第一章建筑材料的基本性质PPT课件
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一建筑材料的基本性质PPT课件
◇显微结构
指借助光学显微镜和电子显微镜观察到的结构, 它可分为结晶和无定型两种.结晶和无定型是同一物 质的不同状态,晶体呈稳定状态,而无定型则具有化学 活性。
◇微观结构
指原子排列结构,根据质子间键的特性分为原 子晶体,离子晶体,分子晶体
二、材料的微观结构
材料的微观结构只要是指材料在原子、粒子、 分子层次上的组成形式。
一.状态参数
（一）材料的密度
1、体积密度－材料在自然状态下单位体积的
质量。单位g/cm3或kg/m3。
公式：
ρo =m/ Vo
Байду номын сангаас式中
ρo－表观密度（ g/cm3 ） m－材料的质量（g）
Vo－材料在自然状态下的体积（cm3）
体积密度的测量
自然状态下的体积－是指构成材料的固体物质的体积 与全部孔隙体积之和。根据材料在自然状态下含水情 况的不同，体积密度又可分为干燥体积密度、气干体 积密度（在空气中自然干燥）等几种。
如生产加气混泥土等的各种发泡剂,可在材料中 形成 大量的孔隙 (3).火山作用
火山爆发时,喷到空中的岩浆,,冷却后在岩石中 形成大量的孔隙 (4).烧作用
四.材料的孔隙
（二）材料的孔隙状况由孔隙率、孔隙连通性和 孔隙直径三个指标说明
孔隙率：指孔隙在材料体积中所占的比例。 孔隙连通性：连通孔、封闭孔、半连通半封闭孔 孔隙直径：粗大孔：直径大于mm级的孔隙；
建筑材料的微观结构主要有晶体、玻璃体和 胶体等形式。
二、材料的微观结构
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。如金刚石和石墨，元素 组成都为碳，由于各自的晶体结构形式不同，性质 上反差巨大。
晶体物质具有强度高、硬度大、有确定的熔点、力 学性质各项异性的共性。
建筑材料的基本性质(1)幻灯片PPT
同的；
2.1.2 材料的结构和构造
（1）宏观结构；（2）细观结构；（3）微观结构
（1）宏观结构：用肉眼或放大镜能够分辨的
毫米级以上的粗大组织；
(1)致密结 内 构部无孔隙玻 ，璃 如、 钢天 材然 、 （ 2）多孔 结 内 构部具有粗泡 大沫 孔塑 隙料 ： （ 3）微 孔 结 构 建筑石膏等 （ 4）纤维结构 具 ： 有 内 方 部 向 组 性 玻 织 ， 璃 如 纤 木 维 材 增 （ 5）片状或层 状 结 如 构胶合板、夹心 （ 6）散粒 结 构 如砂子、石
1、填充率
填充率是指散粒材料（如砂子、石子 等）在堆积体积中，被其颗粒填充的程 度。
➢ 填充率一般用D’来表示，按下式计算：
D' V V00' 10% 0 或
D' '0 10% 0 0
（2.6）
2.、空隙率 思考：空隙率与孔隙率有什么区别？
空隙率是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间 的空隙体积占堆积体积的百分率，用P’表示：
✓ 化学组成对材料性质的影响：
➢ 不同化学组成的材料其性质不同；
例：化学元素碳对钢材性质的影响如下图：
硬度
抗拉强度
断面收缩率
冲击韧性 1
伸长率 1.4
含碳量C%
（2 矿物组成
➢许多无机非金属材料都是由各种矿物组成的。
➢相同的化学成分组成的材料，不同矿物的矿 物成分，材料的性质也是不同的。
➢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
(
b
)非晶体：
熔融物迅速冷却 点使 来得 不质 及按一
排列而得到的固 粉体 煤， 灰如
2.2 材料的物理性质
2.2.1密度、表观密度和堆积密度
2.1.2 材料的结构和构造
（1）宏观结构；（2）细观结构；（3）微观结构
（1）宏观结构：用肉眼或放大镜能够分辨的
毫米级以上的粗大组织；
(1)致密结 内 构部无孔隙玻 ，璃 如、 钢天 材然 、 （ 2）多孔 结 内 构部具有粗泡 大沫 孔塑 隙料 ： （ 3）微 孔 结 构 建筑石膏等 （ 4）纤维结构 具 ： 有 内 方 部 向 组 性 玻 织 ， 璃 如 纤 木 维 材 增 （ 5）片状或层 状 结 如 构胶合板、夹心 （ 6）散粒 结 构 如砂子、石
