建筑材料基本性質(zhì)[1]

1、建筑材料基本性質(zhì)1第二章第二章 建筑材料基本性質(zhì)建筑材料基本性質(zhì) 材料的基本物理性質(zhì)材料的基本物理性質(zhì)1材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)2 材料的耐久性材料的耐久性3建筑材料基本性質(zhì)1材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì) 材料的密度材料的密度材料的密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。材料的密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。按下式進(jìn)行計(jì)算：按下式進(jìn)行計(jì)算：Vm式中：式中：密度密度, 單位是單位是kg/m3； m 絕對(duì)干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，單位是絕對(duì)干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，單位是kg； V 絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積，單位是絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積，單位是m3。 對(duì)于固體塊狀材料而言，絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下

2、的體積指的是不對(duì)于固體塊狀材料而言，絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積指的是不包括孔隙在內(nèi)的體積；對(duì)于固體散粒材料則指的是不包括其包括孔隙在內(nèi)的體積；對(duì)于固體散粒材料則指的是不包括其空隙在內(nèi)的體積。這種材料實(shí)際上是不存在的。為了研究問(wèn)空隙在內(nèi)的體積。這種材料實(shí)際上是不存在的。為了研究問(wèn)題方便起見(jiàn)題方便起見(jiàn), 常將密實(shí)度較高的材料常將密實(shí)度較高的材料, 如鋼材、玻璃和如鋼材、玻璃和4 的的水看成是絕對(duì)密實(shí)的。絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)的近似值稱為視密度。水看成是絕對(duì)密實(shí)的。絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)的近似值稱為視密度。建筑材料基本性質(zhì)1 材料的表觀密度材料的表觀密度( (又稱作體積密度又稱作體積密度) )表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下單位

3、體積的質(zhì)量。表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。按下式進(jìn)行計(jì)算：按下式進(jìn)行計(jì)算：00Vm式中：式中：0表觀密度表觀密度, 單位是單位是kg/m3； m 絕對(duì)干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，單位是絕對(duì)干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，單位是kg； V0自然狀態(tài)下的體積，單位是自然狀態(tài)下的體積，單位是m3。 材料在自然狀態(tài)下的體積材料在自然狀態(tài)下的體積, 若只包括孔隙在內(nèi)而不含有若只包括孔隙在內(nèi)而不含有水分水分,此時(shí)計(jì)算出來(lái)的表觀密度稱為干表觀密度此時(shí)計(jì)算出來(lái)的表觀密度稱為干表觀密度; 若既包括若既包括材料內(nèi)的孔隙材料內(nèi)的孔隙, 又包括孔隙內(nèi)所含的水分又包括孔隙內(nèi)所含的水分, 則計(jì)算出來(lái)的表則計(jì)算出來(lái)的表觀密度稱為濕表

4、觀密度。觀密度稱為濕表觀密度。 材料的密度和表觀密度常用來(lái)計(jì)算材料的密實(shí)度、孔材料的密度和表觀密度常用來(lái)計(jì)算材料的密實(shí)度、孔(空空) 隙率、材料和構(gòu)件自重、運(yùn)輸量以及在一定空間中不隙率、材料和構(gòu)件自重、運(yùn)輸量以及在一定空間中不同材料的堆放量等。同材料的堆放量等。材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)建筑材料基本性質(zhì)1 材料的堆積密度材料的堆積密度堆積密度是指粉狀或粒狀材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積堆積密度是指粉狀或粒狀材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，的質(zhì)量，按下面公式進(jìn)行計(jì)算：按下面公式進(jìn)行計(jì)算：00Vm式中：式中：0堆積密度堆積密度, 單位是單位是kg/m3； m 絕對(duì)干燥狀態(tài)下絕對(duì)干燥

5、狀態(tài)下的質(zhì)量，單位是的質(zhì)量，單位是kg； V0 堆積狀態(tài)下的體積，單位是堆積狀態(tài)下的體積，單位是m3。 對(duì)于同一種材料，由于材料內(nèi)部存在孔隙和空隙，一般對(duì)于同一種材料，由于材料內(nèi)部存在孔隙和空隙，一般密度大于表觀密度，表觀密度大于堆積密度。密度大于表觀密度，表觀密度大于堆積密度。值得注意的值得注意的是，是，密實(shí)狀態(tài)下的體積是指構(gòu)成材料的固體物質(zhì)本身的體密實(shí)狀態(tài)下的體積是指構(gòu)成材料的固體物質(zhì)本身的體積；自然狀態(tài)下的體積是指固體物質(zhì)的體積與全部孔隙體積；自然狀態(tài)下的體積是指固體物質(zhì)的體積與全部孔隙體積之和；堆積體積是指自然狀態(tài)下的體積與顆粒之間的空積之和；堆積體積是指自然狀態(tài)下的體積與顆粒之間的空

6、隙之和。隙之和。材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)建筑材料基本性質(zhì)1 材料的密實(shí)度材料的密實(shí)度密實(shí)度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。密實(shí)度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。按下式進(jìn)行計(jì)算：按下式進(jìn)行計(jì)算：00VVD式中：式中：D材料的密實(shí)度材料的密實(shí)度, 常以百分比表示。常以百分比表示。 凡具有孔隙的固體材料凡具有孔隙的固體材料, 其密實(shí)度都小于其密實(shí)度都小于1。材料的密度。材料的密度與表觀密度越接近與表觀密度越接近, 材料就越密實(shí)。材料的密實(shí)度大小與材料就越密實(shí)。材料的密實(shí)度大小與其強(qiáng)度、耐水性和導(dǎo)熱性等很多性質(zhì)有關(guān)。其強(qiáng)度、耐水性和導(dǎo)熱性等很多性質(zhì)有關(guān)。例例普通粘土磚普通粘土磚

7、0 = 1900kg/ m3 ,= 2500kg/ m3 , 試求磚的密實(shí)度。試求磚的密實(shí)度。解：解：%76%1002500190000VVD故普通粘土磚的密實(shí)度為故普通粘土磚的密實(shí)度為76%。材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)建筑材料基本性質(zhì)1 材料的孔隙率材料的孔隙率材料的孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的材料的孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率。百分率。按下式進(jìn)行計(jì)算：按下式進(jìn)行計(jì)算：DVVVP100式中：式中：P材料的孔隙率材料的孔隙率, 以百分比表示。以百分比表示。 材料的孔隙率和密實(shí)度是從兩個(gè)不同的角度來(lái)說(shuō)明材料材料的孔隙率和密實(shí)度是從兩個(gè)不同的角度來(lái)說(shuō)

8、明材料的同一性質(zhì)。對(duì)于散粒材料的同一性質(zhì)。對(duì)于散粒材料, 如砂、石子等如砂、石子等，也可用上式計(jì)也可用上式計(jì)算其空隙率算其空隙率，即材料顆粒間的空隙即材料顆粒間的空隙, 而不是材料顆粒的內(nèi)部而不是材料顆粒的內(nèi)部孔隙率?？紫堵?。例例仍為上題之普通粘土磚仍為上題之普通粘土磚, 求其孔隙率求其孔隙率P 為多少？為多少？%24%76%100100DVVVP解：解：故普通粘土磚的孔隙率為故普通粘土磚的孔隙率為24%。材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)建筑材料基本性質(zhì)1空隙率是指散粒材料在其堆積體積中空隙率是指散粒材料在其堆積體積中, 顆粒之間的空顆粒之間的空隙體積所占的比例。隙體積所占的比例。按下

