建筑材料——建筑材料的基本性质
建筑材料的基本性质
建筑材料的基本性质第⼀章建筑材料的基本性质1.建筑材料的基本物理性质密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。
表观密度：材料在⾃然状态下单位体积的质量堆积密度：散粒或粉状材料，如砂、⽯⼦、⽔泥等，在⾃然堆积状态下单位体积的质量。
孔隙率：在材料⾃然体积内孔隙体积所占的⽐例。
空隙率：散粒材料⾃然堆积体积中颗粒之间的空隙体积所占的⽐例。
空隙率的⼤⼩反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。
材料的压实度：散粒堆积材料被碾压或振压等压实的程度。
相对密度：散粒材料压实程度的另⼀种表⽰⽅法。
2．材料与⽔有关的性质①亲⽔性：材料能被⽔润湿的性质（亲⽔性材料与⽔分⼦的亲和⼒⼤于⽔分⼦⾃⾝的内聚⼒）憎⽔性：材料不能被⽔润湿的性质。
②吸⽔性：材料浸⼊⽔中吸收⽔的能⼒（材料吸⽔率是固定的）吸湿性：材料在潮湿空⽓中吸收⽔分的性质。
【平衡含⽔率】：在⼀定温度和湿度条件下，材料与空⽓湿度达到平衡时的含⽔率。
③耐⽔性：材料长期在⽔作⽤下不破坏，且其强度也不显著降低的性质。
④抗渗性：材料抵抗压⼒⽔渗透的性质。
⑤抗冻性：材料在吸⽔饱和状态下，能经受多次冻融作⽤⽽不破坏，且强度和质量⽆显著降低的性质。
3.①材料的强度：材料在外⼒作⽤下抵抗破坏的能⼒。
影响材料强度的因素：孔隙率低，强度⾼温度⾼含⽔率⾼，强度低②材料的⽐强度：是材料的强度与其表观密度的⽐值③材料的理论强度：指结构完整的理想固体从材料结构的理论上分析，材料所能承受的最⼤应⼒。
4.弹性：材料在外⼒作⽤下产⽣变形，当外⼒除去后，变形能完全恢复的性质。
塑性：材料在外⼒作⽤下产⽣变形，外⼒除去后，仍保持变形后的形状，并不破坏的性质5.耐久性：材料在所处环境下，抵抗所受破坏作⽤，在规定的时间内，不变质、不损坏，保持其原有性能的性质。
6.材料（微观结构）：晶体、玻璃体、胶体晶体类型：原⼦晶体，离⼦晶体，分⼦晶体，⾦属晶体第三章⽓硬性胶凝材料1.胶凝材料：在⼀定条件下，通过⾃⾝的⼀系列变化⽽把其他材料胶结成具有强度的整体的材料①有机胶凝材料：以天然或⼈⼯合成的⾼分⼦化合物为主要成分的胶凝材料。
建筑材料-第二章 建筑材料的基本性质
建筑材料-第二章建筑材料的基本性质建筑材料第二章建筑材料的基本性质建筑材料是构成建筑物的物质基础，其性能的优劣直接影响着建筑物的质量、耐久性和使用功能。
在建筑工程中，了解建筑材料的基本性质是至关重要的，这有助于我们合理选择和使用材料，确保建筑的安全、舒适和经济。
一、物理性质（一）密度密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。
对于大多数固体材料而言，绝对密实状态是指不含任何孔隙的状态。
但在实际情况中，完全不含孔隙的材料几乎不存在，因此在测定密度时，通常会将材料磨成细粉，然后用李氏瓶等方法测定其体积，从而计算出密度。
（二）表观密度表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。
这里的自然状态包括材料内部存在的孔隙。
例如，对于块状材料，在计算表观密度时，其体积是指材料的整体体积，包括内部孔隙。
（三）堆积密度堆积密度是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。
堆积状态下的体积不仅包括材料颗粒的体积，还包括颗粒之间的空隙体积。
（四）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比。
孔隙的存在会对材料的性能产生重要影响，例如，孔隙率较大的材料通常保温隔热性能较好，但强度可能相对较低。
（五）空隙率空隙率是指散粒状材料在堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分比。
空隙率的大小反映了材料颗粒之间的填充程度，对材料的堆积密度和施工性能有重要意义。
（六）吸水性吸水性是指材料在水中吸收水分的能力。
通常用吸水率来表示，吸水率又分为质量吸水率和体积吸水率。
质量吸水率是指材料吸水饱和时所吸收水分的质量占材料干燥质量的百分比；体积吸水率是指材料吸水饱和时所吸收水分的体积占材料自然体积的百分比。
（七）吸湿性吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的性质。
吸湿性的大小用含水率表示，即材料中所含水分的质量占材料干燥质量的百分比。
（八）耐水性耐水性是指材料长期在水的作用下不破坏，其强度也不显著降低的性质。
通常用软化系数来表示，软化系数越大，说明材料的耐水性越好。
建筑材料的基本性质
θ
γSL
（a）
γL
（b）
材料的润湿示意图 a亲水性材料；b憎水性材料
二 材料的吸水性与吸湿性
1.吸水性Water Absorption
材料在水中能吸收水分的性质称吸水性.材料的吸水
性用吸水率Ratio of Water Absorption表示,
有质量吸水率与体积吸水率两种表示
方法.
1质量吸水率
二、 材料的孔隙率与空隙率
1. 密实度Dense 密实度是指材料的固体物质部分的体积占总体积的比例,
说明材料体积内被固体物质所充填的程度,即反映了材料 的致密程度,按下式计算：
DV V0
2.孔隙率Porosity
孔隙率材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率,称
为材料的孔隙率P.可用下式表示：
PV0 V V0
第二章 建筑材料的基本性质
建筑材料在建筑物的各个部位的功能不同,均要承受 各种不同的作用,因而要求建筑材料必须具有相应的基本 性质.
基本性质主要包括物理性质、力学性质、耐久性、 装饰性、防火性、防放射性等 物理性质包括密度、密实性、空隙率计算材料用量、 构件自重、配料计算、确定堆放空间 力学性质包括强度、弹性、塑脆韧性、硬度.
如混凝土抗冻等级Ｆ15是指所能承受的最大冻融次数是15次在15℃的温度冻结后,再在20 ℃的水中融化,为一次冻融循环,这时 强度损失率不超过25％,质量损失不超过5％.
五材料的抗冻性Frost Resistance
• 材料的抗冻性与材料的强度、孔结构、耐水性和吸水饱 和程度有关. • 材料抗冻等级的选择,是根据结构物的种类、使用条件、气 候条件等来决定的.
Wv Wm0
材料的吸水性与其亲水性、疏水性、孔隙率大小、孔隙特征有关.