1、填充率
填充率是指散粒材料（如砂子、石子 等）在堆积体积中，被其颗粒填充的程 度。
➢ 填充率一般用D’来表示，按下式计算：
D' V V00' 10% 0 或
D' '0 10% 0 0
（2.6）
2.、空隙率 思考：空隙率与孔隙率有什么区别？
空隙率是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间 的空隙体积占堆积体积的百分率，用P’表示：
✓ 化学组成对材料性质的影响：
➢ 不同化学组成的材料其性质不同；
例：化学元素碳对钢材性质的影响如下图：
硬度
抗拉强度
断面收缩率
冲击韧性 1
伸长率 1.4
含碳量C%
（2 矿物组成
➢许多无机非金属材料都是由各种矿物组成的。
➢相同的化学成分组成的材料，不同矿物的矿 物成分，材料的性质也是不同的。
➢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
(
b
)非晶体：
熔融物迅速冷却 点使 来得 不质 及按一
排列而得到的固 粉体 煤， 灰如
2.2 材料的物理性质
2.2.1密度、表观密度和堆积密度
建筑材料的基本性质(非常好的课件)
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
视密度
ρˊ ρˊ=m/vˊ
表观密度 ρ0
ρ0=m/ v0
堆积密度 ρ0ˊ ρ0ˊ=m/v0ˊ
①绝干状态②含闭口孔隙、 不含开口孔隙
①自然状态②含闭口、开 口孔隙 ①自然堆积状态②含闭口、 开口孔隙③含颗粒间的空 隙
二、密实度与孔隙率，填充率与空隙率
孔隙的特征 （1）按孔隙尺寸大小，可把孔隙分为粗大孔和细小孔 （2）按孔隙与外界之间是否连通，把孔隙分为开口孔、 封闭孔。 孔隙对材料的影响：（1）孔隙的多少（孔隙率）
观体积
表观体积是指包括内部封 闭孔隙在内的体积。其封 闭孔隙的多少，孔隙中是 否含有水及含水的多少， 均可能影响其总质量或体 积。
因此，材料的表观密 度与其内部构成状态及含 水状态有关。
材料四种含水状态
反映散粒堆积的紧密（压实）程度及可能的堆放空间。
4.堆积密度（又称松散容重）
(1)定义：散粒状或粉状材料，在自然堆积状态
与质量有关的性质
物理性质 与水有关的性质
材 料 的 基 力学性质 本
与热有关的性质
强度 变形性 抗冲击性 表面性质
性
质 耐久性
抗压强度
抗拉强度
材 料
强度 抗剪强度 抗弯（折）强度
的
弹性变形
力 变形性 塑性变形
学
弹、塑性变形
建筑材料课件第01章 建筑材料的基本性质
孔、容量仅700 kg/m3的加气混凝土砌块。在 抹灰前采用同样方式往墙上浇水，发觉原使 用的普通烧结粘土砖易吸足水量，但加气混 凝土砌块表面看来浇水不少，但实则吸水不 多，请分析原因。
第 15页
3.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：
Wh
ms m
材料的理论抗拉强度可用下式表示：
fm
E
d
式中：fm——理论抗拉强度，N/m2； E——弹性模量； γ——单位表面能，J/m2； d——原子间的距离。（平均为2×10－8cm）。
按理论计算，材料的抗拉强度fm≈1/10·E。
第 28页
由于材料中都有缺陷，使破坏应力大大低于 理论强度。缺陷主要有：
的性质，可用下式表示：
Q m C (T1 T2 )
式中Q ——材料的热容量，kJ；
m ——材料的重量，kg；
T1-T2 ——材料受热或冷却前后的温度差，K； C ——材料的比热，kJ／(kg·K)。
材料比热的物理意义是指1kg重的材料，在温度每改
变1K时所吸收或放出的热量。
第 21页
材料名称 钢 铜
花岗岩 普通混凝土
水泥砂浆 普通粘土砖 粘土空心砖
松木 泡沫塑料
冰 水 静止空气
导热系数W/(m·K) 55 370
2.91～3.08 1.28～1.51
0.93 0.4～0.7
0.64 0.17～0.35
0.03 2.20 0.60 0.025