9、式進(jìn)行計(jì)算：按下式進(jìn)行計(jì)算： 材料的空隙率材料的空隙率材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)%10010000VVVP式中：式中：0 材料的體積密度；材料的體積密度； 0 材料的堆積密度。材料的堆積密度。 空隙率的大小反映了散粒材料的顆?；ハ嗵畛涞闹驴障堵实拇笮》从沉松⒘２牧系念w?；ハ嗵畛涞闹旅艹潭取？障堵士勺鳛榭刂苹炷凉橇霞?jí)配與計(jì)算砂率的密程度?？障堵士勺鳛榭刂苹炷凉橇霞?jí)配與計(jì)算砂率的依據(jù)。依據(jù)。建筑材料基本性質(zhì)1 材料的吸水性材料的吸水性材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料的吸水性指的是材料能吸收水分的能力。材料的吸水性指的是材料能吸收水分的能力。材料吸水性的材料吸水性的大小用吸

10、水率來(lái)表示。大小用吸水率來(lái)表示。%100干干飽質(zhì)mmmW%1000WVmmW干飽體式中：式中：W質(zhì)質(zhì)材料的質(zhì)量吸水率材料的質(zhì)量吸水率; W體體材料的體積吸水率材料的體積吸水率; m飽飽材料吸水飽和后的質(zhì)量材料吸水飽和后的質(zhì)量, kg; m干干材料烘干到恒重時(shí)的質(zhì)量材料烘干到恒重時(shí)的質(zhì)量, kg; V0 材料在自然狀態(tài)下的體積材料在自然狀態(tài)下的體積, m3; W 水的密度水的密度, kg/ m3。建筑材料基本性質(zhì)1材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì) 材料的吸濕性材料的吸濕性材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。材材料吸濕性的大小用含水率

11、來(lái)表示。料吸濕性的大小用含水率來(lái)表示。式中：式中：W含含 材料的含水率材料的含水率; m含含 材料含水時(shí)的質(zhì)量材料含水時(shí)的質(zhì)量, kg; m干干 材料烘干到恒重時(shí)的質(zhì)量材料烘干到恒重時(shí)的質(zhì)量, kg。%100干干含含mmmW 材料可以從濕潤(rùn)空氣中吸收水分材料可以從濕潤(rùn)空氣中吸收水分, 也可以向干燥的空也可以向干燥的空氣中擴(kuò)散水分氣中擴(kuò)散水分, 最終使自身的含水率與周圍空氣濕度持平最終使自身的含水率與周圍空氣濕度持平, 此時(shí)材料的含水率稱為平衡含水率。此時(shí)材料的含水率稱為平衡含水率。建筑材料基本性質(zhì)1材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì) 材料的耐水性材料的耐水性干飽軟ffK式中：式中：K飽飽材料

12、的軟化系數(shù)材料的軟化系數(shù); f飽飽 材料在飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度材料在飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度, MPa; f干干 材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度, MPa。 材料的軟化系數(shù)范圍在材料的軟化系數(shù)范圍在01 之間之間, 當(dāng)軟化系數(shù)大于當(dāng)軟化系數(shù)大于0 .80 時(shí)時(shí),便認(rèn)為該材料是耐水的。在潮濕的環(huán)境及浸泡在水中的便認(rèn)為該材料是耐水的。在潮濕的環(huán)境及浸泡在水中的構(gòu)件構(gòu)件, 應(yīng)選用軟化系數(shù)大的材料應(yīng)選用軟化系數(shù)大的材料, 因?yàn)檐浕禂?shù)越大因?yàn)檐浕禂?shù)越大, 意味著意味著材料的耐水性能越好。材料的耐水性能越好。 材料的耐水性是指材料長(zhǎng)期在飽和水的作用下不破壞，強(qiáng)材料的耐水性是指材料長(zhǎng)期

13、在飽和水的作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。度也不顯著降低的性質(zhì)。衡量材料耐水性的指標(biāo)是材料的軟衡量材料耐水性的指標(biāo)是材料的軟化系數(shù)化系數(shù)K軟軟：建筑材料基本性質(zhì)1材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì) 材料的抗?jié)B性材料的抗?jié)B性材料的抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。材料的抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。材料的抗?jié)B性可用材料的抗?jié)B性可用抗?jié)B等級(jí)抗?jié)B等級(jí)來(lái)表示來(lái)表示, 即用材料抵抗壓力水即用材料抵抗壓力水滲透的最大水壓力值來(lái)確定滲透的最大水壓力值來(lái)確定, 其抗?jié)B等級(jí)越高其抗?jié)B等級(jí)越高, 則表明材則表明材料的抗?jié)B性能越好。料的抗?jié)B性能越好。材料的抗?jié)B性還可用材料的抗?jié)B性還可

14、用滲透系數(shù)滲透系數(shù)K表表示示, , 滲透系數(shù)的計(jì)算方法如下式滲透系數(shù)的計(jì)算方法如下式: :AtHQdK 式中式中: K 滲透系數(shù)滲透系數(shù), m/ h ; Q 透水量透水量, m3 ; d 試件厚度試件厚度, m; A 透水面積透水面積, m2 ; t 時(shí)間時(shí)間, h; H 靜水壓力水頭靜水壓力水頭, m。建筑材料基本性質(zhì)1 材料的滲透系數(shù)越大材料的滲透系數(shù)越大, , 表明材料的透水性越好表明材料的透水性越好, , 抗?jié)B抗?jié)B性越差。性越差。建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，當(dāng)材料兩側(cè)的水壓差較高時(shí)，水可能從高壓側(cè)通過(guò)內(nèi)陷，當(dāng)材料兩側(cè)的水壓差較

15、高時(shí)，水可能從高壓側(cè)通過(guò)內(nèi)部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側(cè)。這種壓力水的部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側(cè)。這種壓力水的滲透，不僅會(huì)影響工程的使用，而且滲入的水還會(huì)帶入能滲透，不僅會(huì)影響工程的使用，而且滲入的水還會(huì)帶入能腐蝕材料的介質(zhì)，或?qū)⒉牧蟽?nèi)的某些成分帶出，造成材料腐蝕材料的介質(zhì)，或?qū)⒉牧蟽?nèi)的某些成分帶出，造成材料的破壞。的破壞。材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì) 材料抗?jié)B性能的好壞材料抗?jié)B性能的好壞, , 主要決定于材料本身孔隙率的大主要決定于材料本身孔隙率的大小及孔隙的特征。密實(shí)材料小及孔隙的特征。密實(shí)材料, , 具有封閉口孔或極微細(xì)孔的具有封閉口孔或極微細(xì)孔的材料材料, ,

16、一般是不會(huì)透水的一般是不會(huì)透水的; ;具有較大孔隙率具有較大孔隙率, , 且孔徑大并且且孔徑大并且開口連通孔的材料開口連通孔的材料, ,其抗?jié)B性往往較差。其抗?jié)B性往往較差。建筑材料基本性質(zhì)1 材料的抗凍性材料的抗凍性材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì) 材料吸水后，在負(fù)溫作用條件下，水在材料毛細(xì)孔內(nèi)材料吸水后，在負(fù)溫作用條件下，水在材料毛細(xì)孔內(nèi)凍結(jié)成冰，體積膨漲所產(chǎn)生的凍脹壓力造成材料的內(nèi)應(yīng)力，凍結(jié)成冰，體積膨漲所產(chǎn)生的凍脹壓力造成材料的內(nèi)應(yīng)力，會(huì)使材料遭到局部破壞。隨著凍融循環(huán)的反復(fù)，材料的破會(huì)使材料遭到局部破壞。隨著凍融循環(huán)的反復(fù)，材料的破壞作用逐步加劇，這種破壞稱為凍融破壞。壞作用逐步加

