(精品)土木工程材料的基本性质1.ppt

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1、Chapter 1Chapter 1 土木工程材料的基本性质土木工程材料的基本性质Properties of Civil Engineering MaterialsProperties of Civil Engineering Materials 工程材料种类繁多，性能多样，可从下工程材料种类繁多，性能多样，可从下面三个角度去分析：面三个角度去分析：物理性质物理性质(physical properties)-(physical properties)-包括基本的包括基本的物理性质和与物理有关的其它性质。物理性质和与物理有关的其它性质。力学性质力学性质(mechanical properties

2、)-(mechanical properties)-外力作用外力作用下的强度和变形性质。下的强度和变形性质。耐久性耐久性(durability)-(durability)-在各种侵蚀环境下经久在各种侵蚀环境下经久耐用的性质。耐用的性质。第一节第一节材料的组成、结构及构造材料的组成、结构及构造Composition,structure and Composition,structure and configurationconfiguration材料的组成、结构及构造是决定材料材料的组成、结构及构造是决定材料性质的内在因素。性质的内在因素。一、材料的组成一、材料的组成 the Compositi

3、on 材料的组成是指材料的材料的组成是指材料的化学组成化学组成和和矿物组成矿物组成。1.1.1.1.化学组成化学组成化学组成化学组成(Chemical Composition)(Chemical Composition)(Chemical Composition)(Chemical Composition)组成材料的化学元素及化合物的种类和数量。组成材料的化学元素及化合物的种类和数量。金属材料：金属材料：化学元素含量百分数化学元素含量百分数 无机非金属材料：元素的氧化物的含量无机非金属材料：元素的氧化物的含量 材料与外界自然环境及各类物质接触时，按化学规律材料与外界自然环境及各类物质接触时，按

4、化学规律发生作用，同时也影响它的物理性质和化学性质。发生作用，同时也影响它的物理性质和化学性质。2.2.矿物组成矿物组成(Mineral Composition)(Mineral Composition)矿物是指具有特定的晶体结构和物理力学性能的矿物是指具有特定的晶体结构和物理力学性能的组织结构。组织结构。矿物是构成岩石和各类无机非金属材矿物是构成岩石和各类无机非金属材料的基本单元。料的基本单元。材料的矿物组成是指构成材料的矿物种类和数量材料的矿物组成是指构成材料的矿物种类和数量.Granite石英，石英，长石，长石，云母云母3.3.相组成（相组成（Phase CompositionPhase

5、 Composition）材料中结构相近、性质相同的均匀部分称为相。材料中结构相近、性质相同的均匀部分称为相。土木工程材料大多是多相固体材料，有两相或两土木工程材料大多是多相固体材料，有两相或两相以上的物质组成的材料，称为复合材料。相以上的物质组成的材料，称为复合材料。复合材料的性质与其材料的相组成和界面特性有复合材料的性质与其材料的相组成和界面特性有密切关系。密切关系。二、材料的结构（二、材料的结构（structure）材料的结构是指材料的内部组织情况，分为三材料的结构是指材料的内部组织情况，分为三个层次个层次:微观结构微观结构 （micro-structuremicro-structure

6、）细观结构细观结构 （meso-structuremeso-structure）宏观结构宏观结构 （macro-structuremacro-structure）（一）微观结构（一）微观结构（microstructure）微观结构是原子分子层次的结构，可用电子显微观结构是原子分子层次的结构，可用电子显微镜或微镜或X X射线衍射仪来分析研究该层次的结构特征，射线衍射仪来分析研究该层次的结构特征，其尺寸范围在其尺寸范围在1010-6-61010-10-10m m（级，级，1 1=10=10-10-10m m）。）。材料的许多物理性质如强度、硬度、熔点、导材料的许多物理性质如强度、硬度、熔点、导热、

