《建筑材料》

1、參考書參考書 ：土木工程材料土木工程材料合肥工業(yè)大學(xué)出版社合肥工業(yè)大學(xué)出版社 建筑材料建筑材料東南大學(xué)出版社東南大學(xué)出版社 建筑裝飾材料建筑裝飾材料華中科技大學(xué)出版社華中科技大學(xué)出版社 主要內(nèi)容主要內(nèi)容一一.建筑材料的分類建筑材料的分類二二.建筑材料的重要作用建筑材料的重要作用四四. .建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)化建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)化五五. .學(xué)習(xí)本課程的目的、要求和方法學(xué)習(xí)本課程的目的、要求和方法一一.建筑材料的分類建筑材料的分類根據(jù)化學(xué)成分，建筑材料可分為無機(jī)材料，有根據(jù)化學(xué)成分，建筑材料可分為無機(jī)材料，有機(jī)材料和復(fù)合材料。見下表。機(jī)材料和復(fù)合材料。見下表。建建筑筑材材料料無無機(jī)機(jī)材材料料非金屬材料非金屬

2、材料天然石材：石子，砂，毛石天然石材：石子，砂，毛石燒土制品：黏土磚，瓦，空心磚，建筑陶瓷燒土制品：黏土磚，瓦，空心磚，建筑陶瓷玻璃：平板玻璃，安全玻璃，特種玻璃玻璃：平板玻璃，安全玻璃，特種玻璃 膠凝材料：石灰，石膏，水玻璃，各種水泥膠凝材料：石灰，石膏，水玻璃，各種水泥混凝土及砂漿：普通混凝土，輕混凝土，特種混凝土及砂漿：普通混凝土，輕混凝土，特種混凝土，各種砂漿混凝土，各種砂漿硅酸鹽制品：粉煤灰磚、灰砂磚硅酸鹽制品：粉煤灰磚、灰砂磚絕熱材料：石棉，礦棉，玻璃棉，膨脹珍珠巖絕熱材料：石棉，礦棉，玻璃棉，膨脹珍珠巖金屬材料金屬材料黑色金屬：生鐵、碳素鋼、合金鋼黑色金屬：生鐵、碳素鋼、合金鋼有

3、色金屬：鋁，鋅，銅及其合金有色金屬：鋁，鋅，銅及其合金有有機(jī)機(jī)材材料料植物質(zhì)材料植物質(zhì)材料木材，竹材木材，竹材瀝青材料瀝青材料石油瀝青，煤瀝青，瀝青防水制品石油瀝青，煤瀝青，瀝青防水制品高分子材料高分子材料塑料，橡膠，部分涂料塑料，橡膠，部分涂料復(fù)復(fù)合合材材料料無機(jī)非金屬無機(jī)非金屬材料與金屬材料與金屬材料、有機(jī)材料、有機(jī)材料的復(fù)合材料的復(fù)合聚合物混凝土、瀝青混凝土、玻璃鋼；聚合物混凝土、瀝青混凝土、玻璃鋼；鋼筋混凝土鋼筋混凝土附：灰砂磚：蒸壓灰砂磚是以適當(dāng)比例的石灰附：灰砂磚：蒸壓灰砂磚是以適當(dāng)比例的石灰和石英砂、砂或細(xì)砂巖和石英砂、砂或細(xì)砂巖,經(jīng)磨細(xì)、加水拌和、半經(jīng)磨細(xì)、加水拌和、半干法壓制

4、成型并經(jīng)蒸壓養(yǎng)護(hù)而成。干法壓制成型并經(jīng)蒸壓養(yǎng)護(hù)而成。粉煤灰磚是以粉煤灰、石灰為主要原料粉煤灰磚是以粉煤灰、石灰為主要原料(也可以也可以摻加適量石膏和骨料摻加適量石膏和骨料)，經(jīng)坯料制備、壓制成型，經(jīng)坯料制備、壓制成型，加常壓或高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的墻體材料。顏色加常壓或高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的墻體材料。顏色呈黑灰色。呈黑灰色。玻璃鋼的科學(xué)名稱是玻璃纖維增強(qiáng)塑料，它是玻璃鋼的科學(xué)名稱是玻璃纖維增強(qiáng)塑料，它是以玻璃纖維及其制品以玻璃纖維及其制品(玻璃布、帶、氈、紗等玻璃布、帶、氈、紗等)作為增強(qiáng)材料作為增強(qiáng)材料,以合成樹脂作基體材料制作而成以合成樹脂作基體材料制作而成 。按功能可以分為建筑結(jié)構(gòu)材料，墻體材料

5、和建筑功能按功能可以分為建筑結(jié)構(gòu)材料，墻體材料和建筑功能材料。見下表。材料。見下表。建筑結(jié)構(gòu)材料：主要指構(gòu)成建筑物受力構(gòu)件或結(jié)構(gòu)所用建筑結(jié)構(gòu)材料：主要指構(gòu)成建筑物受力構(gòu)件或結(jié)構(gòu)所用的材料。如梁、板、柱、基礎(chǔ)等部位所用材料。對這的材料。如梁、板、柱、基礎(chǔ)等部位所用材料。對這類材料的主要技術(shù)性能要求是力學(xué)性能和耐久性。類材料的主要技術(shù)性能要求是力學(xué)性能和耐久性。建筑功能材料：主要是指擔(dān)負(fù)某些建筑功能、非承重用建筑功能材料：主要是指擔(dān)負(fù)某些建筑功能、非承重用的材料，它們賦予建筑物防水、防火、保溫、隔熱、的材料，它們賦予建筑物防水、防火、保溫、隔熱、采光、隔聲、裝飾等功能。采光、隔聲、裝飾等功能。用于

6、建筑物內(nèi)、外及分隔墻體所用的墻體材料分為承重用于建筑物內(nèi)、外及分隔墻體所用的墻體材料分為承重墻材和非承重墻材，前者有力學(xué)性能要求，后者則起墻材和非承重墻材，前者有力學(xué)性能要求，后者則起圍護(hù)作用并擔(dān)負(fù)部分建筑功能要求。圍護(hù)作用并擔(dān)負(fù)部分建筑功能要求。建建筑筑材材料料建筑結(jié)構(gòu)材料建筑結(jié)構(gòu)材料磚混結(jié)構(gòu)磚混結(jié)構(gòu) ：石材、磚、水泥混凝土、鋼：石材、磚、水泥混凝土、鋼筋筋鋼木結(jié)構(gòu)：建筑鋼材、木材鋼木結(jié)構(gòu)：建筑鋼材、木材墻體材料墻體材料磚及砌塊：普通磚、空心磚，硅酸鹽砌磚及砌塊：普通磚、空心磚，硅酸鹽砌塊塊墻板：混凝土墻板、石膏板、復(fù)合墻板墻板：混凝土墻板、石膏板、復(fù)合墻板建筑功能材料建筑功能材料防水材料：

7、瀝青及其制品防水材料：瀝青及其制品 絕熱材料：石棉、礦棉，玻璃棉、膨脹絕熱材料：石棉、礦棉，玻璃棉、膨脹珍珠巖珍珠巖吸聲材料吸聲材料: 木絲板、毛氈，泡沫塑料木絲板、毛氈，泡沫塑料采光材料：玻璃采光材料：玻璃 裝飾材料：涂料、塑料裝飾材料、鋁材、裝飾材料：涂料、塑料裝飾材料、鋁材、陶瓷陶瓷l石棉：石棉：它是天然的纖維狀的硅酸鹽類類礦物質(zhì)的總稱。也是唯一它是天然的纖維狀的硅酸鹽類類礦物質(zhì)的總稱。也是唯一的天然礦物纖維。石棉由纖維束組成，而纖維束又由很長很細(xì)的天然礦物纖維。石棉由纖維束組成，而纖維束又由很長很細(xì)的能相互分離的纖維組成。石棉具有高度耐火性、電絕緣性和的能相互分離的纖維組成。石棉具有高

