材料的热工性质
建筑材料的物理性质
建筑材料的物理性质材料是构成建筑物的物质基础。
直接关系建筑物的安全性、功能性、耐久性和经济性。
用于建工.程的材料要承受各种不同的力的作用。
例如结构中的梁、板、柱应其有承受荷载作用的力学性能；墙体的材料应接有抗冻、绝热、隔声等性能;地而的材料应具有耐磨性能等。
一般来说.材料的性质可以分为4个方面：物理性质、力学性质、化学性质和耐久性。
一、物理性能1、密度密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。
按式（2-1）计算：材料在绝对密实状态下的体积.是指不包括材料孔隙在内的体积。
建筑材料中，除钢材、玻璃等少数材料接近于绝对密实外，绝大多数材料都含有一定的孔隙，如砖、石材等。
而孔隙又可分为开口孔隙和闭口孔隙。
在测定有孔隙材料的密度时，为了排除其内部孔隙，应将材料磨成细粉(粒径小于0.2mm)，经干燥后用密度瓶测定其体积。
材料磨得越细，测得的密度就越准确。
2、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。
按式（2-2）计算：材料的表观体积是指包含材料内部孔隙在内的体积。
对外形规则的材料，其几何体积即为表观体积，对外形不规则的材料，可用排水法求得，但要在材料表面预先涂上蜡，以防水分渗入材料内部而使测值不准。
当材料的孔隙内含有水分时，其质量和体积均有所变化，表观密度一般变大。
所以测定材料的表观密度有气干状态下测得的值和绝对干燥状态下测得的值(干表观密度)口在进行材料对比试验时，以干表观密度为准。
3、堆积密度堆积密度是指散粒或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。
按式（2-3）计算：材料的堆积体积既包含了颗粒内部的孔隙，又包含了颗粒之间的空隙。
堆积密度的大小不但取决于材料颗粒的表观密度，而且还与堆积的密实程度、材料的含水状态有关。
表2-1 常用建筑材料的密度、表观密度、堆积密度4、密实度密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程度。
以D表示，按式（2-4）计算：密实度反映了材料的密实程度，含有孔隙材料的密实度均小于1.5、孔隙率孔隙率是指材料内部孔隙体积占材料总体积的百分率。
1.基本性质-热工、力学、耐久性
27
建筑材料
一、耐久性定义
是指材料在使用条件下，抵抗其自身和
环境的长期破坏作用，保持其原有性质不破 坏、不变质的能力。
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建筑材料
二、破坏作用
物理作用 化学作用 生物作用
干湿交替、温度变化 冻融循环 酸、碱、盐等物质的水溶 液或有害气体的侵蚀。 虫蛀或菌类的腐朽作用 而产生的破坏。
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建筑材料
15
建筑材料
（2）比强度应用
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建筑材料
（2） 比强度
两种主要材料的比强度
材料 普通混凝土（抗压） 松木（顺纹抗拉）
表观密度 /(kg/m3) 2 400 50
强度 /MPa 40 10
比强度 0.017 0.200
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建筑材料
（五） 强度的影响因素
（1）材料的组成
（2) 材料的结构、孔隙率与孔隙特征
脆性与韧性 硬度与耐磨性
7
建筑材料
一、材料的强度
强度的定义 强度的分类与计算 与强度有关的两个概念 强度的影响因素
8
建筑材料
（一） 强度的定义
从定性角度: 为材料抵抗外力作用的能力。 定量角度: 是指材料发生破坏的极限应力值。 实验方法：采用破坏试验法来测混凝土的强度
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耐磨性定义：是材料表面抵抗磨损的能力。 指标：磨耗率 计算公式：
m1 m2 G A