比热J/(g·K) 0.46 0.38 0.92 0.88 0.84 0.84 0.92 2.51 1.30 2.05 4.19
2.导热性
第 15页
3.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：
Wh
ms m
材料的理论抗拉强度可用下式表示：
fm
E
d
式中：fm——理论抗拉强度，N/m2； E——弹性模量； γ——单位表面能，J/m2； d——原子间的距离。（平均为2×10－8cm）。
按理论计算，材料的抗拉强度fm≈1/10·E。
第 28页
由于材料中都有缺陷，使破坏应力大大低于 理论强度。缺陷主要有：
的性质，可用下式表示：
Q m C (T1 T2 )
式中Q ——材料的热容量，kJ；
m ——材料的重量，kg；
T1-T2 ——材料受热或冷却前后的温度差，K； C ——材料的比热，kJ／(kg·K)。
材料比热的物理意义是指1kg重的材料，在温度每改
变1K时所吸收或放出的热量。
第 21页
材料名称 钢 铜
花岗岩 普通混凝土
水泥砂浆 普通粘土砖 粘土空心砖
松木 泡沫塑料
冰 水 静止空气
导热系数W/(m·K) 55 370
2.91～3.08 1.28～1.51
0.93 0.4～0.7
0.64 0.17～0.35
0.03 2.20 0.60 0.025
比热J/(g·K) 0.46 0.38 0.92 0.88 0.84 0.84 0.92 2.51 1.30 2.05 4.19
2.导热性
建筑材料的基本性质PPT(共 48张)
实际密度的测量： 1）对近于绝对密实的材料：金属、玻璃等 量测几何体积－称重－代入公式 2）对有孔隙的材料：砖、混凝土、石材 磨成细粉－ 李氏比重瓶法测试
2、表观密度（容重）－材料在自然状态下单 位体积的质量。单位g/cm3或kg/m3。
公式：
o
m Vo
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
式中 ρo－表观密度（ g/cm3 ）
m－材料的质量（g）
建筑材料的基本性质
内容：
1.1 引言 1.2 基本状态参数(与质量有关的性质) 1.3 材料的基本力学性质 1.4 材料与水有关的性质 1.5 材料的热工性质 1.6 材料的耐久性
1.2 材料基本状态参数 (与质量有关的性质)
内容： 1.2.1 材料的密度、表观密度和堆积密度 1.2.2 材料的孔隙和空隙
散粒材料装入容器－量测体积－称净 重－代入公式 2）自然堆积法：
堆积成一定形状－量测几何体积－称 重－代入公式
1.2.2 孔隙和空隙
1、密实度－指材料体积内被固体物质所充 实的程度。反映材料的致密程度。
公式
DV o 10% 0 Vo
影响材料的： 强度
吸水性
耐久性
导热性
2、孔隙率－指材料体积内，孔隙体积与总体 积之比。直接反映材料的致密程度。
/o 10% 0
4、空隙率－散粒材料在某容器的堆积体 积中，颗粒之间的空隙体积占总体积的 比率。 公式
P/ VoV / /oVo1V V oo/ (1/oo)10% 0
空隙率与填充率的关系
P/+D/=1
1.3.1 材料的弹性与塑性
• 弹性－材料在外力的作用下产生变形，当外力
取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来 形状的性质。
2、表观密度（容重）－材料在自然状态下单 位体积的质量。单位g/cm3或kg/m3。
公式：
o
m Vo
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
式中 ρo－表观密度（ g/cm3 ）
m－材料的质量（g）
建筑材料的基本性质
内容：
1.1 引言 1.2 基本状态参数(与质量有关的性质) 1.3 材料的基本力学性质 1.4 材料与水有关的性质 1.5 材料的热工性质 1.6 材料的耐久性
1.2 材料基本状态参数 (与质量有关的性质)
内容： 1.2.1 材料的密度、表观密度和堆积密度 1.2.2 材料的孔隙和空隙
散粒材料装入容器－量测体积－称净 重－代入公式 2）自然堆积法：
堆积成一定形状－量测几何体积－称 重－代入公式