8、度耐火性、電絕緣性和絕熱性，是重要的防火、絕緣和保溫材料。絕熱性，是重要的防火、絕緣和保溫材料。l礦棉：由硅酸鹽類熔融物制得的棉花狀短纖維，包括礦渣棉、礦棉：由硅酸鹽類熔融物制得的棉花狀短纖維，包括礦渣棉、巖棉、巖棉、 玻璃棉和陶瓷纖維等，我國一般只指前兩種。最早從夏玻璃棉和陶瓷纖維等，我國一般只指前兩種。最早從夏威夷火山口得到的礦棉，稱為威夷火山口得到的礦棉，稱為“法爾的頭發(fā)法爾的頭發(fā)”。以冶金礦渣或。以冶金礦渣或粉煤灰為主要原料者稱礦渣棉；以玄武巖等巖石粉煤灰為主要原料者稱礦渣棉；以玄武巖等巖石 為主要原料者為主要原料者稱稱“巖棉巖棉”。將原料破碎成一定粒度后加助劑等進(jìn)行配料，再。將原料破

9、碎成一定粒度后加助劑等進(jìn)行配料，再入爐熔化、成棉、裝包。礦棉及其制品質(zhì)輕、耐久、不燃、不入爐熔化、成棉、裝包。礦棉及其制品質(zhì)輕、耐久、不燃、不腐、不受蟲蛀等，是優(yōu)良的隔熱保溫、吸聲材料。腐、不受蟲蛀等，是優(yōu)良的隔熱保溫、吸聲材料。 l玻璃棉：是將熔融玻璃纖維化，形成棉狀的材料，化學(xué)成分屬玻璃棉：是將熔融玻璃纖維化，形成棉狀的材料，化學(xué)成分屬玻璃類，是一種無機(jī)纖維。具有成型好、體積密度小、熱導(dǎo)率玻璃類，是一種無機(jī)纖維。具有成型好、體積密度小、熱導(dǎo)率彽、保溫絕熱、吸音性能好、耐腐飾、化學(xué)性能穩(wěn)定。彽、保溫絕熱、吸音性能好、耐腐飾、化學(xué)性能穩(wěn)定。 l膨脹珍珠巖：珍珠巖在膨脹珍珠巖：珍珠巖在10001

10、300高溫條件下體積迅速膨脹高溫條件下體積迅速膨脹430倍，得到內(nèi)部有大量孔隙的巖石，稱為膨脹珍珠巖。是一倍，得到內(nèi)部有大量孔隙的巖石，稱為膨脹珍珠巖。是一種常用的保溫隔熱材料種常用的保溫隔熱材料 二二.建筑材料的重要作用建筑材料的重要作用（1）是各種土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，在建筑工程中建材所占的投）是各種土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，在建筑工程中建材所占的投資比例為資比例為40-70%左右。見圖圖。左右。見圖圖。（2）材料決定了建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。如鋼材和混凝土強(qiáng)度提）材料決定了建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。如鋼材和混凝土強(qiáng)度提高可使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力提高，從而可縮小結(jié)構(gòu)的截高可使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力提高，從

11、而可縮小結(jié)構(gòu)的截面尺寸，降低建筑物的自重和材料消耗量，繼而可降低建筑面尺寸，降低建筑物的自重和材料消耗量，繼而可降低建筑物造價和地基處理費(fèi)用。物造價和地基處理費(fèi)用。（3）材料決定施工方法。如木結(jié)構(gòu)建筑物的施工，要用到鋸子、）材料決定施工方法。如木結(jié)構(gòu)建筑物的施工，要用到鋸子、釘子、刨子等，而鋼結(jié)構(gòu)施工則要用到焊接工具、切割工具、釘子、刨子等，而鋼結(jié)構(gòu)施工則要用到焊接工具、切割工具、吊車等，而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)則要進(jìn)行立模、鋼筋綁扎、混凝吊車等，而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)則要進(jìn)行立模、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等工序。土澆筑等工序。（4）是工程質(zhì)量優(yōu)劣的決定性因素之一。）是工程質(zhì)量優(yōu)劣的決定性因素之一。材料質(zhì)量的優(yōu)

12、劣，配制是否合理，選用是否恰當(dāng)直接影材料質(zhì)量的優(yōu)劣，配制是否合理，選用是否恰當(dāng)直接影響建筑工程質(zhì)量。響建筑工程質(zhì)量。（）材料與建筑結(jié)構(gòu)相互影響、相互發(fā)展。一種新的（）材料與建筑結(jié)構(gòu)相互影響、相互發(fā)展。一種新的建筑材料的出現(xiàn)，必將促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)的改變。如鋼筋混建筑材料的出現(xiàn)，必將促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)的改變。如鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土的出現(xiàn)，大大提高了混凝土的抗拉凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土的出現(xiàn)，大大提高了混凝土的抗拉強(qiáng)度，從而使利用混凝土建造大跨度橋梁稱為可能；高強(qiáng)度，從而使利用混凝土建造大跨度橋梁稱為可能；高強(qiáng)度混凝土出現(xiàn)使建造高層建筑物成為可能。同樣，新強(qiáng)度混凝土出現(xiàn)使建造高層建筑物成為可能。同樣，新的建筑結(jié)

13、構(gòu)的出現(xiàn)、新的建筑功能要求又會促進(jìn)材料科的建筑結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)、新的建筑功能要求又會促進(jìn)材料科學(xué)的發(fā)展。如港口工程、海洋工程中的結(jié)構(gòu)物要求耐化學(xué)的發(fā)展。如港口工程、海洋工程中的結(jié)構(gòu)物要求耐化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)，故要求人們?nèi)パ兄颇透g性高的混凝土學(xué)腐蝕能力強(qiáng)，故要求人們?nèi)パ兄颇透g性高的混凝土和鋼材。地下結(jié)構(gòu)、隧道和地鐵工程則需要高抗?jié)B防水和鋼材。地下結(jié)構(gòu)、隧道和地鐵工程則需要高抗?jié)B防水材料，故人們想方設(shè)法的提高材料的抗?jié)B性，等等。材料，故人們想方設(shè)法的提高材料的抗?jié)B性，等等。土坯建造的住房天安門圖l所用建筑材料：所用建筑材料： 土、石、木料、磚、石灰，磚石材料就土、石、木料、磚、石灰，磚石材料就達(dá)達(dá)1 1

14、億億m m3 3。圖圖埃菲爾鐵塔圖（1）輕質(zhì)、高強(qiáng)材料。材料越輕質(zhì)高強(qiáng)，則建筑物可越）輕質(zhì)、高強(qiáng)材料。材料越輕質(zhì)高強(qiáng)，則建筑物可越高、跨度可越大、施工越容易。高、跨度可越大、施工越容易。（2）高性能材料。材料的性能提高，相應(yīng)地使用壽命提）高性能材料。材料的性能提高，相應(yīng)地使用壽命提高，使用期材料的維修費(fèi)用降低，從而可節(jié)約材料、降低高，使用期材料的維修費(fèi)用降低，從而可節(jié)約材料、降低建造和使用成本，減少能耗和廢棄物的排放等。建造和使用成本，減少能耗和廢棄物的排放等。（3）綠色環(huán)保型材料。又稱環(huán)境友好型材料或生態(tài)材料，）綠色環(huán)保型材料。又稱環(huán)境友好型材料或生態(tài)材料，包括低耗能材料，用工農(nóng)業(yè)廢料、廢渣