G——材料的磨耗率（g/cm2） m1——材料磨损前的质量（g） m2——材料磨损后的质量（g） A——材料试件的受磨面积（cm2）
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建筑材料
1.5 材料的耐久性
定义 破坏作用 耐久性指标 提高措施
（3) 试件的形状和尺寸
材料的基本性质—材料的热工性质(土木工程材料)
物理意义：材料比热是指1Kg重的材料，在温度每改变1K时，所吸收或放出的热量。
2热容量和比热
2-2定义：常见物质的比热大小
水是热容量最大的材料
C水=4.19J/（Kg·K）
C空气=1.0J/（Kg·K）
C砂石=0.29J/（Kg·K）
C铁=0.46J/（Kg·K）
2-3应用：夏天炎热时，为什么海边比较凉快？
学习情境：材料的基本性质
材料的热工性质
材料的热工性质
1.导热性
4.耐火性
材料的热 工性质
2.热容量 和比热
3.热阻
1.导热性
1-1导热性：指当材料两面存在温度差时，材料传递热量的 性 质，称为导热性。导热性用导热系数λ表示：
图1图-61材-8料材传热料示传意热图示意图
Qd At（T1 T2）
式中：λ——导热系数，W/（m·K）； Q——传导的热量，J； d——材料厚度，m； A——热传导面积，m2； t——热传导时间，h；
耐火砖
4.耐火性
难燃材料：指材料在空气中受到火烧或高温高热作用时难起火、难微燃、 难碳化，当火源移走后，已有的燃烧或微燃立即停止的材料。
02 例 如：经过防火处理的木材。
03 易燃材料：易燃材料是易燃气体（氧气）、易燃液体（油）和易燃固体 （木材、煤）的统称。
答：因为水的比热容比较大 也就是改变单位温差所需能量比较大 所以大 海可以吸收很多热能， 所以靠海的地区温度就能降低一点。
3.热阻
3-1热阻是材料层（墙体或其它围护结构）抵抗热流通过的能 力，热阻的定义及计算式为：
Ｒ＝ｄ/λ
式中：R——材料层热阻，（m2·K）/W； ｄ—— 材料层厚度，m； λ—— 材料的导热系数，W/（m·K）瓦/（米·度）。
耐火材料的热学性质讲述
耐火材料的热学性质耐火材料的热学性质有热膨胀、热导率、热容、温度传导性，此外还有热辐射性。
3.1 耐火材料的热膨胀耐火材料的热膨胀是其体积或长度随温度升高而增大的物理性质。
原因是材料中的原子受热激发的非谐性振动使原子的间距增大而产生的长度或体积膨胀。
衡量耐火材料的热膨胀性能的技术指标有热膨胀率、热膨胀系数。
3.1.1 热膨胀率热膨胀率也称线膨胀率，物理意义：是试样在一定的温度区间的长度相对变化率。
测定出热膨胀率，才能计算出热膨胀系数。
线膨胀率=[（L T-L0）/L0]×100%式中：L T、L0—分别为试样在温度T、T0时的长度，（mm）。
3.1.2 热膨胀系数热膨胀系数有平均线膨胀系数α、真实线膨胀系数αT，体膨胀系数β。
以后除特别说明外，热膨胀系数一般指的是平均线膨胀系数。
线膨胀系数物理意义：在一定温度区间，温度升高1℃，试样长度的相对变化率。
热膨胀系数α=（L T－L0）/ L0（T－T0）=ΔL/ L0ΔT式中：T、T0—分别为测试终了温度、测试初始温度，（℃）。
体热膨胀系数β=ΔV/V0ΔT式中：V0—为试样在初始温度T0时的体积，（mm3）。
真实热膨胀系数αT=dL/LdT式中；L—为试样在某温度时的长度，（mm）。
如线膨胀系数数值很小，则体膨胀系数约等于线膨胀系数的3倍。
对于各向同性晶体，体膨胀系数β≈3α；对于各向异性晶体，体膨胀系数等于各晶轴方向的线膨胀系数只和，即β≌αa+αb+αc。
影响材料热膨胀系数的因素有：化学矿物组成、晶体结构类型和键强等。
①化学矿物组成的影响：含有多晶转变的制品，热膨胀系数的变化不均匀，在相变点会发生突变，例如硅质制品和氧化锆制品；材料中含有较多低熔液相或挥发性成分时，热膨胀系数α在相应的温度区域也发生较大的变化。
②晶体结构类型的影响：结构紧密的晶体热膨胀系数较大、无定型的玻璃热膨胀系数较小，如多晶石英的热膨胀系数α=12×10-6/℃，而石英玻璃的α=0.5×10-6/℃，前者比后者大的多；氧离子紧密堆积结构的氧化物一般线膨胀系数较大，如MgO、Al2O3等；在非同向性晶体（非等轴晶体）中，各晶轴方向的热膨胀系数不等，如石墨：垂直于C轴的层间热膨胀系数为α=1×10-6/℃，而平行于C轴垂直层间热膨胀系数为α=27×10-6/℃；等轴晶体的热膨胀系数比非等轴晶体大的多，如等轴晶体的MgO方镁石的α=13.8×10-6/℃,而晶体非等轴程度较高的石墨、堇青石、钛酸铝等的α＜3×10-6/℃，特别是钛酸铝的α＜1×10-6/℃，采用恰当的工艺方法甚至可以使α＜0/℃。