17、劇，這種破壞稱為凍融破壞?？箖鲂允侵覆目箖鲂允侵覆牧显谖柡蜖顟B(tài)下，能經(jīng)受反復(fù)凍融循環(huán)作用而不破壞，料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受反復(fù)凍融循環(huán)作用而不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性能。強(qiáng)度也不顯著降低的性能。 抗凍性以試件在凍融后的質(zhì)量損失、外形變化或強(qiáng)度降抗凍性以試件在凍融后的質(zhì)量損失、外形變化或強(qiáng)度降低不超過(guò)一定限度時(shí)所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)來(lái)表示，或低不超過(guò)一定限度時(shí)所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)來(lái)表示，或稱為稱為抗凍等級(jí)抗凍等級(jí)。材料的抗凍等級(jí)可分為。材料的抗凍等級(jí)可分為D15、D25、D50、D100、D200等，分別表示此材料可承受等，分別表示此材料可承受15次、次、25次、次、50次、次、100

18、次、次、200次的凍融循環(huán)。次的凍融循環(huán)。材料受到凍融循環(huán)作用次數(shù)越材料受到凍融循環(huán)作用次數(shù)越多多, , 所遭受的損害也越嚴(yán)重所遭受的損害也越嚴(yán)重。材料的抗凍性與材料的強(qiáng)度、材料的抗凍性與材料的強(qiáng)度、孔結(jié)構(gòu)、耐水性和吸水飽和程度有關(guān)。孔結(jié)構(gòu)、耐水性和吸水飽和程度有關(guān)。建筑材料基本性質(zhì)1材料與溫度有關(guān)的性質(zhì)材料與溫度有關(guān)的性質(zhì) 材料的導(dǎo)熱性材料的導(dǎo)熱性 當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量從材料一面通過(guò)材料當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量從材料一面通過(guò)材料傳導(dǎo)至另一面的性質(zhì)，稱為材料的導(dǎo)熱性。傳導(dǎo)至另一面的性質(zhì)，稱為材料的導(dǎo)熱性。用導(dǎo)熱系數(shù)用導(dǎo)熱系數(shù)表示。表示。材料的導(dǎo)熱系數(shù)材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小越小, , 則

19、材料的絕熱性能越則材料的絕熱性能越好。好。材料傳熱能力主要與傳熱面積、傳熱時(shí)間、傳熱材材料傳熱能力主要與傳熱面積、傳熱時(shí)間、傳熱材料兩面溫度差及材料的厚度、自身的導(dǎo)熱系數(shù)大小等因料兩面溫度差及材料的厚度、自身的導(dǎo)熱系數(shù)大小等因素有關(guān)素有關(guān), 可用下面公式計(jì)算可用下面公式計(jì)算:dTTtAQ1212TTtAdQ式中式中: 材料的導(dǎo)熱系數(shù)材料的導(dǎo)熱系數(shù), W/ (mK) ; Q材料傳導(dǎo)的熱量材料傳導(dǎo)的熱量, J; d 材料的厚度材料的厚度, m; A 材料導(dǎo)熱面積材料導(dǎo)熱面積, m2 ; t 材料傳熱時(shí)間材料傳熱時(shí)間, s; T2 - T1 傳熱材料兩面的溫度差傳熱材料兩面的溫度差, K。建筑材料基

20、本性質(zhì)1材料與溫度有關(guān)的性質(zhì)材料與溫度有關(guān)的性質(zhì) 材料的熱容量材料的熱容量材料加熱時(shí)吸收熱量材料加熱時(shí)吸收熱量, 冷卻時(shí)釋放熱量的性質(zhì)稱為熱容量冷卻時(shí)釋放熱量的性質(zhì)稱為熱容量, 材料單位質(zhì)量的熱容稱為比熱容材料單位質(zhì)量的熱容稱為比熱容 c , 可用下式進(jìn)行計(jì)算可用下式進(jìn)行計(jì)算:cTTmQ12式中式中: Q材料吸收或放出的熱量材料吸收或放出的熱量, J; m材料的質(zhì)量材料的質(zhì)量, kg; c比熱容比熱容, J/ K ; T2 - T1 材料受熱或冷卻前后的溫度差材料受熱或冷卻前后的溫度差, K。 導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量系數(shù)綜合表示材料的熱工性能導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量系數(shù)綜合表示材料的熱工性能, , 對(duì)于對(duì)于

21、建筑物的保溫、隔熱建筑物的保溫、隔熱, , 實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能具有重要意義。實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能具有重要意義。建筑材料基本性質(zhì)1材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 材料的強(qiáng)度是材料在應(yīng)力作用下抵抗破壞的能力。材料的強(qiáng)度是材料在應(yīng)力作用下抵抗破壞的能力。通常情通常情況下，材料內(nèi)部的應(yīng)力多由外力（或荷載）作用而引起，隨況下，材料內(nèi)部的應(yīng)力多由外力（或荷載）作用而引起，隨著外力增加，應(yīng)力也隨之增大，直至應(yīng)力超過(guò)材料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)著外力增加，應(yīng)力也隨之增大，直至應(yīng)力超過(guò)材料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)所能抵抗的極限，即強(qiáng)度極限，材料發(fā)生破壞。在工程上，所能抵抗的極限，即強(qiáng)度極限，材料發(fā)生破壞。在工程上，通常采用通常采用破壞試驗(yàn)法破壞試驗(yàn)法對(duì)材料的

22、強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)測(cè)。將預(yù)先制作的對(duì)材料的強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)測(cè)。將預(yù)先制作的試件放置在材料試驗(yàn)機(jī)上，施加外力（荷載）直至破壞，根試件放置在材料試驗(yàn)機(jī)上，施加外力（荷載）直至破壞，根據(jù)試件尺寸和破壞時(shí)的荷載值，計(jì)算材料的強(qiáng)度。據(jù)試件尺寸和破壞時(shí)的荷載值，計(jì)算材料的強(qiáng)度。 材料的強(qiáng)度材料的強(qiáng)度材料的抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度可按下式進(jìn)行計(jì)算材料的抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度可按下式進(jìn)行計(jì)算: :APf 式中式中: f抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度,MPa; P材料受拉、壓、剪破壞時(shí)的荷載材料受拉、壓、剪破壞時(shí)的荷載, N; A材料的受力面積材料的受力面積, mm2 。建筑材料基本性質(zhì)1材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 材

23、料的抗彎強(qiáng)度材料的抗彎強(qiáng)度(抗折強(qiáng)度抗折強(qiáng)度) 與材料受力情況有關(guān)與材料受力情況有關(guān), 試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)將試件放在兩支點(diǎn)上時(shí)將試件放在兩支點(diǎn)上, 中間作用一集中力中間作用一集中力, 對(duì)矩形截面的對(duì)矩形截面的試件試件, 其抗彎強(qiáng)度可按下式進(jìn)行計(jì)算其抗彎強(qiáng)度可按下式進(jìn)行計(jì)算: 2max23bhPLf式中式中: fmax 材料的抗彎強(qiáng)度材料的抗彎強(qiáng)度, MPa ; P 材料受彎時(shí)的破壞荷載材料受彎時(shí)的破壞荷載, N; L試件受彎時(shí)兩支點(diǎn)的間距試件受彎時(shí)兩支點(diǎn)的間距, mm; b、h材料截面寬度、高度材料截面寬度、高度, mm。 不同材料具有不同的抵抗外力的特性不同材料具有不同的抵抗外力的特性, 混凝土、磚