15、等代替自然資源生包括低耗能材料，用工農(nóng)業(yè)廢料、廢渣等代替自然資源生產(chǎn)的材料產(chǎn)的材料, ,降低材料生產(chǎn)過程中廢棄物的排放量，材料的降低材料生產(chǎn)過程中廢棄物的排放量，材料的再生循環(huán)利用等等，要做到既發(fā)展建筑材料，又不損害后再生循環(huán)利用等等，要做到既發(fā)展建筑材料，又不損害后代人的利益。代人的利益。四四. .建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)化建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)化 材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn): :國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)。國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)。GB-GB-國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn) GB/TGB/T國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)GBJ-GBJ-建筑工程國家標(biāo)準(zhǔn)建筑工程國家標(biāo)準(zhǔn) JGJ-JGJ-建設(shè)部行業(yè)

16、標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JGJG建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HGHG化工部標(biāo)準(zhǔn)化工部標(biāo)準(zhǔn)SHSH石油化學(xué)工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)石油化學(xué)工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn) JC-JC-國家建材局行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)國家建材局行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB-YB-冶金部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)冶金部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JTJ-JTJ-交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SD-SD-水電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DB-DB-地方標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn) Q Q企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的表示方法：標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)的表示方法：標(biāo)準(zhǔn)名稱+ +部門代號部門代號+ +編號編號+ +批準(zhǔn)年份批準(zhǔn)年份例：例：通用硅酸鹽水泥通用硅酸鹽水泥GB175-2007 GB175-2007 ASTM ASTM 美國國家標(biāo)準(zhǔn)美國國家標(biāo)準(zhǔn) BS B

17、S 英國國家標(biāo)準(zhǔn)英國國家標(biāo)準(zhǔn)DIN DIN 德國國家標(biāo)準(zhǔn)德國國家標(biāo)準(zhǔn) JIS JIS 日本國家標(biāo)準(zhǔn)日本國家標(biāo)準(zhǔn) ISO ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn) 國家標(biāo)準(zhǔn)和部門行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是全國通用標(biāo)準(zhǔn)，屬國家指令性技國家標(biāo)準(zhǔn)和部門行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是全國通用標(biāo)準(zhǔn)，屬國家指令性技術(shù)文件，均必須嚴(yán)格遵照執(zhí)行，尤其是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。術(shù)文件，均必須嚴(yán)格遵照執(zhí)行，尤其是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。 標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)一定時期的技術(shù)水平制定的，它隨技術(shù)水平的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)一定時期的技術(shù)水平制定的，它隨技術(shù)水平的發(fā)展需要進(jìn)行修訂，新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，舊標(biāo)準(zhǔn)自動廢除。需要進(jìn)行修訂，新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，舊標(biāo)準(zhǔn)自動廢除。標(biāo)準(zhǔn)是對重復(fù)性事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定。它以科學(xué)、技術(shù)和

18、標(biāo)準(zhǔn)是對重復(fù)性事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定。它以科學(xué)、技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的綜合成果為基礎(chǔ)，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的綜合成果為基礎(chǔ)，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)。機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)。 標(biāo)準(zhǔn)的本質(zhì)屬性是一種標(biāo)準(zhǔn)的本質(zhì)屬性是一種“統(tǒng)一規(guī)定統(tǒng)一規(guī)定”。這種統(tǒng)一規(guī)定是作。這種統(tǒng)一規(guī)定是作為有關(guān)各方共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)。我國標(biāo)準(zhǔn)分為強(qiáng)制性標(biāo)為有關(guān)各方共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)。我國標(biāo)準(zhǔn)分為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)兩類。強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)必須嚴(yán)格執(zhí)行，做到全國準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)兩類。強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)必須嚴(yán)格執(zhí)行，做到全國統(tǒng)一。推薦性標(biāo)準(zhǔn)國家鼓勵企業(yè)自

19、愿采用。但推薦性標(biāo)準(zhǔn)如統(tǒng)一。推薦性標(biāo)準(zhǔn)國家鼓勵企業(yè)自愿采用。但推薦性標(biāo)準(zhǔn)如經(jīng)協(xié)商，并計(jì)入經(jīng)濟(jì)合同或企業(yè)向用戶作出明示擔(dān)保，有關(guān)經(jīng)協(xié)商，并計(jì)入經(jīng)濟(jì)合同或企業(yè)向用戶作出明示擔(dān)保，有關(guān)各方則必須執(zhí)行，做到統(tǒng)一。各方則必須執(zhí)行，做到統(tǒng)一。 標(biāo)準(zhǔn)制定的對象是重復(fù)性事物和概念。這里講的標(biāo)準(zhǔn)制定的對象是重復(fù)性事物和概念。這里講的“重復(fù)性重復(fù)性”指的是同一事物或概念反復(fù)多次出現(xiàn)的性質(zhì)。例如批量生產(chǎn)指的是同一事物或概念反復(fù)多次出現(xiàn)的性質(zhì)。例如批量生產(chǎn)的產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的重復(fù)投入，重復(fù)加工，重復(fù)檢驗(yàn)等。的產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的重復(fù)投入，重復(fù)加工，重復(fù)檢驗(yàn)等。只有當(dāng)事物或概念具有重復(fù)出現(xiàn)的特性并處于相對穩(wěn)定時才只有當(dāng)事

20、物或概念具有重復(fù)出現(xiàn)的特性并處于相對穩(wěn)定時才有制定標(biāo)準(zhǔn)的必要。有制定標(biāo)準(zhǔn)的必要。 制定標(biāo)準(zhǔn)過程要經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致。如制定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不制定標(biāo)準(zhǔn)過程要經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致。如制定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不僅要有生產(chǎn)部門參加，還應(yīng)當(dāng)有用戶、科研、檢驗(yàn)等部門參僅要有生產(chǎn)部門參加，還應(yīng)當(dāng)有用戶、科研、檢驗(yàn)等部門參加共同討論研究，這樣制定出來的標(biāo)準(zhǔn)才具有權(quán)威性、科學(xué)加共同討論研究，這樣制定出來的標(biāo)準(zhǔn)才具有權(quán)威性、科學(xué)性和適用性。性和適用性。標(biāo)準(zhǔn)化：包括制定，發(fā)布及實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的過程標(biāo)準(zhǔn)化：包括制定，發(fā)布及實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的過程 。通過制定、發(fā)布。通過制定、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到統(tǒng)一是標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)質(zhì)。和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到統(tǒng)一是標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)質(zhì)。 五

21、五. .學(xué)習(xí)本課程的目的、要求和方法學(xué)習(xí)本課程的目的、要求和方法目的目的建筑材料建筑材料是一門專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程的目的是使學(xué)生具有建是一門專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程的目的是使學(xué)生具有建筑材料的基本知識筑材料的基本知識, ,在進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)、施工和工程監(jiān)理時能在進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)、施工和工程監(jiān)理時能正確認(rèn)識和利用材料的物理、化學(xué)、力學(xué)性質(zhì)和使用功能，并正正確認(rèn)識和利用材料的物理、化學(xué)、力學(xué)性質(zhì)和使用功能，并正確選用各類材料，同時也為后繼課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。確選用各類材料，同時也為后繼課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。要求要求熟練掌握建筑工程中常用材料的品種、規(guī)格、主要物理、化學(xué)和熟練掌握建筑工程中常用材料的品種、規(guī)格

22、、主要物理、化學(xué)和力學(xué)性能及其合理利用。力學(xué)性能及其合理利用。學(xué)習(xí)方法：多記、多思考、多做試驗(yàn)。這門課程的基本要求是學(xué)習(xí)方法：多記、多思考、多做試驗(yàn)。這門課程的基本要求是要重點(diǎn)掌握材料的基本性質(zhì)和合理選用材料。為此必須熟記各種要重點(diǎn)掌握材料的基本性質(zhì)和合理選用材料。為此必須熟記各種材料的性質(zhì)，同時要多思考，弄清楚材料為什么會有這樣的性質(zhì)材料的性質(zhì)，同時要多思考，弄清楚材料為什么會有這樣的性質(zhì)。建筑材料的基本性質(zhì)歸納起來可分為：建筑材料的基本性質(zhì)歸納起來可分為：一一.物理性質(zhì)：包括密度、與水有關(guān)的性質(zhì)、與熱有關(guān)的物理性質(zhì)：包括密度、與水有關(guān)的性質(zhì)、與熱有關(guān)的性質(zhì)等。性質(zhì)等。二二.力學(xué)性質(zhì)：包括強(qiáng)

