材料的耐久性

复习上节课内容：

1．建筑材料试验只能提供一定可靠程度的条件性指标。

一定可靠程度：从部分样本值推测整体。概率统计理论是实验的理论根据。不可能将试件全进行破坏试验。

条件性:《规范规定》如强度试验时的条件。

①试件的尺寸；②试件的形状；③加荷速度；④环境温度、湿度；

⑤其它条件。

2．脆性材料的特点：破坏时变形很小

≥f拉。

f

压

3．材料与水有关的性质：

①内因：亲水材料与憎水材料，润湿角θ的大小

②吸水率及含水率的含意；

③耐水性；

本节内容

一、材料的耐久性

1.物理作用

2.机械作用

3.化学作用

4.生物作用

5.常用材料的破坏情形

6.材料的耐久性

二、材料的热工性能

1.导热性

2.热容量

3.热阻和传热系数

*1-5 材料的耐久性

我们已经知道，建筑物中的材料在使用过程中，除受各种外力作用外，还要长期受到各种使用因素和自然因素的破坏作用，这些破坏作用归纳起来有：

①物理作用；

②机械作用；

③化学作用；

④生物作用。

一、物理作用

它主要使材料发生体积的胀缩，或导致内部裂纹扩展。

常见的有：

①天阴下雨，风吹日晒等产生的干湿变化等（水分子作用）；

②处于高温下建筑物中的材料，受温度变化（分子分解）带来的性能差异。（耐热材料，耐火材料的选择）；

③寒冷地区的冻融变化对材料有显著的破坏性。

冻融破坏的混凝土表面面使用20年的高速公路桥梁

二、机械作用

1．材料受持续载荷作用发生徐变。（超过0.7～0.8应力水平）破坏。2．往复载荷引起的疲劳破坏。

3．冲击载荷及使用中的磨损（耗）等。

徐变引起的桥梁垮塌图

三、化学作用（使材料逐渐变质而破坏，具有隐蔽性；隐而不发，但一发不可收拾）“八水绕长安”的河水已有不同程度的污染—黑河引水！

海水、河水及地下水受到污染后，水溶液中含有有害的酸、碱、盐等成分，这些成分会对建筑物中的材料起到侵蚀破坏作用。

另外，当有些有害气体SO 3、CO 2等含量过高时，也会对建筑物起侵蚀作用。枣庄180米高的烟囱，在100米左右处出现疏松状态的砼，影响到正常的安全生产。back

酸雨腐蚀

因冬季撒除冰盐而腐蚀的桥栏板

四、生物作用

是指材料在昆虫、菌类等的作用下，因蛀蚀或腐朽而破坏。白蚁对木材的蛀蚀（研究表明：“地球升温”的原因，由于白蚁蚕食木材后排放出的甲烷气体250亿m3），木材在潮湿环境下的腐朽等。生物作用主要对木材及植物纤维材料表现较为明显。

五、常用材料的破坏情形

1．矿物材料：砖、石、砼等多是由于物理、机械作用而破坏，同时也有受到化学作用而破坏的。2．金属材料：主要是化学作用引起的破坏，但在特殊环境下亦可能因物理作用或机械作用而破坏。（温度造成的高温蠕变破坏，低温脆断，飞机机翼的疲劳等，水轮机叶片的磨损等）

3．木材、竹材等有机质植物纤维材料多因生物作用而破坏。

4．沥青、塑料等高分子材料在阳光、空气和热的作用下，会产生“老化”开裂。

六、材料的耐久性

1．定义：材料在物理、机械、化学及生物等多种因素作用下，在规定的使用期限内不破坏，也不失去原有性能的性质。

2．含义：耐久性是材料的综合性质，包括的内容相当广泛。（相当于人的健康指标，病的种类很多）

主要包括：①抗冻性；②大气稳定性；③化学侵蚀性；

④耐热性；⑤耐光性；⑥耐磨性；⑦抗渗性等。

对无机材料通常以抗冻性及抗渗性来说明之。

对有机及高分子材料以耐温性及大气稳定性表示之。（如人的健康检查。心脏、肝功、胸透为主）

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3．引起耐久性下降的因素

①内因：材料的化学及矿物组成。（人体素质差，营养不良，抵抗力差。）材料本身的构造即材料本身存在着孔隙及微裂缝。（先天不足、娘胎里本身就有病—基因疗法）②外因：物理、化学、机械及生物等方面的作用。人为的原因不可忽视。（外部存在细菌、传染病毒等）

4．提高耐久性的措施

①根据环境合理选材（重要与次要建筑物选不同材料；）。

使用以前！提高本身对外界的抵抗性（提高材料的密实度，加强体育锻炼、吃好、睡好、学好。）

②设法减少大气或周围介质对材料的破坏作用。（抹面、油漆、涂料[特种耐火涂料]等。桌子、门窗油漆后，含水量变化小。另外还有其它的保护层。）使用以后！（针对外部存在细菌、传染病毒等戴口罩、防毒面具—神圣庙宇存在800～1000年归于烧香拜佛好！）

*1-6材料的热工性能

建筑物中的材料，除需要满足强度及其它性能外，还需常年保持室内的温度及湿度状况，不至于使屋子“夏天闷热，冬天寒冷”。以适宜于人们的生活、学习和生产。为此房屋的围护结构所采用的建筑材料，必须具有一定的保温绝热性能。在此我们仅研究材料的热工性能。

一、导热性

1．定义：材料两面存在温度

差时，热量能从材料的一面通过

材料本身传到另一面的性质称导

热性。以导热系数λ表示。

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2．导热系数λ

tFZ

QD D Z t t F Q ∆=⇒-⋅=λλ)(21λ——导热系数（W /m·K ）

Q ——通过材料的热量，J

D ——传导的距离或厚度，m

△t ——材料两侧的温度差，K

Z ——导热时间，s

F ——材料的传热面积，m 2

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