第1章 材料基本性能(补充)分析.ppt

分析讨论： 1）软化系数的大小表明材料浸水后的强度降低程度，一般波动范围在0～1之间。软化系数越小，说明材料吸水饱和后的强度降低越多，其耐水性越差。一般材料吸水后，材料内部的结合力都要削弱，造成强度不同程度的降低，即使是致密的花岗岩，强度也会降低3%左右。 2）软化系数在建筑工程中也是选择材料的一个重要依据。 对于经常处于水中或受潮严重的重要结构物的材料，其软化系数不得小于0.85；受潮较轻或次要结构物的材料，其软化系数不宜小于0.70。通常将软化系数大于0.85的材料视为耐水材料。 3、与热有关的性质 （1）导热性 材料传导热量的性质称为导热性。当材料的两侧存在温度梯度时，热量会从材料的一侧传到另一侧。 材料的导热性可用导热系数表示。 导热系数： 导热系数在数值上等于厚度为 1m的材料，当其相对表面的温 度差为1K时，单位面积上每小 时所通过的热量。 ——导热系数，W/（m·K） Q——传导热量，J； ——材料厚度，m； T1、T2——材料两侧面温差，K； t——传热时间，h； A——热传导面积，㎡ 1）导热系数越小，表明材料越不易导热，通常将≤0.23的材料称为绝热材料。 2）材料层厚度与导热系数之比称为热阻。 3）导热系数或热阻是评定材料保温绝热性能的主要指标。通常孔隙率越大、表观密度越小，导热系数越小；具有细微而封闭孔的材料导热系数比具有较粗大或贯通孔材料的导热系数小。 4）由于水的导热系数较大，冰的导热系更大，材料受潮或冰冻后，导热性能会受到严重影响。所以在土建工程中，应采取有效措施，使建筑材料经常处于干燥状态，以发挥其保温效果。 （2）热容量 材料在受热温度升高时吸收热量，在冷却温度降低时放出热量。 质量为1kg的 材料热容量， 称为该材料的 比热容。 材料温度升高1K所需的热量或温度降 低1K放出的热量，称为材料的热容量。 热容量 比热容 材料的热容量是材料的重要性能，如何开发、制造热容量大 的建筑材料，是建筑节能、材料业的一个重要课题。 1、材料的变形 材料在外力（荷载）作用下，由于质点间平衡位置改变，质点产生相对位移而形状与体积均会发生变化，这种性质称为材料的变形。 （1）弹性与塑性 （2）脆性与韧性 2、材料的强度 二、材料的力学性质 (1) 弹性与塑性 材料在外力的作用下产生变形，当外力除去后，又能恢 复原来形状的性质称为弹性，这种当外力取消后能在瞬间内 完全恢复的变形称为弹性变形，或称瞬时变形。 弹性变形的大小与外力成正比，其比例系数E称为弹性 模量。在弹性变形范围内，弹性模量E为常数，即 ——材料的应力，MPa； ——材料的应变。 在外力作用下，材料产生变形，当外力取消后，材料仍 保持变形后的形状和尺寸，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。 实际上，完全的弹性材料是没有的。有些材料当应力不大时，表现为弹性，而当应力超过某限度后，即发生塑性变形，如建筑钢材。 (2)脆性与韧性 材料在外力（荷载）达到一定限度后，突然破坏，破坏时无明显的塑性变形。具有这种性质的材料称为脆性材料，如石料、混凝土、陶瓷等。这类材料的抗拉强度远低于抗压强度，不宜承受冲击或振动荷载。 材料在冲击振动荷载的作用下，能吸收较大的能量，同时也能产生较大的变形而不致破坏的性质称为材料的韧性。有些材料在破坏前有显著的塑性变形，这些材料称为韧性材料。如钢材、木材等。 因此对于承受冲击振动荷载的结构，选用材料时要考虑材料的塑性与韧性。 3.徐变 固体材料在恒定外力长期作用下，变形随时间延长而不断 增大的现象，称为徐变。 对于非晶体材料来说，徐变是由于材料在外力作用下，内 部产生类似液体的粘性流动而造成的。对于晶体材料来说，则 由于在切应力作用下，材料内部晶格错动和滑移而发生徐变。 2、材料的强度 材料在外力（荷载）作用下，抵抗破坏的能力，称为强度。 当材料承受外力作用时，材料内部就产生应力。外力增加，应 力也相应增大，直到材料内部质点间的作用力不再能够承受时， 材料即破坏，此时极限应力值即为材料的极限强度。 3、材料的硬度与耐磨性 （1）硬度 材料表面抵抗其他硬物体压入的能力，称为硬度。 材料强度等性能指标有一定的关系，一般来说，硬度大的材料，强度也较高，有些材料硬度与强度之间有较好的相互关系，工程中常利用材料的硬度间接推算其强度。如混凝土构件强度非破损检测中的回弹法，就是利用回弹硬度推算混凝土强度的。 （2）耐磨性 材料的耐磨性常用磨损率表示