土木工程材料的基本性質(zhì)-資料下載頁(yè)
2024-12-29 12:12本頁(yè)面
【正文】 生破壞的原因，主要是由于拉力造成結(jié)合鍵的斷裂，或是由于剪力造成質(zhì)點(diǎn)間的滑移而破壞。材料受壓力破壞，實(shí)際上也是由壓力引起內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力或剪應(yīng)力而造成了破壞。 材料的理論強(qiáng)度遠(yuǎn)大于材料的實(shí)際強(qiáng)度 ,這是由于材料實(shí)際結(jié)構(gòu)中都存在著許多缺陷 ,如晶格的位錯(cuò)、雜質(zhì)、孔隙、微裂縫等。 當(dāng)材料受外力作用時(shí)，在裂縫端部產(chǎn)生應(yīng)力集中，其局部應(yīng)力將大大超過(guò)平均應(yīng)力，引起了裂縫不斷擴(kuò)展、延伸以至互相連通起來(lái)，最后導(dǎo)致材料的破壞。 (strength) ? 這里所講的是材料的實(shí)際強(qiáng)度。材料在外力（荷載）作用下低抗破壞的能力稱為強(qiáng)度。當(dāng)材料承受外力作用時(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生應(yīng)力。外力逐漸增加，應(yīng)力也相應(yīng)地加大。直到質(zhì)點(diǎn)間作用力不再能夠承受時(shí)，材料即破壞，此時(shí)極限應(yīng)力值就是材料的強(qiáng)度。 ? 根據(jù)外力作用方式圖 材料受力示意圖（ a）壓力 （ b）拉力 （ c）彎曲 （ d）剪切。 Compressive strength、 tensile strength、bending strength、 shear strength等 相同種類的材料，隨著其孔隙率及構(gòu)造特征的不同，使材料的強(qiáng)度也有較大的差異。一般孔隙率越大的材料強(qiáng)度越低，其強(qiáng)度與孔隙率具有近似直線的比例關(guān)系。 磚、石材、混凝土和鑄鐵等材料的抗壓強(qiáng)度較高，而其抗拉及抗彎強(qiáng)度很低。因此，磚、石材、混凝土等多用在房屋的墻和基礎(chǔ)。木材則順紋抗拉強(qiáng)度高于抗壓強(qiáng)度。 鋼材的抗拉、抗壓強(qiáng)度都很高。鋼材則適用于承受各種外力的構(gòu)件。 彈性與塑性 (elasticity and plasticity) ? 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，能夠完全恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì)稱為彈性，這種完全恢復(fù)的變形稱為彈性變形（或瞬時(shí)變形） ? 在外力作用下材料產(chǎn)生變形，如果取消外力，仍保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱為塑性，這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形（或永久變形）。 ? 單純的彈性材料是沒(méi)有的。建筑鋼材在受力不大的情況下，表現(xiàn)為彈性變形，但受力超過(guò)一定限度后，則表現(xiàn)為塑性變形。混凝土在受力后，彈性變形及塑性變形同時(shí)產(chǎn)生 (圖 )。 b a 變形 荷載 0 A ab— 彈性變形 彈塑性材料的變形曲線 ob— 塑性變形 ? (brittleness and toughness) ? 當(dāng)外力達(dá)到一定限度后。材料突然破壞，而破壞時(shí)并無(wú)明顯的塑性變形，材料的這種性質(zhì)稱為脆性。其特點(diǎn)是材料在外力作用下，達(dá)到破壞荷載時(shí)的變形是很小的。脆性材料的抗壓強(qiáng)度比其抗拉強(qiáng)度往往要高很多倍，它對(duì)承受振動(dòng)作用和抵抗沖擊荷載是不利的。磚、石材、陶瓷、玻璃、混凝土、鑄鐵等都屬于脆性材料。 ? 在沖擊、振動(dòng)荷載作用下，材料能夠吸收較大的能量，同時(shí)也能產(chǎn)生一定的變形而不致破壞的性質(zhì)稱為韌性（沖擊韌性）。 ? 材料的韌性是用沖擊試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)的。建筑鋼材（軟鋼）、木材等屬于韌性材料。用作路面、橋梁、吊車梁以及有抗震要求的結(jié)構(gòu)都要考慮到材料的韌性。 材料的耐久性 ? 材料的耐久性 (durability)是一項(xiàng)重要技術(shù)性質(zhì)，是指材料在長(zhǎng)期使用過(guò)程中抵抗其自身及環(huán)境因素長(zhǎng)期破壞作用，保持其原有性能而不變質(zhì)、不破壞的能力。高耐久性材料堅(jiān)固穩(wěn)定、經(jīng)久耐用，可延長(zhǎng)建筑物的使用壽命。 ? 材料是否耐久與受到的侵蝕破壞作用及自身的性能有關(guān)。環(huán)境侵蝕破壞作用類型包括：物理作用、化學(xué)作用、生物作用三種，具體壞因素關(guān)系見(jiàn)表 。 耐久性主要包括： ?滲透性 ?抗凍性 ?抗腐蝕性 ?抗碳化性 ?抗侵蝕性 ?抗骨料反應(yīng) 抗骨料 反應(yīng) 抗腐蝕性 抗侵蝕性 抗碳化性 抗凍性 抗?jié)B性 耐久性 耐久性 ? 材料的耐久性還具有明確的經(jīng)濟(jì)意義。使用高耐久性材料，雖然會(huì)使原材料價(jià)格提高或施工費(fèi)用及難度增大，但因其使用壽命延長(zhǎng)，建筑物有效使用期可大大延長(zhǎng)，降低維修費(fèi)用，最終使整體工程的綜合費(fèi)用降低，利用率增高，收益增大，從而獲得顯著的綜合經(jīng)濟(jì)效益， ? 從土木工程技術(shù)發(fā)展看，各國(guó)已達(dá)成共識(shí)，由按耐久性進(jìn)行工程設(shè)計(jì)取代按強(qiáng)度進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，更具有科學(xué)和實(shí)用性。然而要按耐久性進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，尚需對(duì)各種材料的耐久性及評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行更為廣泛深入的研究。 提高耐久性的措施可考慮以下四方面： 1）提高材料本身的密實(shí)度，改變材料的孔隙構(gòu)造； 2）降低濕度，排除侵蝕性物質(zhì)； 3）適當(dāng)改變成分，進(jìn)行憎水處理，防腐處理； 4）做保護(hù)層，如抹灰、刷涂料。 提高材料的耐久性，從而延長(zhǎng)建筑物、道路、橋梁及水壩的使用壽命，是土木工程材料生產(chǎn)及應(yīng)用的重要課題之一。 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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