1.2.2 孔隙和空隙
1、密实度－指材料体积内被固体物质所充 实的程度。反映材料的致密程度。
公式
DV o 10% 0 Vo
影响材料的： 强度
吸水性
耐久性
导热性
2、孔隙率－指材料体积内，孔隙体积与总体 积之比。直接反映材料的致密程度。
/o 10% 0
4、空隙率－散粒材料在某容器的堆积体 积中，颗粒之间的空隙体积占总体积的 比率。 公式
P/ VoV / /oVo1V V oo/ (1/oo)10% 0
空隙率与填充率的关系
P/+D/=1
1.3.1 材料的弹性与塑性
• 弹性－材料在外力的作用下产生变形，当外力
取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来 形状的性质。
1建筑材料的基本性质53页PPT
(2)计算公式：
凡含空隙的固体材料的密度均小于1。
2.孔隙率P （1）定义：孔隙率是指材料内部空隙（开口的和 闭口的）体积所占总体积的比例
(2)计算公式： 显然，D+P=1。
反映散状材料填充程度和空隙率的指标：填充 率 空隙率
3.填充率D'
（1）定义：填充率是指颗粒材料的堆积体积中， 颗粒体积所占总体积的百分率，它反应了被颗粒 所填充的程度 (2)计算公式：
4. 耐水性 材料长期在饱和水作用下而不破坏,强度也不
显著降低的性质称为耐水性。
材料的耐水性用软化系数表示：
软化系数一般在0～1间波动，其值越小，材 料耐水性越差。
软化系数大于0.85的材料，通常可以认为是耐 水材料。
材料的耐水性主要取决于其组成成分在水中 的溶解度和材料内部开口孔隙率的大小。
5. 抗渗性
6. 抗冻性
材料在吸水饱和状态下，材料抵抗冻融循环而不 破坏，也不显著降低强度的性质，称为抗冻性。
（1）冻融循环：通常采用-15℃的温度冻结后， 再在20℃的水中融化的过程。
(2)冻融循环破坏的原因：材料有孔隙，孔隙中的水 在结冰时体积膨胀9%，产生强大的冻胀应力。
(3)冻融循环试验破坏的判定：以质量损失超过5%， 或强度下降超过25%。
(1)质量吸水率 材料所吸收的水分的质量占材 料干燥质量的分数。
计水充实的程度， 即材料吸收水分的体积占干燥材料自然体积的 百分数。
计算公式：
质量吸水率与体积吸水率的关系为
W体
W质
0 水
一般情况下都有质量吸水率来表示材料的吸水性，但是 轻质、吸水率强的材料其质量吸水率常大于100%,而采 用体积吸水率表示。
(4)抗冻等级：破坏前所能经受的最大冻融循 环次数来确定。用符号“Fn”和最大冻融循 环次数表示。如F15、F15、F50、F100等。 (5)影响材料抗冻性的因素: a.材料的强度 b.材料的孔隙率及孔隙特征
凡含空隙的固体材料的密度均小于1。
2.孔隙率P （1）定义：孔隙率是指材料内部空隙（开口的和 闭口的）体积所占总体积的比例
(2)计算公式： 显然，D+P=1。
反映散状材料填充程度和空隙率的指标：填充 率 空隙率
3.填充率D'
（1）定义：填充率是指颗粒材料的堆积体积中， 颗粒体积所占总体积的百分率，它反应了被颗粒 所填充的程度 (2)计算公式：
4. 耐水性 材料长期在饱和水作用下而不破坏,强度也不
显著降低的性质称为耐水性。
材料的耐水性用软化系数表示：
软化系数一般在0～1间波动，其值越小，材 料耐水性越差。
软化系数大于0.85的材料，通常可以认为是耐 水材料。
材料的耐水性主要取决于其组成成分在水中 的溶解度和材料内部开口孔隙率的大小。
5. 抗渗性
6. 抗冻性
材料在吸水饱和状态下，材料抵抗冻融循环而不 破坏，也不显著降低强度的性质，称为抗冻性。
（1）冻融循环：通常采用-15℃的温度冻结后， 再在20℃的水中融化的过程。
(2)冻融循环破坏的原因：材料有孔隙，孔隙中的水 在结冰时体积膨胀9%，产生强大的冻胀应力。
(3)冻融循环试验破坏的判定：以质量损失超过5%， 或强度下降超过25%。
(1)质量吸水率 材料所吸收的水分的质量占材 料干燥质量的分数。
计水充实的程度， 即材料吸收水分的体积占干燥材料自然体积的 百分数。
计算公式：
质量吸水率与体积吸水率的关系为
W体
W质
0 水
