土木工程材料基本性質(zhì)

土木工程材料基本性質(zhì)第一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二緒論（★）第一章土木工程材料基本性質(zhì)（★★）第二章建筑金屬材料（★★★）第三章無機(jī)膠凝材料（★★）第四章混凝土與砂漿（★★★）第五章砌體材料（★）第六章瀝青和瀝青混合材料（★）第七章合成高分子材料（★）第八章木材(自學(xué)）第九章建筑功能材料（★）主要教學(xué)內(nèi)容第二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二緒論一、土木工程材料的范疇和分類二、土木工程與材料的關(guān)系技術(shù)準(zhǔn)標(biāo)簡介三、土木工程材料學(xué)習(xí)方法與要求學(xué)習(xí)目標(biāo)是了解土木工程材料的分類，明確土木工程材料在工程中的重要地位，重點(diǎn)是了解土木工程材料的分類、了解各類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。第三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二一、土木工程材料的范疇和分類廣義土木工程材料：構(gòu)成建筑、構(gòu)筑物的材料；輔助材料；消防水電通訊等器材狹義土木工程材料：直接構(gòu)成土木工程實(shí)體的材料；本書介紹狹義土木工程材料按化學(xué)成分分：無機(jī)材料有機(jī)材料 復(fù)合材料第四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二二、土木工程與材料的關(guān)系技術(shù)準(zhǔn)標(biāo)簡介土木工程材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）：指對全國范圍的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)及生產(chǎn)發(fā)展有重大意義的標(biāo)準(zhǔn)。它是由國家標(biāo)準(zhǔn)主管部門委托有關(guān)部門起草，或有關(guān)部委提出批報(bào)，經(jīng)國家技術(shù)監(jiān)督局會同各有關(guān)部委審批，并由國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布。GB標(biāo)準(zhǔn)為強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)，任何技術(shù)（產(chǎn)品）不得低于此標(biāo)準(zhǔn)

GB175-1999硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥

國家標(biāo)準(zhǔn)的代號

標(biāo)準(zhǔn)編號

標(biāo)準(zhǔn)頒布年代號

標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)（產(chǎn)品）名稱

推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)，以“GB/T”為標(biāo)準(zhǔn)代號第五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：全國性的某行業(yè)范圍的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。由國家中央部委標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)指定有關(guān)研究院所、大專院校、工廠等單位提出或聯(lián)合提出，報(bào)中央部委主管部門審批后發(fā)布，并報(bào)國家技術(shù)監(jiān)督局備案。

JC/T479-92建筑生石灰

建材行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)代號

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的二類類目順序號

推薦標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)頒發(fā)年代號

標(biāo)準(zhǔn)名稱第六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二地方標(biāo)準(zhǔn)與企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：凡國家、部未能頒布的產(chǎn)品與過程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可由相應(yīng)的工廠、公司等單位，根據(jù)生產(chǎn)廠能保證的產(chǎn)品質(zhì)量水平所制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，報(bào)請本地區(qū)或本行業(yè)有關(guān)主管部門審批后，在該地區(qū)或行業(yè)中執(zhí)行。國際標(biāo)準(zhǔn)：①團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)和公司標(biāo)準(zhǔn)。指國際上有影響的團(tuán)體和公司的標(biāo)準(zhǔn)。如美國材料與實(shí)驗(yàn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)（ASTM）等。

②區(qū)域性標(biāo)準(zhǔn)。如德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(DIN)等。

③國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)，代號ISO。第七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二三、土木工程材料學(xué)習(xí)方法與要求①按主線有重地點(diǎn)面結(jié)合學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)時(shí)以材料組成、結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用為主線。重點(diǎn)是掌握性能與應(yīng)用。對材料生產(chǎn)只作一般性了解。內(nèi)容較多，不可能面面俱到有重點(diǎn)地學(xué)習(xí)，

②知識、能力和素質(zhì)的有機(jī)統(tǒng)一學(xué)習(xí)本課程不僅僅是掌握有關(guān)的基本專業(yè)知識更重要的是培養(yǎng)分析、解決問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提高綜合素質(zhì)。工程實(shí)例是為引導(dǎo)大家理論聯(lián)系實(shí)際。

第八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二§1.1材料的物理性質(zhì)

