建筑材料与力学及热工有关的性质
造价员建筑材料复习 材料的热工性质及耐久性
材料的导热性
材料传递热量的性质称为导热性，以导热系数表
示，即
Hale Waihona Puke Qa At(T2 T1 )
式中：λ——材料的导热系数，w/（m· K）；
Q ——总传热量，J； a ——材料厚度，m； A ——热传导面积，m2；
t ——热传导时间，h；
T2-T1——材料两侧温度差，K。
式中 C ——材料的比热，J／(g· K)。 Q ——材料的热容量，J；
m ——材料的质量，g；
t1-t2 ——材料受热或冷却前后的温度差，K；
材料比热的物理意义是指1g重的材料，在温度每改 变1K时所吸收或放出的热量。
材料中热容量最大的是水，为C=4.19 J／(g· K)，故
材料含水量增加，比热增大。
1.3 材料的耐久性
耐久性:材料在长期使用过程中，能保持其原有
性能而不变质、不破坏的性质，统称之为，它是
一种复杂的、综合的性质,包括材料的抗冻性、耐
热性、大气稳定性和耐腐蚀性等。
材料在使用过程中，除受到各种外力作用外，还 要受到环境中各种自然因素的破坏作用，这些破 坏作用可分为物理作用、化学作用和生物作用。 物理作用主要有干湿交替、温度变化、冻融循环
等等，这些变化会使材料体积产生膨胀或收缩,或
导致内部裂缝的扩展，长久作用后会使材料产生破
坏。
化学作用主要是指材料受到酸、碱、盐等物质的 水溶液或有害气体的侵蚀作用，使材料的组成成 分发生质的变化，而引起材料的破坏。如钢材的 锈蚀等等。
生物作用主要是指材料受到虫蛀或菌类的腐朽作
用而产生的破坏。如木材等一类的有机质材料，
2 建筑材料的基本性质
1.2 材料与水有关的性质
影响材料吸水性的因素
材料的吸水率与其孔隙率有关，更与其孔隙特征 有关。因为水分是通过材料的开口孔吸入并经过连通 孔渗入内部的。材料内与外界连通的细微孔隙愈多， 其吸水率就愈大。对于细微连通孔隙，孔隙率愈大， 则 吸水率愈大，闭口孔隙水分不能进去，而开口大孔 虽然水分易进入，但不能存留，只能润 湿孔壁，所以 吸水率仍然较小。
K Wd 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）。
材料的渗透系数越小，说明材料的抗渗性越强。
（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
建筑材料的基本性质
建筑材料选择要求： 建筑材料是一切建筑工程的物质基础。对建筑材料的基本
要求是： （1）必须具备足够的强度，能安全地承受设计荷载; （2）材料自身的质量以轻为宜，以减小建筑下部结构和
地基的负荷; （3）具有与使用环境相适应的耐久性，以减小维修费用; （4）具有一定的装饰性，美化建筑; （5）具有相应的功能性，如隔热、防水，隔声等。
各种材料的吸水率很不相同，差异很大，如花岗 石的吸水 率只有0. 5%~0. 7%，混凝土的吸水率2%~3%， 粘土砖的吸水率达8%~20%，而木材的吸水率可超过 100%。
1.2 材料与水有关的性质
2. 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：
1 建筑材料的基本性质
1. 1 材料的物理性质 1. 2 材料与水有关的性质 1. 3 材料的力学性质 1. 4 材料的热工性质 1. 5 材料的化学性质 1. 6 材料的耐久性
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）。
章目录
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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。
章目录
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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。
节目录
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。
建筑材料常见问题解答--基本性质
建筑材料常见问题解答----- 建筑材料的基本性质1．一般的讲，建筑材料的基本性质可归纳为哪几类？答：一般的讲，建筑材料的基本性质可归纳为以下几类：物理性质：包括材料的密度、孔隙状态、与水有关的性质、热工性能等。
