，冷却时放出热量热量，冷却时放出热量的性质。用比热容的性质。用比热容c表表示。示。v在建筑工程中的作用：在建筑工程中的作用：大比热容的材料对保持大比热容的材料对保持室内温度的相对稳定有室内温度的相对稳定有很大影响很大影响。材料名称材料名称 比热比热j/(gk) 钢钢 0.46 铜铜 0.38 花岗岩花岗岩 0.92 普通混凝土普通混凝土 0.88 水泥砂浆水泥砂浆 0.84 普通粘土砖普通粘土砖 0.84 粘土空心砖粘土空心砖 0.92 松木松木 2.51 泡沫塑料泡沫塑料 1.30 冰冰

30、2.05 水水 4.19 1 1中空玻璃为什么比同厚度的实心玻中空玻璃为什么比同厚度的实心玻 璃保温性能好？璃保温性能好？2 2保温材料为什么保持干燥状态保温保温材料为什么保持干燥状态保温 效果较好？效果较好？|一、材料的强度一、材料的强度|二、弹性和塑性二、弹性和塑性|三、脆性和韧性三、脆性和韧性|四、硬度和耐磨性四、硬度和耐磨性第三节第三节 材料的力学性质材料的力学性质一、材料的强度l1.1.强度强度q材料的强度是材料在应力作用下抵抗破坏的能力。通常材料的强度是材料在应力作用下抵抗破坏的能力。通常情况下，材料内部的应力多由外力（或荷载）作用而引情况下，材料内部的应力多由外力（或荷载）作用而

31、引起，随着外力增加，应力也随之增大，直至应力超过材起，随着外力增加，应力也随之增大，直至应力超过材料内部质点所能抵抗的极限，即强度极限，材料发生破料内部质点所能抵抗的极限，即强度极限，材料发生破坏。坏。q在工程上，通常采用破坏试验法对材料的强度进行实测。在工程上，通常采用破坏试验法对材料的强度进行实测。将预先制作的试件放置在材料试验机上，施加外力（荷将预先制作的试件放置在材料试验机上，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强度。|2.根据外力作用方式不同分类: q 抗压强度、抗拉强度、 抗弯强度（或抗折强度）

32、 及抗剪强度。如下图所示：混凝土路面砖抗折强度试验|材料的抗压、抗拉、抗剪强度可直接由下式计算：affmaxf-材料强度， mpafmax-材料破坏时的最大荷载，na-试件受力面积，mm2v 抗弯强度（抗折强度抗弯强度（抗折强度 ）223bhflf 单点加荷：单点加荷：三分点加荷：三分点加荷：2bhflf pppplpll/3l/3l/3p/2p/2bpp(a)(b)(c)(d)根据极限强度的大小，划分为不同的强度等级或标号。 3.强度等级强度和强度等级的联系与区别强度等级是人为规定的强度范围强度指的是材料的极限值，是唯一的,是实测值强度等级的确定必须以其极限强度值为依据,每一强度等级则包含一

33、系列强度值用于评价材料是否轻质高强。如 c30 m10 q2354.比强度材料的强度与其表观密度的比值1)材料的组成、结构与构造2)孔隙率与孔隙特征3)试件的形状和尺寸4)加荷速度5)试验环境的温度、湿度6)受力面状态|弹性弹性q 定义：定义：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能够完材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能够完 全恢复原来形状的性质。这种完全恢复的变形称为弹全恢复原来形状的性质。这种完全恢复的变形称为弹 性变形（或瞬时变形）。性变形（或瞬时变形）。q 指标：指标：弹性模量弹性模量 q意义：意义：e e表示材料抵抗变形的指标，表示材料抵抗变形的指标，e e值越大，材料越不

34、易变值越大，材料越不易变 形，即抵抗变形的能力越强。形，即抵抗变形的能力越强。二、弹性和塑性二、弹性和塑性e|2 2、塑性：塑性：q定义：定义：材料在外力作用下产生变形，如果外力取消后，仍能材料在外力作用下产生变形，如果外力取消后，仍能 保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质。保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质。 这种不能恢复的变形称为塑性变形（或永久变形）。这种不能恢复的变形称为塑性变形（或永久变形）。q 常见塑性材料：常见塑性材料：混凝土拌合物、水泥浆、钢材、沥青等混凝土拌合物、水泥浆、钢材、沥青等play|1、脆性、脆性q定义：定义：当外力达到一定限度后，材料突然破坏，而

