第二章 建筑材料与力学及热工有关的性质（三）教学重点： 1.建筑材料的强度与强度等级的概念及 2.建筑材料的导热性的影响因素及导热系数的表达式. 3.材料的耐久性的概念及耐久性的影响因素 教学难点： 1.建筑材料的导热性的影响因素及导热系数的表达式. 2.材料的耐久性的概念及耐久性的影响因素 教学方法：多媒体 教学课时：2时第三节 材料的力学性质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。根据外力作用方式的不同，材料强度有抗拉、抗 压、抗剪、抗弯（抗折）强度等。材料的抗拉、抗 压、抗剪强度的计算式如下：式中式中 f-f-材料强度，材料强度， MPaMPaF Fmaxmax- -材料破坏时的最大荷载，材料破坏时的最大荷载，N N A-A-试件受力面积，试件受力面积，mmmm2 2|材料的抗弯强度与受力情况有关，一般试验方法 是将条形试件放在两支点上，中间作用一集中荷载 ，对矩形截面试件，则其抗弯强度用下式计算：式中式中 f fw w-材料的抗弯强度，材料的抗弯强度， MPaMPaF Fmaxmax-材料受弯破坏时的最大荷载，材料受弯破坏时的最大荷载，N N A-A-试件受力面积，试件受力面积，mmmm2 2L-L-两支点的间距，两支点的间距，mmmm b b、h h-试件横截面的宽及高，试件横截面的宽及高，mmmm|2. 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）。材料在外力作用下产生变形， 如果外力取消后，仍能保持变形后的形状和 尺寸，并且不产生裂缝的性质称为塑性。这 种不能恢复的变形称为塑性变形（或永久变 形）。3. 脆性和韧性材料受力达到一定程度时，突然发生破 坏，并无明显的变形，材料的这种性质称为 脆性。大部分无机非金属材料均属脆性材料 ，如天然石材，烧结普通砖、陶瓷、玻璃、 普通混凝土、砂浆等。脆性材料的另一特点 是抗压强度高而抗拉、抗折强度低。在工程 中使用时，应注意发挥这类材料的特性。第四节. 材料的热工性质 1. 导热性当材料两面存在温度差时，热量从材料一面通过材料传导至 另一面的性质，称为材料的导热性。导热性用导热系数 表示。 导热系数的定义和计算式如下所示： 式中式中 导热系数，（导热系数，（ ）；）； 传导的热量，传导的热量， &材料厚度，；材料厚度，； AA热传导面积，热传导面积，m m2 2t t一热传导时间，一热传导时间，h h； （T T2 2-T-T1 1）材料两面温度差，）材料两面温度差，K K在物理意义上，导热系 数为单位厚度(1m)的材 料、两面温度差为1 时、在单位时间(1s)内通 过单位面积(1)的热 量。|2. 热容量和比热材料在受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质称为 材料的热容量。单位质量材料温度升高或降低1所吸收 或放出的热量称为热容量系数或比热。比热的计算式如下 所示：式中式中 C-C-材料的比热，材料的比热，J/J/（gKgK） Q-Q-材料吸收或放出的热量材料吸收或放出的热量( (热容量) m-m-材料质量，材料质量，g g （t t2 2- t - t1 1）-材料受热或冷却前后的温差，材料受热或冷却前后的温差，K K|材料的温度变形性材料的温度变形是指温度升高或降低 时材料的体积变化。除个别材料以外，多数材料在温度升 高时体积膨胀，温度下降时体积收缩。 这种变化表现在单向尺寸时，为线膨胀 或线收缩，相应的技术指标为线膨胀系 数（）。第五节 材料的耐久性材料的耐久性是泛指材料在使用条件下， 受各种内在或外来自然因素及有害介质的作 用，能长久地保持其使用性能的性质。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。|物理作用可有干湿变化、温度变化及冻 融变化等。这些作用将使材料发生体积的 胀缩，或导致内部裂缝的扩展。时间长久 之后即会使材料逐渐破坏。在寒冷地区， 冻融变化对材料会起着显著的破坏作用。 在高温环境下，经常处于高温状态的建筑 物或构筑物，所选用的建筑材料要具有耐 热性能。在民用和公共建筑中，考虑安全 防火要求，须选用具有抗火性能的难燃或 不燃的材料。|化学作用包括大气、环境水以及使用 条件下酸、碱、盐等液体或有害气体对 材料的侵蚀作用。|机械作用包括使用荷载的持续作用， 交变荷载引起材料疲劳，冲击、磨损、 磨耗等。|生物作用包括菌类、昆虫等的作用而 使材料腐朽、蛀蚀而破坏。砖、石料、混凝土等矿物材料 ，多是由于物理作用而破坏，也可能 同时会受到化学作用的破坏。金属材 料主要是由于化学作用引起的腐蚀。 木材等有机质材料常因生物作用而破 坏。沥青材料、高分子材料在阳光、 空气和热的作用下，会逐渐老化而使 材料变脆或开裂。材料的耐久性指标是根据工程所 处的环境条件来决定的。例如处于冻 融环境的工程，所用材料的耐久性以 抗冻性指标来表示。处于暴露环境的 有机材料，其耐久性以抗老化能力来 表示。