23、度、塑性與彈性、脆性與韌性等性力學(xué)性質(zhì)：包括強(qiáng)度、塑性與彈性、脆性與韌性等性質(zhì)。質(zhì)。三三.耐久性：材料在長期使用中，會受到環(huán)境和其內(nèi)部各耐久性：材料在長期使用中，會受到環(huán)境和其內(nèi)部各種破壞因素的作用（物理、化學(xué)及生物因素等）而導(dǎo)種破壞因素的作用（物理、化學(xué)及生物因素等）而導(dǎo)致其使用功能下降。材料抵抗這些因素破壞作用的能致其使用功能下降。材料抵抗這些因素破壞作用的能力叫耐久性。包括抗?jié)B性、抗凍性、耐腐蝕性等。力叫耐久性。包括抗?jié)B性、抗凍性、耐腐蝕性等。l2.1 材料的物理性質(zhì)材料的物理性質(zhì)l2.2 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)l2.3 材料的耐久性材料的耐久性l2.4 材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造及其

24、對性能影響材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造及其對性能影響2.1.1與密度有關(guān)的性質(zhì)與密度有關(guān)的性質(zhì) 密度是指材料的質(zhì)量與其體積之比。根據(jù)材料所處狀態(tài)不同，可密度是指材料的質(zhì)量與其體積之比。根據(jù)材料所處狀態(tài)不同，可分為（真）密度、表觀密度和堆積密度。分為（真）密度、表觀密度和堆積密度。一、密度一、密度 干燥材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量稱為密度。干燥材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量稱為密度。 =m/v=m/v（式中：（式中：密度，密度， ；m m材料實(shí)體積的質(zhì)量；材料實(shí)體積的質(zhì)量；vv材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積，即材料內(nèi)固態(tài)物材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積，即材料內(nèi)固態(tài)物質(zhì)的實(shí)體積，也可叫絕對體積）

25、質(zhì)的實(shí)體積，也可叫絕對體積）注意：（注意：（1 1）干燥狀態(tài)的材料）干燥狀態(tài)的材料 （2 2）單位：）單位：，一般不用，一般不用kg/kg/ （3 3）實(shí)體積的測定：）實(shí)體積的測定： 在建筑材料中，除金屬、玻璃、瀝青等少數(shù)材料外，都含有在建筑材料中，除金屬、玻璃、瀝青等少數(shù)材料外，都含有一些孔隙。為了測得含孔材料的密度，應(yīng)把材料磨成細(xì)粉（粒徑至一些孔隙。為了測得含孔材料的密度，應(yīng)把材料磨成細(xì)粉（粒徑至少小于少小于0.20mm0.20mm），除去孔隙，經(jīng)干燥后用李氏密度瓶測定實(shí)體積。），除去孔隙，經(jīng)干燥后用李氏密度瓶測定實(shí)體積。材料磨得越細(xì)，所測得的體積越接近絕對體積材料磨得越細(xì)，所測得的體積越

26、接近絕對體積。 硅酸鹽水泥：硅酸鹽水泥：3.03.15 ，火山灰水泥、礦渣水泥或粉，火山灰水泥、礦渣水泥或粉煤灰水泥：煤灰水泥： 2.8 3.0 ，粉煤灰：，粉煤灰：2.2 2.3 二、表觀密度：在自然狀態(tài)下，材料單位表觀體積（實(shí)體積開二、表觀密度：在自然狀態(tài)下，材料單位表觀體積（實(shí)體積開口孔隙體積口孔隙體積+閉口孔隙體積）的質(zhì)量，稱為表觀密度。閉口孔隙體積）的質(zhì)量，稱為表觀密度。 干燥狀態(tài)干燥狀態(tài) 式中：式中：o表觀密度，表觀密度，或或kgkg ； o表觀體積；表觀體積；vp孔隙的體積；孔隙的體積； mp孔隙的質(zhì)量；孔隙的質(zhì)量； 、意義同前。意義同前。ppooovvmmvm1實(shí)體實(shí)體2閉口孔

27、隙閉口孔隙3開口孔隙開口孔隙ovm 注意：注意： （1）表觀體積）表觀體積=實(shí)體積實(shí)體積+全部孔隙體積。但道路建筑材料表觀全部孔隙體積。但道路建筑材料表觀體積的含義與此不同，因而表觀密度的定義也與此不同。體積的含義與此不同，因而表觀密度的定義也與此不同。 （2）單位：）單位：kgkg和和均可。均可。 （3）表觀密度與材料的含水狀態(tài)有關(guān)，一般含水量增加，表）表觀密度與材料的含水狀態(tài)有關(guān)，一般含水量增加，表觀密度增加。除有特別說明外，一般指干燥狀態(tài)時的表觀密觀密度增加。除有特別說明外，一般指干燥狀態(tài)時的表觀密度。度。 （4）表觀體積的測定方法：）表觀體積的測定方法：形狀規(guī)則的材料，用尺子測量。形狀

28、規(guī)則的材料，用尺子測量。形狀不規(guī)則的材料，加工成規(guī)則的形狀，用尺子測量。形狀不規(guī)則的材料，加工成規(guī)則的形狀，用尺子測量。不必加工的材料，如吸水率（如砂、石）很小，直接用排液不必加工的材料，如吸水率（如砂、石）很小，直接用排液法（排水法或排油法）測量。否則將材料表面封蠟，再用排法（排水法或排油法）測量。否則將材料表面封蠟，再用排水法測量。水法測量。（5）碎石或卵石：）碎石或卵石：2.7 ，砂：，砂：2.6 ，普通混，普通混凝土：凝土：24002450 kgkgV 實(shí)體積實(shí)體積V0表觀體積表觀體積v 視密度時用到的體積視密度時用到的體積m實(shí)體積對應(yīng)的質(zhì)量實(shí)體積對應(yīng)的質(zhì)量mp孔隙的質(zhì)量孔隙的質(zhì)量mo

29、表觀體積對應(yīng)的質(zhì)量表觀體積對應(yīng)的質(zhì)量 V V V V V V0 0mmpmo某塊材料的質(zhì)量與體積關(guān)系某塊材料的質(zhì)量與體積關(guān)系三、堆積密度三、堆積密度定義：散粒材料在堆積狀態(tài)下單位體積質(zhì)量定義：散粒材料在堆積狀態(tài)下單位體積質(zhì)量。 00VmmmVVVVmmmspSKBsp堆積材料體積構(gòu)成示意圖堆積材料體積構(gòu)成示意圖oVm干燥狀態(tài)mmpmsms空隙質(zhì)量空隙質(zhì)量Vs空隙體積空隙體積VB閉口孔體積閉口孔體積VK開口孔體積開口孔體積注意：注意：（1）堆積體積）堆積體積=所有顆粒實(shí)體積所有顆粒實(shí)體積+所有顆?？紫扼w積所有顆?？紫扼w積+顆粒之顆粒之間的空隙體積。間的空隙體積。（2）堆積密度包括松裝堆積密度和緊

