多媒体课件-建筑材料_本-第1-2周

1、建筑材料建筑材料主讲：刘艳利主讲：刘艳利第一章第一章 绪绪 论论 建筑材料的定义和分类建筑材料的定义和分类1 建筑材料与工程结构的关系建筑材料与工程结构的关系2 建筑材料与人类和环境的关系建筑材料与人类和环境的关系3建筑材料课程特点与学习内容建筑材料课程特点与学习内容4一、建筑材料的概述一、建筑材料的概述建筑材料定义：建筑材料定义：土建工程中所用材料的总称土建工程中所用材料的总称 ，包括水泥、砂、，包括水泥、砂、 石、木材、金属、沥青、合成树脂、塑料等。石、木材、金属、沥青、合成树脂、塑料等。 建筑材料是建筑工程的物质基础建筑材料是建筑工程的物质基础, , 它直接关系它直接关系 到建筑物的结构

2、形式、到建筑物的结构形式、 建筑质量和建筑造价。建筑质量和建筑造价。建筑材料分类：建筑材料分类：根据材料来源不同根据材料来源不同, , 建筑材料可分为天然材建筑材料可分为天然材 料和人造材料料和人造材料; ; 根据使用部位不同根据使用部位不同, , 可分为可分为 墙体材料、楼地面材料和屋面材料墙体材料、楼地面材料和屋面材料; ; 根据材根据材 料功能不同料功能不同, , 可分为结构材料、装饰材料、可分为结构材料、装饰材料、 绝热材料、吸声材料和防水材料等。简单的绝热材料、吸声材料和防水材料等。简单的 分类常根据组成物质的种类及化学成分将建分类常根据组成物质的种类及化学成分将建 筑材料分为无机材

3、料、有机材料和复合材料筑材料分为无机材料、有机材料和复合材料 三大类。三大类。建筑材料分类建筑材料分类二、建筑材料与工程结构的关系二、建筑材料与工程结构的关系1 1、 材料是一切建筑工程的物质基础材料是一切建筑工程的物质基础2 2、 材料决定构筑物的功能和使用寿命材料决定构筑物的功能和使用寿命3 3、 工程质量很大程度上取决于材料的质量控制工程质量很大程度上取决于材料的质量控制4 4、 构筑物的可靠度评价很大程度上依存于材料的可靠度评价构筑物的可靠度评价很大程度上依存于材料的可靠度评价5 5、 材料的价值决定工程的造价材料的价值决定工程的造价6 6、 “材料材料构件构件结构结构” 7 7、 “

4、材料结构材料结构性能性能组成组成” v 建筑材料与工程结构之间是相互促进、相互依存的。建筑材料与工程结构之间是相互促进、相互依存的。v 建筑材料在工程建设中占据举足轻重的地位。建筑材料在工程建设中占据举足轻重的地位。 因此，要合理选用材料，就必须对不同材料进行比较，因此，要合理选用材料，就必须对不同材料进行比较，了解各种材料的特性，包括材料的强度与破坏特性、变了解各种材料的特性，包括材料的强度与破坏特性、变形性能、耐久性能等多方面性质。形性能、耐久性能等多方面性质。三、建筑材料与人类和环境的关系三、建筑材料与人类和环境的关系v 建筑材料是人类与自然环境之间的重要媒介，直接影响建筑材料是人类与自

5、然环境之间的重要媒介，直接影响 人类的生活与社会环境。人类的生活与社会环境。 v 人类大量建造的基础设施对生存环境发挥着巨大的积极人类大量建造的基础设施对生存环境发挥着巨大的积极 作用，同时也带来不容忽视的消极作用，即大量地消耗作用，同时也带来不容忽视的消极作用，即大量地消耗 地球的资源和能源，在相当程度上污染了自然环境和破地球的资源和能源，在相当程度上污染了自然环境和破 坏生态平衡。坏生态平衡。 v 从人类社会可持续发展的前景出发，建筑材料也要注意从人类社会可持续发展的前景出发，建筑材料也要注意 可持续发展的方向。可持续发展的方向。v 材料的发展方向是材料的发展方向是“绿色建筑材料绿色建筑材