7、导电性等都是由微观结构所决定的。热、导电性等都是由微观结构所决定的。材料在微观结构层次上可分为晶体、玻璃体和材料在微观结构层次上可分为晶体、玻璃体和胶体。胶体。1.1.晶体（晶体（crystalcrystal）晶晶体体是是由由离离子子、原原子子或或分分子子等等质质点点在在空空间间按按一一定定方方式式重重复复排排列列而而成成的的固固体体.特特征征：具具有有固固定定的的几几何何外外形形，各各向向异异性性，在在一一定定的的压压力力下下具具有有固固定定的的熔熔点点，受受到到外外力力作作用用时时可可产产生弹性变形。生弹性变形。NaClNaCl晶体中晶体中NaNa+、ClCl-离子有规则离子有规则排列排列

8、方方解解石石石英石英菱菱锰锰矿矿2.2.玻璃体（玻璃体（vitreousvitreous）玻璃体的特点是无一定的几何外形，无熔点而只有软化玻璃体的特点是无一定的几何外形，无熔点而只有软化现象，各向同性，化学性质不稳定。现象，各向同性，化学性质不稳定。钠硅玻璃结构钠硅玻璃结构粉煤灰中的玻璃微珠粉煤灰中的玻璃微珠3.3.胶体（胶体（colloidalcolloidal）胶胶体体是是以以极极微微小小的的质质点点（粒粒经经为为1 1100100m m）分分散散在在连连续相介质中形成的分散体系。续相介质中形成的分散体系。胶胶体体的的总总表表面面积积很很大大，故故表表面面能能很很大大，有有较较强强的的吸吸

9、附附力力，因而具有较强的粘结力。因而具有较强的粘结力。胶粒数量较多或在物理化学作用下，胶粒相互吸附凝聚胶粒数量较多或在物理化学作用下，胶粒相互吸附凝聚而形成网状结构的凝胶。而形成网状结构的凝胶。溶胶溶胶 凝胶凝胶(二）细观结构（二）细观结构（mesostructuremesostructure）细观结构是指用光学显微镜所能观察到的材料结构，其细观结构是指用光学显微镜所能观察到的材料结构，其尺寸范围在尺寸范围在1010-3-31010-6-6m m（微米级）。如混凝土内的微裂纹。（微米级）。如混凝土内的微裂纹。材料细观特征、数量、分布和界面性质对材料性能有重材料细观特征、数量、分布和界面性质对材

10、料性能有重要影响。要影响。通过改善和控制材料的细观结构，可改善和提高材料的通过改善和控制材料的细观结构，可改善和提高材料的性能。性能。(三）宏观结构三）宏观结构(mecro-structure)(mecro-structure)宏观结构是指用肉眼或放大镜可分辨的结构，其尺寸范围观结构是指用肉眼或放大镜可分辨的结构，其尺寸范围毫米级。毫米级。宏观结构主要研究和分析材料的组合与复合方式，材料中宏观结构主要研究和分析材料的组合与复合方式，材料中的孔隙构造和材料的构造缺陷等。的孔隙构造和材料的构造缺陷等。从宏观从面上，材料的结构特点有：从宏观从面上，材料的结构特点有：致密结构致密结构-高强，不透水，耐

11、腐蚀（钢材、玻璃、沥青、塑料）高强，不透水，耐腐蚀（钢材、玻璃、沥青、塑料）多孔结构多孔结构-质轻，保温，绝热，吸声（泡沫塑料、泡沫玻璃）质轻，保温，绝热，吸声（泡沫塑料、泡沫玻璃）纤维结构纤维结构-抗拉强度高，质轻，保温，各向异性（木，竹，石棉）抗拉强度高，质轻，保温，各向异性（木，竹，石棉）聚集结构聚集结构-强度高（陶瓷、砖、天然岩石）强度高（陶瓷、砖、天然岩石）散粒结构散粒结构-砂、石子、陶粒砂、石子、陶粒孔隙的构造特征孔隙的构造特征 (structure characteristics of the pores)无论是天然材料还是人造材料，都含有一定数量和一定大无论是天然材料还是人造材