一般情况下都有质量吸水率来表示材料的吸水性，但是 轻质、吸水率强的材料其质量吸水率常大于100%,而采 用体积吸水率表示。
(4)抗冻等级：破坏前所能经受的最大冻融循 环次数来确定。用符号“Fn”和最大冻融循 环次数表示。如F15、F15、F50、F100等。 (5)影响材料抗冻性的因素: a.材料的强度 b.材料的孔隙率及孔隙特征
《建筑材料基本性质》PPT课件_OK
11
1.4.2 材料的声学性质 (1)吸声性(sound absorption) 吸声系数(sound-absorption coefficient) (2)隔声性（与吸声不同）(sound insulation)
12
– 1.4.3 材料的光学性质(optical properties) • 材料的颜色、光泽 、透明度、表面组织、形状尺寸，建筑物采光、 立体造型、明暗对比等
7
• 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 – 1.3.2 材料的弹性与塑性 – 1.3.3 材料的脆性与韧性
影响因素：材料 的组成与结构； 材料孔隙率，材 料温湿度、试件 大小、试验条件 等
影响因素：材料 的晶体结构、晶 粒大小、温度、 试验环境、含水 率、受力状态等 等
– 2)玻璃体(glass) – 3)胶体(gel)
• (5)构造——材料的搭配组合(constitution)
17
本章小节
•1. 几个重要概念 密度、表观密度、堆积密度、孔隙率与密实度、空隙率与填充度、软化系数、吸 水率与含水率、亲水性与憎水性、抗冻性、抗渗性、导热性、弹性与塑性、脆性 与韧性、耐久性 •2. 几个状态 绝对密实状态——密度（同时要求材料干燥）；自然状态——表观密度（材料在 气干状态）；堆积状态——堆积密度（与含水率也有关系） •3. 几个公式 •4. 三种孔结构
fm
3FmaxL 2bh2
1.13
2)三分法。在跨度的三分点上作用两个相等的集中荷载，则抗
弯强度按下式计算：
fm
Fm a xL bh2
1.14
式中：fm——抗弯强度，MPa； Fmax——弯曲破坏时最大荷载，N； b、h——试件横截面的宽及高，mm；
1.4.2 材料的声学性质 (1)吸声性(sound absorption) 吸声系数(sound-absorption coefficient) (2)隔声性（与吸声不同）(sound insulation)
12
– 1.4.3 材料的光学性质(optical properties) • 材料的颜色、光泽 、透明度、表面组织、形状尺寸，建筑物采光、 立体造型、明暗对比等
7
• 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 – 1.3.2 材料的弹性与塑性 – 1.3.3 材料的脆性与韧性
影响因素：材料 的组成与结构； 材料孔隙率，材 料温湿度、试件 大小、试验条件 等
影响因素：材料 的晶体结构、晶 粒大小、温度、 试验环境、含水 率、受力状态等 等
– 2)玻璃体(glass) – 3)胶体(gel)
• (5)构造——材料的搭配组合(constitution)
17
本章小节
•1. 几个重要概念 密度、表观密度、堆积密度、孔隙率与密实度、空隙率与填充度、软化系数、吸 水率与含水率、亲水性与憎水性、抗冻性、抗渗性、导热性、弹性与塑性、脆性 与韧性、耐久性 •2. 几个状态 绝对密实状态——密度（同时要求材料干燥）；自然状态——表观密度（材料在 气干状态）；堆积状态——堆积密度（与含水率也有关系） •3. 几个公式 •4. 三种孔结构
fm
3FmaxL 2bh2
1.13
2)三分法。在跨度的三分点上作用两个相等的集中荷载，则抗
弯强度按下式计算：
fm
Fm a xL bh2
1.14
式中：fm——抗弯强度，MPa； Fmax——弯曲破坏时最大荷载，N； b、h——试件横截面的宽及高，mm；
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• 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。
.