化学性质：包括材料的的抗腐蚀性、化学稳定性等，因材料的化学性质相异较大，故该部分内容在以后各章中分别叙述。
力学性质：材料的力学性质应包括在物理性质中，但因其对建筑物的安全使用有重要意义，故对其单独研究，包括材料的强度、变形、脆性和韧性、硬度和耐磨性等。
耐久性：材料的耐久性是一项综合性质，虽很难对其量化描述，但对建筑物的使用至关重要。
2．什么是材料的化学组成？答：材料化学组成的不同是造成其性能各异的主要原因。
化学组成通常从材料的元素组成和矿物组成两方面分析研究。
材料的元素组成，主要是指其化学元素的组成特点，材料的矿物组成主要是指元素组成相同，但分子团组成形式各异的现象。
3．建筑材料的微观结构主要有哪几种形式？各有何特点？建筑材料的微观结构主要有晶体、玻璃体和胶体等形式。
晶体的微观结构特点是组成物质的微观粒子在空间的排列有确定的几何位置关系。
一般来说，晶体结构的物质具有强度高、硬度较大、有确定的熔点、力学性质各向异性的共性。
建筑材料中的金属材料（钢和铝合金）和非金属材料中的石膏及水泥石中的某些矿物等都是典型的晶体结构。
玻璃体微观结构的特点是组成物质的微观粒子在空间的排列呈无序浑沌状态。
玻璃体结构的材料具有化学活性高、无确定的熔点、力学性质各向同性的特点。
粉煤灰、建筑用普通玻璃都是典型的玻璃体结构。
胶体是建筑材料中常见的一种微观结构形式，通常是由极细微的固体颗粒均匀分布在液体中所形成。
胶体与晶体和玻璃体最大的不同点是可呈分散相和网状结构两种结构形式，分别称为溶胶和凝胶。
溶胶失水后成为具有一定强度的凝胶结构，可以把材料中的晶体或其他固体颗粒粘结为整体。
如气硬性胶凝材料水玻璃和硅酸盐水泥石中的水化硅酸钙和水化铁酸钙都呈胶体结构。
建筑材料的基本性质
最新编辑ppt
李氏瓶
4
２. 表观密度 (Apparent Density）
γ L 材料的润湿最示新意编辑图ppt
10
3.亲水性材料与憎水性材料
用润湿边角θ来反映
θ角愈小，表明材料愈易被水润湿。
当θ＜90°时，材料表面吸附水，材料能被水润γ L湿而表 现出亲水性，这种材料称亲水性材料。
θ当>θ9=0°0°时时，，材表料明表材面料不完吸全附被水水，γ 润S 此湿称。憎水性θ 材γ 料SL 。
也称容重 ，是指材料在自然状态下，单位体积所具有 的质量，按下式计算：
作 用 ：
0
m V0
计
算 构
式中 ρ0—材料的表观密度（g/cm3或 kg/m3 ）
件
m —材料的质量（g或 kg)
的 自 重
V0—材料在自然状态下的体积，或称表观体积 （cm3或 m3 ）, 包含内部空隙在内的体积（规则几何 形状、松散体积用排液法）
１.实际密度(Density) 以前称比重、真实密度(True Density)，简称密度(Density)。
实际密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量。
m
V
式中：ρ— 实际密度（g/cm3）
m— 材料的质量（g）
V— 材料在绝对密实状最新态编辑下pp的t 体积（cm3 ）
3
１.实际密度(Density)
上述概念也适用于其它液体对固体的润湿情况，相应
《建筑材料》课程标准
《建筑材料》课程标准1.课程说明《建筑材料》课程标准课程编码:35440 承担单位:建筑工程学院制定: 制定日期:2022.10.10审核:建工学院专业指导委员会审核日期:2022.10.23批准: 批准日期:2022.10.25（1）课程性质：本门课程是工程造价专业的必修课。
（2）课程任务：主要针对资料员、试验员等岗位开设，主要任务是培养学生在资料员、试验员岗位的使学生了解和掌握常用建筑材料的品种、规格、技术性质、质量标准、检验方法、应用范围和储存运输等方面的知识，培养学生能正确合理地选择和使用材料，以及对常用建筑材料的主要技术指标进行检测的方法，同时要了解新型建筑材料，对新型建筑材料要具备认识和鉴别能力。
（3）课程衔接：在课程设置上，前导课程无，后续课程有《建筑施工技术》、《建筑工程预算》、《建筑工程质量控制》等。
2.学习目标通过学习该课程，使学生掌握土木工程中常用材料的组成、结构、性能及技术指标，并能够在设计中合理的选材，施工中正确的用材，通过实践环节培养学生的工程实践能力和创新能力，并为后继专业课提供材料的基础知识和理论。
（1）能够叙述土木工程中常用材料的组成、结构、性能及技术指标等知识；（2）能在工程设计和施工中能正确合理地选材、用材；（3）能够运用土木工程中常用材料的质量检测方法。