12、料，都含有一定数量和一定大小的孔隙。小的孔隙。材料中的孔隙，可分为开口孔和闭口孔。材料中的孔隙，可分为开口孔和闭口孔。按尺寸大小分为极细孔隙（按尺寸大小分为极细孔隙（D0.01mmD0.01mm）、毛细孔隙）、毛细孔隙（D1.0mmD1.0mmD1.0mm）。）。闭口孔(impermeable pores)开口孔(permeable pores)孔隙结构和孔径尺寸与材料的性能关系孔隙结构和孔径尺寸与材料的性能关系孔隙结构和孔径尺寸与材料的性能关系孔隙结构和孔径尺寸与材料的性能关系开口孔：开口孔：粗大孔隙水分易进入，但不易被充满；极细孔隙水分粗大孔隙水分易进入，但不易被充满；极细孔隙水分易被吸入

13、，但不易流动。毛细孔隙极易被水充满，又易在其中易被吸入，但不易流动。毛细孔隙极易被水充满，又易在其中渗透，对材料的抗冻、抗渗和抗侵蚀性有不利影响。渗透，对材料的抗冻、抗渗和抗侵蚀性有不利影响。开口孔隙多的材料吸声隔音性好。开口孔隙多的材料吸声隔音性好。闭口孔：闭口孔：不易被水分浸入，对抗冻、抗渗和抗侵蚀性影响较小，不易被水分浸入，对抗冻、抗渗和抗侵蚀性影响较小，有时有益。有时有益。闭口孔隙多的材料保温隔热性好。闭口孔隙多的材料保温隔热性好。同一种材料其孔隙率越高，密实度越低，强度越低，耐磨性、同一种材料其孔隙率越高，密实度越低，强度越低，耐磨性、耐水性、耐腐蚀性、耐久性越差，而吸水性、吸湿性、

14、保温性、耐水性、耐腐蚀性、耐久性越差，而吸水性、吸湿性、保温性、吸声性越强。吸声性越强。三、材料的构造三、材料的构造(configuration)材料的构造是指具有特定性质的材料结构单材料的构造是指具有特定性质的材料结构单元间的相互组合搭配的情况。元间的相互组合搭配的情况。强调相同材料或不同材料的搭配组合关系。强调相同材料或不同材料的搭配组合关系。深入研究材料的组成、结构、构造和材料性能深入研究材料的组成、结构、构造和材料性能之间的关系，不仅有利于正确的选择材料，而且之间的关系，不仅有利于正确的选择材料，而且会加速人类自由设计生产工程所需的特殊性能新会加速人类自由设计生产工程所需的特殊性能新材

15、料的进程。材料的进程。第二节第二节材料的物理性质材料的物理性质Physical Properties of MaterialsPhysical Properties of Materials一、材料基本的一、材料基本的物理性质物理性质物理性质物理性质 1 1、密度、密度(Density)(Density)密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。m mthe mass of a dry material,gthe mass of a dry material,g V Vthe absolutely solid volume,cmthe absolu

16、tely solid volume,cm3 3密度的大小取决于材料的组成和微观结构。密度的大小取决于材料的组成和微观结构。测量方法测量方法2 2、表观密度（、表观密度（apparent densityapparent density）表观密度是指材料在自然状态下单位体积表观密度是指材料在自然状态下单位体积(包含闭口孔包含闭口孔隙）的质量。隙）的质量。m mthe mass of a material,kgthe mass of a material,kg V Vthe volumn of the impermeable portion of a the volumn of the imperm

17、eable portion of a material,mmaterial,m3 3 当材料内部含水时，其质量和体积均将变化，故测定表当材料内部含水时，其质量和体积均将变化，故测定表观密度时，必须注意其含水状况。观密度时，必须注意其含水状况。土木工程材料的表观密度通常是指在土木工程材料的表观密度通常是指在气干状态气干状态下的表观下的表观密度密度.(air-dry state).(air-dry state)3.3.堆积密度（堆积密度（loose densityloose density）散粒材料在堆积状态下，单散粒材料在堆积状态下，单位体积的质量称为堆积密度。位体积的质量称为堆积密度。根据散粒