《建筑材料》复习资料
《建筑材料》复习资料《建筑材料》知识点第一章建筑材料的基本性质1、多孔材料的密度在干燥和潮湿环境下哪个更大？解答：其密度在两种环境下一样大。
2、软化系数的取值范围，软化系数大小同耐水性的关系？0.75和0.80的所对应的构件？解答：软化系数的范围波动在0~1之间。
软化系数=压强度材料在干燥状态下的抗的抗压强度材料在吸水饱和状态下位于水中和经常处于潮湿环境中的重要构件，须选用软化系数不低于0.75的材料。
软化系数大于0.80的材料，通常可认为是耐水性。
3、密度、表观密度、近似密度、堆积密度的定义？计算公式？相互大小关系？解答：密度：密度是材料在绝对密实状态下，单位体积的质量，又称比重。
（材料的密度）ρ=Vm下的体积）（材料在绝对密实状态（干燥材料的质量）表观密度：表观密度是材料在自然状态下单位体积的质量，俗称容量。
V0ρ0体积）（材料在自然状态下的（材料的质量）（材料的表观密度）m 近似密度：材料在近似密实状态时单位体积的质量。
所谓近似密实状态下的体积，是指包括材料内部闭口孔隙体积和固体物质实体积。
堆积密度：堆积密度是指粉状材料（如水泥）或粒状材料（如砂，石）在堆积状态下，单位体积的质量。
（堆积密度）0ρ'V'(0（材料的堆积体积）材料的质量）m 密度＞表观密度＞近似密度＞堆积密度4、堆积密度和空隙率的关系，堆积密度越大，空隙率如何变？孔隙率如何变？孔隙率和强度的关系？解答：两种表观密度相同的散粒材料，按同样的方法测得他们的堆积密度，则堆积密度越大的材料与堆积密度小的材料相比，其空隙率越小。
孔隙率同堆积密度没有绝对对应关系，主要是考试孔隙率和空隙率的区别。
孔隙是材料强度的主要有害因素，因此孔隙率越大，强度越低。
相反，孔隙率越小，强度越高。
5、材料抗渗性的定义，评价指标？材料耐水性的定义，评价指标？解答：在压力水作用下，材料抵抗水渗透的性能称为抗渗性（或不透水性）。
材料的抗渗性可用渗透系数表示。
建筑材料的基本性质
3）影响材料吸湿性的因素： (1)与吸水性相同。 材料的亲、憎水性 材料的孔隙率
材料的孔隙特征
(2)周围环境条件的影响，空气的湿度大、温度低时，材 料的吸湿性大，反之则小。
4)材料吸水与吸湿后对其性质的影响：会产生不利的影响， 如材料吸水或吸湿后，使其质量增加，体积膨胀，导热性增 大，强度和耐久性下降。
有一块砖重2625g，其含水率为5% ，该湿砖所含水
量为多少？ 解：
（二）材料的吸水性与吸湿性 1、 吸水性：
1）概念：材料在水中能吸收水的性质。 2）指标：吸水率为材料浸水后在规定时间内吸入水的 质量（或体积）占材料干燥质量（或干燥时体积）的百分比。
质量吸水率：材料吸水饱和状态,所吸水分质量占干质量的百分率 体积吸水率：材料吸水饱和状态,所吸收水分体积占干体积百分率 材料吸水饱和
开口细微连通且孔隙率大，吸水性强。
·
2.吸湿性：
1)概念:材料在潮湿空气中吸收水分的性质
2)指标
含水率：自然状态， 材料所含水的质量占材料干
燥质量的百分比。
m含 m干 mw W含 100 % 100 % m干 m干
材料的含水率随温度和空气湿度的变化而变 化。当材料中的湿度与空气湿度达到平衡时的 含水率称为平衡含水率。
与质量有关的性质
建筑材料第一章 建筑材料的基本性质
二、材料与水有关的性质
（二）材料的吸湿性与吸水性
1 ．吸湿性
材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。材料的吸湿性用含水 率表示。含水率是指材料内部所含水的质量占材料干燥质量的百分比，用公 式表示为：
W mk m1 100% m1
（1-9）
式中 W——材料的含水率（%）；
mk——材料吸湿后的质量（g）； m1——材料在绝对干燥状态下的质量（g）。
k Qd HAt
（1-13）
式中 Q——透过材料试件的水量（cm3）； H——水头差（cm）； A——渗水面积（cm2）； d——试件厚度（cm）； t——渗水时间（h）； k——渗透系数（cm/h）。
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二、材料与水有关的性质
（五）材料的抗冻性
材料在吸水饱和状态下能经受多次冻融循环作 用而不被破坏，强度不显著降低，且其质量也不显 著减小的性质称为抗冻性。
E 100% E0
（1-18）
式中 α——材料的吸声系数； E0——传递给材料的全部入射声能； E——被材料吸收（包括透过）的声能。
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四、材料的声学性能
（二）隔声性
1．隔空气声
声波在空气中传播遇到密实的围护结构（如墙 体）时，声波将激发墙体产生振动，并使声音透过墙 体传至另一空间中。空气对墙体的激发服从“质量定 律”，即墙体的单位面积质量越大，隔声效果越好。
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二、材料与水有关的性质
（二）材料的热容量与比热
2．材料的比热 比热c是真正反映不同材料热容性差别的参数，
它可由式（1-15）导出：
c Q m(T2 T1 )
（1-16）
材料的比热值大小与其组成和结构有 关。通常所说材料的比热值是指其干燥状态 下的比热值。
第二章建筑材料的性质
几种常用材料的密度、表观密度和堆积密度见表2.1
第二章：建筑材料的基本性质
密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度。材料是由固体物质和孔隙 2部分组成，固体物质的比例越高，材料就越密实，表观密度也就越大。密实度 的计算公式为：
孔隙率是指材料体积内孔隙体积所占的比例。孔隙率越大，密实度和表观 密度值就越小。孔隙率的计算公式为：
2)抗渗性
抗渗性是指材料抵抗水或油渗透的能力。
材料抗渗性好坏与孔隙率大小与特征有关。孔隙率小的材料抗渗性好。孔隙率大的材 料抗渗性差。 3)抗化学腐蚀性
工程中常以增加密实性、设保护层、采用耐腐蚀材料等方法提高材料的抗腐蚀 能力。 4)抗碳化性
影响材料耐久性的原因除以上4方面外,还有耐老化、耐热、耐光、耐磨等诸方面 内容。
第二章：建筑材料的基本性质
2)材料抗弯强度的计算 抗弯强度在不同的受力状况和截面形式下有不同的计算公式。通常的材料抗弯形
式是将矩形(包括正方形)截面的条形构件放在两支点上，中间作用一集中荷载，其抗 弯强度按式(2.15)计算：
2.2.2 材料的硬度及耐磨性
1)硬度 硬度是指材料抵抗其他物体压入的能力