（4）能够使用土木工程材料试验的仪器，设备的性能。
（3）能够进行试验数据的处理，正确评定材料的质量。
（4）能够绘制编制合格的试验报告。
3.课程设计本课程以工程造价专业施工试验员岗位为载体，针对岗位任职要求，与本课程的教学团队共同研究、开发和设计课程教学内容，选取6个情景作为学习情境；根据岗位（群）工作任务要求，确定学习目标及学习任务内容；本课程采取行动导向教学模式，通过设置学习情境，融入任务驱动、理论实践一体化的项目课程理念，引导学生积极主动地参与教学活动，把学生学习的主动性、探究性、参与性与创造性很好的结合在一起，全面培养学生的技能操作水平、工作态度等。
土木工程材料建筑材料的基本性质
8
土木工程材料
二、密度、表观密度和堆积密度
密度 表观密度 堆积密度
9
土木工程材料
1.密 度 (specific density)
定义：
材料在绝对密实状态下单位体积旳质量。
绝密体积：材料在绝对密实状态下旳体积。
不涉及内部孔隙旳体积。如图：
计算式： m
V
绝对密实材料
测定措施：李氏瓶法、排水法。 注意：测试时，材料必须是绝对干燥状态。
10
土木工程材料
试 验 演 示
1.密 度(specific density)
李氏瓶法
11
土木工程材料
2.表观密度(relative density)
定义：材料在自然状态下单位体积旳质量。
表观体积：整体材料旳外观体积V0 （如图） （V0=闭口孔+开口孔+实体）
计算公式：
0
测定措施
m V0
➢ 规则材料：几何法
亲水性材料旳吸水（湿）性比憎水性材料强 ➢亲水性孔壁使水自动吸入； ➢憎水性孔壁难以使水吸入。
32
土木工程材料
思索题
1.为何房屋一楼潮湿？怎样处理？
原因：地下水沿材料毛细管上升，然后 在空气中挥发。 处理问题旳原理与方法
➢ 阻塞毛细通道，掺加引气剂 ➢ 对材料中旳毛细管壁进行憎水处理。
33
土木工程材料
37
土木工程材料
4. 抗渗性
➢定义：材料抵抗压力水渗透旳性质。 ➢指标：
渗透系数 or 抗渗等级
在一定时间t内，透过材料试件 在原则试验措施下进行透
旳水量Q，与试件旳渗水面积 A及水头差H成正比，与渗透 距离(试件旳厚度)d成反比。
《建筑材料》材料的热工性质
PART TWO
01
热工性能——导热性 热容量 保温隔热性能
思考：2min找出热导能力称为导热性，材料导热能力的大小可用热导率λ表示， 在数值上等于当材料两侧的温差为1K时，在单位时间（1s）内，通过单位面积 （1m2），透过单位厚度（1m）材料所传导的热量。
考一考
关于材料的导热系数，一下哪个说法不正确（ ） A.表观密度小，导热系数小 B.含水率高，导热系数大 C.孔隙不连通，导热系数大 D.固体比空气导热系数大
考一考
关于材料的导热系数，一下哪个说法不正确（ ） A.表观密度小，导热系数小 B.含水率高，导热系数大 C.孔隙不连通，导热系数大 D.固体比空气导热系数大
材料的热导率越小，绝热性能越好。绝热材料应经常处于干燥状态，以利于发挥材料的绝热效能。
热容量和比热容
材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质称为热容量。用比热容表示热 容量的大小，比热容指1g材料温度升高（或降低）1K时，所吸收（或放出）的 热量。
比热是反应材料吸热或放热能力大小的物理量。材料的比热对保持材料温度的稳定性有很大 作用，采用热大的材料，能在热流变动或采暖设备供热不均匀时缓和室内的温度波动。
保温隔热性能
在建筑工程中，评定建筑材料保温隔热性能的重要指标有热导
率λ和热阻R（常把1/λ称为材料的热阻，用R表示）。
习惯把防止室内热量的散失称为保温，把防止外部热量的进入 称为隔热，将保温隔热称为绝热。
材料的热导率越小，其热阻值越大，则材料的导热性能越差， 其绝热性能越好。在建筑工程中，常将λ≤0.175W/（m·K）的材料 称为绝热材料。
感谢观看
建筑材料性能
三、 材料的耐久性
ห้องสมุดไป่ตู้
①耐久性的定义 耐久性是指材料在使用过程 中,抵抗各种自然因素及其它有害物质长期作 用,能长久保持其原有性质的能力. ②耐久性的含义 耐久性是衡量材料在长期使 用条件下的安全性能的一项综合指标,包括抗 冻性,抗风化性,抗老化性,耐化学腐蚀性等. ③材料耐久性降低的机理 材料在使用过程中, 会与周围环境和各种自然因素发生作用.这些 作用包括物理,化学和生物的作用.