30、裝堆積密度。在自然）堆積密度包括松裝堆積密度和緊裝堆積密度。在自然狀態(tài)下的堆積密度為松裝堆積密度，一般稱堆積密度；在狀態(tài)下的堆積密度為松裝堆積密度，一般稱堆積密度；在搗實(shí)狀態(tài)下的堆積密度稱緊裝堆積密度。搗實(shí)狀態(tài)下的堆積密度稱緊裝堆積密度。（3）單位：）單位： kgkg，一般不用，一般不用3 3（4）堆積體積測定：以散粒材料所占容器的容積作為堆積）堆積體積測定：以散粒材料所占容器的容積作為堆積體積。體積。（5）堆積密度與含水狀態(tài)有關(guān)，一般指材料干燥時的堆積）堆積密度與含水狀態(tài)有關(guān)，一般指材料干燥時的堆積密度。密度。 干燥狀態(tài)下：干燥狀態(tài)下： 密度密度 表觀密度堆積密度表觀密度堆積密度四、材料的孔

31、隙與密實(shí)度四、材料的孔隙與密實(shí)度孔隙對材料性質(zhì)的影響：孔隙率大小和孔隙特征與材料的許多重孔隙對材料性質(zhì)的影響：孔隙率大小和孔隙特征與材料的許多重要性質(zhì)如強(qiáng)度、抗?jié)B性、吸水性、抗凍性和導(dǎo)熱性等有密切關(guān)系。要性質(zhì)如強(qiáng)度、抗?jié)B性、吸水性、抗凍性和導(dǎo)熱性等有密切關(guān)系。 孔隙的多少：孔隙率小，則材料密實(shí)程度高，材料強(qiáng)度高?？紫兜亩嗌伲嚎紫堵市?，則材料密實(shí)程度高，材料強(qiáng)度高。 孔隙的特征：孔隙的特征： 按孔隙尺寸大小，可把孔隙分為為微孔（孔徑按孔隙尺寸大小，可把孔隙分為為微孔（孔徑1000nm ）三種。）三種。 按孔隙之間是否相互貫通，把孔隙分為孤立孔、連通孔。按孔隙之間是否相互貫通，把孔隙分為孤立孔、連

32、通孔。 按孔隙與外界之間是否連通，把孔隙分為開口孔、封閉孔。按孔隙與外界之間是否連通，把孔隙分為開口孔、封閉孔。 開口毛細(xì)孔越多，材料吸水性大；開口孔隙越多，材料抗?jié)B、開口毛細(xì)孔越多，材料吸水性大；開口孔隙越多，材料抗?jié)B、抗凍性越差；閉口孔隙越多，材料抗?jié)B、抗凍性和隔熱性反而越抗凍性越差；閉口孔隙越多，材料抗?jié)B、抗凍性和隔熱性反而越好。好。孔隙率：孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙體積孔隙率：孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙體積( (開口孔隙和閉口孔隙開口孔隙和閉口孔隙) )占占材料總體積的百分率。材料總體積的百分率。公式：公式： %100)1(%1001%100000）（ommVVVP密實(shí)度：材料內(nèi)部固體物質(zhì)的實(shí)

33、體積占材料總體積的百分率。密實(shí)度：材料內(nèi)部固體物質(zhì)的實(shí)體積占材料總體積的百分率。公式：公式：開口空隙率：開口空隙率：指材料內(nèi)部開口孔隙體積占材料總體積的百分指材料內(nèi)部開口孔隙體積占材料總體積的百分率。用率。用P Pk k表示。表示。閉口空隙率：閉口空隙率：指材料內(nèi)部閉口孔隙體積占材料總體積的百分指材料內(nèi)部閉口孔隙體積占材料總體積的百分率。用率。用P Pb b表示。表示。 Pk+Pb=PpVVD1%100%10000空隙率：散粒材料顆粒間的空隙體積占堆積體積的空隙率：散粒材料顆粒間的空隙體積占堆積體積的百分率。空隙率大小反應(yīng)了散粒材料的密實(shí)程度。百分率?？障堵蚀笮》磻?yīng)了散粒材料的密實(shí)程度。在混凝

34、土配合比設(shè)計(jì)時，砂、石空隙率是計(jì)算砂率在混凝土配合比設(shè)計(jì)時，砂、石空隙率是計(jì)算砂率的重要依據(jù)。的重要依據(jù)。公式：公式：填充率：所有顆粒的表觀體積占堆積體積的百分率。填充率：所有顆粒的表觀體積占堆積體積的百分率。公式：公式： %100)1 (%100mm1%1000000000）（VVVp1pD2.1.2 材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì)一、材料的親水性與憎水性一、材料的親水性與憎水性 能被水潤濕的材料為親水性材料，反之為憎水性材料，如荷葉。能被水潤濕的材料為親水性材料，反之為憎水性材料，如荷葉。建筑材料大多為親水性材料，如水泥、混凝土、砂、石、磚建筑材料大多為親水性材料，如水泥、混凝土、砂

35、、石、磚等，只有少數(shù)材料如瀝青、石蠟及某些塑料等為憎水性材料。等，只有少數(shù)材料如瀝青、石蠟及某些塑料等為憎水性材料。 潤濕邊角：在材料、水和空氣的三相體的交點(diǎn)處沿水滴表面做潤濕邊角：在材料、水和空氣的三相體的交點(diǎn)處沿水滴表面做切線，切線與材料和水接觸面的夾角切線，切線與材料和水接觸面的夾角 ，稱為潤濕邊角。，稱為潤濕邊角。 90時，材料表現(xiàn)為親水性；時，材料表現(xiàn)為親水性； =0時，材料完全被水時，材料完全被水潤濕。潤濕。 此時材料對水分子的吸引力大于水分子間的內(nèi)聚力。此時材料對水分子的吸引力大于水分子間的內(nèi)聚力。 90時，材料表現(xiàn)為憎水性時，材料表現(xiàn)為憎水性 。此時材料對水分子的吸。此時材料對

36、水分子的吸引力小于水分子間的內(nèi)聚力。引力小于水分子間的內(nèi)聚力。憎水性材料能阻止水分進(jìn)入材料內(nèi)部的毛細(xì)孔中，常用作防水材憎水性材料能阻止水分進(jìn)入材料內(nèi)部的毛細(xì)孔中，常用作防水材料。料。二、二、 吸濕性：自然狀態(tài)下吸濕性：自然狀態(tài)下定義：材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。用含水定義：材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。用含水率表示，對某一固定材料而言，含水率是一個變率表示，對某一固定材料而言，含水率是一個變值。值。 材料開口毛細(xì)孔數(shù)量越多則吸濕性越強(qiáng)。材料開口毛細(xì)孔數(shù)量越多則吸濕性越強(qiáng)。含水率：含水率： m m1 1材料濕質(zhì)量；材料濕質(zhì)量； m mo o材料干質(zhì)量。材料干質(zhì)量。平衡含水率：材料中所含水分

37、與周圍空氣的濕度相平衡時的平衡含水率：材料中所含水分與周圍空氣的濕度相平衡時的含水率為平衡含水率。含水率為平衡含水率。潮濕材料在干燥空氣中放出水分的性能稱還濕性。潮濕材料在干燥空氣中放出水分的性能稱還濕性。%100001mmmW三、吸水性：材料在水中吸收水分的性質(zhì)。用吸水率表示，它反三、吸水性：材料在水中吸收水分的性質(zhì)。用吸水率表示，它反應(yīng)材料飽水（吸水飽和）狀態(tài)下吸收水分的能力，對某一固定應(yīng)材料飽水（吸水飽和）狀態(tài)下吸收水分的能力，對某一固定材料而言為一恒值。材料而言為一恒值。質(zhì)量吸水率：材料飽水時質(zhì)量吸水率：材料飽水時, ,吸收水分的質(zhì)量占材料干質(zhì)量的百分率吸收水分的質(zhì)量占材料干質(zhì)量的百分