18、材料堆放的紧密程度，堆积根据散粒材料堆放的紧密程度，堆积密度可分为密度可分为疏松堆积密度疏松堆积密度和和紧密堆积紧密堆积密度密度。（。（loose stacking density and dense stacking density）4 4、孔隙率（、孔隙率（porosityporosity）孔隙率是指材料中孔隙体积与总体积的百分比。：孔隙率是指材料中孔隙体积与总体积的百分比。：Vp V0 V 孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。5、密实度（、密实度（solidity）密实度是指材料的体积内被固体物质充实的程度。密实度是指材料的体积内被固体物质充实的程

19、度。D+P=1 几种常用材料的密度、表观密度及孔隙率几种常用材料的密度、表观密度及孔隙率材料density(g/cm3)Apparent density(kg/m3)porosity(%)建筑钢7.8578500铝合金2.712.90270029000花岗岩2.602.90250028000.51.0石灰岩2.452.75220026000.55.0普通粘土砖2.502.80150018002040松木1.553807005575普通玻璃2.502.60250026000普通混凝土230025003206 6、空隙率（、空隙率（void ratiovoid ratio）空隙率是指在某空隙率是指

20、在某堆积体堆积体中，散粒材料颗粒之间的中，散粒材料颗粒之间的空隙体积所占的比例。空隙体积所占的比例。空隙率大小反映散粒材料的颗粒相互填充的致密空隙率大小反映散粒材料的颗粒相互填充的致密程度。程度。7 7、填充率填充率填充率是指在某堆积体中，被散粒材料的颗填充率是指在某堆积体中，被散粒材料的颗粒所填充的程度。粒所填充的程度。水对材料有诸多不利的影响，如表观密度增加，导水对材料有诸多不利的影响，如表观密度增加，导热性增加，强度下降，体积膨胀，易受冰冻破坏。热性增加，强度下降，体积膨胀，易受冰冻破坏。二、材料与水有关的性质二、材料与水有关的性质（properties related to water

21、properties related to water）材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性；材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性；材料与水接触时不能被水润湿的性质成为憎水性。材料与水接触时不能被水润湿的性质成为憎水性。具有亲水性质的材料为具有亲水性质的材料为亲水性材料亲水性材料（90）具有憎水性质的材料为具有憎水性质的材料为憎水性材料憎水性材料（90）wetting angle（一）、亲水性与憎水性（一）、亲水性与憎水性 Hydrophilic and Hydrophobic当三力达到平衡时具有以下关系：当三力达到平衡时具有以下关系：气固气固=液固液固+气液气液cos 称为润湿角称为

22、润湿角1.1.当当气固气固液固液固=气液气液时，时，cos=1cos=1，=0=0,液体液体 完全湿润固体；完全湿润固体；2.2.当当0 0气固气固液固液固 气液气液时，时，0 0 coscos 1 1，9090，液体能湿润固体；，液体能湿润固体；3.3.当当气固气固液固液固 0 0时，时，90 90 ，液体，液体不能湿润固体。不能湿润固体。含水率：含水率：材料中所含水的质量与材料在材料中所含水的质量与材料在干燥状态干燥状态下下的百分比。的百分比。mass of materials at water saturated statemass of materials at water satur

23、ated state；mass of materials at absolutely dry statemass of materials at absolutely dry state；mass water absorption of materials.mass water absorption of materials.（二）吸水性和吸湿性（二）吸水性和吸湿性(Water Absorption and Hydroscopicity)l吸水性 (water absorption）吸水性是指材料与水接触，通过毛细孔隙吸收并吸水性是指材料与水接触，通过毛细孔隙吸收并保持水分的性质。（保持水分的

24、性质。（capillary action）吸水性的大小用吸水性的大小用吸水率吸水率来表示。来表示。吸水率：材料吸水饱和时的含水率。（吸水率：材料吸水饱和时的含水率。（at water saturated state）吸水率有质量吸水率和体积吸水率两种。吸水率有质量吸水率和体积吸水率两种。质量吸水率质量吸水率：材料中所吸入水的质量与材料干燥质量：材料中所吸入水的质量与材料干燥质量的百分比的百分比 。(Mass water absorption)(Mass water absorption)体积吸水率体积吸水率：材料吸入水的体积占材料自然状态体积：材料吸入水的体积占材料自然状态体积的百分率。的百分