(2)吸湿性 材料在空气或潮湿环境中吸收水分的性质称为吸湿性。材料的吸湿性大小用含
水率 w含表示
材料含水率的计算式为：
3)耐水性 耐水性是指材料长期处于水的作用下不破坏，且强度也不显著降低的性质，它
表示材料抵抗水破坏的能力。材料含水后往往强度有不同程度的降低，材料的耐水
性用软化系数K表示。其计算式为：
材料在长期荷载作用下，除产生瞬间的弹性变形和塑性变形外，还会产生随时间 而增长的非弹性变形。这种在长期荷载作用下，随时间而增长的变形称为徐变。
《建筑材料》建筑材料基本性质(整理)
建筑材料地基本性质教案要求：了解材料地组成与结构以及它们与材料性质地关系；要求掌握材料与质量有关地性质、与水有关地性质及与热有关地性质地概念及表示方法,并能较熟练地运用；要求了解材料地力学性质及耐久性地基本概念.建筑物是由各种建筑材料建筑而成地,这些材料在建筑物地各个部位要承受各种各样地作用,因此要求建筑材料必须具备相应性质.如结构材料必须具备良好地力学性质；墙体材料应具备良好地保温隔热性能、隔声吸声性能；屋面材料应具备良好地抗渗防水性能；地面材料应具备良好地耐磨损性能等等.一种建筑材料要具备哪些性质,这要根据材料在建筑物中地功用和所处环境来决定.一般而言,建筑材料地基本性质包括物理性质、化学性质、力学性质和耐久性.第一节材料地物理性质一、材料地基本物理性质（一）实际密度材料在绝对密实状态下,单位体积地质量称为密度.用公式表示如下：ρ=m/v式中ρ——材料地密度,g/cm3；m——材料在干燥状态下地质量,g；V——干燥材料在绝对密实状态下地体积,cm3.材料在绝对密实状态下地体积是指不包括孔隙在内地固体物质部分地体积,也称实体积.在自然界中,绝大多数固体材料内部都存在孔隙,因此固体材料地总体积（V0）应由固体物质部分体积（V）和孔隙体积（V P）两部分组成,而材料内部地孔隙又根据是否与外界相连通被分为开口孔隙（浸渍时能被液体填充,其体积用V k表示）和封闭孔隙（与外界不相连通,其体积用V b表示）.测定固体材料地密度时,须将材料磨成细粉（粒径小于0.2mm）,经干燥后采用排开液体法测得固体物质部分体积.材料磨得越细,测得地密度值越精确.工程所使用地材料绝大部分是固体材料,但需要测定其密度地并不多.大多数材料,如拌制混凝土地砂、石等,一般直接采用排开液体地方法测定其体积——固体物质体积与封闭孔隙体积之和,此时测定地密度为材料地近似密度（又称为颗粒地表观密度）.（二）体积密度整体多孔材料在自然状态下,单位体积地质量称为体积密度.用公式表示如下：ρo=m/V o式中ρo——材料地体积密度,kg/m3；m——材料地质量,kg；V o——材料在自然状态下地体积,m3.整体多孔材料在自然状态下地体积是指材料地固体物质部分体积与材料内部所含全部孔隙体积之和,即V0 = V + V p.对于外形规则地材料,其体积密度地测定只需测定其外形尺寸；对于外形不规则地材料,要采用排开液体法测定,但在测定前,材料表面应用薄蜡密封,以防液体进入材料内部孔隙而影响测定值.一定质量地材料,孔隙越多,则体积密度值越小；材料体积密度大小还与材料含水多少有关,含水越多,其值越大.通常所指地体积密度,是指干燥状态下地体积密度.（三）堆积密度散粒状（粉状、粒状、纤维状）材料在自然堆积状态下,单位体积地质量称为堆积密度.用公式表示如下：ρ0′=m/V0′式中ρ0′——材料地堆积密度,kg/m3；m——散粒材料地质量,kg；V0′——散粒材料在自然堆积状态下地体积,又称堆积体积,m3.在建筑工程中,计算材料地用量、构件地自重、配料计算、确定材料堆放空间,以及材料运输车辆时,需要用到材料地密度.二、材料地密实度与孔隙率（一）密实度密实度是指材料内部固体物质填充地程度.用公式表示如下：D=V/V0（二）孔隙率孔隙率是指材料内部孔隙体积占自然状态下总体积地百分率.用公式表示如下：P=(V0-V)/V0孔隙率一般是通过实验确定地材料密度和体积密度求得.材料地孔隙率与密实度地关系为：P ＋ D = 1材料地孔隙率与密实度是相互关联地性质,材料孔隙率地大小可直接反映材料地密实程度,孔隙率越大,则密实度越小.孔隙按构造可分为开口孔隙和封闭孔隙两种；按尺寸地大小又可分为微孔、细孔和大孔三种.材料孔隙率大小、孔隙特征对材料地许多性质会产生一定影响,如材料地孔隙率较大,且连通孔较少,则材料地吸水性较小,强度较高,抗冻性和抗渗性较好,导热性较差,保温隔热性较好.三、材料地填充率与空隙率（一）填充率′填充率是指装在某一容器地散粒材料,其颗粒填充该容器地程度.用公式表示如下：D′=V0/V0/（二）空隙率空隙率是指散粒材料（如砂、石等）颗粒之间地空隙体积占材料堆积体积地百分率.用公式表示如下：P′=(1-V0/V0/)×%=（1-ρ0′/ρo)×%式中ρo——颗粒状材料地表观密度,kg/m3；ρ0′——颗粒状材料地堆积密度,kg/m3.散粒材料地空隙率与填充率地关系为：P′＋D′= 1.空隙率与填充率也是相互关联地两个性质,空隙率地大小可直接反映散粒材料地颗粒之间相互填充地程度.散粒状材料,空隙率越大,则填充率越小.在配制混凝土时,砂、石地空隙率是作为控制集料级配与计算混凝土砂率地重要依据.四、材料与水有关地性质（一）亲水性与憎水性材料与水接触时,根据材料是否能被水润湿,可将其分为亲水性和憎水性两类.亲水性是指材料表面能被水润湿地性质；憎水性是指材料表面不能被水润湿地性质.当材料与水在空气中接触时,将出现图 1.3所示地两种情况.在材料、水、空气三相交点处,沿水滴地表面作切线,切线与水和材料接触面所成地夹角称为润湿角（用θ表示）.当θ越小,表明材料越易被水润湿.一般认为,当θ≤90°时,,材料表面吸附水分,能被水润湿,材料表现出亲水性；当θ＞90°时,则材料表面不易吸附水分,不能被水润湿,材料表现出憎水性.亲水性材料易被水润湿,且水能通过毛细管作用而被吸入材料内部.憎水性材料则能阻止水分渗入毛细管中,从而降低材料地吸水性.建筑材料大多数为亲水性材料,如水泥、混凝土、砂、石、砖、木材等,只有少数材料为憎水性材料,如沥青、石蜡、某些塑料等.建筑工程中憎水性材料常被用作防水材料,或作为亲水性材料地覆面层,以提高其防水、防潮性能.（二）吸水性与吸湿性1.吸水性材料在水中吸收水分地性质称为吸水性.吸水性地大小用吸水率表示,吸水率有两种表示方法：质量吸水率和体积吸水率.（1）质量吸水率材料在吸水饱和时,所吸收水分地质量占材料干质量地百分率.用公式表示如下：Wm=(m湿-m干)/m干式中W m——材料地质量吸水率,%；m湿——材料在饱和水状态下地质量,g；m干——材料在干燥状态下地质量,g.（2）体积吸水率材料在吸水饱和时,所吸收水分地体积占干燥材料总体积地百分率.