项目02 建筑材料的基本性质

空隙率
V 100% 1 0 100% P 1 V 0
D
任务2.2 材料与水有关的性质
2.2.1 材料的亲水性与憎水性
材料与水接触时，首先遇到的问题就是材料能否被水所湿 润。湿润是水被材料表面吸附的过程，它与材料本身的性 质有关。
任务2.2 材料与水有关的性质
2.2.6 材料的霉变性和腐朽性
材料霉变 材料在潮湿或温暖的气候条件下受到 真菌侵蚀，在材料的表面产生绒毛状 的或棉花状的，颜色从白色到暗灰色 至黑色，有时也会显出蓝绿色、黄绿 色或微红色的物质。
任务2.2 材Baidu Nhomakorabea与水有关的性质
2.2.6 材料的霉变性和腐朽性
材料腐朽 材料在使用过程中受到酸、碱、盐以 及真菌等各种腐蚀介质的作用，在材 料内部发生一系列的物理、化学变化， 使材料逐渐受到损害，性能改变，力 学性质降低，严重时会引起整个材料 彻底破坏的现象。
任务2.1
材料的组成和结构
2.1.3 材料的结构状态参数
2.1.3.1 材料的体积
绝对密实 体积（V） 材料的 体积 堆积体积 （V ）
0
表观体积 （V ）
自然体积 （ V0 ）
任务2.1
材料的组成和结构
2.1.3 材料的结构状态参数
2.1.3.2 材料的密度、表观密度、体积密度和堆积密度 密度。材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积 的质量，可按下式计算
m 0 V0
0 -材料的堆积密度，g/cm3或kg/m3；
m-材料的质量，g或kg；
V0 -材料的堆积体积，cm
3或m3。
任务2.1
材料的组成和结构
2.1.3 材料的结构状态参数
2.1.3.3 材料的密实度和孔隙率
密实度。密实 度是指材料体 积内被固体物 质充实的程度， 用D表示。密实 度的计算式如 下
m 0 V0
0-材料的体积密度，g/cm3或kg/m3；
m-材料的质量，g或kg；
V0 -材料的自然体积，cm3或m3。
任务2.1
材料的组成和结构
2.1.3 材料的结构状态参数
2.1.3.2 材料的密度、表观密度、体积密度和堆积密度 堆积密度。堆积密度是指粉状、颗粒状或纤维材料在堆 积状态下单位体积的质量，可按下式计算
任务2.3 材料与热有关的性质
2.3.3 材料的热变形性
材料的热变形性，是指材料在温度升高或降低时体积变化
的性质。，材料的单向线膨胀量或线收缩量计算公式为
L (T1 T2 ) L
材料在常温下的 材料原来的长度， 材料升(降)温前后的温度差，K 线膨胀量或线收缩量，mm或cm mm或cm 平均线膨胀系数， 1/K
图2-2 材料的湿润示意图 (a) 材料的亲水性；(b) 材料的憎水性
任务2.2 材料与水有关的性质
2.2.2 材料的吸水性与吸湿性
2.2.2.1 吸水性 体积吸水率 质量吸水率
m2 m1 Ww 100% m1
Vw m2 m1 1 Wv 100% V0 V0 w
材料所吸收水分 质量吸水率，% 体积吸水率，% 3 水的密度，常温 m2——材料在吸水饱和状态下的质量，g； 的体积，cm 下可取1g/cm3 m1——材料在绝对干燥状态下的质量，g；
V0 V 0 V P 1 1 D 1 100% V0 V0

任务2.1
材料的组成和结构
2.1.3 材料的结构状态参数
2.1.3.3
表2-1
材料名称 石灰岩 花岗岩 普通混凝土 碎石 砂 粘土空心砖 水泥 木材 钢材 铝合金 泡沫塑料
m V
-材料的表观密度，g/cm3或kg/m3；
m-材料的干质量，g或kg；
V -材料的表观体积，cm3或m3。
任务2.1
材料的组成和结构
2.1.3 材料的结构状态参数
2.1.3.2 材料的密度、表观密度、体积密度和堆积密度 体积密度。体积密度是指材料在自然状态下单位体积的 质量，可按下式计算
任务2.3 材料与热有关的性质
2.3.1 材料的热容性