25、率。(volumn water absorption)(volumn water absorption)吸水率的大小与材料的性质、孔隙的结构及孔隙吸水率的大小与材料的性质、孔隙的结构及孔隙率有关。率有关。吸湿性：吸湿性：材料在一定温度和湿度下吸收水分的性质。材料在一定温度和湿度下吸收水分的性质。吸湿性用吸湿性用平衡含水率平衡含水率来表示。来表示。平衡含水率：平衡含水率：材料中的水分和周围空气的湿度达到平衡材料中的水分和周围空气的湿度达到平衡时的含水率。（时的含水率。（balanced moisture absorption）（三）耐水性（三）耐水性 Water Resistance 材料具有抵

26、抗水的破坏的作用的能力，包括水材料具有抵抗水的破坏的作用的能力，包括水对材料的力学性质、光学性质、装饰性质、结构性对材料的力学性质、光学性质、装饰性质、结构性质等多方面性质的劣化作用。质等多方面性质的劣化作用。习惯上将材料抵抗水习惯上将材料抵抗水对其力学性质及结构性质劣化的能力称为耐水性。对其力学性质及结构性质劣化的能力称为耐水性。表示方法：软化系数表示方法：软化系数K KP P（Softening Softening CoefficientCoefficient）根据建筑物所处的环境，软化系数成为选择材根据建筑物所处的环境，软化系数成为选择材料的重要依据。料的重要依据。q 用于水中、潮湿环境

27、中的重要结构材料，必须选用于水中、潮湿环境中的重要结构材料，必须选用软化系数不低于用软化系数不低于0.850.85的材料；的材料；q 用于受潮湿较轻或次要结构的材料，则不易小于用于受潮湿较轻或次要结构的材料，则不易小于0.750.750.850.85；q 处于干燥环境中的材料可不考虑。处于干燥环境中的材料可不考虑。（四）抗渗性（四）抗渗性(Impermeability）抗渗性：抗渗性：材料抵抗材料抵抗压力水压力水渗透的能力。（渗透的能力。（pressure water）材料的抗渗性与材料的抗渗性与材料性质、孔隙率及孔隙特征材料性质、孔隙率及孔隙特征有关。有关。材料的抗渗性用材料的抗渗性用渗透系

28、数渗透系数或或抗渗等级抗渗等级来表示。来表示。渗透系数：渗透系数：在单位水头压力下，单位时间内透过单位面积在单位水头压力下，单位时间内透过单位面积的水量来表示。的水量来表示。（penetration coefficient）抗渗等级：抗渗等级：材料在透水前所能承受的最大水压力表示。如材料在透水前所能承受的最大水压力表示。如P4，P6。（。（penetration grade）四、抗冻性四、抗冻性（Freezing and Thawing Resistance）材料在水饱和状态下，能经受多次冻融而不产生宏材料在水饱和状态下，能经受多次冻融而不产生宏观破坏，同时微观结构不明显劣化、强度也不严重降低

29、观破坏，同时微观结构不明显劣化、强度也不严重降低的性能的性能 。（。（go through the go through the repeated freeze-thaw repeated freeze-thaw cyclescycles without without deteriorationdeterioration and obviously and obviously decreasing of strengthdecreasing of strength）冰冻对材料的破坏作用与材料组织结构及其含水状冰冻对材料的破坏作用与材料组织结构及其含水状况有关。况有关。材料的抗冻性用材料的抗冻

30、性用抗冻等级抗冻等级表示，如表示，如F200。（Freezing and thawing resistance grade)冬季室外温度低于冬季室外温度低于-150C的地区，重要工程材料必须进的地区，重要工程材料必须进行抗冻性实验。行抗冻性实验。对材料抗冻性的要求，据工程类别，结构部位，所处对材料抗冻性的要求，据工程类别，结构部位，所处的环境，使用条件及建筑物等级而定。的环境，使用条件及建筑物等级而定。第三节材料的基本力学性质第三节材料的基本力学性质Mechanical Properties 材料的力学性质是指材料在外力作用下的有材料的力学性质是指材料在外力作用下的有关变形性质和抵抗破坏的能力