38、率 （式中：（式中：m m1 1材料飽水時的質(zhì)量；材料飽水時的質(zhì)量；m mo o材料干質(zhì)量）材料干質(zhì)量）體積吸水率：材料飽水時體積吸水率：材料飽水時, ,吸收水分的體積占材料干表觀體積百分吸收水分的體積占材料干表觀體積百分率率（式中：（式中：V Vo o材料干表觀體積，材料干表觀體積，o o材料干表觀密度）材料干表觀密度）注意：（注意：（1 1）開口毛細(xì)孔越多，吸水率越大。開口毛細(xì)孔越多，吸水率越大。 （2 2）一般，體積吸水率等于開口空隙率。）一般，體積吸水率等于開口空隙率。 （3）當(dāng)材料吸濕達(dá)到飽和狀態(tài)時的含水率即為吸水率。）當(dāng)材料吸濕達(dá)到飽和狀態(tài)時的含水率即為吸水率。%100001mmm

39、W水水水）（ooWmmmVmmW%100/%100001001四、耐水性：材料長期在水作用下不破壞、強(qiáng)度也不明顯下降四、耐水性：材料長期在水作用下不破壞、強(qiáng)度也不明顯下降的性質(zhì)。的性質(zhì)。軟化系數(shù)：軟化系數(shù)： KR 0.85為耐水材料，該值越小耐水性越差。為耐水材料，該值越小耐水性越差。一般，材料吸水后，強(qiáng)度會降低，故一般，材料吸水后，強(qiáng)度會降低，故KR=01。長期處于水中或潮濕環(huán)境中的重要結(jié)構(gòu)，必須選用長期處于水中或潮濕環(huán)境中的重要結(jié)構(gòu)，必須選用KR0.85的的材料。受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)材料，材料。受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)材料，KR不宜小于不宜小于0.75.gbRffKf fb b材料飽水狀態(tài)時抗壓強(qiáng)

40、度；材料飽水狀態(tài)時抗壓強(qiáng)度；f fg g材料干燥狀態(tài)時抗壓強(qiáng)度。材料干燥狀態(tài)時抗壓強(qiáng)度。 五、抗?jié)B性五、抗?jié)B性：抵抗壓力水滲透的性質(zhì)：抵抗壓力水滲透的性質(zhì) 。用滲透系數(shù)或抗?jié)B等級表示。用滲透系數(shù)或抗?jié)B等級表示。滲透系數(shù)滲透系數(shù): 透水量透水量（式中：（式中：KS、A、t、H、d分別表示滲透系數(shù)、滲水面積、滲水分別表示滲透系數(shù)、滲水面積、滲水時間、水壓水頭高度和材料厚度。水頭也稱壓頭，是水壓力換算時間、水壓水頭高度和材料厚度。水頭也稱壓頭，是水壓力換算成垂直水柱高度的形式。成垂直水柱高度的形式。1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=760毫米汞柱毫米汞柱=10.336米米水柱）水柱）Ks的意義：滲透系數(shù)越小，

41、表明抗?jié)B性能越好。的意義：滲透系數(shù)越小，表明抗?jié)B性能越好。抗?jié)B等級抗?jié)B等級: :指材料不被水滲透時所能承受的最大水壓力。指材料不被水滲透時所能承受的最大水壓力。用用“P+10P+10倍最大水壓力值（倍最大水壓力值（MPaMPa）”表示。如：最大承水壓力為表示。如：最大承水壓力為0.4MPa0.4MPa，表示為，表示為P P4 4，有，有P4P4、P6P6 、P8P8、P10P10、P12P12等抗?jié)B等級。等抗?jié)B等級。 一般，抗?jié)B性決定了材料的耐久性和質(zhì)量。特別是地下結(jié)構(gòu)、一般，抗?jié)B性決定了材料的耐久性和質(zhì)量。特別是地下結(jié)構(gòu)、水池、壓力管道和容器等對抗?jié)B性要求高。水池、壓力管道和容器等對抗?jié)B性要

42、求高。 抗?jié)B性與材料孔隙數(shù)量和特征有關(guān)。在孔隙數(shù)量相等時，開口抗?jié)B性與材料孔隙數(shù)量和特征有關(guān)。在孔隙數(shù)量相等時，開口大孔數(shù)量多，抗?jié)B性最差；開口連通細(xì)孔多，抗?jié)B性也差；但封大孔數(shù)量多，抗?jié)B性最差；開口連通細(xì)孔多，抗?jié)B性也差；但封閉細(xì)孔多的材料的抗?jié)B性反而好。因?yàn)槭節(jié)B水路徑延長了。閉細(xì)孔多的材料的抗?jié)B性反而好。因?yàn)槭節(jié)B水路徑延長了。dAtHKQSAtHQdKS六、六、 抗凍性抗凍性材料在飽水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用不破壞，強(qiáng)度也材料在飽水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。用抗凍等級表示。不顯著降低的性質(zhì)。用抗凍等級表示?？箖龅燃墸喊聪嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)

43、，材料在達(dá)到抗凍等級：按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)，材料在達(dá)到規(guī)定的破壞程度（強(qiáng)度損失率不超過規(guī)定的破壞程度（強(qiáng)度損失率不超過25%且質(zhì)量損失率不超且質(zhì)量損失率不超過過5%）時能經(jīng)受的最大凍融循環(huán)次數(shù)。）時能經(jīng)受的最大凍融循環(huán)次數(shù)。用用“F+F+最大凍融循最大凍融循環(huán)次數(shù)環(huán)次數(shù)”表示。有表示。有F15F15、F25F25、F50F50、F100F100、F200F200、F300 F300 等等抗凍等級?？箖龅燃?。材料凍融破壞的主因是材料孔隙中的水結(jié)冰產(chǎn)生的膨脹造成的。材料凍融破壞的主因是材料孔隙中的水結(jié)冰產(chǎn)生的膨脹造成的。影響材料抗凍性的因素如下：影響材料抗凍性的因素如下：（1 1）孔隙

44、充水程度。孔隙未充滿水，即使受凍也不一定會破）孔隙充水程度?？紫段闯錆M水，即使受凍也不一定會破壞，因?yàn)橛锌紫吨杏卸嘤嗟目臻g容納結(jié)冰時產(chǎn)生的膨脹。壞，因?yàn)橛锌紫吨杏卸嘤嗟目臻g容納結(jié)冰時產(chǎn)生的膨脹。（2）開口孔隙率：越大則抗凍性越差。）開口孔隙率：越大則抗凍性越差。（3）極細(xì)孔隙中的水的冰點(diǎn)降低，不會降低材料抗凍性。）極細(xì)孔隙中的水的冰點(diǎn)降低，不會降低材料抗凍性。根據(jù)熱力學(xué)理論，孔中的水是否結(jié)冰，還取決于孔的孔徑。根據(jù)熱力學(xué)理論，孔中的水是否結(jié)冰，還取決于孔的孔徑。孔徑為孔徑為10 nm 時，水在時，水在- 5 時才結(jié)冰；而孔徑為時才結(jié)冰；而孔徑為3.5 nm 時，水在時，水在- 20 時才結(jié)冰。

45、時才結(jié)冰。 （4）閉口孔隙率：越大則抗凍性好。）閉口孔隙率：越大則抗凍性好。 2.1.3 材料與熱有關(guān)的性質(zhì)材料與熱有關(guān)的性質(zhì) 現(xiàn)在國家非常重視節(jié)能、環(huán)保型房屋建設(shè)，大力推廣保溫、隔現(xiàn)在國家非常重視節(jié)能、環(huán)保型房屋建設(shè)，大力推廣保溫、隔熱材料的使用，材料的熱工性質(zhì)也是一個重要性質(zhì)。熱材料的使用，材料的熱工性質(zhì)也是一個重要性質(zhì)。一、導(dǎo)熱性：材料傳導(dǎo)熱量的能力稱導(dǎo)熱性。用導(dǎo)熱系數(shù)一、導(dǎo)熱性：材料傳導(dǎo)熱量的能力稱導(dǎo)熱性。用導(dǎo)熱系數(shù)表示。表示。 (式中：式中： 導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)，W/W/（m mk k）；）； Q Q、A A、t t、T T分別表示傳導(dǎo)的熱量、分別表示傳導(dǎo)的熱量、傳熱面積、材料厚度、

