建筑材料常见问题解答[001]

建筑材料常见问题解答

第2章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。

4．什么是材料的构造？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哪些类型？

答：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：

⑴致密状构造

该构造完全没有或基本没有孔隙。具有该种构造的材料一般密度较大，导热性较高，如钢材、玻璃、铝合金等。

⑵多孔状构造

该种构造具有较多的孔隙，孔隙直径较大（㎜级以上）。该种构造的材料一般都为轻质材料，具有较好的保温隔热性和隔音吸声性能，同时具有较高的吸水性。如加气混凝土、泡沫塑料、刨花板等。

⑶微孔状构造

该种构造具有众多直径微小的孔隙，该种构造的材料通常密度和导热系数较小，有良好的隔音吸声性能和吸水性，抗渗性较差。石膏制品、烧结砖具有典型的微孔状构造。

⑷颗粒状构造

该种构造为固体颗粒的聚集体，如石子、砂和蛭石等。该种构造的材料可由胶凝材料粘结为整体，也可单独以填充状态使用。该种构造的材料性质因材质不同相差较大，如蛭石可直接铺设作为保温层，而砂、石可作为骨料与胶凝材料拌合形成砂浆和混凝土。

⑸纤维状构造

木材、玻璃纤维、矿棉都是纤维状构造的代表。该种构造通常呈力学各向异性，其性质与纤维走向有关，一般具有较好的保温和吸声性能。

⑹层状构造

该种构造形式最适合于制造复合材料，可以综合各层材料的性能优势，其性能往往呈各向异性。胶合板、复合木地板、纸面石膏板、夹层玻璃都是层状构造。

5．材料的孔隙状况由哪三个指标来说明？各有何特点？

答：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来说明。

孔隙率是指孔隙在材料体积中所占的比例。一般孔隙率越大，材料的密度越小、强度越低、保温隔热性越好、吸声隔音能力越高。

孔隙按其连通性可分为连通孔和封闭孔。连通孔是指孔隙之间、孔隙和外界之间都连通的孔隙（如木材、矿渣）；封闭孔是指孔隙之间、孔隙和外界之间都不连通的孔隙（如发泡聚苯乙烯、陶粒）；界于两者之间的称为半连通孔或半封闭孔。一般情况下，连通孔对材料的吸水性、吸声性影响较大，而封闭孔对材料的保温隔热性能影响较大。

孔隙按其直径的大小可分为粗大孔、毛细孔、极细微孔三类。粗大孔指直径大于mm级的孔隙，其主要影响材料的密度、强度等性能。毛细孔是指直径在μm~mm级的孔隙，这类孔隙对水具有强烈的毛细作用，主要影响材料的吸水性、抗冻性等性能。极细微孔的直径在μm

以下，其直径微小，对材料的性能反而影响不大。矿渣、石膏制品、陶瓷锦砖分别以粗大孔、毛细孔、极细微孔为主。

5．材料与质量有关的性质主要是指材料的哪些指标？

答：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。

6．单体材料的体积主要由哪些体积组成？如何定义表观体积和堆积体积？

答：单体材料的体积主要由绝对密实的体积V 、开口孔隙体积（之和）V 开、闭口孔隙体

积（之和）V 闭组成。

绝对密实的体积V 与闭口孔隙体积V 闭的和定义为表观体积V ′，而将材料的自然体积即

V +V 闭+V 开（也即V +V 孔）用V 0表示。

将材料的空隙体积（之和）V 空与自然体积V 0的和定义为材料的堆积体积，用V 0′表示。

7．什么是材料的密度、表观密度、体积密度和堆积密度？分别用什么方法求得?

答：（1）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

V

m ρ= (2—1) 式中 ρ—材料的密度（g/cm 3或kg/m 3）；

m —材料的质量（g 或kg ）；

V —材料在绝对密实状态下的体积（cm 3或m 3）。

对于绝对密实而外形规则的材料如钢材、玻璃等，V 可采用测量计算的方法求得。对于可研磨的非密实材料，如砌块、石膏，V 可采用研磨成细粉，再用密度瓶测定的方法求得。

（2）表观密度

,

=V m ρ‘ （2—2）

式中 ρ，—材料的表观密度（g/cm 3或kg/m 3）；

m —材料的质量（g 或kg ）；

V ′—材料的表观体积（cm 3或m 3）。

对于颗粒状外形不规则的坚硬颗粒，如砂或石子，V 可采用排水法测得，但此时所得体积为表观体积V ′，

（3）体积密度

材料的体积密度是材料在自然状态下，单位体积的质量，用下式表达：

0=V m ρ （2—3） 式中 ρ0—体积密度（g/cm 3或kg/cm 3）；

m —材料的质量（g 或kg ）；

V 0—材料的自然体积（cm 3或m 3）。

材料自然体积的测量，对于外形规则的材料，如烧结砖，砌块，可采用测量计算方法求得。对于外形不规则的散粒材料，亦可采用排水法，但材料需经涂蜡处理。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。