1.材料的基本性质
材料润湿边角
如果材料分子与水分子间的吸引力小于水分 子之间的内聚力，则表示材料不能被水润湿。 此时，润湿角90°＜θ＜180°，这种材料称为 憎水性材料。 憎水材料具有较好的防水性、防潮性、抗渗 性，常用作防潮防水材料, 也可用于亲水性材 料的表面处理，以减少吸水率，提高抗渗性。 大多数建筑材料，如石材、砖瓦、陶器、混 凝土、木材等都属于亲水性材料，而沥青、石 蜡和某些高分子材料属于憎水性材料。
孔隙率与密实度的关系：P+D=1 材料的密实度和孔隙率是从不同方面反映材料 的密实程度，通常采用孔隙率表示。
注意两点：
1.密度 和表观密度 单位统一 2. 1g / cm 10 kg / m
0
3 3 3
孔隙特征
孔隙构造
连通的孔：
彼此连通且与外界相通
封闭孔
封闭的孔：
相互独立且与外界隔绝
解1: 石子的孔隙率P为： 石子的空隙率P’为：
[评注] 材料的孔隙率是指材料内部孔隙的体积 占材料总体积的百分率。空隙率是指散粒材料在 其堆集体积中, 颗粒之间的空隙体积所占的比例 。计算式中ρ—密度；ρ0—材料的表观密度； ρ，—材料的堆积密度。
例2： 有一块烧结普通砖，在吸水饱和状态下重 2900g ， 其 绝 干 质 量 为 2550g 。 砖 的 尺 寸 为 240×115×53mm，经干燥并磨成细粉后取50g， 用排水法测得绝对密实体积为18.62 cm3 。试计
第一章 建筑材料的ຫໍສະໝຸດ 本性质本章内容 第一节 第二节 第二节
材料的物理性质 材料与水有关的性质 材料的力学性质
第四节
第五节
材料的热工性质
材料的耐久性
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。
第二章 建筑材料的基本性质(1)
m 0 V0
材料的表观体积是指包含孔隙的体积。一般 是指材料长期在空气中干燥，即气干状态下的 表观密度。称为气干表观密度。在烘干状态下 的表观密度，称为干表观密度。
一、测定材料的干质量m:
取材料样品
烘干
冷却到室温
烘箱1050C~1100C
干燥器 天平
称量质量 m
二、测定材料的自然体积Vo-----分两种情况：
比较项目 材料状态
近似密度 近似绝对 密实状态
表观密度 自然状态Байду номын сангаас
堆积密度 堆积状态
V0
材料体积 计算公式
应用
V
m V
V
m ' V'
V0
0 m0
V0
0'
m0 V0'
判断材料性质
材料用量及体积的计 算
2、材料的密实度与孔隙度
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，也就是固体物质的体积占总体积的 比例。密实度反映材料的致密程度。以D表示：
材料的抗渗性也可用抗渗等级表示。抗渗 等级是以规定的试件，在标准试验方法下所 能承受的最大水压力来确定，以符号“Pn” 表示，如P4、P6、P8等分别表示材料能承受 0. 4、0. 6、0.8MPa的水压而不渗水。 例如：某防水混凝土的抗渗等级为P6，表 示该混凝土试件经标准养护28d后，按照规定 的试验方法在0.6MPa压力水的作用下无渗透 现象。
憎水性孔壁难以使水吸入。
拓展思考—— 1、为什么房屋一楼特别潮湿？ 2、如何解决？
1、地下水沿材料毛细管上升，然后 在空气中挥发。 2、解决问题的原理与办法 阻塞毛细通道，技术措施？ 对材料中的毛细管壁进行憎水 处理
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。
第1章 土木工程材料的基本性质
(2) 砖浸水后强度下降
某地发生历史罕见的洪水。洪水退后，许 多砖房倒塌，其砌筑用的砖多为未烧透的 多孔的红砖，见下图。请分析原因。
原因分析：这些红砖没有烧透，砖
内开口孔隙率大，吸水率高。吸水
后，红砖强度下降，特别是当有水
进入砖内时，未烧透的粘土遇水分
散，强度下降更大，不能承受房屋
未烧透的的重红量，砖从而导致房屋倒塌。
