第一章-嘉义大学课件.ppt
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1、1第一章第一章 緒論緒論土木與水資源工程學系劉玉雯國立嘉義大學 劉玉雯2第一章 緒論1-1 材料類型1-2 土木工程材料1-3 材料性質與量測1-4 試驗與規範1-5 品質控制國立嘉義大學 劉玉雯3第一章 緒論u土木工程國計民生相關建設工事建築、道路、橋樑、隧道、水壩、管路營造工程所使用的材料是工程品質關鍵所在u進行工程施工時更需隨時取樣檢驗,研判材料所需的各項性質u天然素材如石料、金屬、石油、土壤、水etc.u材料科技發展 奈米材料國立嘉義大學 劉玉雯41-1 材料類型一、金屬材料二、飛金屬材料三、結晶材料四、非結晶材料五、彈性材料六、脆性材料七、延姓材料八、複合材料九、圬工材料十、半導體十
2、一、絕緣材料十二、聚合物十三、塑膠材料國立嘉義大學 劉玉雯51-1 材料類型u金屬材料:(導電體)90%為銅、鑄鐵鐵金屬:鋼材(碳合金)含少量硫、錳、矽(鋼、生鐵、熟鐵)非鐵金屬:約70種:鋁、銅、鋅、鉛、錳u非金屬材料:(不良導體)土石、水泥、木材、塑膠、瀝青國立嘉義大學 劉玉雯61-1材料類型u結晶材料原子排列呈現重複性形式石英、水晶、鑽石、石墨u非結晶材料原子排列為隨機或不含結晶結構(硬、脆)煤、玻璃u彈性材料受力變型後可恢復者彈簧、橡膠國立嘉義大學 劉玉雯71-1 材料類型u脆性材料變形能力小、延性很差玻璃、鑄鐵、岩石u延性材料變形能力大,破壞變形發生於彈性限度後金、銅、鋼 u複合材料
3、多種材料混合而成混凝土、鑽泥板、R.C、S.R.C、三夾板國立嘉義大學 劉玉雯81-1 材料類型u圬工材料為構造物之一部分石塊、磚、砂漿、黏土磚、混凝土磚u半導體材料導電性差,介於金屬和絕緣體之間應用於電子零件、電晶體、太陽能電池u絕緣材料聲、熱、電etc.有絕 緣性能的材料國立嘉義大學 劉玉雯91-1 材料類型u聚合物材料(polymer)由一個或多個單元結合而成的鏈狀結構橡膠、塑膠、聚乙烯u塑膠材料以有機質為基材的材料熱塑性塑膠、熱固性塑膠國立嘉義大學 劉玉雯101-2 土木工程材料u應用於土木構造物上的材料通稱為土木工程材料天然:石料、木材、黏土etc.人造的:水泥、混凝土、磚、鋼筋et
4、c.u土木材料大都是固態,分三大類:陶土,如砂、石灰石金屬,如鋼筋、鋼骨有機材料,如木、瀝青、橡膠國立嘉義大學 劉玉雯111-2 土木工程材料依用途、生產、化學組成分類:u 依用途:構造物之主體材料,如石材、混凝土、鋼筋副材料:黏結劑、填縫劑u 依產源:天然材料:木材、石料人造材料:水泥、磚國立嘉義大學 劉玉雯121-3 材料性能與量測u土木工程上的材料需適合目的性質經濟條件例:檔水構造物要n不透水n無裂縫n堅固n不溶解國立嘉義大學 劉玉雯131-3 材料性能與量測u土木材料基本上分成:物理性質力學性質u材料的性能是多面性的:力的作用環境影響熱的作用化學性質經濟能源節約的永續 發展國立嘉義大學
5、 劉玉雯141-3-1 物理性質u比重、密度密度(D)=重量(W)/體積(V)單位:g/cm3,kg/m3比重(r)=D/Dw Dw水的密度c.p.真比重 漲比重(含孔隙及水分)國立嘉義大學 劉玉雯151-3-1 物理性質u含水率含水率=含水量/乾燥重u比電阻單位面積 通電時的電阻:比電阻()單位長度比傳導率比電阻=1(電傳導率)國立嘉義大學 劉玉雯161-3-1 物理性質u吸音律聲波(e)能量 e1:反射 e2:吸收 e3:傳入 e4:透過 反射率=e1/e透過率=e4/e 吸音率=1-(e1/e)可表示壁體的聲為性質國立嘉義大學 劉玉雯171-3-1 物理性質u材料比重愈大,吸音率越小。吸
6、音率又依音的震動頻率而異ex:混凝土壁0.02 木板(厚2.5cm)0.10.3u遮音率聲音透過率的倒數=遮音率 反射率遮音率=國立嘉義大學 劉玉雯181-3-1 物理性質R=遮音量(減音量)以聲波強度單位分貝db(Decibel)表示 R=10(e/e4)or R=10 e/e4u材料比重愈大,遮音能力愈好。遮音量又依 音的振動頻率而異。ex:concrete(5cm厚)40db (1.5cm厚)1025db國立嘉義大學 劉玉雯191-3-1 物理性質u光譜與透光率光的投射與材料 1.反射 2.吸收 3.透光 三種反應光譜的指標=反射/吸收透光率=透過能/光的投影能受表面 平滑度 厚度 的影
7、響 光線波長國立嘉義大學 劉玉雯201-3-2 力學性質一、載重與應力二、變形與應變三、彈性及塑性四、應力-應變曲線五、彈性係數及柏松比六、強度七、彎矩、剪力及扭 力八、剛性、韌性、脆性、延性、展性九、硬度國立嘉義大學 劉玉雯211-3-2力學性質u載重與應力應力()=載重(P)/面積(A)單位:Mpa(N/mm2);kgf/cm2;psiu變形與應變應變()=變形(L)/原長度(L)國立嘉義大學 劉玉雯221-3-2 力學性質u彈性及塑性彈性(elasticity):材料受力變形後,除去外 力,可恢復的性質塑性(plasiticity):材料受力變形後,除去 外力,不能恢復的性質彈性限度:外
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