熟練掌握土木工程材料的基本物理性質(zhì)本節(jié)主要討論以下5個(gè)問題一、材料的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)：密度、表觀密度、堆積密度二、密實(shí)度、孔隙率、空隙率、填充率三、材料與水有關(guān)的性質(zhì)四、材料的熱工性質(zhì)五、材料的耐熱性與耐燃性第九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二1、密度：①定義：材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量（比重）②測定：除鋼材、玻璃等少數(shù)材料外，絕大多數(shù)材料都有孔隙，一般進(jìn)行磨細(xì)，干燥后用李氏瓶測其體積（磚、石材）；另外，用排液置換法測量卵石等致密材料近似密度。③特點(diǎn)：不變值一、材料的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)：第十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二一、材料的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)：1、密度：①定義：材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量（比重）材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積，cm3

②測定：除鋼材、玻璃等少數(shù)材料外，絕大多數(shù)材料都有孔隙，一般進(jìn)行磨細(xì)，干燥后用李氏瓶測其體積（磚、石材）；另外，用排液置換法測量卵石等致密材料近似密度。③特點(diǎn)：不變值第十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二2、表觀密度（俗稱容重）①定義：材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量（重量）②測定：與材料含水情況有關(guān)，故測表觀密度時(shí)，應(yīng)注明含水情況，通常是指在氣干狀態(tài)（長期在空氣中狀態(tài)）下的表觀密度，在烘干狀態(tài)下的表觀密度稱為干表觀密度。③特點(diǎn)：變化值第十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二3.體積密度①定義：指材料在自然狀態(tài)下單位體積（包括材料實(shí)體積及開口孔隙、閉口孔隙）的質(zhì)量。俗稱容重，按下式計(jì)算：式中—材料的體積密度kg/m3或g/cm3；—材料的質(zhì)量，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，該質(zhì)量是指自然狀態(tài)下的氣干質(zhì)量?！牧显谧匀粻顟B(tài)下的體積，包括材料實(shí)體積及內(nèi)部孔隙（開口孔隙和閉口孔隙）。②測定：一般是在通風(fēng)良好的室內(nèi)放置7天后測得的質(zhì)量；③特點(diǎn)：一般用于塊體材料。第十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二如下圖所示。第十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二

4、堆積密度（松散容重）①定義：散粒材料在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。②測定：包含了顆粒之間的空隙③特點(diǎn)：變化值，在容器內(nèi)或規(guī)則性堆積第十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二

常用材料的密度、表觀密度，堆積密度材料名稱密度g/cm3

表觀密度g/cm3

堆積密度g/cm3

鋼材7.85————松木1.550.40~0.80——水泥2.80~3.20——900~1300砂2.662.651450~1650碎石（石灰石）2.60~2.802.601400~1700普通混凝土2.601.95~2.50——普通黏土磚2.601.60~1.90——第十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二二、密實(shí)度孔隙率空隙率填充率

1、密實(shí)度：材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度（物質(zhì)占比例）

2、孔隙率：孔隙的多少（孔隙所占比例）第十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二開口孔隙率先與閉口孔隙對應(yīng)在于開口孔和閉口孔的孔隙率稱為開口孔隙和閉口孔隙率式中—開口孔的體積。第十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二3、空隙率：散粒材料在某堆積體積中，顆粒之間的空隙體積所占的比率P′反映了散粒材料的顆粒互相填充的密實(shí)程度4、填充率：散粒材料在某堆積體積中被顆粒填充的程度

空隙率考慮的是材料顆料間的空隙，這對填充和粘結(jié)散粒材料時(shí)，研究散粒狀材料的空隙結(jié)構(gòu)和計(jì)算膠結(jié)材料的需要量十分重要

第十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二三、材料與水有關(guān)的性質(zhì)1、親水性、憎水性（疏水性）2、材料的含水狀態(tài)3、材料的吸水性與吸濕性4、材料的耐水性5、材料的抗?jié)B性6、材料的抗凍性第二十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二1、材料的親水性與憎水性1、親水性與憎水性：當(dāng)材料與水接觸時(shí)，有些材料能被水潤濕，有些材料則不能被水潤濕，前者稱材料具有親水性，后者稱具有憎水性。