保温层的目的是较少外界温度变化对住户的 影响，材料保温性能的主要描述指标为导热 系数和热容量，其中导热系数越小越好。观
A B 察两种材料的剖面，可见A材料为多孔结构， B材料为密实结构，多孔材料的导热系数较 小，适于作保温层材料。
7.其它性质
1 耐火性
耐火材料、难熔材料、易熔材料
2 耐燃性
韧性材料：低碳钢、木材、玻璃钢等。
1.2.4 材料的硬度和耐磨性（了解性内容）
1.硬度——抵抗外物压入或刻划的能力。 可采用：莫氏硬度（石料、陶瓷等）； 布氏、洛氏硬度（金属材料）。 特点：硬度高，耐磨性强，但不易加工。
2.耐磨性——材料表面抵抗磨损的能力。
（路面材料要求）
1.3 材料的耐久性
材料在各种环境因素作用下，在长期使用过程中 保持其性能稳定的性质。
5. 材料的抗冻性
——材料饱水状态下<，思能考经>：受孔多隙次率冻越融交替作用， 既不破坏，强度又不大显，著材降料低的的抗性冻质性。
抗冻等级：能经受冻融是否循越环差的？最大次数，
记为F50、F100、F200、F300 …
材料的孔隙包括开口孔隙和闭口孔隙两种，材料的孔 隙率则是开口孔隙率和闭口孔隙率之和。材料受冻融 破坏主要是因其孔隙中的水结冰所致。进入孔隙的水 越多，材料的抗冻性越差。水较难进入材料的闭口孔 隙中。若材料的孔隙主要是闭口孔隙，即使材料的孔 隙率大，进入材料内部的水分也不会很多。在这样的
《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
材料的热工性质
Q C m(t1 t2 )
式中 C ——材料的比热容，kJ／(kg· K)。 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；
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。
• 材料中热容量最大的是水，为C=4.19 J／(kg· K) • 常用材料的热工性质见P12表1－2。
材料的热工性质
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
Qa AZ (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；
Z ——热传导时间，h； T2-T1——材料两侧温度差，K。
• 材料的导热系数愈大，传导的热量就愈多。
耐火性
材料在长期高温作用下，保持不燃性并能工 作的性能称为材料的耐火性。按耐火性高低可将 材料分为以下3类： » 耐火材料
» 难燃材料
» 易燃材料
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 在空气中受到火烧或高温高热作用不起火、不碳化、
不微燃的材料，如钢铁、砖、石等。用非燃材料制作的构
件称非燃烧体。钢铁、铝、玻璃等材料受到火烧或高热作 用会发生变形、熔融，所以虽然是非燃烧材料，但不是耐
影响材料导热系数的主要因素
•材料的组成（化学组成、矿物组成） •微观结构（晶体、玻璃体、胶体）
•孔隙结构（连通、封闭、粗大、细小）
•湿度（ λ水＝0.58，远大于空气的0.023(W/m.K)）
某建筑承台大体积混凝土热工计算
某建筑承台大体积混凝土热工计算建筑承台是建筑结构中的重要构件，大体积混凝土是其主要制成材料之一。
混凝土在施工过程中需经历多个阶段，包括搅拌、浇筑、固化等。
这些阶段中，混凝土材料内部产生的热量会对其性能产生影响，因此需要进行热工计算。
本文将对某建筑承台大体积混凝土热工计算进行介绍。
一、热工性质大体积混凝土的热工性质直接影响其热产生量和热传输率，进而影响其性能。
混凝土的热工性质包括导热系数、比热容、密度等。
导热系数是指材料在温度变化时单位时间内传递的热量。
混凝土的导热系数通常在1.5-3.5W/(m·K)之间，与水泥品种、骨料类型、水胶比等因素有关。
比热容是指材料单位质量在温度变化时所吸收或放出的热量。
混凝土的比热容通常在900-1200J/(kg·K)之间，与水胶比、骨料类型、加气剂类型等有关。
密度是指材料单位体积的质量。
混凝土的密度通常在2200-2600kg/m³之间，与水泥品种、骨料类型、水胶比等因素有关。