10
二、材料的微观结构
• 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，可分为溶胶和凝胶。
• 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 和水化铁酸钙呈胶体结构。
.
11
三.材料的构造
• 材料在宏观可见层次上的组成形式称为构造。 • 按照材料宏观组织和孔隙状态的不同可将材料的构造分
为以下类型： • 致密状构造:钢材、玻璃、铝合金 • 多孔状构造：加气混凝土、泡沫塑料 • 微孔状构造：石膏制品、烧结砖 • 颗粒状构造：石子、砂、蛭石 • 纤维状构造：木材、玻璃纤维 • 层状构造：胶合板、复合木地板、夹层玻璃
第一章 建筑材料的基本性质
内容：
第一节 材料的化学组成、结构和构造 第二节 材料的物理性质 第三节 材料的力学性质 第四节 材料的耐久性
.
1
第一节 材料的组成、结构和构造
.
2
一.材料的化学组成
材料的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。
.
15
第二节 材料的物理性质
内容: • 材料与质量有关的性质 • 材料与水有关的性质 • 材料与热有关的性质
.
16
第二节 材料的物理性质
• 一、材料与质量有关的性质 • 材料与质量有关的性质主要是指材料的
各种密度和描述其孔隙与空隙状况的指 标，在这些指标的表达式中都有质量这 一参数。
.
17
第二节 材料的物理性质
• 体积密度的测量：
1）.对形状规则的材料：砖、混凝土、石材
烘干－量测几何体积－称重－代入公式
(4).烧作用
.
13
四.材料的孔隙
（二）材料的孔隙状况由孔隙率、孔隙连通性和 孔隙直径三个指标说明
孔隙率：指孔隙在材料体积中所占的比例。 孔隙连通性：连通孔、封闭孔、半连通半封闭孔 孔隙直径：粗大孔：直径大于mm级的孔隙；
毛细孔：直径在um-mm级孔隙； 极细微孔：直径在um以下。
.
14
孔隙的类型及对材料性质的影响
小的均匀分布的孔隙
4.致密结构 材料在外观上和结构上都是致密的
5.纤维结构 是木材,玻璃纤维制品所特有的结构
6.层状结构 是板材常见的结构
.
6
◇显微结构
指借助光学显微镜和电子显微镜观察到的结构,它可 分为结晶和无定型两种.结晶和无定型是同一物质的不 同状态,晶体呈稳定状态,而无定型则具有化学活性。
◇微观结构
指原子排列结构,根据质子间键的特性分为原子晶体, 离子晶体,分子晶体
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7
二、材料的微观结构
• 材料的微观结构只要是指材料在原子、粒子、分 子层次上的组成形式。
• 建筑材料的微观结构主要有晶体、玻璃体和胶体 等形式。
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8
二、材料的微观结构
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。如金刚石和石墨，元素组 成都为碳，由于各自的晶体结构形式不同，性质上反 差巨大。
.
3
一.材料的化学组成
元素组成:主要是指其化学元素的组成特点，例如， 不同种类合金钢的性质不同，主要是其所含合金 元素如C、Si、Mn、V、Ti 的不同所致。
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。如黏土和由其烧结而成的陶 瓷中都含SiO2和Al2O3两种矿物，其含化学元素相 同，均为Si、Al、O元素，但黏土在焙烧中由SiO2 和Al2O3分子团结合生成的3SiO2. Al2O3矿物，即莫 来石晶体，使陶瓷具有了强度、硬度等特性。
• 一、材料与质量有关的性质
• 体积构成：
• 单体材料的体积主要有：
• 绝对密实的体积V
• 开口孔隙体积V开
• 闭口孔隙体积V闭组成，
• 表观体积Vˊ= V+ V闭
• 自然体积V0= V+ V开+ V闭
• 对于堆积材料， V0ˊ= V0 + V空
• V0ˊ——材料的堆积体积
• V空—材料的空隙体积
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材料结构：
◇宏观结构 ◇显微结构 ◇微观结构
(一).宏观结构 指用肉眼或放大镜能观察到的结构,它分为散
粒结构,聚集结构,多孔结构,致密结构,纤维结构, 层状结构
.