潤濕邊角：材料被水濕潤的情況可用潤濕邊角θ表示。當(dāng)材料與水接觸時(shí)，在材料、水以及空氣三相的交點(diǎn)處，作沿水滴表面的切線，此切線與材料和水接觸面的夾角θ，稱為潤濕邊角第二十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二親水性材料：當(dāng)θ≤90°時(shí)，材料表面吸附水，材料能被水潤濕而表現(xiàn)出親水性，這種材料稱親水性材料。例如：磚、木、混凝土等。憎水性材料：當(dāng)θ＞90°時(shí)，材料表面不吸附水，此稱憎水性材料。例如：瀝青、石蠟等。當(dāng)θ=0°時(shí)，表明材料完全被水潤濕，稱為鋪展。第二十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二材料的含水狀態(tài)（親水性材料）基本含水狀態(tài)(a)干燥狀態(tài)-材料的孔隙中不含水或含水極微(b)氣干狀態(tài)-材料的孔隙中所含水與大氣濕度相平衡(c)飽和面干-材料表面干燥，而孔隙中充滿水達(dá)到飽和(d)濕潤狀態(tài)-材料不僅孔隙中含水飽和,而且表面上為水濕潤附有一層水膜第二十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二2、材料的吸水性和吸濕性1）吸水性：材料在水中吸水的性質(zhì)。用吸水率表示吸水性：質(zhì)量吸水率、體積吸水率A.質(zhì)量吸水率：材料吸水飽和時(shí)，吸收的水分質(zhì)量占材料干燥時(shí)質(zhì)量的百分率：B.體積吸水率：材料吸水飽和時(shí)，吸收的水分體積占材料干燥時(shí)體積的百分率：質(zhì)量吸水率與體積吸水率關(guān)系：材料在吸水飽和的重量

材料在干燥狀態(tài)下的重量

干燥材料體積，cm3

第二十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二2）吸濕性：用含水率表示親水材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。還濕性：親水材料在干燥空氣中放出所含水分的性質(zhì)。含水率影響材料含水率的因素：環(huán)境的溫度和濕度平衡含水率：材料中所含水分與環(huán)境溫度所對應(yīng)的濕度相平衡時(shí)的含水率。在某一短時(shí)平衡，變值。材料在吸濕狀態(tài)下的重量

材料在干燥狀態(tài)下的重量

第二十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二

材料的吸水性與材料的孔隙率和孔隙特征有關(guān)。對于細(xì)微連通孔隙，孔隙率愈大，則吸水率愈大。閉口孔隙水分不能進(jìn)去，而開口大孔雖然水分易進(jìn)入，但不能存留，只能潤濕孔壁，所以吸水率仍然較小。各種材料的吸水率很不相同，差異很大如花崗巖的吸水率只有0.5％-0.7％混凝土的吸水率為2％-3％粘土磚的吸水率達(dá)8％-20％木材的吸水率可超過100％材料的吸水性與什么有關(guān)？第二十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二3、材料的耐水性定義：材料長期在飽和水作用下不被破壞，強(qiáng)度也無明顯下降的性質(zhì)。軟化系數(shù)：KR