31、，包括：关变形性质和抵抗破坏的能力，包括：材料的变形性质材料的变形性质(deformation(deformation）-strain-strain 材料的强度（材料的强度（strengthstrength）-stress-stress 当材料承受外力时，内部产生应力。外力逐当材料承受外力时，内部产生应力。外力逐渐增加，应力相应的加大。当质点间的作用力不渐增加，应力相应的加大。当质点间的作用力不能够再承受时，材料破坏。能够再承受时，材料破坏。材料所能承受的极限应力值就是材料的强度。材料所能承受的极限应力值就是材料的强度。一、材料的理论强度一、材料的理论强度定义：材料在理想状态下应具有的强度。定

32、义：材料在理想状态下应具有的强度。理论强度取决于其质点间的作用力，在理想状理论强度取决于其质点间的作用力，在理想状态下，受力破坏的原因是由于拉力造成的结合键的态下，受力破坏的原因是由于拉力造成的结合键的破坏或剪力造成质点间的滑移。破坏或剪力造成质点间的滑移。理论强度的大小：理论强度的大小：一般一般对于对于C30的混凝土，的混凝土，E3104mPa,则：则：而实际强度只有而实际强度只有3.0mPa.理论强度远远大于实际强度。理论强度远远大于实际强度。二、材料的强度二、材料的强度 材料的强度是指材料抵抗外力作用的能力。材料的强度是指材料抵抗外力作用的能力。据外力作用的方式不同，材料强度主要分为：据

33、外力作用的方式不同，材料强度主要分为：抗压抗压强度（强度（compressive strengthcompressive strength）抗拉抗拉强度（强度（tensile strengthtensile strength）抗弯抗弯强度（或抗折强度）（强度（或抗折强度）（bending strengthbending strength）抗剪抗剪强度（强度（shearing strengthshearing strength）材料强度的测定和计算材料强度的测定和计算抗压、抗拉及抗剪强度的测定和计算如下：抗压、抗拉及抗剪强度的测定和计算如下：抗压、抗拉及抗剪强度的测定和计算如下：抗压、抗拉及抗剪

34、强度的测定和计算如下：fstrengthFfailure loadALoaded area抗弯强度的测定和计算：抗弯强度的测定和计算：（单点集中加荷）（单点集中加荷）（三分点加荷）（三分点加荷）二、材料的变形性质（二、材料的变形性质（deformation）材料的变形性质是指材料在荷载作用下发生形状及材料的变形性质是指材料在荷载作用下发生形状及体积变化的有关性质。体积变化的有关性质。（一）弹性与塑性（一）弹性与塑性（一）弹性与塑性（一）弹性与塑性（Elastic and PlasticElastic and PlasticElastic and PlasticElastic and Plast

35、ic）弹性是指在外荷载作用下产生变形，当外力取消后变形能完弹性是指在外荷载作用下产生变形，当外力取消后变形能完全消失的性质。可恢复的变形叫全消失的性质。可恢复的变形叫弹性变形弹性变形。（elastic deformationelastic deformation）塑性是指在外力作用下能产生变形，当取消外力后仍能保持变塑性是指在外力作用下能产生变形，当取消外力后仍能保持变形后的形状的性质。不可恢复的变形叫形后的形状的性质。不可恢复的变形叫塑性变形塑性变形。（plastic deformation）（二）脆性与韧性（二）脆性与韧性（二）脆性与韧性（二）脆性与韧性(Brittleness and D

36、uctility)(Brittleness and Ductility)(Brittleness and Ductility)(Brittleness and Ductility)脆性：脆性：当外力达到一定的限度时，材料当外力达到一定的限度时，材料突然破坏突然破坏，且破，且破坏时无明显的塑性变形。坏时无明显的塑性变形。韧性：韧性：在冲击、振动荷载作用下，材料能够吸收较大的在冲击、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破坏的性质。能量，同时也能产生一定的变形而不破坏的性质。韧性可以反应材料既具有一定的强度，又具有良好的受力韧性可以反应材料既具有一定的强度，又具有良好的