6、料”、“生态建筑材生态建筑材料料”、 材料的再循环使用。材料的再循环使用。 建筑材料的现状和发展趋势建筑材料的现状和发展趋势 材料科学的发展标志着人类文明的进步。材料科学的发展标志着人类文明的进步。 人类利用材料的两种方式：人类利用材料的两种方式：(a) 以物资为基础的利用方式以物资为基础的利用方式就地取材；就地取材；(b) 以需求导向的利用方式以需求导向的利用方式研发新材料。研发新材料。 人类的历史是按照制造生产工具所用材料的种类划分的。人类的历史是按照制造生产工具所用材料的种类划分的。(a) 史前的石器时代；史前的石器时代；(b) 青铜器时代；青铜器时代；(c) 铁器时代铁器时代;(d)

7、今天的人工各成时代。今天的人工各成时代。v 从目前我国的建筑材料现状来看，从目前我国的建筑材料现状来看，普通水泥、普通水泥、普通钢材、普通钢材、 普通混凝土普通混凝土和普通防水材料和普通防水材料是最主要的建筑材料。是最主要的建筑材料。v 这是因为这些材料有比较成熟的生产工艺和应用技术，这是因为这些材料有比较成熟的生产工艺和应用技术， 使用性能尚能够满足目前的消费要求。使用性能尚能够满足目前的消费要求。v 与发达国家相比，目前存在的问题有：与发达国家相比，目前存在的问题有： 品种少；品种少； 质量档次低；质量档次低； 生产和使用能耗大；生产和使用能耗大； 浪费严重等问题。浪费严重等问题。v 因此

8、，如何发展和应用新型的建筑材料已经成为现代化建因此，如何发展和应用新型的建筑材料已经成为现代化建 设急待解决的问题。设急待解决的问题。现状与存在的问题现状与存在的问题发展方向发展方向 可持续发展可持续发展 1. 原材料充分利用工业废料、能耗低、可循环使用、不破原材料充分利用工业废料、能耗低、可循环使用、不破 坏生态平衡、有效保护天然资源；坏生态平衡、有效保护天然资源； 2. 生产和使用过程不产生环境污染；生产和使用过程不产生环境污染； 3. 产品可再生循环和回收利用；产品可再生循环和回收利用； 4. 产品性能产品性能轻质、高强、多功能轻质、高强、多功能，不仅对人畜无害，而且不仅对人畜无害，而且

9、 能净化空气、抗菌、防静电、防电磁波等。能净化空气、抗菌、防静电、防电磁波等。 5. 加强材料的加强材料的耐久性耐久性设计和研究。设计和研究。 6. 主要产品和配套产品同步发展，并解决好利益平衡关系。主要产品和配套产品同步发展，并解决好利益平衡关系。四、建筑材料课程特点与学习内容四、建筑材料课程特点与学习内容v 建筑中常用材料的品种、规格、性能及使用方法，在储建筑中常用材料的品种、规格、性能及使用方法，在储 运、验收中必须注意的有关问题；运、验收中必须注意的有关问题；v 常用建筑材料的主要技术性质，材料的组成、结构、构常用建筑材料的主要技术性质，材料的组成、结构、构 造与性质的关系，以及原料、

10、生产工艺过程及其对材料造与性质的关系，以及原料、生产工艺过程及其对材料 性质的影响；性质的影响；v 节约材料、改善性能及防护处理的原则和方法；节约材料、改善性能及防护处理的原则和方法；v 主要常用建筑材料的质量检验方法及相应的技术标准；主要常用建筑材料的质量检验方法及相应的技术标准；v 建筑材料发展方向。建筑材料发展方向。(1) 掌握材料科学研究的一般规律；掌握材料科学研究的一般规律；(2) 抓住专业学习的目的，掌握重点；抓住专业学习的目的，掌握重点；(3) 记忆的方法：列表、对比。记忆的方法：列表、对比。v 本课程学习方法：本课程学习方法：第二章第二章 建筑材料基本性质建筑材料基本性质 材料