建筑材料的基本性能
材料的物建筑理性能 建筑材料的力学性能 建筑材料的耐久性 粉笔的密度检测
建筑材料的物理性能
密度、表现密度、 堆积密度 孔隙率、密实率、 空隙率、填充率 材料与水的关系 材料热工性质
密度、表现密度、堆积密度
在物理学中，把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密 度。符号ρ（读作rōu）。国际主单位为单位 为千克/米^3， 常用单位还有 克/厘米^3。其数学表达式为ρ=m/V。在国 际单位制中，质量的主单位是千克，体积的主单位是立方米， 于是取1立方米物质的质量作为物质的密度。对于非均匀物 质则称为“平均密度”。
材料热工性质
材料的热容量
热容量是指材料受热时吸收热量 和冷却时放出热量的性质，用比 热表示，即
Q C m(t1 t2 )
材料热工性质
• 耐燃性
• 材料对火焰和高温度抵抗能力称为材料的耐燃性，
是影响建筑物防火、建筑结构耐火等级的一项因
素。由此出发，可把建筑材料分为三类：
非燃烧材料 难燃材料 可燃材料
（一）物理作用
一般是指干湿变化,温度变 化,冻融循环等.这些作用会使材 料发生体积变化或引起内部裂纹 的扩展,而使材料逐渐破坏,如混 凝土,岩石,外装修材料的热胀冷 缩等.
第二讲 建筑材料的基本性质
建筑材料的基本性质概念基本物理性质与水有关的性质材料的力学性质热工性质及其他浙江林学院园林学院龙江2008.9概念建筑材料的基本性质包括：建筑材料的基本物理性质，材料与水有关的性质、材料的力学性质、热工性质、耐久性及其他性质（如隔声、吸声以及组成等）。
建筑材料的基本性质概念基本物理性质与水有关的性质材料的力学性质热工性质及其他浙江林学院园林学院龙江2008.9基本物理性质a、密度：ρ=m/V 材料在绝对密实状态下单位体积的质量，测定方法应了解；b、表观密度：ρo=m/Vo材料的自然状态下单位体积的质量，注意材料的含水情况；c、堆积密度：ρo′=m/ Vo′粉状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量；d、密实度：D=V/ Vo×100%=ρo/ρ×100%材料体积内被固体物质充实的程度（填充率）；e、孔隙率：P=[（V o－V）/V o]×100%建筑材料的基本性质概念基本物理性质与水有关的性质材料的力学性质热工性质及其他浙江林学院园林学院龙江2008.9孔隙率直接反映材料的致密程度、材料的程度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性，吸声性等都与材料的致密程度有关，孔隙的构造、尺寸等对材料性能都能产生直接的影响。
f、填充率：Do= Vo/Vo′×100%=ρo′/ρo×100%空隙率：P o =[（V o′－Vo）/ V o′] ×100%=[1－（Vo/Vo′）] ×100%=[1－（ρo′/ρo）]×100%Do+Po=1空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的密实程度。
建筑材料的基本性质概念基本物理性质与水有关的性质材料的力学性质热工性质及其他浙江林学院园林学院龙江2008.9材料直接与空气、土壤等接触，空气中、水中含有大量的水分，因此研究材料亲水性显得很重要，它们包括以下几个方面的内容。
a、亲水性与增水性，润湿角（材料、水、空气三相的交点处，沿水滴表面所引的切线与材料表面所成的角）大于90度的材料是憎水材料b、吸水性是指材料在与水接触中吸收水分的性质。
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。
建筑材料的基本性质有哪些？
建筑材料的基本性质有哪些？
建筑材料的基本性质有哪些
建筑材料的基本性质有：
1、物理性能：密度、孔隙率；与水相关的性能(亲水性、憎水性、吸水率、饱水率)、热容、导电性等。
2、力学性能：抵抗静态及动态荷载作用的能力。
静态指的是材料的抗拉、抗压、抗弯、抗剪等强度评价；动态力学性能可通过材料抗磨损、抗麿光、抗冲击、抗疲劳等评价。
3、耐久性能：包括耐候性、耐化学侵蚀性、抗渗性、抗风化等方面。
4、化学性能：会影响材料的耐久性、力学性能、热工性能等。
5、工艺性能：指材料在一定的加工条件下接受加工的性能，如混凝土的流动性、和
易性、安定性等。
6、其他性能：如热工性能(导热系数、比热等)。
装饰美观性能等。
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