24、、石材混凝土、磚、石材等抗壓強(qiáng)度較高等抗壓強(qiáng)度較高, 鋼材的抗拉、抗壓強(qiáng)度都很高鋼材的抗拉、抗壓強(qiáng)度都很高, 在建筑設(shè)在建筑設(shè)計(jì)中選擇材料時(shí)應(yīng)了解清楚不同材料所具有的不同強(qiáng)度特計(jì)中選擇材料時(shí)應(yīng)了解清楚不同材料所具有的不同強(qiáng)度特性。材料的強(qiáng)度大小主要決定于其本身的成分、構(gòu)造。一性。材料的強(qiáng)度大小主要決定于其本身的成分、構(gòu)造。一般情況下般情況下, 材料的表觀密度越小、孔隙率越大、越疏松材料的表觀密度越小、孔隙率越大、越疏松, 其其強(qiáng)度就越低。強(qiáng)度就越低。建筑材料基本性質(zhì)1材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 彈性與塑性彈性與塑性 材料在外力作用下產(chǎn)生變形材料在外力作用下產(chǎn)生變形, 外力去掉后外力去掉后,

25、變形能完全消失變形能完全消失的性能稱為的性能稱為彈性。彈性。材料在外力作用下產(chǎn)生變形材料在外力作用下產(chǎn)生變形, 外力去掉后外力去掉后, 變形不能完全恢復(fù)、并且材料也不即行破壞的性質(zhì)變形不能完全恢復(fù)、并且材料也不即行破壞的性質(zhì), 稱為稱為塑塑性。性。材料不能恢復(fù)的殘留變形材料不能恢復(fù)的殘留變形, 叫叫塑性變形。塑性變形。荷載荷載變形變形(a) 彈性變形彈性變形荷載荷載變形變形(b) 塑性變形塑性變形建筑材料基本性質(zhì)1材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 應(yīng)該說(shuō)明應(yīng)該說(shuō)明, 在外力作用下工程材料中單純的彈性變形是不在外力作用下工程材料中單純的彈性變形是不存在的。一些材料在外力不大的情況下存在的。一些材料在

26、外力不大的情況下, 外力與變形成正比外力與變形成正比，產(chǎn)生彈性變形；當(dāng)外力超過(guò)一定數(shù)值后產(chǎn)生彈性變形；當(dāng)外力超過(guò)一定數(shù)值后, 接著便出現(xiàn)塑性變接著便出現(xiàn)塑性變形形, 如建筑鋼材中的低碳鋼；也有些材料受到外力作用后如建筑鋼材中的低碳鋼；也有些材料受到外力作用后，彈性變形和塑性變形同時(shí)發(fā)生彈性變形和塑性變形同時(shí)發(fā)生，如混凝土。如混凝土。 上圖說(shuō)明混凝土材料受力后彈性、塑性變形共生上圖說(shuō)明混凝土材料受力后彈性、塑性變形共生, 去去掉外力后彈性變形掉外力后彈性變形ab 可以恢復(fù)可以恢復(fù), 其塑性變形其塑性變形ob 則要保留。則要保留。oba荷載荷載變形變形混凝土材料的彈性變形和塑性變形曲線混凝土材料的

27、彈性變形和塑性變形曲線建筑材料基本性質(zhì)1材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 脆性與韌性脆性與韌性 材料在外力作用下未發(fā)生顯著變形就突然破壞的現(xiàn)象稱為材料在外力作用下未發(fā)生顯著變形就突然破壞的現(xiàn)象稱為脆性脆性，如石材、磚、混凝土等。脆性材料的抗壓強(qiáng)度大大地如石材、磚、混凝土等。脆性材料的抗壓強(qiáng)度大大地高于其抗拉強(qiáng)度。高于其抗拉強(qiáng)度。 材料在動(dòng)荷載的作用下產(chǎn)生較大的變形尚不致破壞的性質(zhì)材料在動(dòng)荷載的作用下產(chǎn)生較大的變形尚不致破壞的性質(zhì)稱為韌性稱為韌性，也叫沖擊韌性。如鋼材、木材等。也叫沖擊韌性。如鋼材、木材等。沖擊韌性指標(biāo)沖擊韌性指標(biāo)系指用帶缺口的試件做沖擊破壞試驗(yàn)時(shí)，斷口處單位面積所系指用帶缺口的試件

28、做沖擊破壞試驗(yàn)時(shí)，斷口處單位面積所吸收的功。其計(jì)算公式為吸收的功。其計(jì)算公式為 ：AAKK式中式中: K 材料的沖擊韌性指標(biāo)，單位是材料的沖擊韌性指標(biāo)，單位是Jmm2； AK 試件破壞時(shí)所消耗的功，單位是試件破壞時(shí)所消耗的功，單位是J； A試件受力凈截面積，單位是試件受力凈截面積，單位是mm2。建筑材料基本性質(zhì)1材料的耐久性材料的耐久性 材料的耐久性是泛指材料在使用條件下，受各種內(nèi)材料的耐久性是泛指材料在使用條件下，受各種內(nèi)在或外來(lái)自然因素及有害介質(zhì)的作用，能長(zhǎng)久地保持其使在或外來(lái)自然因素及有害介質(zhì)的作用，能長(zhǎng)久地保持其使用性能的性質(zhì)。用性能的性質(zhì)。 材料在建筑物之中，除要受到各種外力的作用之

29、外，材料在建筑物之中，除要受到各種外力的作用之外，還經(jīng)常要受到環(huán)境中許多自然因素的破壞作用。這些破壞還經(jīng)常要受到環(huán)境中許多自然因素的破壞作用。這些破壞作用包括物理、化學(xué)、機(jī)械及生物的作用。作用包括物理、化學(xué)、機(jī)械及生物的作用。 物理作用物理作用可有干濕變化、溫度變化及凍融變化等。這可有干濕變化、溫度變化及凍融變化等。這些作用將使材料發(fā)生體積的脹縮，或?qū)е聝?nèi)部裂縫的擴(kuò)展。些作用將使材料發(fā)生體積的脹縮，或?qū)е聝?nèi)部裂縫的擴(kuò)展。時(shí)間長(zhǎng)久之后即會(huì)使材料逐漸破壞。在寒冷地區(qū)，凍融變時(shí)間長(zhǎng)久之后即會(huì)使材料逐漸破壞。在寒冷地區(qū)，凍融變化對(duì)材料會(huì)起著顯著的破壞作用。在高溫環(huán)境下，經(jīng)常處化對(duì)材料會(huì)起著顯著的破壞作

30、用。在高溫環(huán)境下，經(jīng)常處于高溫狀態(tài)的建筑物或構(gòu)筑物，所選用的建筑材料要具有于高溫狀態(tài)的建筑物或構(gòu)筑物，所選用的建筑材料要具有耐熱性能。在民用和公共建筑中，考慮安全防火要求，須耐熱性能。在民用和公共建筑中，考慮安全防火要求，須選用具有抗火性能的難燃或不燃的材料。選用具有抗火性能的難燃或不燃的材料。建筑材料基本性質(zhì)1 化學(xué)作用化學(xué)作用包括大氣、環(huán)境水以及使用條件下酸、堿、包括大氣、環(huán)境水以及使用條件下酸、堿、鹽等液體或有害氣體對(duì)材料的侵蝕作用。鹽等液體或有害氣體對(duì)材料的侵蝕作用。材料的耐久性材料的耐久性 機(jī)械作用機(jī)械作用包括使用荷載的持續(xù)作用，交變荷載引起包括使用荷載的持續(xù)作用，交變荷載引起材料疲