在0-1之間耐水材料：KR

＞0.85

鋼材、玻璃、瀝青KR=1；黏土KR=0要求：長期處于水中或潮濕環(huán)境中的重要結(jié)構(gòu)KR

＞0.85用于受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)：KR≥0.75KR=材料吸水飽和后的抗壓強(qiáng)度/材料干燥時(shí)的抗壓強(qiáng)度第二十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二4、抗?jié)B性定義：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)影響因素：孔隙率及孔隙特征開口的連通大孔越多抗?jié)B性越差閉口孔隙率大的材料抗?jié)B性仍可良好抗?jié)B等級:以規(guī)定的時(shí)間在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下所能承受的最大水壓力（MPa）來確定，材料可以抵抗0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa水壓力：滲透系數(shù)：一定厚度d的材料，在一定水壓力H作用下，在單位時(shí)間t內(nèi)透過單位面積的水量Q。抗?jié)B性是決定材料耐久性的主要指標(biāo)第二十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二5、抗凍性定義：材料在吸水飽和狀態(tài)下能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破環(huán)，強(qiáng)度不明顯降低的性質(zhì)?？箖鰳?biāo)號（Fn）：混凝土F50含義：混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件經(jīng)28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后，浸水4d吸水飽和,在-15Co--20Co條件下凍6h,在10-20oC水中融6h，一凍一融為一次凍融，經(jīng)50次的凍融循環(huán)后，質(zhì)量損失不大于5%，強(qiáng)度損失不超過25%也無明顯損壞和剝落，則該混凝土達(dá)到F50。凍融破壞：材料吸水后，在負(fù)溫度下，水在毛細(xì)管內(nèi)結(jié)冰，體積膨脹約9％，冰的動脹壓力造成材料的內(nèi)應(yīng)力，使材料遭到局部破壞，隨著冰凍、融化的循環(huán)作用，對材料的破壞加劇，這種破壞即為凍融破壞。第二十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二討論：材料與水有關(guān)的性質(zhì)主要和哪些因素有關(guān)？1、材料中所吸水分是通過開口孔隙吸入的，故開口孔隙率愈大，則材料的吸水量愈多。材料的吸水性與材料的孔隙率和孔隙特征有關(guān)。2、材料的吸濕性隨空氣的濕度和環(huán)境溫度的變化而改變，當(dāng)空氣濕度較大且溫度較低時(shí)，材料的含水率就大，反之則小。3、材料的抗?jié)B性與材料內(nèi)部的孔隙率特別是開口孔隙率有關(guān)，開口孔隙率越大，大孔含量越多，則抗?jié)B性越差。材料的抗?jié)B性還與材料的憎水性和親水性有關(guān)，憎水性材料的抗?jié)B性優(yōu)于親水性材料。4、材料的抗凍性取決于其孔隙率、孔隙特征及充水程度。5、從外界條件來看，材料受凍融破壞的程度，與凍融溫度、結(jié)冰速度、凍融頻繁程度等因素有關(guān)。環(huán)境溫度愈低、降溫愈快、凍融愈頻繁，則材料受凍破壞愈嚴(yán)重。材料的凍融破壞作用是從外表面開始產(chǎn)生剝落，逐漸向內(nèi)部深入發(fā)展。第三十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二四、材料的熱工性質(zhì)

1、熱容性2、導(dǎo)熱性3、熱變形性4、耐燃性材料的導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量是設(shè)計(jì)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)（墻體、屋蓋）進(jìn)行熱工計(jì)算時(shí)的重要參數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)較小而熱容量較大的建筑材料，以使建筑物保持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定性。同時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)也是工業(yè)窯爐熱工計(jì)算和確定冷藏庫絕熱層厚度時(shí)的重要數(shù)據(jù)。

材料的熱容：指材料在溫度變化時(shí)吸收和放出熱量的能力。導(dǎo)熱性：指當(dāng)材料兩側(cè)有溫度差時(shí)熱量由高溫側(cè)向低溫側(cè)傳遞的能力，用導(dǎo)熱系數(shù)來表示。熱變形性:指材料在溫度變化時(shí)的尺寸變化耐燃性：指材料對火焰和高溫度的抵抗能力。第三十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二

1、熱容量和比熱熱容量是指材料受熱時(shí)吸收熱量和冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)。用熱容量來比較材料熱容性差別材料的比熱，kJ／(kg·K)。材料受熱或冷卻前后的溫度差，K材料的熱容量，kJ材料的質(zhì)量，kg

材料比熱的物理意義是指1kg重的材料，在溫度每改變1K時(shí)所吸收或放出的熱量。用公式表示為第三十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二2、導(dǎo)熱性導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義是：厚度為1m的材料，當(dāng)溫度每改變1K時(shí)，在lh時(shí)間內(nèi)通過1m2面積的熱量。用公式表示為：當(dāng)材料兩側(cè)存在溫度差時(shí)，熱量將由溫度高的一側(cè)、通過材料傳遞到溫度低的一側(cè)，材料的這種傳導(dǎo)熱量的能力，稱為導(dǎo)熱性。材料的導(dǎo)熱性可用導(dǎo)熱系數(shù)來表示

材料的導(dǎo)熱系數(shù)愈小，表示其絕熱性能愈好。各種材料的導(dǎo)熱系數(shù)差別很大，工程中通常把λ＜0.23W／(m·K)的材料稱為絕熱材料。λ—材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/（m·K）a