第一章 建筑材料的基本性质构成建筑物的建筑材料在使用过程中要受到各种因素的作用，例如用于各种受力结构的材料要受到各种外力的作用；用于建筑物不同部位的材料还可能受到风吹、日晒、雨淋、温度变化、冻融循环、磨损、化学腐蚀等作用。
为了保证建筑物经久耐用，就要求所选用的建筑材料要能够抵抗各种因素的作用。
而要能够合理地选用材料，就必须掌握各种材料的性质。
本章所讲述的材料基本性质，是指材料处于不同的使用条件和使用环境时，必须考虑的最基本的、共有的性质。
对于不同种类的材料，由于在建筑物中所起的作用不同，应考虑的基本性质也不尽相同。
第一节 材料的基本物理性质一、材料的密度、表观密度与堆积密度 （一）密度密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。
用下式表示： Vm=ρ （1-1） 式中 ρ——密度，g/cm 3；m ——材料在干燥状态的质量，g ； V ——材料在绝对密实状态下的体积，cm 3。
材料在绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积。
除了钢材、玻璃等少数材料外，绝大多数材料内部都存在一些孔隙。
在测定有孔隙的材料密度时，应把材料磨成细粉，干燥后，用密度瓶（李氏瓶）测定其体积，用李氏瓶测得的体积可视为材料绝对密实状态下的体积。
材料磨得越细，测得的密度值越精确。
（二）表观密度内 容 提 要本章主要讲述建筑材料的基本物理性质、力学性质和耐久性，并从材料的组成和结构出发阐述了影响材料性质的内在因素。
本章的学习要求是：：1．掌握材料的密度、表观密度、堆积密度、孔隙率和空隙率的定义及计算。
2．掌握材料与水有关的性质、热工性质、力学性能和耐久性。
3．了解材料孔隙率和孔隙特征对材料性能的影响。
表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量。
用下式表示： 00V m=ρ （1-2） 式中 0ρ——表观密度，g/cm 3或kg/m 3； m ——材料的质量，g 或kg ；0V ——材料在自然状态下的体积，cm 3或m 3。
建筑材料与构造：建筑材料的基本性质
建筑材料的基本性质01同学们，接下来我们共同学习材料的基本性质，在学习建筑材料的性质之前，我们先来了解我们北京奥运会场馆之一的“水立方”建筑材料的使用。
整个建筑的钢结构的内外表面均覆盖着 ETFE 薄膜， ETFE膜由生料挤压成型，是一种典型的非织物类膜材，有质量轻，韧性好，拉伸强度高，不易被撕裂，延展性大等特点，同时抗紫外线和化学物质侵蚀能力强，表面非常光滑，自洁性与耐火性能好。
水立方采用ETFE 气枕内充满空气可以起到很好的保温隔热作用。
一般的体育场馆是全封闭的，很少自然采光，无论白天或晚上，均需要采用人工照明，但“水立方”则得益于 ETFE 膜的高透光性，建筑内部在白天有很好的自然采光效果，“水立方”的建筑设计、外观效果和形态与拥有高科技和节能技术的膜结构外衣密不可分。
正是由于主题与形式巧妙融合，造就了新颖奇特、美轮美奂的“水立方”。
不同的建筑物有不同的功能要求，实现各种功能要求的基本手段之一是合理运用建筑材料。
因此，对建筑材料基本性质的要求是多方面的，如物理性质、力学性质、耐久性、防火性、装饰性等。
我们先来看下建筑材料的物理性质。
第一个是材料的密度，主要有材料的密度、表观密度与堆积密度，密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量，比如最简单的水的密度是1000KG每立方米。
表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量，材料的表观密度的通常指气干状态下的表观密度。
堆积密度仅适用于散粒材料(如粉状或粒状材料)的一个指标，为在堆积状态下单位体积的质量。
第二个是孔隙率与空隙率，孔隙率是指材料中孔隙体积占总体积的比例，孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。
通常，对于同一种材质的材料，孔隙率越大，则强度越低。
空隙率是指散粒材料在某堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占总体积的比例。
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。
第三个是材料的亲水性与憎水性，材料表面与水或空气中的水汽接触时，产生不同程度的润湿。
第二章建筑装饰材料的基本性质
100%