37、受力变形的综合性能。变形的综合性能。有抗震要求的结构，桥，路面，桩都要考虑材料的冲击韧有抗震要求的结构，桥，路面，桩都要考虑材料的冲击韧性。性。工程中所指的材料耐久性，是指材料在所处工程中所指的材料耐久性，是指材料在所处环境条件下，在长期的使用过程中，保持其原有环境条件下，在长期的使用过程中，保持其原有性能，抵抗所受破坏作用的能力。性能，抵抗所受破坏作用的能力。材料耐久性的高低与材料本身的性质及所处材料耐久性的高低与材料本身的性质及所处的环境有关。的环境有关。材料的耐久性包含抗渗、抗冻、抗碳化、抗材料的耐久性包含抗渗、抗冻、抗碳化、抗老化等许多方面。老化等许多方面。耐久性耐久性 Durabil

38、ity1 1 1 1、材料在使用过程中所受到的破坏作用：、材料在使用过程中所受到的破坏作用：、材料在使用过程中所受到的破坏作用：、材料在使用过程中所受到的破坏作用：物理作用物理作用(Physical effects)(Physical effects)：干湿变化、温度变：干湿变化、温度变化及冻融作用等。化及冻融作用等。化学作用化学作用(Chemical effects)(Chemical effects)：酸、碱、盐等物质：酸、碱、盐等物质的水溶液或气体对材料的侵蚀破坏。的水溶液或气体对材料的侵蚀破坏。生物作用生物作用(Biological effects)(Biological effect

39、s)：昆虫、菌类等蛀：昆虫、菌类等蛀蚀及腐朽。蚀及腐朽。2.2.常见材料的主要破坏原因常见材料的主要破坏原因(1)(1)一般矿物质材料：当暴露于大气中或处于水位一般矿物质材料：当暴露于大气中或处于水位变化区时，主要发生物理破坏作用；当处于水变化区时，主要发生物理破坏作用；当处于水中时，除物理作用还发生化学侵蚀作用。中时，除物理作用还发生化学侵蚀作用。(2)(2)金属材料：主要是化学腐蚀及电化学腐蚀作用；金属材料：主要是化学腐蚀及电化学腐蚀作用；(3)(3)沥青质及合成高分子材料：主要是阳光、空气沥青质及合成高分子材料：主要是阳光、空气及热的作用。及热的作用。作业题：作业题：1 1、请用英语对下

40、列名词进行解释：、请用英语对下列名词进行解释：密度；表观密度；堆积密度；孔隙率；密度；表观密度；堆积密度；孔隙率；强度；应力；应变；弹性变形；塑性变形；脆性；强度；应力；应变；弹性变形；塑性变形；脆性；韧性；韧性；亲水性和憎水性；吸水性和吸湿性；耐水性；抗渗亲水性和憎水性；吸水性和吸湿性；耐水性；抗渗性；抗冻性。性；抗冻性。思考题：思考题：1 1、材料的密度、表观密度、堆积密度有何差别？材料的密度、表观密度、堆积密度有何差别？2 2、材料的孔隙率、孔隙状态、孔隙尺寸对材料的性材料的孔隙率、孔隙状态、孔隙尺寸对材料的性质（强度、抗渗、抗冻等）有何影响？质（强度、抗渗、抗冻等）有何影响？3 3、材

41、料孔隙率和空隙率的含义如何？如何测定？材料孔隙率和空隙率的含义如何？如何测定？4 4、如何区分亲水性材料和憎水性材料？如何区分亲水性材料和憎水性材料？5 5、某岩石在气干、干燥和水饱和状态下测得的抗压某岩石在气干、干燥和水饱和状态下测得的抗压强度分别为强度分别为172172、178178、168MPa168MPa。求该岩石的软化系。求该岩石的软化系数，并指出该岩石可否用于水下工程？数，并指出该岩石可否用于水下工程？6 6、为什么材料的实际强度较理论强度低许多为什么材料的实际强度较理论强度低许多？7 7、含水率为含水率为10%10%的的100g100g湿砂，其中干砂的质量湿砂，其中干砂的质量为多少克？为多少克？