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◇宏观结构
1.散粒结构 由单独的颗粒组成
2.聚集结构 材料中的颗粒通过胶结材料
彼此牢固地结合在一起
3.多孔结构 材料中含有大量的,大的 ,或微
• (三).孔隙对材料性质的影响 • 孔隙率越大，材料的密度越小、强度越低、保
温隔热性能越好、吸声隔声性能越高；
• 连通孔对材料的吸水性、吸声性影响较大，封 闭孔对材料的保温隔热性能影响较大；
• 粗大孔，影响材料的密度、强度； 毛细孔，对水具有极强的毛细作用，主要影响 材料的吸水性、抗冻性； 极细微孔，对材料的性能影响不大
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四.材料的孔隙
(一).孔隙形成的原因
(1).水分子的占据作用
建筑材料加水拌和,用水量通常超过理论上 的用水量, 多余的水分占据的空间即为孔隙
(2).外加的发泡作用
如生产加气混泥土等的各种发泡剂,可在材料中形成 大量的孔隙
(3).火山作用
火山爆发时,喷到空中的岩浆,,冷却后在岩石中形成大 量的孔隙
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一.状态参数
（一）材料的密度
• 1、体积密度－材料在自然状态下单位体积的质
量。单位g/cm3或kg/m3。 公式： ρo =m/
Vo
式中
ρo－表观密度（ g/cm3 ） m－材料的质量（g）
Vo－材料在自然状态下的体积（cm3）
.பைடு நூலகம்
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体积密度的测量
• 自然状态下的体积－是指构成材料的固体物质的体积与 全部孔隙体积之和。根据材料在自然状态下含水情况的 不同，体积密度又可分为干燥体积密度、气干体积密度 （在空气中自然干燥）等几种。
• 晶体物质具有强度高、硬度大、有确定的熔点、力学 性质各项异性的共性。
• 建筑材料中的金属材料（钢、铝合金）和非金属材料 中的石膏及水泥石中的某些矿物（水化硅酸钙、水化 硫铝酸钙）等都是典型的晶体结构
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二、材料的微观结构
• 玻璃体微观结构的特点是组成物质的微观粒子在 空间的排列呈无序混沌状态。
• 粉煤灰、建筑用普通玻璃都是典型的玻璃体结构。
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二、材料的微观结构
• 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，可分为溶胶和凝胶。
• 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 和水化铁酸钙呈胶体结构。
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三.材料的构造
• 材料在宏观可见层次上的组成形式称为构造。 • 按照材料宏观组织和孔隙状态的不同可将材料的构造分
为以下类型： • 致密状构造:钢材、玻璃、铝合金 • 多孔状构造：加气混凝土、泡沫塑料 • 微孔状构造：石膏制品、烧结砖 • 颗粒状构造：石子、砂、蛭石 • 纤维状构造：木材、玻璃纤维 • 层状构造：胶合板、复合木地板、夹层玻璃
第一章 建筑材料的基本性质
内容：
第一节 材料的化学组成、结构和构造 第二节 材料的物理性质 第三节 材料的力学性质 第四节 材料的耐久性
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第一节 材料的组成、结构和构造
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一.材料的化学组成
材料的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。
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第二节 材料的物理性质
内容: • 材料与质量有关的性质 • 材料与水有关的性质 • 材料与热有关的性质
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第二节 材料的物理性质
• 一、材料与质量有关的性质 • 材料与质量有关的性质主要是指材料的
各种密度和描述其孔隙与空隙状况的指 标，在这些指标的表达式中都有质量这 一参数。
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第二节 材料的物理性质
• 体积密度的测量：
1）.对形状规则的材料：砖、混凝土、石材
烘干－量测几何体积－称重－代入公式
(4).烧作用
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四.材料的孔隙
（二）材料的孔隙状况由孔隙率、孔隙连通性和 孔隙直径三个指标说明
孔隙率：指孔隙在材料体积中所占的比例。 孔隙连通性：连通孔、封闭孔、半连通半封闭孔 孔隙直径：粗大孔：直径大于mm级的孔隙；