11、的基本物理性质材料的基本物理性质1材料的力学性质材料的力学性质2 材料的耐久性材料的耐久性3材料与质量有关的性质材料与质量有关的性质 材料的密度材料的密度材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。按下式进行计算：按下式进行计算：Vm式中：式中：密度密度, 单位是单位是kg/m3； m 绝对干燥状态下的质量，单位是绝对干燥状态下的质量，单位是kg； V 绝对密实状态下的体积，单位是绝对密实状态下的体积，单位是m3。 对于固体块状材料而言，绝对密实状态下的体积指的是不对于固体块状材料而言，绝对密实状态下的体积指的是不包括孔隙在内的体积；对于

12、固体散粒材料则指的是不包括其包括孔隙在内的体积；对于固体散粒材料则指的是不包括其空隙在内的体积。这种材料实际上是不存在的。为了研究问空隙在内的体积。这种材料实际上是不存在的。为了研究问题方便起见题方便起见, 常将密实度较高的材料常将密实度较高的材料, 如钢材、玻璃和如钢材、玻璃和4 的的水看成是绝对密实的。绝对密实状态的近似值称为视密度。水看成是绝对密实的。绝对密实状态的近似值称为视密度。 材料的表观密度材料的表观密度( (又称作体积密度又称作体积密度) )表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。按下式进行计算：按下式进行计算：00Vm式中：式中

13、：0表观密度表观密度, 单位是单位是kg/m3； m 绝对干燥状态下的质量，单位是绝对干燥状态下的质量，单位是kg； V0自然状态下的体积，单位是自然状态下的体积，单位是m3。 材料在自然状态下的体积材料在自然状态下的体积, 若只包括孔隙在内而不含有若只包括孔隙在内而不含有水分水分,此时计算出来的表观密度称为干表观密度此时计算出来的表观密度称为干表观密度; 若既包括若既包括材料内的孔隙材料内的孔隙, 又包括孔隙内所含的水分又包括孔隙内所含的水分, 则计算出来的表则计算出来的表观密度称为湿表观密度。观密度称为湿表观密度。 材料的密度和表观密度常用来计算材料的密实度、孔材料的密度和表观密度常用来计

14、算材料的密实度、孔(空空) 隙率、材料和构件自重、运输量以及在一定空间中不隙率、材料和构件自重、运输量以及在一定空间中不同材料的堆放量等。同材料的堆放量等。材料与质量有关的性质材料与质量有关的性质 材料的堆积密度材料的堆积密度堆积密度是指粉状或粒状材料在自然堆积状态下单位体积堆积密度是指粉状或粒状材料在自然堆积状态下单位体积的质量，的质量，按下面公式进行计算：按下面公式进行计算：00Vm式中：式中：0堆积密度堆积密度, 单位是单位是kg/m3； m 绝对干燥状态下绝对干燥状态下的质量，单位是的质量，单位是kg； V0 堆积状态下的体积，单位是堆积状态下的体积，单位是m3。 对于同一种材料，由于

15、材料内部存在孔隙和空隙，一般对于同一种材料，由于材料内部存在孔隙和空隙，一般密度大于表观密度，表观密度大于堆积密度。密度大于表观密度，表观密度大于堆积密度。值得注意的值得注意的是，是，密实状态下的体积是指构成材料的固体物质本身的体密实状态下的体积是指构成材料的固体物质本身的体积；自然状态下的体积是指固体物质的体积与全部孔隙体积；自然状态下的体积是指固体物质的体积与全部孔隙体积之和；堆积体积是指自然状态下的体积与颗粒之间的空积之和；堆积体积是指自然状态下的体积与颗粒之间的空隙之和。隙之和。材料与质量有关的性质材料与质量有关的性质 材料的密实度材料的密实度密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度。

16、密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度。按下式进行计算：按下式进行计算：00VVD式中：式中：D材料的密实度材料的密实度, 常以百分比表示。常以百分比表示。 凡具有孔隙的固体材料凡具有孔隙的固体材料, 其密实度都小于其密实度都小于1。材料的密度。材料的密度与表观密度越接近与表观密度越接近, 材料就越密实。材料的密实度大小与材料就越密实。材料的密实度大小与其强度、耐水性和导热性等很多性质有关。其强度、耐水性和导热性等很多性质有关。例例普通粘土砖普通粘土砖0 = 1900kg/ m3 ,= 2500kg/ m3 , 试求砖的密实度。试求砖的密实度。解：解：%76%1002500190000VVD