用公式表示如下：W V==(m湿-m干)/V o×1/ρ水式中W V——材料地体积吸水率,%；V o——干燥材料地总体积,cm3；ρ水——水地密度,g/cm3.常用地建筑材料,其吸水率一般采用质量吸水率表示.对于某些轻质材料,如加气混凝土、木材等,由于其质量吸水率往往超过100%,一般采用体积吸水率表示.材料吸水率地大小,不仅与材料地亲水性或憎水性有关,而且与材料地孔隙率和孔隙特征有关.材料所吸收地水分是通过开口孔隙吸入地.一般而言,孔隙率越大,开口孔隙越多,则材料地吸水率越大；但如果开口孔隙粗大,则不易存留水分,即使孔隙率较大,材料地吸水率也较小；另外,封闭孔隙水分不能进入,吸水率也较小.2.吸湿性材料在潮湿空气中吸收水分地性质称为吸湿性.吸湿性地大小用含水率表示,用公式表示如下：W含=(m含-m干)/m干式中W含——材料地含水率,%；m含——材料在吸湿状态下地质量,g；m干——材料在干燥状态下地质量,g.材料地含水率随空气地温度、湿度变化而改变.材料既能在空气中吸收水分,又能向外界释放水分,当材料中地水分与空气地湿度达到平衡,此时地含水率就称为平衡含水率.一般情况下,材料地含水率多指平衡含水率.当材料内部孔隙吸水达到饱和时,此时材料地含水率等于吸水率.材料吸水后,会导致自重增加、保温隔热性能降低、强度和耐久性产生不同程度地下降.材料含水率地变化会引起体积地变化,影响使用.（三）耐水性材料长期在饱和水作用下不破坏,强度也不显著降低地性质称为耐水性.材料耐水性用软化系数表示,用公式表示如下：K软=?饱/?干式中K软——材料地软化系数；?饱——材料在饱和水状态下地抗压强度,MPa；?干——材料在干燥状态下地抗压强度,MPa.软化系数地大小反映材料在浸水饱和后强度降低地程度.材料被水浸湿后,强度一般会有所下降,因此软化系数在0～1之间.软化系数越小,说明材料吸水饱和后地强度降低越多,其耐水性越差.工程中将K软＞0.85地材料称为耐水性材料.对于经常位于水中或潮湿环境中地重要结构地材料,必须选用K软＞0.85耐水性材料；对于用于受潮较轻或次要结构地材料,其软化系数不宜小于0.75.（四）抗渗性材料抵抗压力水渗透地性质称为抗渗性.材料地抗渗性通常采用渗透系数表示.渗透系数是指一定厚度地材料,在单位压力水头作用下,单位时间内透过单位面积地水量,用公式表示如下：K=Qd/hAt式中K——材料地渗透系数,cm/h；W——透过材料试件地水量,cm3；d——材料试件地厚度,cm；A——透水面积,cm2；t——透水时间,h；h——静水压力水头,cm.渗透系数反映了材料抵抗压力水渗透地能力,渗透系数越大,则材料地抗渗性越差.对于混凝土和砂浆,其抗渗性常采用抗渗等级表示.抗渗等级是以规定地试件,采用标准地实验方法测定试件所能承受地最大水压力来确定,以“P n”表示,其中n为该材料所能承受地最大水压力（MPa）地10倍值.材料抗渗性地大小,与其孔隙率和孔隙特征有关.材料中存在连通地孔隙,且孔隙率较大,水分容易渗入,故这种材料地抗渗性较差.孔隙率小地材料具有较好地抗渗性.封闭孔隙水分不能渗入,因此对于孔隙率虽然较大,但以封闭孔隙为主地材料,其抗渗性也较好.对于地下建筑、压力管道、水工构筑物等工程部位,因经常受到压力水地作用,要选择具有良好抗渗性地材料；作为防水材料,则要求其具有更高地抗渗性.（五）抗冻性材料在饱和水状态下,能经受多次冻融循环作用而不破坏,且强度也不显著降低地性质,称为抗冻性.材料地抗冻性用抗冻等级表示.抗冻等级是以规定地试件,采用标准实验方法,测得其强度降低不超过规定值,并无明显损害和剥落时所能经受地最大冻融循环次数来确定,以“F n”表示,其中n为最大冻融循环次数.材料经受冻融循环作用而破坏,主要是因为材料内部孔隙中地水结冰所致.水结冰时体积要增大,若材料内部孔隙充满了水,则结冰产生地膨胀会对孔隙壁产生很大地应力,当此应力超过材料地抗拉强度时,孔壁将产生局部开裂；随着冻融循环次数地增加,材料逐渐被破坏.材料抗冻性地好坏,取决于材料地孔隙率、孔隙地特征、吸水饱和程度和自身地抗拉强度.材料地变形能力大,强度高,软化系数大,则抗冻性较高.一般认为,软化系数小于0.80地材料,其抗冻性较差.在寒冷地区及寒冷环境中地建筑物或构筑物,必须要考虑所选择材料地抗冻性.五、材料与热有关地性质为保证建筑物具有良好地室内小气候,降低建筑物地使用能耗,因此要求材料具有良好地热工性质.通常考虑地热工性质有导热性、热容量.（一）导热性当材料两侧存在温差时,热量将从温度高地一侧通过材料传递到温度低地一侧,材料这种传导热量地能力称为导热性.材料导热性地大小用导热系数表示.导热系数是指厚度为1m地材料,当两侧温差为1K时,在1s时间内通过1m2面积地热量.用公式表示如下：λ=Qd/(T2－T1)At式中λ——材料地导热系数,W/（m·K）；Q——传递地热量,J；α——材料地厚度,m；A——材料地传热面积,m2；t——传热时间,s；T2－T1——材料两侧地温差,K.材料地导热性与孔隙率大小、孔隙特征等因素有关.孔隙率较大地材料,内部空气较多,由于密闭空气地导热系数很小〔λ=0.023W/（m·K）〕,其导热性较差.但如果孔隙粗大,空气会形成对流,材料地导热性反而会增大.材料受潮以后,水分进入孔隙,水地导热系数比空气地导热系数高很多〔λ=0.58W/（m·K）〕,从而使材料地导热性大大增加；材料若受冻,水结成冰,冰地导热系数是水导热系数地4倍,为λ=2.3W/（m·K）,材料地导热性将进一步增加.建筑物要求具有良好地保温隔热性能.保温隔热性和导热性都是指材料传递热量地能力,在工程中常把1/λ称为材料地热阻,用R表示.材料地导热系数越小,其热阻越大,则材料地导热性能越差,其保温隔热性能越好.（二）热容量材料容纳热量地能力称为热容量,其大小用比热表示.比热是指单位质量地材料,温度每升高或降低1K时所吸收或放出地热量.用公式表示如下：C=Q/m(T2－T1)式中c——材料地比热,J/（kg·K）；Q——材料吸收或放出地热量,J；m——材料地质量,kg；T2－T1——材料加热或冷却前后地温差,K.比热地大小直接反映出材料吸热或放热能力地大小.比热大地材料,能在热流变动或采暖设备供热不均匀时,缓和室内地温度波动.不同地材料其比热不同,即使是同种材料,由于物态不同,其比热也不同.第二节材料地力学性质材料地力学性质是指材料在外力作用下地变形性和抵抗破坏地性质,它是选用建筑材料时首要考虑地基本性质.一、材料地强度材料在荷载（外力）作用下抵抗破坏地能力称为材料地强度.当材料受到外力作用时,其内部就产生应力,荷载增加,所产生地应力也相应增大,直至材料内部质点间结合力不足以抵抗所作用地外力时,材料即发生破坏.