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1、建筑材料的基本力学性质,建筑材料,第5讲,主讲：徐 清,建筑材料的基本力学性质,材料的强度与比强度 材料的变形 硬度和耐磨性,建筑材料的基本力学性质,一、 材料的强度和比强度 （一） 强度 1、强度的定义： 材料在外力作用下抵抗破坏的能力。 2、分类计算： 根据外力作用方式的不同，材料的强度分为抗压强度、抗拉强度、抗弯强度（或抗折强度）及抗剪强度等。,材料的强度和比强度,a.压力 b.拉力c.弯曲 d.剪切,材料受力示意图,材料的强度和比强度,混凝土路面砖抗折强度试验,混凝土路面砖抗压强度试验,材料的强度和比强度,材料的强度和比强度,材料的强度和比强度,材料的强度和比强度,材料的强度和比强度,
2、材料的强度和比强度,（2）孔隙率与孔隙特征：材料的孔隙率愈大，则强度愈小。对于同一品种的材料，其强度与孔隙率之间存在近似直线的反比关系。,材料的强度和比强度,（3）试件的形状和尺寸：受压时，立方体试件的强度值要高于棱柱体试件的强度值，相同材料采用小试件测得的强度较大。 （4）加荷速度：当加荷速度快时，由于变形速度落后于荷载增长的速度，故测得的强度值偏高，反之，因材料有充裕的变形时间，测得的强度值偏低。 （5）试验环境的温度、湿度： （6）受力面状态：受力面的平整度，润滑情况等。试件表面不平或表面涂润滑剂时，所测强度值偏低。,材料的强度和比强度,材料的强度和比强度,建筑材料的基本力学性质,二、
3、材料的变形 （一）材料的弹性和塑性 1、材料的弹性： 材料在外力作用下产生变形，当外力去除后能完全恢复到原始形状的性质称为弹性，这种可恢复的变形称弹性变形。 2、材料的塑性： 材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，有一部分变形不能恢复，这种性质称为材料的塑性，这种不可恢复的变形称为塑性变形。,材料的变形,材料的变形,弹性变形为可逆变形，其数值大小与外力成正比，其比例系数称为弹性模量，材料在弹性变形范围内，弹性模量为常数。弹性模量是衡量材料抵抗变形能力的一个指标，弹性模量愈大，材料愈不易变形，弹性模量是结构设计的重要参数。塑性变形为不可逆变形。 实际上，单纯的弹性材料是没有的，大多数材料在受力
4、不大的情况下表现为弹性，受力超过一定限度后则表现为塑性，所以可称之为弹塑性材料。 弹性变形与塑性变形的区别在于，前者为可逆变形，后者为不可逆变形。,材料的变形,（二）材料的脆性与韧性 1、材料的脆性： 材料受外力作用，当外力达一定值时，材料发生突然破坏，且破坏时无明显的塑性变形，这种性质称为脆性。 2、材料的韧性： 材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时产生较大的变形而不破坏，这种性质称为韧性。,建筑材料的基本力学性质,三、材料的硬度和耐磨性 （一）硬度： 材料表面能抵抗其它较硬物体压入或刻划的能力。 莫氏硬度：可用划痕法测定，如测矿物材料的硬度。 肖氏硬度：回弹法测定，如测混凝土的硬度。 布氏硬度和维氏硬度：单位压痕面积所承受的压力表示。 洛氏硬度：压痕的深度表示,材料的硬度和耐磨性,（二）耐磨性： 1、定义： 材料抵抗磨损的能力。 2、指标： 耐磨率：单位面积的磨前磨后质量变化率。,例题,比较钢材、混凝土、钢筋混凝土三者的比强度（）。 钢材比强度最大 混凝土比强度最大 钢材比强度最小 钢筋混凝土比强度最大 答案：A,例题,衡量材料轻质高强性能的指标是（ ）。 密度 强度 刚度 比强度 答案：D,