46、傳熱時間和材料兩側(cè)溫差傳熱面積、材料厚度、傳熱時間和材料兩側(cè)溫差)材料導(dǎo)熱性與孔隙數(shù)量和特征有關(guān)：材料導(dǎo)熱性與孔隙數(shù)量和特征有關(guān)：密閉細(xì)微孔隙越多，材料（如泡沫材料）隔熱性能越好。因?yàn)槊荛]細(xì)微孔隙越多，材料（如泡沫材料）隔熱性能越好。因?yàn)檠娱L了傳導(dǎo)路徑。延長了傳導(dǎo)路徑。粗大孔隙或貫通孔隙越多，材料導(dǎo)熱性能越好。因?yàn)檫@時熱的粗大孔隙或貫通孔隙越多，材料導(dǎo)熱性能越好。因?yàn)檫@時熱的傳遞方式由傳導(dǎo)為主變?yōu)閷α鳛橹?。傳遞方式由傳導(dǎo)為主變?yōu)閷α鳛橹鳌２牧鲜艹被蚴軆龊?，?dǎo)熱性增加。因?yàn)榭諝?、水、冰的?dǎo)熱系材料受潮或受凍后，導(dǎo)熱性增加。因?yàn)榭諝狻⑺?、冰的?dǎo)熱系數(shù)分別為數(shù)分別為0.023（最?。?、（最小）、0.

47、58、2.20 W/W/（m mk k） 。 普通混凝土普通混凝土=1.6=1.6；鋼；鋼=56=56；銅；銅=370=370。TAQt 二、熱容量和比熱二、熱容量和比熱 熱容量：指材料升溫時吸收熱量多少或降溫時放出熱量熱容量：指材料升溫時吸收熱量多少或降溫時放出熱量多少的性質(zhì)。如吸收或放出熱量多則熱容量大，反之則小。多少的性質(zhì)。如吸收或放出熱量多則熱容量大，反之則小。 Q=cmQ=cmT T （式中：（式中：QQ材料吸收或放出的熱量；材料吸收或放出的熱量； cc比熱，比熱，J/J/（gKgK）或）或kJ /kJ /（kgKkgK）；）； mm材料質(zhì)量；材料質(zhì)量； T T 溫差；溫差； cmc

48、m熱容量）熱容量） 比熱比熱c=Q/(m c=Q/(m T ), T ), 表示單位質(zhì)量的材料溫度升高或表示單位質(zhì)量的材料溫度升高或下降下降1K1K時吸收或放出的熱量。時吸收或放出的熱量。 導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量是建筑物維護(hù)結(jié)構(gòu)（墻體或屋蓋）進(jìn)導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量是建筑物維護(hù)結(jié)構(gòu)（墻體或屋蓋）進(jìn)行熱工設(shè)計(jì)時的重要參數(shù)，應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)小而熱容量大行熱工設(shè)計(jì)時的重要參數(shù)，應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)小而熱容量大的材料，以利于室內(nèi)溫度的穩(wěn)定。的材料，以利于室內(nèi)溫度的穩(wěn)定。 2.2.1 強(qiáng)度強(qiáng)度材料抵抗外力破壞的能力。用材料抵抗外力破壞的能力。用材料單位面積上能材料單位面積上能承受的最大應(yīng)力表示，單位承受的最大應(yīng)力表示，單位

49、MPa。一、形式：一、形式：抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度：抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度： PP破壞時的最大荷載，破壞時的最大荷載，N N A A受力面積，受力面積，mmmm2 2 APf抗彎強(qiáng)度（抗折強(qiáng)度）抗彎強(qiáng)度（抗折強(qiáng)度）223bhFLf 單點(diǎn)加荷：單點(diǎn)加荷：三分點(diǎn)加三分點(diǎn)加荷：荷：2bhFLf L L/2/2L L/2/2 二、強(qiáng)度等級二、強(qiáng)度等級 為了合理選擇材料，將材料按強(qiáng)度大小劃分成不同的等為了合理選擇材料，將材料按強(qiáng)度大小劃分成不同的等級，即強(qiáng)度等級，如材料要達(dá)到某一強(qiáng)度等級，則其強(qiáng)度級，即強(qiáng)度等級，如材料要達(dá)到某一強(qiáng)度等級，則其強(qiáng)度不能低于該強(qiáng)度等級的規(guī)定值。石材、混凝土、紅磚

50、等脆不能低于該強(qiáng)度等級的規(guī)定值。石材、混凝土、紅磚等脆性材料主要用于抗壓，以抗壓強(qiáng)度劃分等級，鋼材主要用性材料主要用于抗壓，以抗壓強(qiáng)度劃分等級，鋼材主要用于抗拉，以抗拉強(qiáng)度劃分等級。不同材料。具體的強(qiáng)度等于抗拉，以抗拉強(qiáng)度劃分等級。不同材料。具體的強(qiáng)度等級劃分方法在以后內(nèi)容講述。級劃分方法在以后內(nèi)容講述。三、比強(qiáng)度三、比強(qiáng)度 它等于材料的強(qiáng)度與表觀密度之比。比強(qiáng)度是評價材料它等于材料的強(qiáng)度與表觀密度之比。比強(qiáng)度是評價材料輕質(zhì)高強(qiáng)的指標(biāo)，數(shù)值越大，表明材料越輕質(zhì)高強(qiáng)。這對輕質(zhì)高強(qiáng)的指標(biāo)，數(shù)值越大，表明材料越輕質(zhì)高強(qiáng)。這對保證建筑物強(qiáng)度、減小自重、節(jié)約材料、提高建筑物高度保證建筑物強(qiáng)度、減小自重、

51、節(jié)約材料、提高建筑物高度和跨度有重要的實(shí)際意義。和跨度有重要的實(shí)際意義。 比強(qiáng)度：木材低碳鋼普通混凝土。普通混凝土不是輕比強(qiáng)度：木材低碳鋼普通混凝土。普通混凝土不是輕質(zhì)高強(qiáng)材料。質(zhì)高強(qiáng)材料。 四、影響強(qiáng)度的因素：四、影響強(qiáng)度的因素：材料的組成：不同組成的材料，其強(qiáng)度不同。材料的組成：不同組成的材料，其強(qiáng)度不同?？紫堵剩涸黾樱ū碛^密度降低），強(qiáng)度呈直孔隙率：增加（表觀密度降低），強(qiáng)度呈直 線下降。線下降。含水狀態(tài)：含水分時材料強(qiáng)度低于干燥狀態(tài)時。含水狀態(tài)：含水分時材料強(qiáng)度低于干燥狀態(tài)時。溫度：升高，強(qiáng)度降低。溫度：升高，強(qiáng)度降低。試驗(yàn)條件：試驗(yàn)條件：試件尺寸：增大，強(qiáng)度降低；（試件越大，內(nèi)部出現(xiàn)

52、缺陷試件尺寸：增大，強(qiáng)度降低；（試件越大，內(nèi)部出現(xiàn)缺陷的幾率越大，而試件的破壞就是從缺陷處開始的）的幾率越大，而試件的破壞就是從缺陷處開始的）加荷速度：越快，強(qiáng)度越大；（試件的破壞與所受壓力不加荷速度：越快，強(qiáng)度越大；（試件的破壞與所受壓力不同步，有滯后效應(yīng)）同步，有滯后效應(yīng)）試件高度：長方形試件強(qiáng)度小于立方體試件；（長方體環(huán)試件高度：長方形試件強(qiáng)度小于立方體試件；（長方體環(huán)箍效應(yīng)的影響要小些）箍效應(yīng)的影響要小些）試件表面的平整度與光滑度：越平整、光滑，強(qiáng)度越小。試件表面的平整度與光滑度：越平整、光滑，強(qiáng)度越小。（環(huán)箍效應(yīng)的影響減?。ōh(huán)箍效應(yīng)的影響減?。?2.2.2 2.2.2 材料的彈性與