材料破坏时,达到应力极限,这个极限应力值就是材料地强度,又称极限强度.强度地大小直接反映材料承受荷载能力地大小.由于荷载作用形式不同,材料地强度主要有抗压强度、抗拉强度、抗弯（抗折）强度及抗剪强度等.实验测定地强度值除受材料本身地组成、结构、孔隙率大小等内在因素地影响外,还与实验条件有密切关系,如试件形状、尺寸、表面状态、含水率、环境温度及实验时加荷速度等.为了使测定地强度值准确且具有可比性,必须按规定地标准实验方法测定材料地强度.材料地强度等级是按照材料地主要强度指标划分地级别.掌握材料地强度等级,对合理选择材料,控制工程质量是十分重要地.对不同材料要进行强度大小地比较可采用比强度.比强度是指材料地强度与其体积密度之比.它是衡量材料轻质高强地一个主要指标.以钢材、木材和混凝土为例,见表1.4所示.钢材、木材和混凝土地强度比较材料体积密度,kg/m3抗压强度f c,MPa 比强度f c/ρo低碳钢松木普通混凝土7860500240041534.3（顺纹）29.40.0530.0690.012由表数值可见,松木地比强度最大,是轻质高强材料.混凝土地比强度最小,是质量大而强度较低地材料.二、材料地弹性与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地性质称为弹性,这种变形称为弹性变形,其值地大小与外力成正比；不能自动恢复原来形状地性质称为塑性,这种不能恢复地变形称为塑性变形,塑性变形属永久性变形.完全弹性材料是没有地.一些材料在受力不大时只产生弹性变形,而当外力达到一定限度后,既产生塑性变形,如低碳钢.很多材料在受力时,弹性变形和塑性变形同时产生,如普通混凝土.三、材料地脆性与韧性材料受外力作用,当外力达到一定限度时,材料发生突然破坏,且破坏时无明显塑性变形,这种性质称为脆性,具有脆性地材料称为脆性材料.脆性材料地抗压强度远大于其抗拉强度,因此其抵抗冲击荷载或震动作用地能力很差.建筑材料中大部分无机非金属材料均为脆性材料,如混凝土、玻璃、天然岩石、砖瓦、陶瓷等.材料在冲击荷载或震动荷载作用下,能吸收较大地能量,同时产生较大地变形而不破坏地性质称为韧性.材料地韧性用冲击韧性指标表示.在建筑工程中,对于要求承受冲击荷载和有抗震要求地结构,如吊车梁、桥梁、路面等所用材料,均应具有较高地韧性.第三节材料地耐久性材料在使用过程中能长久保持其原有性质地能力,称为耐久性.材料在使用过程中,除受到各种外力作用外,还长期受到周围环境因素和各种自然因素地破坏作用.这些破坏作用主要有以下几个方面：物理作用.包括环境温度、湿度地交替变化,即冷热、干湿、冻融等循环作用.材料经受这些作用后,将发生膨胀、收缩或产生应力,长期地反复作用,将使材料逐渐被破坏.化学作用.包括大气和环境水中地酸、碱、盐等溶液或其它有害物质对材料地侵蚀作用,以及日光、紫外线等对材料地作用.生物作用.包括菌类、昆虫等地侵害作用,导致材料发生腐朽、虫蛀等而破坏.机械作用.包括荷载地持续作用,交变荷载对材料引起地疲劳、冲击、磨损等.耐久性是对材料综合性质地一种评述,它包括如抗冻性、抗渗性、抗风化性、抗老化性、耐化学腐蚀性等内容.对材料耐久性进行可靠地判断,需要很长地时间.一般采用快速检验法,这种方法是模拟实际使用条件,将材料在实验室进行有关地快速实验,根据实验结果对材料地耐久性作出判定.在实验室进行快速实验地工程主要有：冻融循环；干湿循环；碳化等.提高材料地耐久性,对节约建筑材料、保证建筑物长期正常使用、减少维修费用、延长建筑物使用寿命等,均具有十分重要地意义.复习思考题1.2.3.4.。
建筑材料 第一章 建筑材料的基本性质
解： 孔隙率
P V0 V 100% V0
1
0
100%
ρ0=m/V0=2420/(24×11.5×5.3)=1.65g/cm3
ρ=m/V=50/19.2=2.60g/cm3
P
1
1.65 2.6
100%
36.5%
§1.2 材料的力学性质
一、材料的强度
材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为材料 的强度，以材料受外力破坏时单位面积上所承受 的外力表示。材料在建筑物上所承受的外力主要 有拉力、压力、剪力和弯力，材料抵抗这些外力 破坏的能力，分别称为抗拉、抗压、抗剪和抗弯 强度。
§1.3 材料与水有关的性质
建筑物中的材料在使用过程中经常会直接或 间接与水接触，如水坝、桥墩、屋顶等，为防 止建筑物受到水的侵蚀而影响使用性能，有必 要研究材料与水接触后的有关性质。
§1.3 材料与水有关的性质
（一）材料的亲水性与憎水性 材料容易被水润湿的性质称为亲水性。具有
这种性质的材料称为亲水性材料，如砖、石、 木材、混凝土等。
§1.2 材料的力学性质
课堂练习： 3、已知甲材料在绝对密实状态下的体积为40cm3，
在自然状态下体积为160 cm3；乙材料的密实度为 80％，求甲、乙两材料的孔隙率，并判断哪种材料 较宜做保温材料？
解：（1）甲材料的孔隙率
P甲＝（V0-V）/V0×100％＝（160－40）/160×100％ ＝75％
§1.1 材料的基本物理性质
（一）密度 钢材、玻璃等少数密实材料可根据外形尺
寸求得体积。
大多数有孔隙的材料，在测 定材料的密度时，应把材料磨成 细粉，干燥后用李氏瓶测定其体 积（排液法）。材料磨的越细， 测得的密度数值就越精确。砖、 石等材料的密度即用此法测得。
1建筑材料的基本性质
例如：硅酸盐水泥熟料中，铝酸三钙、硅酸三钙、 硅酸二钙和铁铝酸四钙的性能都是不同的；
3. 相组成
系统：把一种或一组从周围环境中被想象 地孤 立起来的物质称为系统。 相：把系统中一切具有相同组成、相同物理性 质和化学性质的均匀部分的总和称为相。 材料内部，特别是固体相和结构特征直接决定 材料的力学性能。
4. 耐燃性
耐燃性是指材料能够经受火焰和高温的作用而 不破坏，强度也不显著降低的性能，是影响建 筑物防火、结构耐火等级的重要因素。 根据材料的耐燃性可分为四类： （1）不燃材料，混凝土，石材等 （2）难燃材料，沥青混凝土 （3）可燃材料，木材，沥青等 （4）易燃材料，纤维植物
5. 温度变形 温度变形是指材料在温度变化时产生体积变
Qa
AZ(t2 t1)
显然，导热系数越小，材料的隔热性能越好。
材料的导热系数决定于： (1)材料的化学组成、结构、构造； (2)孔隙率与孔隙特征、含水状况导热时的温度。
2. 热容量 材料加热时吸收热量,冷却时放出热量的性质称 为热容量。 热容量的大小用比热容来表示。 比热容在数值上等于1g材料，温度升高或降低 1K时所吸收或放出的能量Q。
化，多数的材料在温度升高时体积膨胀，温度 下降时体积收缩。用线膨胀系数α来表示