31、勞，沖擊、磨損、磨耗等。材料疲勞，沖擊、磨損、磨耗等。 生物作用生物作用包括菌類、昆蟲等的作用而使材料腐朽、包括菌類、昆蟲等的作用而使材料腐朽、蛀蝕而破壞。蛀蝕而破壞。 影響處在建筑物各部位材料的耐久性的因素是多方面影響處在建筑物各部位材料的耐久性的因素是多方面的的， 從實(shí)際意義上講從實(shí)際意義上講, 材料的耐久性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)材料的耐久性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì)性質(zhì)，它包括抗?jié)B性、抗凍性、抗風(fēng)化性、耐熱性、耐它包括抗?jié)B性、抗凍性、抗風(fēng)化性、耐熱性、耐蝕性、抗老化性以及耐磨性等各方面的內(nèi)容。蝕性、抗老化性以及耐磨性等各方面的內(nèi)容。建筑材料基本性質(zhì)1 提高材料的耐久性具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和實(shí)際意義。應(yīng)

32、用提高材料的耐久性具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和實(shí)際意義。應(yīng)用耐久性好的材料耐久性好的材料, , 雖會(huì)提高原材料的價(jià)格雖會(huì)提高原材料的價(jià)格, , 施工的難度也可施工的難度也可能會(huì)增加能會(huì)增加, , 但因材料的使用壽命長(zhǎng)但因材料的使用壽命長(zhǎng), , 建筑物的有效使用壽命建筑物的有效使用壽命也相應(yīng)延長(zhǎng)也相應(yīng)延長(zhǎng), ,且在使用過(guò)程中各項(xiàng)維修費(fèi)用低且在使用過(guò)程中各項(xiàng)維修費(fèi)用低, , 利用率高利用率高, , 收益大收益大, , 最終使整體建筑的綜合費(fèi)用下降最終使整體建筑的綜合費(fèi)用下降, , 可以獲得明顯的可以獲得明顯的綜合經(jīng)濟(jì)效益。綜合經(jīng)濟(jì)效益。為了提高材料的耐久性為了提高材料的耐久性, , 常采取以下三個(gè)方常采取

33、以下三個(gè)方面的措施面的措施: : 提高材料本身對(duì)外界破壞作用的抵抗力提高材料本身對(duì)外界破壞作用的抵抗力，如提高材料的如提高材料的 密實(shí)度密實(shí)度, , 改變孔結(jié)構(gòu)的形式改變孔結(jié)構(gòu)的形式，合理選定原材料的組成等。合理選定原材料的組成等。 減輕環(huán)境條件對(duì)材料的破壞作用減輕環(huán)境條件對(duì)材料的破壞作用，如對(duì)材料進(jìn)行特殊處如對(duì)材料進(jìn)行特殊處 理理或采取必要的構(gòu)造措施?；虿扇”匾臉?gòu)造措施。 在主體材料表面加保護(hù)層在主體材料表面加保護(hù)層，如覆蓋貼面、噴涂料等如覆蓋貼面、噴涂料等，使使 主體材料與大氣、陽(yáng)光、雨、雪隔絕主體材料與大氣、陽(yáng)光、雨、雪隔絕，不受到直接侵害。不受到直接侵害。材料的耐久性材料的耐久性建筑

34、材料基本性質(zhì)124 材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì) 材料的密度材料的密度材料的密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。材料的密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。按下式進(jìn)行計(jì)算：按下式進(jìn)行計(jì)算：Vm式中：式中：密度密度, 單位是單位是kg/m3； m 絕對(duì)干燥狀態(tài)下材料的質(zhì)量，單位是絕對(duì)干燥狀態(tài)下材料的質(zhì)量，單位是kg； V 材料的絕對(duì)密實(shí)體積，單位是材料的絕對(duì)密實(shí)體積，單位是m3。 對(duì)于固體塊狀材料而言，絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積指的是不對(duì)于固體塊狀材料而言，絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積指的是不包括孔隙在內(nèi)的體積；對(duì)于固體散粒材料則指的是不包括其包括孔隙在內(nèi)的體積；對(duì)于固體散粒材料則指

35、的是不包括其空隙在內(nèi)的體積。這種材料實(shí)際上是不存在的。為了研究問(wèn)空隙在內(nèi)的體積。這種材料實(shí)際上是不存在的。為了研究問(wèn)題方便起見(jiàn)題方便起見(jiàn), 常將密實(shí)度較高的材料常將密實(shí)度較高的材料, 如鋼材、玻璃和如鋼材、玻璃和4 的的水看成是絕對(duì)密實(shí)的。絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)的近似值稱為視密度。水看成是絕對(duì)密實(shí)的。絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)的近似值稱為視密度。建筑材料基本性質(zhì)125 材料的表觀密度材料的表觀密度( (又稱作體積密度又稱作體積密度) )表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。按下式進(jìn)行計(jì)算：按下式進(jìn)行計(jì)算：00Vm式中：式中：0表觀密度表觀密度, 單位是單位是kg/m3

36、； m 絕對(duì)干燥狀態(tài)下材料的質(zhì)量，單位是絕對(duì)干燥狀態(tài)下材料的質(zhì)量，單位是kg； V0自然狀態(tài)下的體積，單位是自然狀態(tài)下的體積，單位是m3。 材料在自然狀態(tài)下的體積材料在自然狀態(tài)下的體積, 若只包括孔隙在內(nèi)而不含有若只包括孔隙在內(nèi)而不含有水分水分,此時(shí)計(jì)算出來(lái)的表觀密度稱為干表觀密度此時(shí)計(jì)算出來(lái)的表觀密度稱為干表觀密度; 若既包括若既包括材料內(nèi)的孔隙材料內(nèi)的孔隙, 又包括孔隙內(nèi)所含的水分又包括孔隙內(nèi)所含的水分, 則計(jì)算出來(lái)的表則計(jì)算出來(lái)的表觀密度稱為濕表觀密度。觀密度稱為濕表觀密度。 材料的密度和表觀密度常用來(lái)計(jì)算材料的密實(shí)度、孔隙材料的密度和表觀密度常用來(lái)計(jì)算材料的密實(shí)度、孔隙率、材料和構(gòu)件自

37、重、運(yùn)輸量以及在一定空間中不同材料率、材料和構(gòu)件自重、運(yùn)輸量以及在一定空間中不同材料的堆放量等。的堆放量等。 材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)建筑材料基本性質(zhì)126 材料的堆積密度材料的堆積密度 材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)堆積密度是指粉狀或顆粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體堆積密度是指粉狀或顆粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。積的質(zhì)量。按下式計(jì)算：按下式計(jì)算：00Vm式中：式中：0堆積密度堆積密度, 單位是單位是kg/m3； m 絕對(duì)干燥狀態(tài)下材料的質(zhì)量，單位是絕對(duì)干燥狀態(tài)下材料的質(zhì)量，單位是kg； V0 堆積狀態(tài)下的體積，單位是堆積狀態(tài)下的體積，單位是m3。 對(duì)于同一種