35、破坏时当外力达到一定限度后，材料突然破坏，而破坏时 并无并无 明显的塑性变形的性质。明显的塑性变形的性质。q 特点：特点：破坏时，变形小；抗压强度高而抗拉、抗折强度低破坏时，变形小；抗压强度高而抗拉、抗折强度低q 脆性材料：脆性材料：大部分无机非金属材料均属脆性材料，如天然大部分无机非金属材料均属脆性材料，如天然 石材，烧结普通砖、陶瓷、玻璃、普通混凝土石材，烧结普通砖、陶瓷、玻璃、普通混凝土 砂浆等。砂浆等。三、脆性和韧性|2、韧性（冲击韧性）、韧性（冲击韧性）q定义：定义：在冲击、震动荷载作用下，材料能够吸收较大的能在冲击、震动荷载作用下，材料能够吸收较大的能 量，同时也能产生一定的变形而

36、不致破坏的性质。量，同时也能产生一定的变形而不致破坏的性质。q 韧性材料：韧性材料：低碳钢、木材、玻璃钢等。采用冲击试验测定低碳钢、木材、玻璃钢等。采用冲击试验测定q路面、桥梁、吊车梁以及有抗震要求的结构都要考虑材料路面、桥梁、吊车梁以及有抗震要求的结构都要考虑材料的韧性。的韧性。四、硬度和耐磨性四、硬度和耐磨性v 1. 1.硬度硬度q定义：定义：材料表面的坚硬程度，是抵抗其它硬物刻划、压材料表面的坚硬程度，是抵抗其它硬物刻划、压 入其表面的能力入其表面的能力q分类：分类：摩氏硬度（石料、陶瓷等）；摩氏硬度（石料、陶瓷等）； 布氏布氏、洛氏硬度（金属材料）。、洛氏硬度（金属材料）。 q测定方法

37、：测定方法：刻划法，回弹法和压入法刻划法，回弹法和压入法o刻划法：刻划法：用于天然矿物硬度的划分，按滑石、石膏、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、黄晶方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄晶 刚玉、金刚石的顺序，分为个硬度等级刚玉、金刚石的顺序，分为个硬度等级o 回弹法：回弹法：用于测定混凝土表面硬度，并间接推算混凝用于测定混凝土表面硬度，并间接推算混凝 土的强度土的强度v 2 .2 .耐磨性耐磨性 定义：定义：耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力。耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力。 指标：指标：材料的耐磨性用磨耗率表示材料的耐磨性用磨耗率表示 计算公式：计算公式

38、：式中：式中：g-g-材料的磨耗率，材料的磨耗率， （g/cmg/cm2 2）m m1 1 - -材料磨损前的质量，（材料磨损前的质量，（g g）m m2 2-材料磨损后的质量，（材料磨损后的质量，（g g）a-a-材料试件的受磨面积材料试件的受磨面积 （cmcm2 2）ammg211. .影响材料强度测试结果的试验条件有哪些？影响材料强度测试结果的试验条件有哪些？2.2.材料的强度与强度等级有何区别？材料的强度与强度等级有何区别？3.3.在有冲击、振动荷载的部位宜选用具有哪些在有冲击、振动荷载的部位宜选用具有哪些特性的材料？为什么？特性的材料？为什么？| 定定 义义| 材料的耐久性是泛指材料

39、在使用条件下，受各种内在或外来材料的耐久性是泛指材料在使用条件下，受各种内在或外来|自然因素及有害介质的作用，能长久地保持其使用性能的性质。自然因素及有害介质的作用，能长久地保持其使用性能的性质。| 破坏作用破坏作用| 材料在建筑物之中，除要受到各种外力的作用之外，还经常材料在建筑物之中，除要受到各种外力的作用之外，还经常要受到环境中许多自然因素的破坏作用。这些破坏作用包括物理要受到环境中许多自然因素的破坏作用。这些破坏作用包括物理、化学、机械及生物的作用。、化学、机械及生物的作用。第四节第四节 材料的耐久性材料的耐久性|物理作用：物理作用：可有干湿变化、温度变化及冻融变化等。这些作用将可有干

40、湿变化、温度变化及冻融变化等。这些作用将 使材料发生体积的胀缩，或导致内部裂缝的扩展。时使材料发生体积的胀缩，或导致内部裂缝的扩展。时 间长久之后即会使材料逐渐破坏。在寒冷地区，冻融间长久之后即会使材料逐渐破坏。在寒冷地区，冻融 变化对材料会起着显著的破坏作用。在高温环境下，变化对材料会起着显著的破坏作用。在高温环境下， 经常处于高温状态的建筑物或构筑物，所选用的建筑经常处于高温状态的建筑物或构筑物，所选用的建筑 材料要具有耐热性能。材料要具有耐热性能。|化学作用：化学作用：包括大气、环境水以及使用条件下酸、碱、盐等液体包括大气、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。或有害气体对材料的侵蚀作用。|机械作用：机械作用：包括使用荷载的持续作用，交变荷载引起材料疲劳，包括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。冲击、磨损、磨耗等。|生物作用：生物作用：包括菌类、昆虫等的作用而使材料腐朽、蛀蚀而破坏。包括菌类、昆虫等的作用而使材料腐朽、蛀蚀而破坏。n砖、石料、混凝土等矿物材料，多