L
(t2 t1)L
第二节 材料的力学性质
材料的力学性质，主要是指在外力（荷载）作用 下抵抗破坏的能力和变形的有关性质。
一、理论强度 二、强度、比强度 三、材料的变形性质
一、理论强度
➢固体材料的强度主要取决于结构质点间的相互 作用力。 ➢理论上来说，材料受外力作用后破坏主要是由于 拉力造成质点间的断裂，或者是剪力造成质点间 的滑移。 ➢材料的理论强度一般都远远大于实际强度。
建筑材料第1章建筑材料的基本性质
1.1 1.2 1.3
建筑材料的基本物理性质 建筑材料的力学性质 建筑材料的耐久性与环保性
1.1 建筑材料的基本物理性质
1.1.1 与质量有关的性质 1.1.2 与水有关的性质 1.1.3 与热、声有关的性质
1.1.1 材料与质量有关的性质
材料的体积构成
体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不 同的物理状态，因而表现出不同的体积。
1.1.2 材料与水有关的性质
3. 材料的吸湿性
材料的吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的性
质。用含水率Ｗh表示，其计算公式为：
Wh
ms mg mg
100%
式中：ms——材料吸湿状态下的质量（g或kg） mg——材料在干燥状态下的质量（g或kg）。
当空气中湿度在较长时间内稳定时，材料的吸湿和干燥 过程处于平衡状态，此时材料的含水率保持不变，其含水 率称为平衡含水率。
（2） 抗渗等级 材料的抗渗等级是指用标准方法进行透水试验时，材料标准试件
在透水前所能承受的最大水压力，并以字母P及可承受的水压力（以 0.1MPa为单位）来表示抗渗等级。如P4、P6、P8、P10…等，表示试 件能承受逐步增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa…的水压而 不渗透。 （3）影响材料抗渗性的因素 • 材料亲水性和憎水性 通常憎水性材料其抗渗性优于亲水性材料； • 材料的密实度 密实度高的材料其抗渗性也较高； • 材料的孔隙特征 具有开口孔隙的材料其抗渗性较差。
对于比较密实、孔隙较少的散粒状材料， 不必磨细，直接用排开液体的方法测定的体 积。（砂、石）
材料的体积表现
材料的表观体积
材料在自然状态下的体积，即整体材料的表观 体积（含内部孔隙和水分）。一般以V0 表示。
第一章 建筑材料的基本性质
第一章 建筑材料的基本性质 土木工程材料的基本性质，是指材料处于不同的使用条件和使用环境时，通常必须考虑的最基本的、共有的性质。
（1）材料的基本物理性质 1 密度材料在绝对密实状态下单位体积的质量用ρ表示。
按下式计算：V m=ρ材料的绝对密实体积是指不包括材料孔隙在内的体积。
钢材、玻璃等少数密实材料可根据外形尺寸求得体积。
大多数有孔隙的材料，在测定材料的密度时，应把材料磨成细粉，干燥后用李氏瓶测定其体积。
材料磨得越细，测得的密度数值就越精确。
2 表观密度材料在自然状态下单位体积的质量称为表观密度，用ρ 表示。
按下式计算：00V m=ρ材料在自然状态下的体积是指包含材料内部孔隙的体积。
当材料孔隙内含有水分时，其质量和体积（可以忽略）均有所变化，故测定表观密度时，须注明其含水情况。
按照含水状态分为：干表观密度、气干表观密度和饱和表观密度。
孔隙的分类 ①按尺寸大小：微细孔隙（D ＜0.01mm)细小孔隙（ 0.01mm ＜ D ＜ 1mm)粗大孔隙（D>1mm)②孔隙的构造：开口孔隙 闭口孔隙干表观密度（干燥状态） 气干表观密度 （与空气湿度有关 平衡时的状态）00V m =ρoV m m 水+=0ρ 饱和表观密度（吸水饱和状态）饱和表观密度（吸水饱和状态）0V m m 饱和水+=ρ3 孔隙率在材料自然体积内孔隙体积所占的比例，称为材料的孔隙率，用Ρ表示。
按下式计算：%100)1(1%1000000⨯-=-=⨯-=ρρV V V V V P bk p p p +=孔隙率=开口孔隙率+闭口孔隙率开口孔隙率Pk=%1000⨯V V 开口孔隙闭口孔隙率Pb=%1000⨯V V 闭口孔隙4堆积密度散粒或粉状材料，如砂、石子、水泥等，在自然堆积状态下单位体积的质量称为堆积密度，用ρ' 表示。
按下式计算：00V m '='ρ由于散粒材料堆积的紧密程度不同，堆积密度可分为疏松堆积密度、振实堆积密度和紧密堆积密度。
建筑材料 项目一 建筑材料的基本性质
1.1 材料与质量和体积有关的性质
1.1.4 材料密实度的参数 1. 空隙率
空隙率是指散粒状或粉状材料颗粒之间的空隙体积占总体积 的百分率，用P′表示，按式（1-8）计算。
（1-8）
式中，V0 同前。
cm3或m3）；其余符号意义
空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒间互相填充的紧密程 度。空隙率可作为控制混凝土集料级配与计算含砂率的依据。
慢冻试验法是指材料在室内常温（20±2） ℃和1个大气压 条件下吸水至饱和后，置于-15 ℃以下冻结4 h，然后取出放入（ 20±5） ℃的水中融解4 h，如此形成一次冻融循环。材料的抗冻 性能用材料的质量损失不超过5%、压力损失不超过25%，且试 件表面无剥落、裂缝、分层及掉边等现象时所承受的最大冻融循 环次数表示，如D50、D100、D150等。
1.2 材料与水有关的性质
图1-4 材料透水
ห้องสมุดไป่ตู้
1.2 材料与水有关的性质
2. 抗渗等级
1.2 材料与水有关的性质
材料抗渗性与材料的亲水程度、孔隙率及孔隙特征有关 。憎水性材料、孔隙率小而孔隙封闭的材料具有较高的抗渗 性；亲水性材料、具有连通孔隙和孔隙率较大的材料的抗渗 性较差。
地下建筑防水工程通常使用防水混凝土，要求其应具有 较高的密实性、憎水性和抗渗性，抗渗等级大于或等于P6， 即最小抗渗压力为0.6 MPa。
1.2 材料与水有关的性质
材料的结构越密实、闭口孔隙越多、孔隙的充水程度越 小，则抗冻等级越高或抗冻标号越大，抗冻性越好。
实际工程中选择材料抗冻等级时要综合考虑工程种类、 结构部位、使用条件和气候条件等诸多因素。在冬季室外温 度低于-10 ℃的寒冷地区，建筑物的外墙及露天工程中使用的材料必须 进行抗冻性检验。
材料——基本性质(建筑材料)
P'
V0' V0'
V
1
V V0'
(1
' 0
)
100%
即：D’＋P’=1或填充率＋空隙率=1。
1.7
材料的吸水率（质量、体积）
材料在水中通过毛细孔隙吸收并保持水分的性质，用吸水 率表示，即
Wm
m1 m
m
100%
1.8