38、材料，由于材料內(nèi)部存在孔隙和空隙，一對(duì)于同一種材料，由于材料內(nèi)部存在孔隙和空隙，一般密度大于表觀密度，表觀密度大于堆積密度。般密度大于表觀密度，表觀密度大于堆積密度。值得注值得注意的是，意的是，密實(shí)狀態(tài)下的體積是指構(gòu)成材料的固體物質(zhì)本密實(shí)狀態(tài)下的體積是指構(gòu)成材料的固體物質(zhì)本身的體積；自然狀態(tài)下的體積是指固體物質(zhì)的體積與全身的體積；自然狀態(tài)下的體積是指固體物質(zhì)的體積與全部孔隙體積之和；堆積體積是指自然狀態(tài)下的體積與顆部孔隙體積之和；堆積體積是指自然狀態(tài)下的體積與顆粒之間的空隙之和。粒之間的空隙之和。建筑材料基本性質(zhì)127 材料的密實(shí)度材料的密實(shí)度密實(shí)度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。密實(shí)度是

39、指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。按下式進(jìn)行計(jì)算：按下式進(jìn)行計(jì)算：00VVD式中：式中：D材料的密實(shí)度材料的密實(shí)度, 常以百分比表示。常以百分比表示。 凡具有孔隙的固體材料凡具有孔隙的固體材料, 其密實(shí)度都小于其密實(shí)度都小于1。材料的密度。材料的密度與表觀密度越接近與表觀密度越接近, 材料就越密實(shí)。材料的密實(shí)度大小與材料就越密實(shí)。材料的密實(shí)度大小與其強(qiáng)度、耐水性和導(dǎo)熱性等很多性質(zhì)有關(guān)。其強(qiáng)度、耐水性和導(dǎo)熱性等很多性質(zhì)有關(guān)。例例普通粘土磚普通粘土磚0 = 1900kg/ m3 ,= 2500kg/ m3 , 試求磚的密實(shí)度。試求磚的密實(shí)度。解：解：%76%1002500190000VVD故普通粘

40、土磚的密實(shí)度為故普通粘土磚的密實(shí)度為76%。 材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)建筑材料基本性質(zhì)128 材料的孔隙率材料的孔隙率材料的孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的材料的孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率。百分率。按下式進(jìn)行計(jì)算：按下式進(jìn)行計(jì)算：DVVVP100式中：式中：P材料的孔隙率材料的孔隙率, 以百分比表示。以百分比表示。 材料的孔隙率和密實(shí)度是從兩個(gè)不同的角度來(lái)說(shuō)明材料材料的孔隙率和密實(shí)度是從兩個(gè)不同的角度來(lái)說(shuō)明材料的同一性質(zhì)。對(duì)于散粒材料的同一性質(zhì)。對(duì)于散粒材料, 如砂、石子等如砂、石子等，也可用上式計(jì)也可用上式計(jì)算其空隙率算其空隙率，即材料顆粒間的

41、空隙即材料顆粒間的空隙, 而不是材料顆粒的內(nèi)部而不是材料顆粒的內(nèi)部孔隙率?？紫堵?。例例仍為上題之普通粘土磚仍為上題之普通粘土磚, 求其孔隙率求其孔隙率P 為多少？為多少？%24%76%100100DVVVP解：解：故普通粘土磚的孔隙率為故普通粘土磚的孔隙率為24%。 材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)建筑材料基本性質(zhì)129 材料的空隙率材料的空隙率 材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì) 材料的空隙率是指散粒狀堆積體積中，顆粒間空隙材料的空隙率是指散粒狀堆積體積中，顆粒間空隙與材料內(nèi)部孔隙的體積與材料總體積的比值。與材料內(nèi)部孔隙的體積與材料總體積的比值。 按下式進(jìn)行計(jì)算：按下式進(jìn)行計(jì)算

42、：%10010000VVVP式中：式中：0材料的堆積密度；材料的堆積密度； 0 0 材料的表觀密度。材料的表觀密度。 空隙率的大小反映了散粒材料的顆?；ハ嗵畛涞目障堵实拇笮》从沉松⒘２牧系念w粒互相填充的致密程度?？障堵士勺鳛榭刂苹炷凉橇霞?jí)配與計(jì)算砂致密程度?？障堵士勺鳛榭刂苹炷凉橇霞?jí)配與計(jì)算砂率的依據(jù)。率的依據(jù)。建筑材料基本性質(zhì)130已知某種建筑材料試樣的孔隙率為已知某種建筑材料試樣的孔隙率為24%，此試樣在自然狀態(tài)下，此試樣在自然狀態(tài)下的體積為的體積為40m3，質(zhì)量為，質(zhì)量為85.50g，吸水飽和后的質(zhì)量為，吸水飽和后的質(zhì)量為89.77g，烘，烘干后的質(zhì)量為干后的質(zhì)量為82.30g。試求

43、該材料的密度、表觀密度、開口孔隙。試求該材料的密度、表觀密度、開口孔隙率、閉口孔隙率、含水率。率、閉口孔隙率、含水率。 例例材料的密度干質(zhì)量材料的密度干質(zhì)量密實(shí)狀態(tài)下的體積密實(shí)狀態(tài)下的體積82.30 40 （1 0.24） 2.7g/ m3 開口孔隙率開口孔隙率 開口孔隙的體積開口孔隙的體積自然狀態(tài)下體積自然狀態(tài)下體積（89.77 82.3） 40 = 0.187閉口孔隙率閉口孔隙率 = 孔隙率孔隙率開口孔隙率開口孔隙率 0.24 0.187 = 0.053 表觀密度表觀密度 = 干質(zhì)量干質(zhì)量表觀體積表觀體積82.3/40（1-0.187）= 2.53含水率含水率 = 水的質(zhì)量水的質(zhì)量干重干重

44、（85.5-82.3）/82.3 = 0.039 解：解：建筑材料基本性質(zhì)131親水性親水性是指與水接觸時(shí)，材料表面能被水潤(rùn)濕的性質(zhì)；是指與水接觸時(shí)，材料表面能被水潤(rùn)濕的性質(zhì)；憎水性憎水性是指材料表面不能被水潤(rùn)濕的性質(zhì)。是指材料表面不能被水潤(rùn)濕的性質(zhì)。 具有親水性或憎水性的根本原因在于材料的分子結(jié)構(gòu)。具有親水性或憎水性的根本原因在于材料的分子結(jié)構(gòu)。親水性材料與水分子之間的分子作用力，大于水分子相互親水性材料與水分子之間的分子作用力，大于水分子相互之間的內(nèi)聚力；憎水性材料與水分子之間的作用力，小于之間的內(nèi)聚力；憎水性材料與水分子之間的作用力，小于水分子相互之間的內(nèi)聚力。水分子相互之間的內(nèi)聚力。

45、材料的親水性和憎水性材料的親水性和憎水性（a）親水性材料）親水性材料 （b）憎水性材料）憎水性材料9090注：注：為潤(rùn)濕角為潤(rùn)濕角 材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì)建筑材料基本性質(zhì)132 材料的吸水性材料的吸水性 材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料的吸水性指的是材料能吸收水分的能力。材料的吸水性指的是材料能吸收水分的能力。材料吸水性的材料吸水性的大小用吸水率來(lái)表示。大小用吸水率來(lái)表示。%100干干飽質(zhì)mmmW%1000WVmmW干飽體式中：式中：W質(zhì)質(zhì)材料的質(zhì)量吸水率材料的質(zhì)量吸水率; W體體材料的體積吸水率材料的體積吸水率; m飽飽材料吸水飽和后的質(zhì)量材料吸水飽和后的質(zhì)量, kg;