—材料的厚度，mZ-傳熱時(shí)間，hA

—材料傳熱的面積，m2；第三十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二材料名稱導(dǎo)熱系數(shù)W/(m·K)比熱J/(g·K)鋼550.46銅3700.38花崗巖3.490.92普通混凝土280.88水泥砂漿0.930.84普通粘土磚0.810.84粘土空心磚0.640.92松木0.17～0.352.51泡沫塑料0.031.30冰2.202.05水0.604.19靜止空氣0.025

常用土木工程材料的熱工性質(zhì)指標(biāo)第三十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二3、熱變形性用線膨脹系數(shù)表示熱變形性：熱變形性:指材料在溫度變化時(shí)的尺寸變化4、耐燃性：材料對火焰和高溫度的抵抗能力稱為材料的耐燃性，是影響建筑物防火、建筑結(jié)構(gòu)耐火等級的一項(xiàng)因素。可把建筑材料分為三類：

①非燃燒材料：在空氣中受到火燒或高溫高熱作用不起火、不碳化、不微燃的材料，如鋼鐵、磚、石等。②難燃材料：在空氣中受到火燒或高溫高熱作用時(shí)難起火、難微燃、難碳化，當(dāng)火源移走后，已有的燃燒或微燃立即停止的材料，如經(jīng)過防火處理的木材和刨花板等。③可燃材料：在空氣中受到火燒或高溫高熱作用時(shí)立即起火或微燃，且火源移走后仍繼續(xù)燃燒的材料，如木材、竹材等。第三十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二§1.2材料的力學(xué)性質(zhì)

本節(jié)共討論以下四個(gè)問題一、材料的強(qiáng)度強(qiáng)度等級比強(qiáng)度理論強(qiáng)度二、材料的彈性與塑性三、材料的脆性與韌性四、材料的硬度和耐磨性材料的力學(xué)性質(zhì)指材料在外力作用下所引起變化的性質(zhì)。這些變化包括材料的變形和破壞。材料的變形指在外力的作用下，通過形狀的改變來吸收能量。

第三十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二一、材料的強(qiáng)度強(qiáng)度等級比強(qiáng)度理論強(qiáng)度1、強(qiáng)度：在外力作用下，材料抵抗破壞的能力材料在外力作用下破環(huán)時(shí)能承受的最大應(yīng)力。(ａ)抗壓(ｂ)抗拉(ｃ)抗彎(ｄ)抗剪抗彎強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度：第三十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二影響材料強(qiáng)度的因素自身因素材料的組成和結(jié)構(gòu)材料的孔隙率含水率試件尺寸大小受力形式和受力方向試件表面平整度等第三十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二材料抗壓抗拉抗彎花崗巖100~2505~810~14燒結(jié)普通磚7.5~30——1.6~4.0普通混凝土7.5~601~9——松木（順紋）30~5080~12060~100建筑鋼材240~1500240~1500——常用材料的強(qiáng)度（Mpa）第三十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二2、強(qiáng)度等級：材料按其強(qiáng)度的大小分為若干不同的等級（標(biāo)號）劃分等級的作用：（1）掌握材料性質(zhì)，合理選用材料 （2）正確進(jìn)行設(shè)計(jì)（3）控制工程質(zhì)量等混凝土：C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80第四十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二3、材料的比強(qiáng)度：單位體積重量的材料強(qiáng)度，即材料的強(qiáng)度與其表觀密度之比。優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料，應(yīng)具有較高的比強(qiáng)度（mpacm3/g）

衡量材料是否輕質(zhì)高強(qiáng)的指標(biāo)高強(qiáng)度鋼絲：1100/7.85=140普通混凝土:40/2.4=17輕骨料混凝土:40/1.8=22玻璃增強(qiáng)塑料：450/2=225燒結(jié)普通磚:15/1.7=9第四十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二4、理論強(qiáng)度：從材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的理論上來分析材料所能承受的最大應(yīng)力實(shí)際強(qiáng)度：通過試驗(yàn)實(shí)際測定的例：材料的理論抗拉強(qiáng)度公式：式中ft—理論抗拉強(qiáng)度paE—彈性模量N/m2r—固體表面能d—原子間距離，平均2×10-10m材料的理論強(qiáng)度>實(shí)際強(qiáng)度碳素鋼：400mpa鋼:理論強(qiáng)度3000mpa

高強(qiáng)度鋼絲：1800mpa第四十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二二、材料的彈性和塑性（使用時(shí)受力性質(zhì)）