材料的热容性，是指材料受热时吸收热量或冷却时放出热量 的能力，它以材料升温或降温时热量的变化来表示，即热容 量，其计算公式为
Q M C (t1 t2 )
K) 材料的质量，kg 材料受热或冷却前后的温差，K 材料的热容量，kJ 材料的比热，kJ/(kg·
任务2.4
2.4.1
材料的力学性质
材料的强度
材料的强度是指材料在外力(荷载)作用下，抵抗破坏的能力。 材料所受的外力
压力
拉力
剪力
弯曲
任务2.4
2.4.1
材料的力学性质
材料的强度
材料的强度是指材料在外力(荷载)作用下，抵抗破坏的能力。
材料抵抗这些外 力破坏的能力
抗压强度
抗拉强度
抗剪强度
抗弯强度
任务2.4
抗冻性是指材料在 吸水饱和状态下， 能经受多次冻融循 环作用而不破坏、 强度也不显著降低 的性质。 材料的抗冻性用抗冻 等级表示。抗冻等级 是指材料在标准试验 条件下，经过多次冻 融，强度下降不大于 25%，质量损失不大 于5%，所能经受的最 多冻融循环次数。
如抗冻等级为F10的材料，表示材料所能经受的冻融循 环次数最多为10次。
V D 100% V0
亦可用材料的密度和体积密度计算
V m/ 0 D 100% V0 m/0
任务2.1
材料的组成和结构
2.1.3 材料的结构状态参数
2.1.3.3 材料的密实度和孔隙率
孔隙率。孔隙率是指材料内部孔隙的体 积占材料总体积的百分率，用P表示。 孔隙率的计算式如下
任务2.2 材料与水有关的性质
2.2.4 材料的抗渗性
2.2.4.2 抗渗等级 缺陷 建筑工程中，为 直接反应材料适 应环境的(防水) 能力，对一些常 用材料(如混凝土、 砂浆等)的抗渗 (防水)能力常以 抗渗等级表示。
亲水性
孔隙率
孔隙特征 裂缝
任务2.2 材料与水有关的性质
2.2.5 材料的抗冻性
任务2.4
2.4.1
材料的力学性质
材料试件两 材料试件受 支点间的距 弯时的破坏 离，mm 荷载，N
材料的强度
材料的抗弯强度(也称抗 折强度)与材料受力情况 有关，试验时将试件放在 f 两个支点上，若中间作用 2 一集中荷载，对矩形截面 试件，抗弯强度可按下式 抗弯强度，MPa 强度是材料的主要技术性能之一， 计算 材料试件的截面 不同材料的强度，可按规定的标 宽度、高度， 准试验方法确定。材料可根据强 mm 度值大小划分若干等级。
任务2.2 材料与水有关的性质
2.2.3 材料的耐水性
材料的耐水性是指材料长期在水的作用下不破坏，强度 也不显著降低的性质。
fb KR fg
材料饱水状态下的抗压强度，MPa； 材料的软化系数
材料干燥状态下的抗压强度，MPa
任务2.2 材料与水有关的性质
2.2.4 材料的抗渗性
材料的抗渗性是指材料抵抗压力水渗透的性质。建筑 工程中许多材料常含有孔隙、孔洞或其他缺陷，当材 料两侧的水压差较高时，水可能从高压侧通过内部的 孔隙、孔洞或其他缺陷渗透到低压侧。
任务2.3 材料与热有关的性质
2.3.1 材料的热容性
其中比热(C)值是真正反映不同材料间热容性差别的参 数。可以在实验室条件下检测材料在温度变化时的热 量释放量，再由下式求出 C值的物理意义是质量 为1kg的材料，在温度 每改变1K时所吸收或 放出热量的大小。
Q C M (t1 t2 )
任务2.2 材料与水有关的性质
2.2.4 材料的抗渗性
2.2.4.1 渗透系数
材料垂直于渗水方向的 材料两侧的水压差，cm 渗水面积，cm2
At H W Ks d
时间t内的渗水总量，cm3 渗水时间，h 材料的渗透系数，cm/h 材料 K s 的值愈小，则其抗渗能力愈强。工程有部分 材料的厚度，cm 材料的防水能力就是以渗透系数来表示的，如屋面防 水卷材、防水涂料等均采用渗透系数表示。
材料的化 学组成
材料的矿 物组成
任务2.1
2.1.2
材料的组成和结构
材料的结构
宏观结构
细观结构
微观结构