46、 m干干材料烘干到恒重時(shí)的質(zhì)量材料烘干到恒重時(shí)的質(zhì)量, kg; V0 材料在自然狀態(tài)下的體積材料在自然狀態(tài)下的體積, m3; W 水的密度水的密度, kg/ m3。建筑材料基本性質(zhì)133 材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì) 材料的吸濕性材料的吸濕性材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。材材料吸濕性的大小用含水率來(lái)表示。料吸濕性的大小用含水率來(lái)表示。式中：式中：W含含 材料的含水率材料的含水率; m含含 材料含水時(shí)的質(zhì)量材料含水時(shí)的質(zhì)量, kg; m干干 材料烘干到恒重時(shí)的質(zhì)量材料烘干到恒重時(shí)的質(zhì)量, kg。%100干干含含mmmW 材

47、料可以從濕潤(rùn)空氣中吸收水分材料可以從濕潤(rùn)空氣中吸收水分, 也可以向干燥的空也可以向干燥的空氣中擴(kuò)散水分氣中擴(kuò)散水分, 最終使自身的含水率與周圍空氣濕度持平最終使自身的含水率與周圍空氣濕度持平, 此時(shí)材料的含水率稱為平衡含水率。此時(shí)材料的含水率稱為平衡含水率。建筑材料基本性質(zhì)134 材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì) 材料的耐水性材料的耐水性干飽軟ffK式中：式中：K飽飽材料的軟化系數(shù)材料的軟化系數(shù); f飽飽 材料在飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度材料在飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度, MPa; f干干 材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度, MPa。 材料的軟化系數(shù)范圍在材料的軟化系數(shù)范圍在01

48、之間之間, 當(dāng)軟化系數(shù)大于當(dāng)軟化系數(shù)大于0 .85 時(shí)時(shí),便認(rèn)為該材料是耐水的。在潮濕的環(huán)境及浸泡在水中的便認(rèn)為該材料是耐水的。在潮濕的環(huán)境及浸泡在水中的構(gòu)件構(gòu)件, 應(yīng)選用軟化系數(shù)大的材料應(yīng)選用軟化系數(shù)大的材料, 因?yàn)檐浕禂?shù)越大因?yàn)檐浕禂?shù)越大, 意味著意味著材料的耐水性能越好。材料的耐水性能越好。 材料的耐水性是指材料長(zhǎng)期在飽和水的作用下不破壞，強(qiáng)材料的耐水性是指材料長(zhǎng)期在飽和水的作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。度也不顯著降低的性質(zhì)。衡量材料耐水性的指標(biāo)是材料的軟衡量材料耐水性的指標(biāo)是材料的軟化系數(shù)化系數(shù)K軟軟：建筑材料基本性質(zhì)135 材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì) 材料的抗?jié)B

49、性材料的抗?jié)B性材料的抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。材料的抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。材料的抗?jié)B性可用材料的抗?jié)B性可用抗?jié)B等級(jí)抗?jié)B等級(jí)來(lái)表示來(lái)表示, 即用材料抵抗壓力水即用材料抵抗壓力水滲透的最大水壓力值來(lái)確定滲透的最大水壓力值來(lái)確定, 其抗?jié)B等級(jí)越高其抗?jié)B等級(jí)越高, 則表明材則表明材料的抗?jié)B性能越好。料的抗?jié)B性能越好。材料的抗?jié)B性還可用材料的抗?jié)B性還可用滲透系數(shù)滲透系數(shù)K表表示示, , 滲透系數(shù)的計(jì)算方法如下式滲透系數(shù)的計(jì)算方法如下式: :AtHQdK 式中式中: K 滲透系數(shù)滲透系數(shù), m/ h ; Q 透水量透水量, m3 ; d 試件厚度試件厚度, m; A

50、 透水面積透水面積, m2 ; t 時(shí)間時(shí)間, h; H 靜水壓力水頭靜水壓力水頭, m。建筑材料基本性質(zhì)136 材料的滲透系數(shù)越大材料的滲透系數(shù)越大, , 表明材料的透水性越好表明材料的透水性越好, , 抗?jié)B抗?jié)B性越差。性越差。建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，當(dāng)材料兩側(cè)的水壓差較高時(shí)，水可能從高壓側(cè)通過(guò)內(nèi)陷，當(dāng)材料兩側(cè)的水壓差較高時(shí)，水可能從高壓側(cè)通過(guò)內(nèi)部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側(cè)。這種壓力水的部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側(cè)。這種壓力水的滲透，不僅會(huì)影響工程的使用，而且滲入的水還會(huì)帶入能滲透，不僅會(huì)影響工程的使用，而且滲入

51、的水還會(huì)帶入能腐蝕材料的介質(zhì)，或?qū)⒉牧蟽?nèi)的某些成分帶出，造成材料腐蝕材料的介質(zhì)，或?qū)⒉牧蟽?nèi)的某些成分帶出，造成材料的破壞。的破壞。 材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì) 材料抗?jié)B性能的好壞材料抗?jié)B性能的好壞, , 主要決定于材料本身孔隙率的大主要決定于材料本身孔隙率的大小及孔隙的特征。密實(shí)材料小及孔隙的特征。密實(shí)材料, , 具有封閉口孔或極微細(xì)孔的具有封閉口孔或極微細(xì)孔的材料材料, , 一般是不會(huì)透水的一般是不會(huì)透水的; ;具有較大孔隙率具有較大孔隙率, , 且孔徑大并且且孔徑大并且開口連通孔的材料開口連通孔的材料, ,其抗?jié)B性往往較差。其抗?jié)B性往往較差。建筑材料基本性質(zhì)137 材料的抗凍性材

52、料的抗凍性 材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì) 材料吸水后，在負(fù)溫作用條件下，水在材料毛細(xì)孔內(nèi)材料吸水后，在負(fù)溫作用條件下，水在材料毛細(xì)孔內(nèi)凍結(jié)成冰，體積膨漲所產(chǎn)生的凍脹壓力造成材料的內(nèi)應(yīng)力，凍結(jié)成冰，體積膨漲所產(chǎn)生的凍脹壓力造成材料的內(nèi)應(yīng)力，會(huì)使材料遭到局部破壞。隨著凍融循環(huán)的反復(fù)，材料的破會(huì)使材料遭到局部破壞。隨著凍融循環(huán)的反復(fù)，材料的破壞作用逐步加劇，這種破壞稱為凍融破壞。壞作用逐步加劇，這種破壞稱為凍融破壞?？箖鲂允侵覆目箖鲂允侵覆牧显谖柡蜖顟B(tài)下，能經(jīng)受反復(fù)凍融循環(huán)作用而不破壞，料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受反復(fù)凍融循環(huán)作用而不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性能。強(qiáng)度也不顯著降低的性能。

53、抗凍性以試件在凍融后的質(zhì)量損失、外形變化或強(qiáng)度降抗凍性以試件在凍融后的質(zhì)量損失、外形變化或強(qiáng)度降低不超過(guò)一定限度時(shí)所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)來(lái)表示，或低不超過(guò)一定限度時(shí)所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)來(lái)表示，或稱為稱為抗凍等級(jí)抗凍等級(jí)。材料的抗凍等級(jí)可分為。材料的抗凍等級(jí)可分為D15、D25、D50、D100、D200等，分別表示此材料可承受等，分別表示此材料可承受15次、次、25次、次、50次、次、100次、次、200次的凍融循環(huán)。次的凍融循環(huán)。材料受到凍融循環(huán)作用次數(shù)越材料受到凍融循環(huán)作用次數(shù)越多多, , 所遭受的損害也越嚴(yán)重所遭受的損害也越嚴(yán)重。材料的抗凍性與材料的強(qiáng)度、材料的抗凍性與材料的強(qiáng)度、孔結(jié)