毛细孔：直径在um-mm级孔隙； 极细微孔：直径在um以下。
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孔隙的类型及对材料性质的影响
小的均匀分布的孔隙
4.致密结构 材料在外观上和结构上都是致密的
5.纤维结构 是木材,玻璃纤维制品所特有的结构
6.层状结构 是板材常见的结构
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◇显微结构
指借助光学显微镜和电子显微镜观察到的结构,它可 分为结晶和无定型两种.结晶和无定型是同一物质的不 同状态,晶体呈稳定状态,而无定型则具有化学活性。
◇微观结构
指原子排列结构,根据质子间键的特性分为原子晶体, 离子晶体,分子晶体
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二、材料的微观结构
• 材料的微观结构只要是指材料在原子、粒子、分 子层次上的组成形式。
• 建筑材料的微观结构主要有晶体、玻璃体和胶体 等形式。
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二、材料的微观结构
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。如金刚石和石墨，元素组 成都为碳，由于各自的晶体结构形式不同，性质上反 差巨大。
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一.材料的化学组成
元素组成:主要是指其化学元素的组成特点，例如， 不同种类合金钢的性质不同，主要是其所含合金 元素如C、Si、Mn、V、Ti 的不同所致。
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。如黏土和由其烧结而成的陶 瓷中都含SiO2和Al2O3两种矿物，其含化学元素相 同，均为Si、Al、O元素，但黏土在焙烧中由SiO2 和Al2O3分子团结合生成的3SiO2. Al2O3矿物，即莫 来石晶体，使陶瓷具有了强度、硬度等特性。
• 一、材料与质量有关的性质
• 体积构成：
• 单体材料的体积主要有：
• 绝对密实的体积V
• 开口孔隙体积V开
• 闭口孔隙体积V闭组成，
• 表观体积Vˊ= V+ V闭
• 自然体积V0= V+ V开+ V闭
• 对于堆积材料， V0ˊ= V0 + V空
• V0ˊ——材料的堆积体积
• V空—材料的空隙体积
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材料结构：
◇宏观结构 ◇显微结构 ◇微观结构
(一).宏观结构 指用肉眼或放大镜能观察到的结构,它分为散
粒结构,聚集结构,多孔结构,致密结构,纤维结构, 层状结构
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◇宏观结构
1.散粒结构 由单独的颗粒组成
2.聚集结构 材料中的颗粒通过胶结材料
彼此牢固地结合在一起
3.多孔结构 材料中含有大量的,大的 ,或微
• (三).孔隙对材料性质的影响 • 孔隙率越大，材料的密度越小、强度越低、保
温隔热性能越好、吸声隔声性能越高；
• 连通孔对材料的吸水性、吸声性影响较大，封 闭孔对材料的保温隔热性能影响较大；
• 粗大孔，影响材料的密度、强度； 毛细孔，对水具有极强的毛细作用，主要影响 材料的吸水性、抗冻性； 极细微孔，对材料的性能影响不大
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四.材料的孔隙
(一).孔隙形成的原因
(1).水分子的占据作用
建筑材料加水拌和,用水量通常超过理论上 的用水量, 多余的水分占据的空间即为孔隙
(2).外加的发泡作用
如生产加气混泥土等的各种发泡剂,可在材料中形成 大量的孔隙
(3).火山作用
火山爆发时,喷到空中的岩浆,,冷却后在岩石中形成大 量的孔隙
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一.状态参数
（一）材料的密度
• 1、体积密度－材料在自然状态下单位体积的质
量。单位g/cm3或kg/m3。 公式： ρo =m/
Vo
式中
ρo－表观密度（ g/cm3 ） m－材料的质量（g）
Vo－材料在自然状态下的体积（cm3）
.பைடு நூலகம்
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体积密度的测量
• 自然状态下的体积－是指构成材料的固体物质的体积与 全部孔隙体积之和。根据材料在自然状态下含水情况的 不同，体积密度又可分为干燥体积密度、气干体积密度 （在空气中自然干燥）等几种。
• 晶体物质具有强度高、硬度大、有确定的熔点、力学 性质各项异性的共性。
• 建筑材料中的金属材料（钢、铝合金）和非金属材料 中的石膏及水泥石中的某些矿物（水化硅酸钙、水化 硫铝酸钙）等都是典型的晶体结构
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二、材料的微观结构
• 玻璃体微观结构的特点是组成物质的微观粒子在 空间的排列呈无序混沌状态。