②体积吸水率 是指材料体积内被水充实的 体积。即材料吸水达饱和时，所吸收水分的体积 占干燥材料自然体积的百分率，可按下式计算：
W体
V水 V0
100%=
m湿 m干 V0
1
水
100%
质量吸水率与体积吸水率有如下的关系：
W体
W质 0
1
水
W质 0
(2) 吸湿性 材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿
材料在绝对密实状态下的体积是指不包括孔 隙在内的体积。除了钢材、玻璃等少数材料外， 绝大多数材料内部都存在一些孔隙。因此，在测 定有孔隙的材料密度时，应把材料磨成细粉，来 测定其在绝对密实状态下的体积。材料磨得越细， 测得的密度值越精确。
2、 表观密度
表观密度是指材料在自然状态下，单位体积 所具有的质量，其计算式为(见辅）：
三、材料的热工性质
1、 导热性 材料传导热量的能力，称为导热性。材料导
热能力的大小可以用导热系数（λ）表示。 导热系数在数值上等于厚度为2m的材料，当
其相对两侧表面的温度差为2K时，经单位面积 （2m2）单位时间（2s）所通过的热量。
可用下式表示：
Q
At(T2 T1)
材料的导热系数除与其本身的性质、结构、 密度有关外，还与材料的含水率及环境温度等有 关。
软、熔化，可将水泥混凝土脱水粉化及爆裂脱落，可将可燃材料 烧成灰烬，可使建筑物开裂破坏、坠落坍塌、装修报废等，同时 燃烧产生的高温作用对人也有巨大的危害。
②发烟作用 材料燃烧时，尤其是有机材料燃烧时，会产 生大量的浓烟。浓烟会使人迷失方向，且造成心理恐惧，妨碍及 时逃逸和救援。
③毒害作用 部分建筑装饰材料，尤其是有机材料，燃烧 时会产生剧毒气体，这种气体可在几秒至几十秒内，使人窒息而 死亡。
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fw
3Fm a xL 2bh2
式中 fw------材料的抗弯强度， MPa Fmax---材料受弯破坏时的最大荷载，N A------试件受力面积，mm2 L------两支点的间距，mm b、h---试件横截面的宽及高，mm
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）。
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
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。
•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：
f Fmax A
式中 f------材料强度， MPa Fmax--材料破坏时的最大荷载，N A------试件受力面积，mm2
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：
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1Ｋ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1Ｋ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：
Q C
m(T2 T1)
式中 C---材料的比热，J/（g·K） Q--材料吸收或放出的热量(热容量) m---材料质量，g （t2 - t1）--材料受热或冷却前后的温差，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（α）。
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。
•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
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。
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 λ 表示。 导热系数的定义和计算式如下所示：
Q
At(T2 T1)
•式中 λ——导热系数，Ｗ／ （ｍ·Ｋ）； Ｑ－传导的热量，Ｊ &—材料厚度，ｍ； A——热传导面积，m2 t一热传导时间，h； （T2-T1）－材料两面温度差，K
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。