材料的基本属性1-4.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二节 材料的力学性能,一、,材料强度,（一）材料的强度,1,、定义：材料在外力,(,荷载,),作用下抵抗破坏的能力。,2,、原理：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。,3,、分类,P,P,P,P,P,P,材料的抗拉、抗压和抗剪强度的计算式为：,式中：,f,材料的抗压、抗拉、抗剪强度，,MPa,P,材料承受的最大荷载，,A,材料的受力面积，,mm,2,（二）强度等级,强度等级的定义：,大多数建筑材料根据其,极限强度,的大小，把材料划分为若干不同的等级，称为材料的强度等级；,材料强度等级划分的标准：,a),脆性材料,主要根据其,抗压强度,来划分强度等级，如混凝土、水泥、粘土砖等；,例：混凝土的强度等级划分为,14,级：,C15,、,C20,等,;,b),韧性材料,主要根据其,抗拉强度,来划分强度等级，如钢材等；,如钢材分为,Q195,215,235,255,275,等,三、比强度,比强度：是指材料的强度与其表观密度的比值；,比强度的意义：,（,1,）衡量材料轻质高强性能的一项重要指标；,（,2,）选用比强度高的材料或者提高材料的比强度，对大跨度、超高度建筑十分有利。,二、,弹性和塑性,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称为弹性。这种完全恢复的变形称为,弹性变形,（,或,瞬时变形,）。,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称为塑性。这种不能恢复的变形称为,塑性变形,（或,永久变形,）。,三、,脆性和韧性,材料受力达到一定程度时，突然发生破坏，并无明显的变形，材料的这种性质称为,脆性,。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、砂浆等。脆性材料的另一特点是抗压强度高而抗拉、抗折强度低。在工程中使用时，应注意发挥这类材料的特性。,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。,问题：脆性材料和塑性材料的主要区别是什么？,第三节,材料的耐久性,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。,化学作用,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。,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，冲击、磨损、磨耗等。,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。,砖、石料、混凝土等,矿物材料,，多是由于物理作用而破坏，也可能同时会受到化学作用的破坏。,金属材料,主要是由于化学作用引起的腐蚀。木材等,有机质材料,常因生物作用而破坏。,沥青材料、高分子材料,在阳光、空气和热的作用下，会逐渐老化而使材料变脆或开裂。,材料的耐久性指标是根据工程所处的环境条件来决定的。,例如处于冻融环境的工程，所用材料的耐久性以抗冻性指标来表示。处于暴露环境的有机材料，其耐久性以抗老化能力来表示。,例1-1 材料的密度、表观密度、堆积密度有何区别？如何测定？材料含水后对三者有什么影响？,例1-2 某工地所用卵石材料的密度为2.65,g/cm,3,、,表观密度为2.61,g/cm,3,、,堆积密度为1680,kg/m,3,，,计算此石子的孔隙率与空隙率？,例1-3 某石材在气干绝干、水饱和情况下测得的抗压强度分别为174、178、165,MPa,，,求该石材的软化系数，并判断该石材可否用于水下工程。,例1-1,材料的密度、表观密度、堆积密度有何区别？如何测定？材料含水后对三者有什么影响？,解密度：表观密度：堆积密度：,V,为材料的绝对密实体积,V,0,为材料的表观体积 (固、液、气）,V,0,，,为材料的堆积体积,对于含孔材料，三者的测试方法要点如下：,测定密度时，需先将材料磨细，之后采用排出液体或水的方法来测定体积。测定表观密度时，直接将材料放入水中，即直接采用排开水的方法来测体积；测定堆积密度时，将材料直接装入已知体积的容量筒中，直接测试其自然堆积状态下体积。含水与否对密度、表观密度无影响，因密度、表观密度均是对干燥状态而言的。含水对堆积密度的影响则较复杂一般来说是使堆积密度增大。,例1-2,某工地所用卵石材料的密度为2.65,g/cm,3,、,表观密度为2.61,g/cm,3,、,堆积密度为1680,kg/m,3,，,计算此石子的,孔隙率与空隙率？,解,石子的孔隙率,P,为：,石子的空隙率,P,，,为：,例1-3,某石材在气干、绝干、水饱和情况下测得的抗压强度分别为174、178、165,MPa,，,求该石材的软化系数，并判断该石材可否用于水下工程。,解,该石材的软化系数为:,由于该石材的软化系数为0.93，大于0.85，故该石材可用于水下工程课后思考题,1,，,新建的房屋保暖性差，到了冬季更甚，,这是为什么？,（提示：从导热系数的影响因素考虑）,2,，同种材料，如孔隙率越大，则材料的强度,，保温性越 ，吸水率 。,3,，,软化系数表示材料的,A,抗渗性；,B,抗冻性；,C,，耐水性；,D,，吸湿性,4,，,在,100g,含水率为,3,的湿砂中，其中水的,质量为,A,，,3.0g;B,，,2.5g;C,，,3.3g;,5.,材质相同的,A,、,B,两种材料，已知表观密度,A,B,，则,A,材料的保温效果比,B,材料（,B,）。,A.,好,B.,差,C.,差不多,6.,以下（,A,）不属于脆性材料。,A.,木材,B.,普通陶瓷,C石材,7.,材料的孔隙率增加，特别是开孔孔隙增加时，会使材料的（,B,）。,A.,抗冻、抗渗、耐腐蚀性提高,B.,抗冻、抗渗、耐腐蚀性降低,C.,密度、导热系数、软化系数提高,D.,密度、绝热性、耐水性降低,8.,某材料孔隙率增大，孔多为封闭孔，导热性将（,A,）。,A.,减小,B.,增大,C.,不变,9.,材料的比强度是指（,B,）。,A.,两材料的强度比,B.,强度与其表观密度之比,C.,强度与其质量之比,D.,强度与其体积之比,10.,为提高材料的耐久性，可以采取的措施有（,D,）。,A.,降低孔隙率,B.,改善孔隙特征,C.,加保护层,D.,以上都是,11.,通常，材料的软化系数为（,A,）时，可以认为是耐水性材料。,A.,0.85 B.,0.85 C.,0.75 D.,0.75,本 章 结 束,