二、热产生量计算混凝土在固化过程中，水泥水化反应会产生热量，进而使混凝土内部温度升高。
针对热量的计算，可以采用热量平衡原理。
热量平衡原理指内部热量的产生与内部热量的耗散平衡，即热量的产生量等于热量的散失量。
混凝土的热量产生主要来自水泥水化反应，水化反应与水泥中反应石种数量、活性、配合比等因素有关。
通常来说，热量产生量可以通过水泥水化热量与配用量之间的关系计算。
水泥水化热量可以在水泥包装上找到，一般为稻谷状热量，单位为J/g。
配合比则是指水泥、骨料、砂浆、水所组成的比例，通常用干重计算，即骨料和水泥干重比。
三、热传输计算在固化阶段，混凝土内部温度升高，会对周围环境产生热传输作用。
热传输的计算可以采用传统的傅里叶定律，即热通量大小与温度梯度的乘积成正比例关系。
热传输可以通过导热系数、比热容、密度等物理参数进行计算。
结语某建筑承台大体积混凝土的热工计算是建筑结构设计中不可缺少的部分。
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。
建筑材料复习考试题
建筑材料复习考试题第⼀章1. 材质相同的A、B两种材料，已知表观ρ0A＞ρ0B，则A材料的保温效果⽐B材料()。
A.好；B.差；C.差不多正确答案是:B考查知识点：孔隙率对表观密度的影响2. 反映材料在动⼒荷载作⽤下，材料变形及破坏的性质是( )A. 弹性；B. 塑性；C. 脆性；D. 韧性正确答案是:D3. 含⽔率为10%的砂100kg,将其⼲燥后的质量是( )kg.A. 90；B. 90.9；C. 89 ；D. 99。
正确答案是:B4. 9. 评价材料热⼯性能的常⽤参数有哪⼏个？欲保持建筑物内温度的稳定，并减少热损失，应选择什么样的建筑材料？正确答案是:10. 评价材料热⼯性能的常⽤参数有导热系数（也称热导率）和⽐热。
欲保持建筑物内温度的稳定，应选择⽐热⼤⼀些的材料，欲减少建筑物的热损失，应选择导热系数⼩⼀些的材料5. 2. 为什么新建房屋的墙体保暖性能差，尤其是在冬季？正确答案是:因为材料受潮或冰冻后，其导热系数增⼤，保温隔热性能降低，新建房屋的墙体⾥⾯含⽔多，尤其在冬季，易受冻，所以新建房屋的墙体保暖性能差，尤其在冬季。
考查知识点：影响材料保温隔热性能的因素6. ⼀般情况下，材料内部的孔隙率越⾼，则材料的表观密度、强度越（）（⼤或⼩），抗冻性、抗渗性、耐腐蚀性、耐⽔性及其他耐久性越（）（好或差）。
通常开⼝孔隙有利于吸⽔性、吸声性、透⽔性的（）（增强或减弱）；⽽闭品孔隙则有利于材料保温隔热性的（）（提⾼或降低）。
正确答案是:⼩、差、增强、提⾼考查知识点：孔隙率对材料性质的影响7. 表观密度根据其含⽔状态，分为（）表观密度、（）表观密度、（）表观密度、（）表观密度。
通常所说的表观密度是指（）表观密度。
正确答案是:⼲、⽓⼲、湿、饱和、⽓⼲考查知识点：表观密度的分类8. 抗冻性虽是衡量材料抵抗冻融循环作⽤的能⼒，但经常作为⽆机⾮⾦属材料抵抗（）作⽤的⼀种耐久性指标。
抗冻性良好的材料，对于抵抗( )、()等风化作⽤的能⼒也强。
建筑材料的基本性质(7)
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7
堆积密度的测量
堆积体积－是指包含颗粒内部孔隙和颗粒 之间的空隙在内的体积。
堆积密度的测量：
1）容器法： 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
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8
常用材料的状态参数
见教材P5－表1－1
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二、材料的状态参数
第二章 建筑材料的基本性质
内容：
2.1材料的基本物理性质
2.2材料的基本力学性质
2.3材料的耐久性
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1
2.1 材料的基本物理性质
内容： 材料的状态参数 材料的结构参数 材料与水有关的性质 材料的热工性质
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2