材料的微观结构主要指材料在原子、分子、离子层次上 材料的细观结构(也称亚微观结构)是指可用光学显微镜 致密状结构、多孔状结构、微孔状结构、颗粒状结构、 的组织形式。材料的许多性质与其微观结构都有密切关 观察到的结构。建筑材料的细观结构，只能针对某种具 系。建筑材料的微观结构基本上可分为晶体、玻璃体和 纤维状结构、层状结构 体材料来进行分类研究。例如，混凝土可分为基相、集 胶体三类。 料相、界面相；木材可分为木纤维、导管髓线、树脂道。
m V
Ρ -材料的密度，g/cm3或kg/m3； m-材料的干质量，g或kg； V-材料在绝对密实状态下的体积，cm3或m3
任务2.1
材料的组成和结构
2.1.3 材料的结构状态参数
2.1.3.2 材料的密度、表观密度、体积密度和堆积密度 表观密度。表观密度是指材料在自然状态下不含开口孔 隙时单位体积的质量，可按下式计算
材料的密实度和孔隙率
(g/cm3) 2.60 2.60～2.80 2.60 2.60～2.70 2.60～2.70 2.50 (kg/m3) 1 800～2 600 2 500～2 800 2 200～2 500 — — 1 000～1 400 (kg/m3) — — — 1 400～1 700 1 350～1 650 — P(%) 0.2～4 <1 2.60～2.80 — — 20～40
项目二 建筑材料的基本性质
学习要求
了解建筑材料的组成和结构，掌握建筑材料 的密度、表观密度、体积密度、堆积密度、 孔隙率和密实度、空隙率和填充率的概念与 计算，理解材料与水有关的性质、与热有关
的性质、力学性质及耐久性。
任务2.1
2.1.1
材料的组成和结构
材料的组成
是指构成材料的化学元素及化合物的种类 和数量。材料的化学组成的不同是导致其 性能各异的主要原因。 是指化学元素组成相同，但分子组成形式各 异的现象。材料的矿物组成是在其化学组成 确定的条件下决定材料性质的主要因素。
任务2.3 材料与热有关的性质
2.3.2 材料的热导性
材料的厚度，m 传导的热量，J 材料的导热性， 是指材料两侧有 温差时，材料将 热量由温度高的 一侧向温度低的 一侧传递的能力， 也就是传导热的 能力。
Qd (T1 T2 ) A t
材料的传热面积 传热时间，h 材料的导热系数，W/(m·K) 材料两侧的温度差，K
常用建筑材料的密度、体积密度、堆积密度和孔隙率
3.10
1.55 7.85 2.7 1.04～1.07
—
— — — 20～50
1 000～1 100(疏松)
— — — —
—
55～75 0 0 —
任务2.1
材料的组成和结构
2.1.3 材料的结构状态参数
2.1.3.4 材料的填充率和空隙率 填充率
0 V 100% 100% V0
3FL f 2bh
任务2.1
材料的组成和结构
2.1.3 材料的结构状态参数
2.1.3.1 材料的体积 体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不同的结构状 态，如图2-1所示，因而表现出不同的体积。
图2-1 材料的结构状态 (a)密实状态；(b) 内部有孔隙； (c) 内外有孔隙；(d) 堆积状态 1—闭口孔隙；2—开口孔隙；3—空隙
2.4.1
材料的力学性质
材料的强度
图2-3
材料的几种受力状态
(a) 材料受压；(b) 材料受拉；(c) 材料受剪；(d) 材料受弯
任务2.4
2.4.1
材料的力学性质
材料的强度
材料的抗压、抗拉、抗剪强度可按下式计算
F f A
材料受压、受拉、受剪破坏时的荷载，N 材料的抗压、抗拉、抗剪强度，MPa 材料的受拉、受压、受剪面积，mm 2
任务2.2 材料与水有关的性质
2.2.2 材料的吸水性与吸湿性
2.2.2.2 吸湿性
mk m1 WH 100% m1
影响材料吸湿性的因素，除材料本身的化学组成、结构、 材料的含水率，%； 材料吸湿后的质量，g 材料在绝对干燥状态下的质量，g 构造及孔隙外，还与环境的温、湿度有关。材料堆放在 工地现场，不断向空气中挥发水分，又同时从空气中吸 收水分，其稳定的含水率是达到挥发与吸收动态平衡的 一种状态。