17、故普通粘土砖的密实度为故普通粘土砖的密实度为76%。材料与质量有关的性质材料与质量有关的性质 材料的孔隙率材料的孔隙率材料的孔隙率是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的材料的孔隙率是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率。百分率。按下式进行计算：按下式进行计算：DVVVP100式中：式中：P材料的孔隙率材料的孔隙率, 以百分比表示。以百分比表示。 材料的孔隙率和密实度是从两个不同的角度来说明材料材料的孔隙率和密实度是从两个不同的角度来说明材料的同一性质。对于散粒材料的同一性质。对于散粒材料, 如砂、石子等如砂、石子等，也可用上式计也可用上式计算其空隙率算其空隙率，即材料颗粒间的空隙即材料颗粒间

18、的空隙, 而不是材料颗粒的内部而不是材料颗粒的内部孔隙率。孔隙率。例例仍为上题之普通粘土砖仍为上题之普通粘土砖, 求其孔隙率求其孔隙率P 为多少？为多少？%24%76%100100DVVVP解：解：故普通粘土砖的孔隙率为故普通粘土砖的孔隙率为24%。材料与质量有关的性质材料与质量有关的性质空隙率是指散粒材料在其堆积体积中空隙率是指散粒材料在其堆积体积中, 颗粒之间的空颗粒之间的空隙体积所占的比例。隙体积所占的比例。按下式进行计算：按下式进行计算： 材料的空隙率材料的空隙率材料与质量有关的性质材料与质量有关的性质%10010000VVVP式中：式中：0 材料的体积密度；材料的体积密度； 0 材料

19、的堆积密度。材料的堆积密度。 空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算砂率的依程度。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算砂率的依据。据。 材料的吸水性材料的吸水性材料与水有关的性质材料与水有关的性质材料的吸水性指的是材料能吸收水分的能力。材料的吸水性指的是材料能吸收水分的能力。材料吸水性的材料吸水性的大小用吸水率来表示。大小用吸水率来表示。%100干干饱质mmmW%1000WVmmW干饱体式中：式中：W质质材料的质量吸水率材料的质量吸水率; W体体材料的体积吸水率材料的体积吸水率; m饱饱材料吸水饱和

20、后的质量材料吸水饱和后的质量, kg; m干干材料烘干到恒重时的质量材料烘干到恒重时的质量, kg; V0 材料在自然状态下的体积材料在自然状态下的体积, m3; W 水的密度水的密度, kg/ m3。材料与水有关的性质材料与水有关的性质 材料的吸湿性材料的吸湿性材料的吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的性质。材料的吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的性质。材材料吸湿性的大小用含水率来表示。料吸湿性的大小用含水率来表示。式中：式中：W含含 材料的含水率材料的含水率; m含含 材料含水时的质量材料含水时的质量, kg; m干干 材料烘干到恒重时的质量材料烘干到恒重时的质量, kg。%100干干含

21、含mmmW 材料可以从湿润空气中吸收水分材料可以从湿润空气中吸收水分, 也可以向干燥的空也可以向干燥的空气中扩散水分气中扩散水分, 最终使自身的含水率与周围空气湿度持平最终使自身的含水率与周围空气湿度持平, 此时材料的含水率称为平衡含水率。此时材料的含水率称为平衡含水率。材料与水有关的性质材料与水有关的性质 材料的耐水性材料的耐水性干饱软ffK式中：式中：K饱饱材料的软化系数材料的软化系数; f饱饱 材料在饱和状态下的抗压强度材料在饱和状态下的抗压强度, MPa; f干干 材料在干燥状态下的抗压强度材料在干燥状态下的抗压强度, MPa。 材料的软化系数范围在材料的软化系数范围在01 之间之间,