1、彈性：這種完全恢復(fù)的變形稱為彈性變形（瞬時(shí)變形）2、塑性：這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形（永久變形）（a）彈性變形曲線（b）塑性變形曲線

實(shí)際上，單純的彈性材料是沒有的，大多數(shù)材料在受力不大的情況下表現(xiàn)為彈性，受力超過一定限度后則表現(xiàn)為塑性，所以可稱之為彈塑性材料。

第四十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二三、材料的脆性與韌性（破壞時(shí)的性質(zhì)）1、脆性：材料受力達(dá)到一定程度，突然發(fā)生破壞，且破壞時(shí)無明顯塑性變形，材料的這種性質(zhì)稱為脆性。脆性特點(diǎn)：受力達(dá)到破壞荷載值時(shí)變形值很小，不利于受震動沖擊，抗拉強(qiáng)度<<抗壓強(qiáng)度2、韌性（沖擊韌性）：在沖擊、震動荷載作用下，材料能吸收較大能量，同時(shí)也能產(chǎn)生一定的變形而不致破壞的性質(zhì)。例如：鑄鐵、硅、石材、陶瓷、玻璃。例：吊車梁、橋梁、路面等結(jié)構(gòu)具有很好的沖擊韌性第四十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二四、材料的硬度和耐磨性

1硬度:是指材料表面抵抗較硬物壓入或刻劃的能力。反映了材料的耐磨性和加工的難易程度。測量方法：壓入法，刻劃法。壓入法：常用測定金屬材料等的硬度，根據(jù)壓痕的面積和深度測定材料硬度。稱為R氏硬度。刻劃法：用硬度不同的材料對被測材料的表面進(jìn)行刻劃，通過它們對材料的劃痕來確定材料的硬度。稱為莫氏硬度?？虅澐ǎ撼Ｓ脕頊y定天然礦物的硬度。按照材料的硬度分為10個(gè)等級：滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、正長石、石英、黃玉、剛玉、金剛石。第四十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二2耐磨性：材料抵抗磨損的能力。磨損：材料與其他物質(zhì)由于表面摩擦作用使質(zhì)量和體積減小的現(xiàn)象。耐磨性用磨損率來表示：式中M—磨損率，g/cm2M0—磨前質(zhì)量，gM1—磨后質(zhì)量，gA—試樣受磨面積，cm2第四十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二§1.3材料的耐久性

本節(jié)討論以下問題：一、耐久性定義；二、影響材料耐久性、結(jié)構(gòu)耐久性的因素；三、研究材料耐久性的重要意義耐久性是一種復(fù)雜的、綜合的性質(zhì),包括材料的抗凍性、耐熱性和耐腐蝕性等。材料在使用過程中，除受到各種外力作用外，還要受到環(huán)境中各種自然因素的破壞作用，這些破壞作用可分為物理作用、化學(xué)作用和生物作用。要根據(jù)材料所處的結(jié)構(gòu)部位和使用環(huán)境等因素，綜合考慮其耐久性，并根據(jù)各種材料的耐久性特點(diǎn)，合理地選用。第四十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二一、耐久性：指材料在長期使用條件下，受各種內(nèi)在或外在因素作用，能長期不被破壞不失去原有性能，仍能正常使用的特性。二、影響材料耐久性、結(jié)構(gòu)耐久性的因素破壞因素的種類：物理作用、機(jī)械作用、化學(xué)作用、生物作用等。第四十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二內(nèi)因第四十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二外因第五十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期二

§1.4材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

及其對性能的影響一、材料的組成及其姨材料心質(zhì)的影響1.化學(xué)組成化學(xué)組成是指構(gòu)成材料的化學(xué)元素和化合物的種類與數(shù)量。當(dāng)材料處于某一環(huán)境中，材料與環(huán)境中的某一物質(zhì)間必然要按化學(xué)變化的規(guī)律發(fā)生作用，如木材的易用燃、腐朽，混凝土受酸堿鹽的侵蝕、鋼材的銹蝕等者屬化學(xué)作。2.礦物組成這里的礦物是指無機(jī)非金屬材料具有特定的晶體結(jié)構(gòu)，特定的物理力學(xué)性能的組織結(jié)構(gòu)，礦物組成是指構(gòu)成材料的礦物的種類與數(shù)量，是決定材料性質(zhì)的重要因素。第五十一頁，共五十八頁，編