53、塑性材料的彈性與塑性 材料受外力作用，在破壞前都會產(chǎn)生變形。根據(jù)變形的材料受外力作用，在破壞前都會產(chǎn)生變形。根據(jù)變形的特點(diǎn)，可分為彈性變形和塑性變形。特點(diǎn)，可分為彈性變形和塑性變形。 彈性變形：彈性變形： 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，能夠完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)稱為彈性。這種能夠完后，能夠完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)稱為彈性。這種能夠完全恢復(fù)的變形稱為彈性變形。用彈性模量（全恢復(fù)的變形稱為彈性變形。用彈性模量（E E）來衡量彈）來衡量彈性變形能力。性變形能力。 E=E=/ E E越大，材料越不易產(chǎn)生彈性變形，剛度越大，為結(jié)構(gòu)越大，材料越不易產(chǎn)生彈性變形，

54、剛度越大，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。 塑性變形：塑性變形： 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后仍保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱后仍保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱為塑性。這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形。為塑性。這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形。 實(shí)際上，單純的彈性或塑性材料是不存在的。在較小實(shí)際上，單純的彈性或塑性材料是不存在的。在較小力作用下時材料表現(xiàn)為彈性，但在較大力作用時則表現(xiàn)為力作用下時材料表現(xiàn)為彈性，但在較大力作用時則表現(xiàn)為塑性。塑性。2.2.3 2.2.3 材料的脆性與韌性材料的脆性與韌性 脆性：材料在

55、外力作用下，只發(fā)生很小的彈性變形和塑脆性：材料在外力作用下，只發(fā)生很小的彈性變形和塑性變形就突然破壞的性質(zhì)稱為脆性。具有這種性質(zhì)的材料性變形就突然破壞的性質(zhì)稱為脆性。具有這種性質(zhì)的材料稱為脆性材料。脆性材料的抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度大得多，稱為脆性材料。脆性材料的抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度大得多，可達(dá)幾倍到幾十倍，如混凝土。脆性材料抵抗沖擊或振動可達(dá)幾倍到幾十倍，如混凝土。脆性材料抵抗沖擊或振動荷載的能力差，故常用于承受靜壓力作用的工程部位如基荷載的能力差，故常用于承受靜壓力作用的工程部位如基礎(chǔ)、墻體、柱子、墩座等。礎(chǔ)、墻體、柱子、墩座等。 脆性材料：石、磚、砼、陶瓷、玻璃、鑄鐵等。脆性材料：石、磚、砼、陶

56、瓷、玻璃、鑄鐵等。 韌性：材料在沖擊、振動荷載作用下，能吸收較大的能韌性：材料在沖擊、振動荷載作用下，能吸收較大的能量，同時也能產(chǎn)生一定的塑性或彈性變形而不破壞的性質(zhì)量，同時也能產(chǎn)生一定的塑性或彈性變形而不破壞的性質(zhì)稱為韌性（或沖擊韌性）。建筑鋼材、木材、瀝青混凝土稱為韌性（或沖擊韌性）。建筑鋼材、木材、瀝青混凝土等屬于韌性材料。用作路面、橋梁、吊車梁以及有抗震要等屬于韌性材料。用作路面、橋梁、吊車梁以及有抗震要求的結(jié)構(gòu)都要考慮材料的韌性。材料的韌性用沖擊韌性指求的結(jié)構(gòu)都要考慮材料的韌性。材料的韌性用沖擊韌性指標(biāo)來衡量。標(biāo)來衡量。2.2.4 2.2.4 硬度和耐磨性硬度和耐磨性 硬度是材料抵抗

57、其他物體刻劃、壓入其表面出現(xiàn)塑硬度是材料抵抗其他物體刻劃、壓入其表面出現(xiàn)塑性變形的能力。常用的測定測定硬度的方法有刻劃法和性變形的能力。常用的測定測定硬度的方法有刻劃法和壓入法。通常，石料、陶瓷、礦物的硬度采用刻劃法測壓入法。通常，石料、陶瓷、礦物的硬度采用刻劃法測定其莫氏硬度（共十級，級別越高材料越硬，滑石為定其莫氏硬度（共十級，級別越高材料越硬，滑石為1 1級，金剛石為級，金剛石為1010級）；鋼材，木材，混凝土采用鋼球壓級）；鋼材，木材，混凝土采用鋼球壓入法測定其布氏硬度（入法測定其布氏硬度（HBHB），以壓痕單位面積上承受的），以壓痕單位面積上承受的壓力表示。硬度越大，材料耐磨性越好，

58、抗壓強(qiáng)度越高。壓力表示。硬度越大，材料耐磨性越好，抗壓強(qiáng)度越高。 耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力，通常用磨損率耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力，通常用磨損率K K表示，即：表示，即： K=K=（M M1 1-M-M2 2）/A/A 其中其中 M M1 1，M M2 2分別表示磨損前后的質(zhì)量；分別表示磨損前后的質(zhì)量； A A受磨面積。受磨面積。 路面材料如石子、砂子，經(jīng)常受水沖刷的部位用材料要路面材料如石子、砂子，經(jīng)常受水沖刷的部位用材料要具有較高的耐磨性。具有較高的耐磨性。2cm 耐久性：材料在長期使用中，會受到環(huán)境和其內(nèi)部各種破耐久性：材料在長期使用中，會受到環(huán)境和其內(nèi)部各種破壞因素的作用（物

59、理、化學(xué)及生物因素等）而導(dǎo)致其使用壞因素的作用（物理、化學(xué)及生物因素等）而導(dǎo)致其使用功能下降，材料抵抗這些破壞因素長期作用的能力叫耐久功能下降，材料抵抗這些破壞因素長期作用的能力叫耐久性。混凝土耐久性是一個綜合性質(zhì)，包括抗?jié)B性、抗凍性、性?；炷聊途眯允且粋€綜合性質(zhì)，包括抗?jié)B性、抗凍性、耐腐蝕性、堿耐腐蝕性、堿- -骨料反應(yīng)、抗碳化等性質(zhì)。骨料反應(yīng)、抗碳化等性質(zhì)。 物理因素：凍融、干濕、冷熱循環(huán)，風(fēng)化，風(fēng)沙、水流物理因素：凍融、干濕、冷熱循環(huán)，風(fēng)化，風(fēng)沙、水流的沖刷等。的沖刷等。 化學(xué)因素：大氣和環(huán)境水中的酸、堿、鹽、化學(xué)因素：大氣和環(huán)境水中的酸、堿、鹽、COCO2 2、 O O2 2、 日光

60、等。日光等。 機(jī)械因素：包括荷載的持續(xù)作用，沖擊，磨耗等。機(jī)械因素：包括荷載的持續(xù)作用，沖擊，磨耗等。 生物因素：包括菌類、昆蟲的破壞作用等。生物因素：包括菌類、昆蟲的破壞作用等。 耐久性的判斷：最可靠的判斷是對材料進(jìn)行長期觀察和測耐久性的判斷：最可靠的判斷是對材料進(jìn)行長期觀察和測定，但這不便快速進(jìn)行判斷，常通過測定材料的抗?jié)B性、定，但這不便快速進(jìn)行判斷，常通過測定材料的抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化性等來判斷耐久性。抗凍性、抗碳化性等來判斷耐久性。 耐久性良好的材料使用壽命長（間接節(jié)約了材料），維修耐久性良好的材料使用壽命長（間接節(jié)約了材料），維修費(fèi)用低，有利于環(huán)保、節(jié)能。費(fèi)用低，有利于環(huán)保、節(jié)能。