22、 当软化系数大于当软化系数大于0 .80 时时,便认为该材料是耐水的。在潮湿的环境及浸泡在水中的便认为该材料是耐水的。在潮湿的环境及浸泡在水中的构件构件, 应选用软化系数大的材料应选用软化系数大的材料, 因为软化系数越大因为软化系数越大, 意味着意味着材料的耐水性能越好。材料的耐水性能越好。 材料的耐水性是指材料长期在饱和水的作用下不破坏，强材料的耐水性是指材料长期在饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质。度也不显著降低的性质。衡量材料耐水性的指标是材料的软衡量材料耐水性的指标是材料的软化系数化系数K软软：材料与水有关的性质材料与水有关的性质 材料的抗渗性材料的抗渗性材料的抗渗性是材料在

23、压力水作用下抵抗水渗透的性能。材料的抗渗性是材料在压力水作用下抵抗水渗透的性能。材料的抗渗性可用材料的抗渗性可用抗渗等级抗渗等级来表示来表示, 即用材料抵抗压力水即用材料抵抗压力水渗透的最大水压力值来确定渗透的最大水压力值来确定, 其抗渗等级越高其抗渗等级越高, 则表明材则表明材料的抗渗性能越好。料的抗渗性能越好。材料的抗渗性还可用材料的抗渗性还可用渗透系数渗透系数K表表示示, , 渗透系数的计算方法如下式渗透系数的计算方法如下式: :AtHQdK 式中式中: K 渗透系数渗透系数, m/ h ; Q 透水量透水量, m3 ; d 试件厚度试件厚度, m; A 透水面积透水面积, m2 ; t

24、 时间时间, h; H 静水压力水头静水压力水头, m。 材料的渗透系数越大材料的渗透系数越大, , 表明材料的透水性越好表明材料的透水性越好, , 抗渗抗渗性越差。性越差。建筑工程中许多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺建筑工程中许多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，当材料两侧的水压差较高时，水可能从高压侧通过内陷，当材料两侧的水压差较高时，水可能从高压侧通过内部的孔隙、孔洞或其它缺陷渗透到低压侧。这种压力水的部的孔隙、孔洞或其它缺陷渗透到低压侧。这种压力水的渗透，不仅会影响工程的使用，而且渗入的水还会带入能渗透，不仅会影响工程的使用，而且渗入的水还会带入能腐蚀材料的介质，或将材料内的某些成分带出，

25、造成材料腐蚀材料的介质，或将材料内的某些成分带出，造成材料的破坏。的破坏。材料与水有关的性质材料与水有关的性质 材料抗渗性能的好坏材料抗渗性能的好坏, , 主要决定于材料本身孔隙率的大主要决定于材料本身孔隙率的大小及孔隙的特征。密实材料小及孔隙的特征。密实材料, , 具有封闭口孔或极微细孔的具有封闭口孔或极微细孔的材料材料, , 一般是不会透水的一般是不会透水的; ;具有较大孔隙率具有较大孔隙率, , 且孔径大并且且孔径大并且开口连通孔的材料开口连通孔的材料, ,其抗渗性往往较差。其抗渗性往往较差。 材料的抗冻性材料的抗冻性材料与水有关的性质材料与水有关的性质 材料吸水后，在负温作用条件下，水

26、在材料毛细孔内冻材料吸水后，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，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，材料的破会使材料遭到局部破坏。随着冻融循环的反复，材料的破坏作用逐步加剧，这种破坏称为冻融破坏。坏作用逐步加剧，这种破坏称为冻融破坏。抗冻性是指材抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受反复冻融循环作用而不破坏，料在吸水饱和状态下，能经受反复冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性能。强度也不显著降低的性能。 抗冻性以试件在冻融后的质量损失、外形变化或强度降抗冻性以试件在冻融后的质量损失、外

27、形变化或强度降低不超过一定限度时所能经受的冻融循环次数来表示，或低不超过一定限度时所能经受的冻融循环次数来表示，或称为称为抗冻等级抗冻等级。材料的抗冻等级可分为。材料的抗冻等级可分为D15、D25、D50、D100、D200等，分别表示此材料可承受等，分别表示此材料可承受15次、次、25次、次、50次、次、100次、次、200次的冻融循环。次的冻融循环。材料受到冻融循环作用次数越材料受到冻融循环作用次数越多多, , 所遭受的损害也越严重所遭受的损害也越严重。材料的抗冻性与材料的强度、材料的抗冻性与材料的强度、孔结构、耐水性和吸水饱和程度有关。孔结构、耐水性和吸水饱和程度有关。材料与温度有关的性

