1.2材料的力学性质（课件）- 《建筑材料（第4版） 》同步教学（机械工业版）

1.2 材料的力学性质 材料强度的大小理论上取决于材料内部质点间结合力的强弱，实际上与材料中存在的结构缺陷有直接关系。组成相同的材料其强度取决于其孔隙率的大小。见图1—8。 1.2 材料的力学性质 1.2.1 材料的强度 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，材料发生破坏。 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。 不仅如此，材料的强度还与测试强度时的测试条件和方法等外部因素有关。为使测试结果准确，可靠且具有可比性，对于强度为主要性质的材料，必须严格按照标准试验方法进行静力强度的测试。 1.2 材料的力学性质 此外，为了便于不同材料的强度比较，常、 采用比强度这一指标。所谓比强度是指按单 位质量计算的材料的强度，其值等于材料的 强度与其体积密度之比，即。因此，比强度 是衡量材料轻质高强的一个主要指标。 表1—3是几种常见建筑材料的比强度对比表。 1.2 材料的力学性质 表1—3 钢材、木材、混凝土和红砖的强度比较 1.2.2材料的弹性和塑性 材料在极限应力作用下会被破坏而失去使用功能，在非极限应力作用下则会发生某种变形。弹性变形与塑性变形反映了材料在非极限应力作用下两种不同特征的变形。 1.2.2材料的弹性和塑性 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)。明显具有弹性变形的材料称为弹性材料。这种变形是可逆的，其数值的大小与外力成正比。其比例系数 称为弹性模量。在弹性范围内。弹性模量为 常数，其值等于应力 与应变 的比值，即 (1—19) 式中： —— 材料的应力，MPa； —— 材料的应变； —— 材料的弹性模量，MPa。 1.2.2材料的弹性和塑性 弹性模量是衡量材料抵抗变形能力的一个指标， 越大，材料越不易变形。 实际上，纯弹性与纯塑性的材料都是不存在的。不同的材料在力的作用下表现出不同的变形特征。例如，低碳钢在受力不大时仅产生弹性变形，此时，应力与应变的比值为一常数。随着外力增大直至超过弹性极限时，则不但出现弹性变形，而且出现塑性变形。对于沥青混凝土，在它受力开始，弹性变形和塑性变形便同时发生，除去外力后，弹性变形可以恢复，而塑性变形不能恢复。其应力应变如图2—9所示，具有上述变形特征的材料称为弹塑性材料。 图2—9 弹塑性材料变形曲线 图中(c)图ab——可恢复的弹性变形；(c)图bo——不可恢复的塑性变形 1.2.3 材料的脆性和韧性 材料在冲击或动力荷载作用下，能吸收较大能量而不破坏的性能，称为韧性或冲击韧性。韧性以试件破坏时单位面积所消耗的功表示。如木材、建筑钢材等属于韧性材料。韧性材料的特点是塑性变形大，受力时产生的抗拉强度接近或高于抗压强度。 1.2.4 材料的硬度和耐磨性 式中：G —— 材料的磨耗率，g/cm2； —— 材料磨损前的质量，g； —— 材料磨损后的质量，g； —— 材料试件的受磨面积，cm2。 耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐磨性用磨耗率表示，计算公式如下： 1.2.5 材料的耐久性 定义：材料在长期使用过程中，抵抗周围各种介质的侵蚀而不破坏的性质，称为耐久性。 内容：材料的耐久性是一项综合性能,包括有抗渗性、抗冻性、耐腐性、抗老化性、 耐磨性、耐光性等。 影响因素：耐久性是衡量材料在长期使用条件下的安全性能的一项综合指标，包括抗冻性，抗渗性，抗化学侵蚀性，抗碳化性能，大气稳定性，耐磨性等多种性质。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、化学、机械及生物的作用。 此外，为了便于不同材料的强度比较，常、 采用比强度这一指标。所谓比强度是指按单 位质量计算的材料的强度，其值等于材料的 强度与其体积密度之比，即。因此，比强度 是衡量材料轻质高强的一个主要指标。 表1—3是几种常见建筑材料的比强度对比表。 1.2.6 材料的环保性能 随着人们对生活质量的要求越来越高，不再满足于建筑物的挡风避雨功能，而希望建筑物向人们提供更多的舒适、方便。 然而，为了控制好竣工后室内环境污染，必须实施全过程、全方位的控制，各个部门层层把握好勘察设计、材料采购、施工验收等各道关，尤其是如何抓好作为污染源的建筑材料、装修材料的质量则是关键，只是材料具有良好的环保性能，最后的成品－工程室内环境才有可能达到相应要求。 　　建筑材料放射性核素限量 　　限量的建筑材料放射性核素照射，对人体健康没有影响。但达到一定剂量时，就会伤害人体。射线粒子会杀死或伤及细胞，受伤的细胞有可能发生变异，造成癌变、失去正常功能等，使人致病。 　　《建筑材料放射性核素限量》GB 6566—2001对建筑材料、建筑用工业废渣、天然石材产品等制定了测量、分类控制等标准。 　　放射性的检测：对无机非金属的结构材料（如水泥、混凝土、砖瓦砌块等）及如天然石材（尤其是花岗石）、陶瓷砖、卫生陶瓷、石膏板等装饰装修材料，其放射性是否超标应予以足够重视，因为这些材料都是用天然岩矿或土壤烧制而成，岩石土壤中的天然放射性核素有可能因此 而进一步富集，尤其是采用了工业废渣的材料（如粉煤灰、煤渣、磷石膏等），其富集程度可能更高。大量使用放射性超标的材料，其后果非常严重，且往往难以采取简单的补救措施，尤其是涉及结构时问题更为棘手，因此，需要执行规范，加强监测。 　　甲醛是一种有毒物质，其毒作用一般有刺激、过敏和致癌作用，通常人的甲醛嗅觉阙为0.06mg/。 　　甲醛的化学性质十分活泼，因此可以采用多种定量分析方法测定甲醛。对于室内装饰 装修材料，应测定游离甲醛含量或释放量。涂料、胶粘剂应通过蒸馏后分光光度法测定游离甲醛含量，而一部分人造板、木家具、壁纸及地毯等应通过分光光度法测定游离甲醛释放量，并且，测定结果应符合国家十项强制标准中对甲醛的限量规定。 　　苯是一种无色、具有特殊芳香气味的油状液体，微溶于水，能与醇、醚、丙酮和二硫化碳等互溶。苯属中等毒类，其嗅觉阙值为4.8-15.0mg/。苯于1993年被世界卫生组织（WHO）确定为致癌物（Groupl）。《涂装作业安全规程劳动安全和劳动卫生管理》中规定：“禁止石油含苯（包括工业苯、石油苯、重质苯，不包括甲苯、二甲苯）的涂料、稀释剂和溶剂”。 感谢观看 $$