式中：W——材料质量吸水率，%； m——材料干燥状态下质量，g； m1——材料吸水饱和状态下质量，g。
可将本式与材料的渗透系数定义式比较理解和记忆
材料的比热容(specific heat capacity)
材料受热(或冷却)时吸收(或放出)热量的性质称为材料的 热容量，用比热容表示，即
C
Q
mT2 T1
1.16
式中：C——材料比热容，J/(g·K) Q——材料吸收或放出的热量，J； m——材料的质量，g； T2—T1——材料受热或冷却前后温差，K。
仍保持变形后的形状，并不产生裂缝的性质。 (plasticity)
• 脆性：材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，
材料突然破坏，而破坏时无明显的塑性变形的性质。 (brittleness, fragility)
• 韧性：材料在冲击、震动荷载作用下，能够吸收较大
的能量，同时也能产生一定的变形而不破坏的性质。 (fracture toughness)
抗渗等级（抗渗标号 ） S(Shen) →P(Permeate)
1.3 材料的基本力学性质
1.3.1 材料的强度(strength)
(1)材料的抗压、抗拉及抗剪强度 (2)材料的抗弯强度
表1.2 常用材料的强度/MPa
建筑材料的基本性质
混凝土强度等级：C30、C35等 硅酸盐水泥强度等级：42.5级、52.5级等
强度值与强度等级不能混淆，强度 值是表示材料力学性质的指标，强度等 级是根据强度值划分的级别。
(3)比强度
思考：不同的材料如何比较强度？
比强度是衡量材料轻质高强的一个 指标，材料的强度与其表观密度之比，即：
比强度 f
0
几种主要材料的比强度值
材料
低碳钢 烧结普通砖
松木 普通混凝土
表观密度
' 0
(kg/m3)
7850
1700
500
2400
强度f (MPa)
420 10 100 40
比强度（f/ρo）
0.054 0.006 0.200 0.017
1.2.2 弹性和塑性
材料在外力作用下产生变形，外力撤 掉后变形能完全恢复的性质，称为弹性。 相应的变形称为弹性变形。
V0
0
2）空隙率
指散粒材料在其堆积体积中，颗粒之 间空隙体积占材料堆积体积的百分率 。
P ' V0 V0 100% (1 0 ) 100% 1 D
V0
0
P’+D’=1
1.1.2 材料与水有关的性质
思考：水滴在粘土砖表面和塑料表面有什 么不同？
材料在与水接触时，不同材料遇水后 和水的互相作用情况是不一样的，根据材 料表面被水润湿的情况，分为亲水性材料 和憎水性材料。
W含
m含 - m干 m干
100%
影响吸湿性的因素：
材料本身的性质，如亲水性或憎水性； 孔隙大小及孔隙特征等； 周围空气的温度和湿度 。 平衡含水率：与空气湿度相平衡时的含水率。
例：有100g湿砂，含水率为10%， 请问干砂有多少？
建筑材料的基本性质
1.1 基本物理性质
含孔材料的体积组成示意图如图1-1所示。从图-1可知，含孔材料 的体积可用以下三种方式表示。
(1)材料绝对密实体积。用V表示，是指材料在绝对密实状态下的体
积。
(2)材料的孔体积。用VP 表示，指材料所含孔隙的体积，分为开口 孔体积(记为VK)和闭口孔体积(记为VB )。
材料的堆积密度定义中亦未注明材料的含水状态。根据散粒材料的 堆积状态，堆积体积分为自然堆积体积和紧密堆积体积(人工捣实后)。 由紧密堆积测得的堆积密度称为紧密堆积密度。
常用建筑材料的密度、表观密度和堆积密度如表1-1所示。
三、密实度与孔隙率、填充率与空隙率
1.密实度
密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程度，即材料的绝对密 实体积与总体积之比。可按材料的密度与表观密度计算如下：
2.孔隙率
孔隙率是指材料内部孔隙(开口的和封闭的)体积所占总体积的比例 ，按下式计算：
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1.1 基本物理性质
P V0 V 1 V 1 0 1 D
V0
V0
式中 P —— 材料的孔隙率，常以(%)表示。
材料的孔隙率与密实度是从两个不同方面反映材料的同一个性质。 通常采用孔隙率表示，孔隙率可分为开口孔隙率和闭口孔隙率。
V 0 = V0+ Vj = V + VP +Vj；
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1.1 基本物理性质
二、材料的密度、表观密度和堆积密度 1.密度 密度是指多孔固体材料在绝对密实状态下，单位体积的质量(俗称 比重)。用下式计算：
m
V
式中 ρ—— 材料的密度(g/cm3或kg/m3)
m —— 材料的质量(干燥至恒重)(g或kg)
2 建筑材料的基本性质
1.2 材料与水有关的性质
(四)材料的抗渗性(不透水性) 抗渗性(不透水性) 抗渗性
抗渗性是材料在压力水作用下抵抗水渗透的性能.用渗 透系数或抗渗等级表示.
(1)渗透系数 材料的渗透系数K可通过下式计算:
Wd K= AtH
式中:K——渗透系数,(cm / h); W——渗水量, (cm3 ); A——渗水面积,(cm2 ); H——材料两侧的水压差,(cm); d——试件厚度 (cm);t——渗水时间 (h).
1.1 建筑材料的物理性质
(二)材料的孔隙率 空隙率 孔隙率与空隙率 孔隙率
2. 材料的空隙率 . 材料的空隙率 材料的空隙率是散粒材料在其堆集体积中, 颗粒之间的空隙体积 空隙率是 空隙率 所占的比例.按下式计算: .
′ V0′ V0 V0 ρ0 P′ = = 1 = 1 V0′ V′ ρ0
式中: 式中: ρ0—材料的表观密度;ρ0,—材料的堆积密度 ρ 空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度.空隙率 可作为控制混凝土骨料级配与计算含砂率的依据.
1 建筑材料的基本性质
西南民族大学化学与环境学院
建筑材料的基本性质
建筑材料基本性质是指材料处于不同的使用条 建筑材料基本性质 材料处于不同的使用条 件和使用环境时,通常必须考虑的最基本的, 件和使用环境时,通常必须考虑的最基本的, 共有的性质.因为建筑材料所处建( 共有的性质.因为建筑材料所处建(构)筑物 的部位不同,使用环境不同, 的部位不同,使用环境不同,人们对材料的使 用功能要求不同,所起的作用就不同, 用功能要求不同,所起的作用就不同,要求的 性质也就有所不同. 性质也就有所不同. 因此在工程设计和施工中必须充分了解和 掌握各种材料的性质和特点,才能正确选择和 合理使用材料.