28、质材料与温度有关的性质 材料的导热性材料的导热性 当材料两面存在温度差时，热量从材料一面通过材料传当材料两面存在温度差时，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。导至另一面的性质，称为材料的导热性。用导热系数用导热系数表示。表示。材料的导热系数材料的导热系数越小越小, , 则材料的绝热性能越好。则材料的绝热性能越好。材料传热能力主要与传热面积、传热时间、传热材料两材料传热能力主要与传热面积、传热时间、传热材料两面温度差及材料的厚度、自身的导热系数大小等因素有面温度差及材料的厚度、自身的导热系数大小等因素有关关, 可用下面公式计算可用下面公式计算:dTTtAQ1212TTtA

29、dQ式中式中: 材料的导热系数材料的导热系数, W/ (mK) ; Q材料传导的热量材料传导的热量, J; d 材料的厚度材料的厚度, m; A 材料导热面积材料导热面积, m2 ; t 材料传热时间材料传热时间, s; T2 - T1 传热材料两面的温度差传热材料两面的温度差, K。材料与温度有关的性质材料与温度有关的性质 材料的热容量材料的热容量材料加热时吸收热量材料加热时吸收热量, 冷却时释放热量的性质称为热容量冷却时释放热量的性质称为热容量, 材料单位质量的热容称为比热容材料单位质量的热容称为比热容 c , 可用下式进行计算可用下式进行计算:cTTmQ12式中式中: Q材料吸收或放出的

30、热量材料吸收或放出的热量, J; m材料的质量材料的质量, kg; c比热容比热容, J/ K ; T2 - T1 材料受热或冷却前后的温度差材料受热或冷却前后的温度差, K。 导热系数、热容量系数综合表示材料的热工性能导热系数、热容量系数综合表示材料的热工性能, , 对于对于建筑物的保温、隔热建筑物的保温、隔热, , 实现建筑节能具有重要意义。实现建筑节能具有重要意义。材料的力学性质材料的力学性质 材料的强度是材料在应力作用下抵抗破坏的能力。材料的强度是材料在应力作用下抵抗破坏的能力。通常情通常情况下，材料内部的应力多由外力（或荷载）作用而引起，随况下，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，直至应力超过材料内部质点着外力增加，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，材料发生破坏。在工程上，所能抵抗的极限，即强度极限，材料发生破坏。在工程上，通常采用通常采用破坏试验法破坏试验法对材料的强度进行实测。将预先制作的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（荷载）直至破坏，根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，计算材料的强度。据试件尺寸和破坏时的荷载值，计算材料的强度。 材料的强度材料的强度材料的抗拉、抗压、抗剪强度可按下式进行计算材料的抗拉、抗压、抗剪强

32、度可按下式进行计算: :APf 式中式中: f抗拉、抗压、抗剪强度抗拉、抗压、抗剪强度,MPa; P材料受拉、压、剪破坏时的荷载材料受拉、压、剪破坏时的荷载, N; A材料的受力面积材料的受力面积, mm2 。材料的力学性质材料的力学性质 材料的抗弯强度材料的抗弯强度(抗折强度抗折强度) 与材料受力情况有关与材料受力情况有关, 试验试验时将试件放在两支点上时将试件放在两支点上, 中间作用一集中力中间作用一集中力, 对矩形截面的对矩形截面的试件试件, 其抗弯强度可按下式进行计算其抗弯强度可按下式进行计算: 2max23bhPLf式中式中: fmax 材料的抗弯强度材料的抗弯强度, MPa ; P

