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第一章 建筑材料的基本性质 The Properties of Construction Materials (1) 晶体 结构特征：内部质点在三维空间规则排列。 原子晶体、离子晶体、分子晶体和金属晶体 金刚石晶体结构 四面体 共价键 石墨晶体结构 层与层.分子键 层间共价键 晶体特征:各向异性、最小内能，化学稳定性好。 材料的性质与其构造关系： 构造致密的材料强度高；疏松多孔的材料密度低，强度也较低；层状或纤维状构造的材料，是各向异性的。 二、 孔隙与孔隙率 第3节　材料的力学性质 一、材料的变形 ——弹性变形与塑性变形 弹性 材料在外力作用下产生变形，当外力除去后，能完全恢复原来形状的性质。 塑性 材料在外力作用下产生变形，当外力除去后，不能自动恢复原来形状，且不产生裂缝的性质。 材料拉伸或压缩时，除了产生轴向变形外，还产生横向变形。 泊松比（泊松系数）：横向应变与轴向应变比值的绝对值，也叫横向变性系数，它是反映材料横向变形的弹性常数。 徐变与应力松弛 徐变：固体材料在外力作用下，变形随时间的延长而逐渐增长的现象。 产生原因：对于非晶体材料，是由于在外力作用下发生了粘性流动；对于晶体材料，是由于晶格位错运动及晶体的滑移。 徐变与所受应力和环境因素有关 应力松弛 材料在荷载作用下，若所产生的变形因受约束而不能发展时，则其应力将随时间延长而逐渐减小，这一现象称为应力松弛 应力松弛产生的原因： 由于随着荷载作用时间延长，材料内部塑性变形逐渐增大、弹性变形逐渐减小（总变形不变）而造成的。 材料所受应力水平越高，应力松弛越大；温度、湿度越大，应力松弛也越大。 2.影响材料强度的因素 材料的持久及疲劳极限 材料在承受持久荷载下的强度，称为持久强度 结构物中材料所承受的荷载，大多为持久荷载，如结构自重、固定设备的荷载等，故在工程中必须考虑持久强度。由于材料在持久荷载下会发生徐变，使塑性变形增大，所以，持久强度都低于暂时强度。 交变应力超过某一极限、且多次反复作用后，即会导致材料破坏，该应力极限值称为疲劳极限 疲劳极限远低于静力强度，甚至低于屈服强度。疲劳极限是通过试验测定的。在规定的应力循环次数下，所对应的极限应力即为疲劳极限。 通常规定应力循环次数为 106次～108次。混凝土的抗压疲劳极限约为静力抗压强度的 50%～60%。 1. 材料的亲水性与憎水性与水接触时，有些材料能被水润湿，而有些材料则不能被水润湿，对这两种现象来说，前者为亲水性，后者为憎水性。 亲水性与憎水性材料的特征： 材料的亲水性与憎水性主要取决于材料的组成与结构： 有机材料一般是憎水性， 无机材料都是亲水性。 材料润湿示与毛细现象 2.材料的吸水性材料能吸收水分的能力，称为材料的吸水性。吸水的大小以吸水率来表示。2.1 质量吸水率质量吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水量占材料在干燥状态下的质量百分比，并以ｗm 表示。质量吸水率ｗm 的计算公式为：   2.2 体积吸水率体积吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水的体积占材料自然体积的百分率，并以WＶ表示。体积吸水率WＶ的计算公式为： 3. 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。干燥的材料处在较潮湿的空气中时，便会吸收空气中的水分；而当较潮湿的材料处在较干燥的空气中时，便会向空气中放出水分。前者是材料的吸湿过程，后者是材料的干燥过程。由此可见，在空气中，某一材料的含水多少是随空气的湿度变化的。 表示方法：含水率，并以Ｗh表示 其计算公式为： 显然，材料的含水率受所处环境中空气湿度的影响。当空气中湿度在较长时间内稳定时，材料的吸湿和干燥过程处于平衡状态，此时材料的含水率保持不变，其含水率叫作材料的平衡含水率。 4. 材料的耐水性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。 破坏原因：水的溶解，劈裂作用，强度降低 衡量材料耐水性的指标是材料的软化系数KR： 材料耐水性限制了材料的使用环境，软化系数小的材料耐水性差，其使用环境尤其受到限制。软化系数的波动范围在0至1之间。工程中通常将ＫＲ＞0.85的材料称为耐水性材料，可以用于水中或潮湿环境中的重要工程。用于一般受潮较轻或次要的工程部位时，材料软化系数也不得小于0.75 。 5. 材料的抗渗性抗渗性是材料在压力水作用下抵抗水渗透的性能。 表示方法： 5.1 渗透系数 §1-5 材料的耐久性 定义：材料在长期使用过程中，能保持原有性能 的性质 破坏原因： 物理作用——温湿度、冻融、流水、紫外线 化学作用——酸碱盐水溶液、有害气体、水 生物作