54、構(gòu)、耐水性和吸水飽和程度有關(guān)?？捉Y(jié)構(gòu)、耐水性和吸水飽和程度有關(guān)。建筑材料基本性質(zhì)138 材料與溫度有關(guān)的性質(zhì)材料與溫度有關(guān)的性質(zhì) 材料的導(dǎo)熱性材料的導(dǎo)熱性 當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量從材料一面通過(guò)材料當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量從材料一面通過(guò)材料傳導(dǎo)至另一面的性質(zhì)，稱為材料的導(dǎo)熱性。傳導(dǎo)至另一面的性質(zhì)，稱為材料的導(dǎo)熱性。用導(dǎo)熱系數(shù)用導(dǎo)熱系數(shù)表示。表示。材料的導(dǎo)熱系數(shù)材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小越小, , 則材料的絕熱性能越則材料的絕熱性能越好。好。材料傳熱能力主要與傳熱面積、傳熱時(shí)間、傳熱材材料傳熱能力主要與傳熱面積、傳熱時(shí)間、傳熱材料兩面溫度差及材料的厚度、自身的導(dǎo)熱系數(shù)大小等因料兩面溫度差及材料的

55、厚度、自身的導(dǎo)熱系數(shù)大小等因素有關(guān)素有關(guān), 可用下面公式計(jì)算可用下面公式計(jì)算:dTTtAQ1212TTtAdQ式中式中: 材料的導(dǎo)熱系數(shù)材料的導(dǎo)熱系數(shù); Q材料傳導(dǎo)的熱量材料傳導(dǎo)的熱量, J; d 材料的厚度材料的厚度, m; A 材料導(dǎo)熱面積材料導(dǎo)熱面積, m2 ; t 材料傳熱時(shí)間材料傳熱時(shí)間, s; T2 - T1 傳熱材料兩面的溫度差傳熱材料兩面的溫度差, K。建筑材料基本性質(zhì)139 材料與溫度有關(guān)的性質(zhì)材料與溫度有關(guān)的性質(zhì) 材料的熱容量材料的熱容量材料加熱時(shí)吸收熱量材料加熱時(shí)吸收熱量, 冷卻時(shí)釋放熱量的性質(zhì)稱為熱容量冷卻時(shí)釋放熱量的性質(zhì)稱為熱容量, 材料單位質(zhì)量的熱容稱為比熱容材料單

56、位質(zhì)量的熱容稱為比熱容 c , 可用下式進(jìn)行計(jì)算可用下式進(jìn)行計(jì)算:cTTmQ12式中式中: Q材料吸收或放出的熱量材料吸收或放出的熱量, J; m材料的質(zhì)量材料的質(zhì)量, g; c比熱容比熱容, J/ K ; T2 - T1 材料受熱或冷卻前后的溫度差材料受熱或冷卻前后的溫度差, K。 導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量系數(shù)綜合表示材料的熱工性能導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量系數(shù)綜合表示材料的熱工性能, , 對(duì)于對(duì)于建筑物的保溫、隔熱建筑物的保溫、隔熱, , 實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能具有重要意義。實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能具有重要意義。建筑材料基本性質(zhì)140 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 材料的強(qiáng)度是材料在應(yīng)力作用下抵抗破壞的能力。材料的強(qiáng)度是材料在應(yīng)

57、力作用下抵抗破壞的能力。通常情通常情況下，材料內(nèi)部的應(yīng)力多由外力（或荷載）作用而引起，隨況下，材料內(nèi)部的應(yīng)力多由外力（或荷載）作用而引起，隨著外力增加，應(yīng)力也隨之增大，直至應(yīng)力超過(guò)材料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)著外力增加，應(yīng)力也隨之增大，直至應(yīng)力超過(guò)材料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)所能抵抗的極限，即強(qiáng)度極限，材料發(fā)生破壞。在工程上，所能抵抗的極限，即強(qiáng)度極限，材料發(fā)生破壞。在工程上，通常采用通常采用破壞試驗(yàn)法破壞試驗(yàn)法對(duì)材料的強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)測(cè)。將預(yù)先制作的對(duì)材料的強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)測(cè)。將預(yù)先制作的試件放置在材料試驗(yàn)機(jī)上，施加外力（荷載）直至破壞，根試件放置在材料試驗(yàn)機(jī)上，施加外力（荷載）直至破壞，根據(jù)試件尺寸和破壞時(shí)的荷載值，計(jì)算材料的強(qiáng)度。

58、據(jù)試件尺寸和破壞時(shí)的荷載值，計(jì)算材料的強(qiáng)度。 材料的強(qiáng)度材料的強(qiáng)度材料的抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度可按下式進(jìn)行計(jì)算材料的抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度可按下式進(jìn)行計(jì)算: :APf 式中式中: f抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度,MPa; P材料受拉、壓、剪破壞時(shí)的荷載材料受拉、壓、剪破壞時(shí)的荷載, N; A材料的受力面積材料的受力面積, mm2 。建筑材料基本性質(zhì)141 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 材料的抗彎強(qiáng)度材料的抗彎強(qiáng)度(抗折強(qiáng)度抗折強(qiáng)度) 與材料受力情況有關(guān)與材料受力情況有關(guān), 試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)將試件放在兩支點(diǎn)上時(shí)將試件放在兩支點(diǎn)上, 中間作用一集中力中間作用一集中力, 對(duì)矩形截面的對(duì)矩形截面的試

59、件試件, 其抗彎強(qiáng)度可按下式進(jìn)行計(jì)算其抗彎強(qiáng)度可按下式進(jìn)行計(jì)算: 2max23bhPLf式中式中: fmax 材料的抗彎強(qiáng)度材料的抗彎強(qiáng)度, MPa ; P 材料受彎時(shí)的破壞荷載材料受彎時(shí)的破壞荷載, N; L試件受彎時(shí)兩支點(diǎn)的間距試件受彎時(shí)兩支點(diǎn)的間距, mm; b、h材料截面寬度、高度材料截面寬度、高度, mm。 不同材料具有不同的抵抗外力的特性不同材料具有不同的抵抗外力的特性, 混凝土、磚、石材混凝土、磚、石材等抗壓強(qiáng)度較高等抗壓強(qiáng)度較高, 鋼材的抗拉、抗壓強(qiáng)度都很高鋼材的抗拉、抗壓強(qiáng)度都很高, 在建筑設(shè)在建筑設(shè)計(jì)中選擇材料時(shí)應(yīng)了解清楚不同材料所具有的不同強(qiáng)度特計(jì)中選擇材料時(shí)應(yīng)了解清楚不

60、同材料所具有的不同強(qiáng)度特性。材料的強(qiáng)度大小主要決定于其本身的成分、構(gòu)造。一性。材料的強(qiáng)度大小主要決定于其本身的成分、構(gòu)造。一般情況下般情況下, 材料的表觀密度越小、孔隙率越大、越疏松材料的表觀密度越小、孔隙率越大、越疏松, 其其強(qiáng)度就越低。強(qiáng)度就越低。建筑材料基本性質(zhì)142 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 彈性與塑性彈性與塑性 材料在外力作用下產(chǎn)生變形材料在外力作用下產(chǎn)生變形, 外力去掉后外力去掉后, 變形能完全消失變形能完全消失的性能稱為的性能稱為彈性。彈性。材料在外力作用下產(chǎn)生變形材料在外力作用下產(chǎn)生變形, 外力去掉后外力去掉后, 變形不能完全恢復(fù)、并且材料也不即行破壞的性質(zhì)變形不能完全恢復(fù)