33、 材料受弯时的破坏荷载材料受弯时的破坏荷载, N; L试件受弯时两支点的间距试件受弯时两支点的间距, mm; b、h材料截面宽度、高度材料截面宽度、高度, mm。 不同材料具有不同的抵抗外力的特性不同材料具有不同的抵抗外力的特性, 混凝土、砖、石材混凝土、砖、石材等抗压强度较高等抗压强度较高, 钢材的抗拉、抗压强度都很高钢材的抗拉、抗压强度都很高, 在建筑设在建筑设计中选择材料时应了解清楚不同材料所具有的不同强度特计中选择材料时应了解清楚不同材料所具有的不同强度特性。材料的强度大小主要决定于其本身的成分、构造。一性。材料的强度大小主要决定于其本身的成分、构造。一般情况下般情况下, 材料的表观密

34、度越小、孔隙率越大、越疏松材料的表观密度越小、孔隙率越大、越疏松, 其其强度就越低。强度就越低。材料的力学性质材料的力学性质 弹性与塑性弹性与塑性 材料在外力作用下产生变形材料在外力作用下产生变形, 外力去掉后外力去掉后, 变形能完全消失变形能完全消失的性能称为的性能称为弹性。弹性。材料在外力作用下产生变形材料在外力作用下产生变形, 外力去掉后外力去掉后, 变形不能完全恢复、并且材料也不即行破坏的性质变形不能完全恢复、并且材料也不即行破坏的性质, 称为称为塑塑性。性。材料不能恢复的残留变形材料不能恢复的残留变形, 叫叫塑性变形。塑性变形。荷载荷载变形变形(a) 弹性变形弹性变形荷载荷载变形变形

35、(b) 塑性变形塑性变形材料的力学性质材料的力学性质 应该说明应该说明, 在外力作用下工程材料中单纯的弹性变形是不在外力作用下工程材料中单纯的弹性变形是不存在的。一些材料在外力不大的情况下存在的。一些材料在外力不大的情况下, 外力与变形成正比外力与变形成正比，产生弹性变形；当外力超过一定数值后产生弹性变形；当外力超过一定数值后, 接着便出现塑性变接着便出现塑性变形形, 如建筑钢材中的低碳钢；也有些材料受到外力作用后如建筑钢材中的低碳钢；也有些材料受到外力作用后，弹性变形和塑性变形同时发生弹性变形和塑性变形同时发生，如混凝土。如混凝土。 上图说明混凝土材料受力后弹性、塑性变形共生上图说明混凝土材

36、料受力后弹性、塑性变形共生, 去去掉外力后弹性变形掉外力后弹性变形ab 可以恢复可以恢复, 其塑性变形其塑性变形ob 则要保留。则要保留。oba荷载荷载变形变形混凝土材料的弹性变形和塑性变形曲线混凝土材料的弹性变形和塑性变形曲线材料的力学性质材料的力学性质 脆性与韧性脆性与韧性 材料在外力作用下未发生显著变形就突然破坏的现象称为材料在外力作用下未发生显著变形就突然破坏的现象称为脆性脆性，如石材、砖、混凝土等。脆性材料的抗压强度大大地如石材、砖、混凝土等。脆性材料的抗压强度大大地高于其抗拉强度。高于其抗拉强度。 材料在动荷载的作用下产生较大的变形尚不致破坏的性质材料在动荷载的作用下产生较大的变形

37、尚不致破坏的性质称为韧性称为韧性，也叫冲击韧性。如钢材、木材等。也叫冲击韧性。如钢材、木材等。冲击韧性指标冲击韧性指标系指用带缺口的试件做冲击破坏试验时，断口处单位面积所系指用带缺口的试件做冲击破坏试验时，断口处单位面积所吸收的功。其计算公式为吸收的功。其计算公式为 ：AAKK式中式中: K 材料的冲击韧性指标，单位是材料的冲击韧性指标，单位是Jmm2； AK 试件破坏时所消耗的功，单位是试件破坏时所消耗的功，单位是J； A试件受力净截面积，单位是试件受力净截面积，单位是mm2。材料的耐久性材料的耐久性 材料的耐久性是泛指材料在使用条件下，受各种内在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。性能的性质。 材料在建筑物之中，除要受到各种外力的作用之外，还材料在建筑物之中，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、化学、机械及生物的作用。用包括物理、化学、机械及生物的作用。 物理作用物理作用可有干湿变化、温度变化及冻融变化等。这些可有干湿变化、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。作用将使材料发生体积的胀缩，或导致内部裂缝的扩展。时间