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第一章 建筑材料的基本性质
一、授课提纲及讲解内容
1、物理性质
主要搞懂密度与表观密度、密度与孔隙率、孔隙率与空隙率之间的联系和区别。
2、力学性质
变形性质有弹塑性变形、脆塑性材料、弹性模量、徐变和松弛几个内容。
强度主要了解材料实际强度为什么比理论强度低许多。
其他性质有脆性、韧性、疲劳、硬度、磨损等，一般了解即可。
3、触水性质
搞明白亲水性与憎水性、吸水性与吸湿性、耐水性、抗渗、抗冻性概念。
4、热工性质
主要是绝热性能，指标导热系数。
5、耐久性
是一个综合指标。
6、其他性质
装饰性、防火性、放射性。
二、讲解时间
3×50min 。
三、讲稿与板书（*加黑部分为黑板板书内容）
§1-1 材料的物理性质
1、密度与表观密度 密度
V m =ρ； 表观密度00V m =ρ V —材料在绝对密实状态下的体积，是指不包括孔隙体积在内的固体所占有的实体积。
0V —材料在自然状态下的体积，或称表观体积，是指包括内部孔隙的体积。
测得含孔材料的V 时，一般用磨细的方法来求得。
表观密度0ρ，一般是指材料在气干状态下的0ρ，在烘干状态下的0ρ，称为干表观密度。
2、密实度与孔隙率
密实度是指材料体积内被固体物质所填充的程度；孔隙率是指材料体积内，孔隙体积所占的比例。
即
ρρ0
0==V V D 0001ρρ-=-=V V V P
D 和P 从两个不同侧面来反映材料的密实程度，两者关系为1=+D P 。
D 和P 通常用百分数表示。
3、堆积密度、填充率和空隙率
堆积密度是指粉状、粒状和纤维材料在堆积状态下（包括了颗粒内部的孔隙和颗粒之间的空
隙），单位体积所具有的质量：
'='00V m
ρ
'0ρ的大小，不仅取决于材料的0ρ，而且还与材料的疏密度有关，还受材料含水程度的影响。
填充率D '是指散粒材料在堆积体积中，被颗粒填充的程度。
空隙率ρ'
是颗粒之间的空隙所占堆积体积的比例。
即 0000ρρ'='='V V D ；000001ρρ'-='-'='V V V P
P '和D '从两个侧面反映材料颗粒互相填充的疏密程度。
§1-2 材料的力学性质
1、变形性质
弹性变形：外力除去后可完全消失的变形。
塑性变形：外力除去后不能消失的变形。
脆性材料：材料在破坏前有明显的塑性变形者。
塑性材料：材料在破坏前无明显的塑性变形者。
弹性模量：εσ=
E 。
徐变与松弛：在长期不变外力作用下，变形逐渐增大的现象叫徐变；在长期荷载作用下，如总变形不变，而引起应力逐渐降低的现象，成为应力松弛。
2、材料的强度
理论强度：指按材料结构质点引力计算的强度，一般都很高。
实际强度：按材料在荷载下实际具有的强度，一般远远低于理论强度。
原因是材料内部都存在很多缺陷。
通常意义上的强度是指材料的实际强度，常用强度有：压、拉、弯、剪强度。
3、其他性质
脆性：外力下，直到断裂前都不出现明显塑性变形性质。
韧性：在冲击、振动荷载下，材料能承受很大变形而不致破坏的性质。
疲劳极限：交替荷载作用下，应力也随时间作交替变化，这种应力超过某一限度而长期反复会造成材料的破坏，这个限度叫做疲劳极限。
硬度：受外界物质的摩擦作用而减小质量和体积的现象。
磨损：同时受摩擦和冲击两种作用，而减小质量和体积的现象。
§1-3 材料与水有关的性质
1、亲水性与憎水性
材料很快将水吸入内部或使水在材料表面散开来，这种与水的亲和性称为亲水性。
材料不吸水或使水呈珠状存在于材料表面，这种不易被润湿的性质成为憎水性。
2、吸水性与吸湿性
材料在水中能吸收水分的性质称为吸水性，用吸水率表示； 质量吸水率%1001⨯-=
m m m wa ω 体积吸水率
%10001⨯-=v m m w wa ρω 材料在空气中,能自发地吸收空气中的水分的性质称为吸湿性,用含水率表示:
%100⨯-=m m m h wc ω
材料在气干状态下的含水率,称为平衡含水率,在饱和面干状态状下的含水率即为吸水率。
3、耐水性
是指材料长期处于水的作用下不破坏，其强度也不严重降低的性质，用软化系数表示： 干水饱和
R R K R =
一般认为，85.0>R K 的材料是耐水性的，要求长期受水浸泡或潮湿环境中的重要建筑物85.0>R K ，次要建筑物70.0>R K 。
4、抗渗性与抗冻性
抗渗性
是指材料抵抗压力水渗透的性质，表示方法有二。
一是渗透系数H d At Q K =
；二是抗渗标号12642......S S S S 、、。
抗渗性主要与材料的孔隙率和孔隙特征有关。
抗冻性
是指材料在水饱和状态下，抵抗多次冻融循环而不破坏，同时强度也不严重降低的性质。
表示方法也有二：
一是抗冻标号3005025......D D D 、。
二是冻融15次失重率是否满足要求。
测试抗冻标号有慢冻、快冻两种方法。
材料受冻条件：温度、湿度、孔隙。
材料孔隙越大，水饱和程度越高，降温愈快，温度愈低，愈容易冻坏。
§1-4 材料的热工性能
材料传导热量的性能称为导热性。
其大小用导热系数表示：
At T T Qd
)(12-=λ
比热表示1g 材料温度升高（或降低）1K 时所吸收（或放出）的热量。
)(12T T m Q
C -=
比热与材料质量之积称为材料的热容量。
它表示整个材料温度升高1K 所吸收或降低1K 所放出的热量。
热容量大的材料便于调节室温，缓和室内温度波动。
§1-5 材料的耐久性
是指材料在使用过程中，能长期抵抗各种环境因素而不破坏，且能保持原有性质的性能。
环境因素有：
⎪⎩⎪⎨⎧生物作用：虫、菌液及有害气体
化学作用：酸、碱、盐、冻融、磨蚀等物理作用：干湿、温度
耐久性是一个综合指标。
提高耐久性措施：一是提高材料本身的密实性；二是在材料表面覆盖。
§1-6 材料的其他性质
1、装饰性能
是指材料具有美化整个建筑物，并可保护建筑物，改善室内环境条件的性能。
所以说装饰性能实际上也是一个综合性能。
选用装饰材料要考虑颜色、光泽、透明度、表面组织、形状尺寸、成本造价以及多功能性。
2、防火性能
是指材料在使用状态下，抵抗火灾作用的性能。
按燃烧性能可将材料分为燃烧材料、难燃材料和非燃烧材料。
3、放射性
材料中放射性元素放出的射线，会对人的健康产生影响，这种性能称为材料的放射性。
§1-7 材料的组成、结构和构造
1、组成
⎝⎛相组成矿物组成
化学组成
“界面相”是目前研究、改善和提高材料技术性质的“热点。
2、结构
⎪⎪⎪⎪
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧胶体结构玻璃体结构晶体结构微观结构细观结构散粒结构层状结构纤维结构堆聚结构按存在状态分微孔结构多孔结构致密结构按孔隙分宏观结构。