一、材料的状态参数
1、实际密度（密度）－材料在绝对密实状态 下单位体积的质量。单位g/cm3或kg/m3。
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
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状态参数
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。
公式
PV oV oV1V V o(1o)10 % 0
孔隙率与密实度的关系 P+D=1
依达西定律
K ＝ Wd AtH
式中 K－材料的渗透系数（ml/cm2.s） W－透过材料试件的水量（ml） t－透水时间（s） A－透水面积（ cm2 ） H－静水压力水头（cm） d－试件的厚度（cm）
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22
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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• 难燃材料 在空气中受到火烧或高温高热作用时难起火、难微燃、 在空气中受到火烧或高温高热作用时难起火、难微燃、难碳 化，当火源移走后，已有的燃烧或微燃立即停止的材料，如 当火源移走后，已有的燃烧或微燃立即停止的材料， 经过防火处理的木材和刨花板。 经过防火处理的木材和刨花板。 • 可燃材料 在空气中受到火烧或高温高热作用时立即起火或微燃， 在空气中受到火烧或高温高热作用时立即起火或微燃，且火 源移走后仍继续燃烧的材料，如木材。 源移走后仍继续燃烧的材料，如木材。用这种材料制作的构 件称为燃烧体，使用时应作防燃处理。 件称为燃烧体，使用时应作防燃处理。
• 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 比热表示，即 比热
Q C= m(t1 − t2 )
式中 C ——材料的比热容，kJ／(kg·K)。 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；
材料比热 比热的物理意义是指1kg重的材料，在温 比热 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／(kg·K)
• 常用材料的热工性质见P11表1－2。
耐燃性
材料对火焰和高温度抵抗能力称为材料的耐燃性， 材料对火焰和高温度抵抗能力称为材料的耐燃性，是 耐燃性 影响建筑物防火、建筑结构耐火等级的一项因素。 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： 可把建筑材料分为三类： • 非燃烧材料 在空气中受到火烧或高温高热作用不起火、不碳化、 在空气中受到火烧或高温高热作用不起火、不碳化、 不微燃的材料，如钢铁、 不微燃的材料，如钢铁、砖、石等。用非燃材料制作的构 石等。 件称非燃烧体。钢铁、 件称非燃烧体。钢铁、铝、玻璃等材料受到火烧或高热作 用会发生变形、熔融，所以虽然是非燃烧材料， 用会发生变形、熔融，所以虽然是非燃烧材料，但不是耐 火的材料。 火的材料。
影响材料导热系数的主要因素
•材料的组成（化学组成、矿物组成） •微观结构（晶体、玻璃体、胶体） •孔隙结构（连通、封闭、粗大、细小） •湿度（ λ水＝0.58，远大于空气的0.023(W/m.K)） •温度(对大部分材料随温度升高而增大) •热流方向（主要针对纤维材料）
热流方向
λ小
λ大
材料的热容量
耐火性
材料在长期高温作用下，保持不燃性并能工 作的性能称为材料的耐火性 耐火性。按耐火性高低可将 耐火性 材料分为以下3类： » 耐火材料 » 难燃材料 » 易燃材料
材料的热工性质
材料的导热性
材材料传递热量的性质称为导热性 导热性，以导热系数 导热系数表 导热性 导热系数 示，即
Qa λ= AZ (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；
Z ——热传导时间，h； T2-T1——材料两侧温度差，K。 • 材料的导热系数愈