1、建筑材料 2.12.1材料的基本物理性質(zhì)材料的基本物理性質(zhì) 2.22.2材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 2.32.3材料的耐久性與環(huán)境的協(xié)調(diào)性材料的耐久性與環(huán)境的協(xié)調(diào)性 2.42.4材料的基本性質(zhì)測定材料的基本性質(zhì)測定主要內(nèi)容主要內(nèi)容2.12.1材料的基本物理性質(zhì)材料的基本物理性質(zhì) 一、與材料積體相關(guān)概念一、與材料積體相關(guān)概念 二、材料的密度、表觀密度、堆積密度二、材料的密度、表觀密度、堆積密度 三、密實度、孔隙率三、密實度、孔隙率 四、填充率、空隙率四、填充率、空隙率 五、與水有關(guān)的性質(zhì)五、與水有關(guān)的性質(zhì) 六、熱工性能六、熱工性能一、一、 與材料體積有關(guān)的幾個概念與材料體積有關(guān)的幾個概念1、材

2、料結(jié)構(gòu)、材料結(jié)構(gòu)1.1.固體（實體）固體（實體） 2.2.閉口孔隙閉口孔隙 3.3.開口孔隙開口孔隙p 固體（實體）固體（實體）p 孔孔u閉口孔隙閉口孔隙u開口孔隙開口孔隙2 2、材料的體積、材料的體積v體積是材料占有的空間尺寸。體積是材料占有的空間尺寸。v由于材料具有不同的物理狀態(tài)，因而表現(xiàn)出不同的體積。由于材料具有不同的物理狀態(tài)，因而表現(xiàn)出不同的體積。v絕密體積、表觀體積、堆積體積絕密體積、表觀體積、堆積體積v定義：定義：干材料在絕對密實狀態(tài)下的體積，即材料內(nèi)干材料在絕對密實狀態(tài)下的體積，即材料內(nèi) 部沒有孔隙時的體積，或不包括內(nèi)部孔隙的部沒有孔隙時的體積，或不包括內(nèi)部孔隙的 材料體積。材料

3、體積。v表示方法：表示方法：以表示以表示v測定方法：測定方法：q比較密實的材料，如玻璃、鋼材等，通常認(rèn)為其比較密實的材料，如玻璃、鋼材等，通常認(rèn)為其 于絕對密實狀態(tài)下，直接測其體積；于絕對密實狀態(tài)下，直接測其體積； q 一般多孔材料，如磚，應(yīng)磨成細(xì)粉（粒徑小于一般多孔材料，如磚，應(yīng)磨成細(xì)粉（粒徑小于 0.2mm0.2mm）排除其內(nèi)部孔隙，用李氏瓶測其實際體積）排除其內(nèi)部孔隙，用李氏瓶測其實際體積絕絕密密體體積積v定義：材料在自然狀態(tài)下的體積，即整體材料的外定義：材料在自然狀態(tài)下的體積，即整體材料的外 觀體積（含內(nèi)部孔隙和水分）。觀體積（含內(nèi)部孔隙和水分）。v表示方法：以表示方法：以0 0表示。

4、表示。v測定方法測定方法q對形狀規(guī)則的材料，直接測量；對形狀規(guī)則的材料，直接測量；q對形狀不規(guī)則的材料，蠟封后用排水法測量對形狀不規(guī)則的材料，蠟封后用排水法測量表表觀觀體體積積v定義：粉狀或粒狀材料，在堆集狀態(tài)下的總體外觀定義：粉狀或粒狀材料，在堆集狀態(tài)下的總體外觀 體積。體積。v表示方法：以表示方法：以V V表示表示v測定方法：測定方法：q包括了材料間的空隙體積包括了材料間的空隙體積q用既定容積的容器測定用既定容積的容器測定。v與堆積狀態(tài)有關(guān)（與堆積狀態(tài)有關(guān)（同一材料）同一材料）q松散堆積下的體積較大松散堆積下的體積較大q密實堆積狀態(tài)下的體積較小密實堆積狀態(tài)下的體積較小堆堆積積體體積積二、二

5、、 材料的密度、表觀密度、堆積密度材料的密度、表觀密度、堆積密度 定義：材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的重量。定義：材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的重量。 計算式：計算式： = m/v式中式中 ： 密度（密度（kg/m3） m 材料的干燥質(zhì)量，材料的干燥質(zhì)量，kg。 v 材料在材料在絕對密實狀態(tài)下的體積，絕對密實狀態(tài)下的體積，m3 測定方法：李氏瓶法、排水法、幾何法。測定方法：李氏瓶法、排水法、幾何法。 意義：反映材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，意義：反映材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)， 例如：用密度控制玻璃例如：用密度控制玻璃 的生產(chǎn)。的生產(chǎn)。密密度度有孔材料密度的測定 定義：表觀定義：表觀密度在自然狀態(tài)下，材料單位體積的重量

6、 計算式：計算式： 式中式中 。 表觀密度表觀密度，kg/m3。 m 材料的質(zhì)量，材料的質(zhì)量，kg。 V。 材料在自然材料在自然狀態(tài)下的體積，狀態(tài)下的體積，m3。 測定方法：測定方法：v規(guī)則試件：幾何計算法；規(guī)則試件：幾何計算法；v不規(guī)則試件：蠟封，飽和排水法不規(guī)則試件：蠟封，飽和排水法與含水狀態(tài)的關(guān)系與含水狀態(tài)的關(guān)系：含水量越大，表觀密度越小。含水量越大，表觀密度越小。表表觀觀密密度度mV 定義：指散粒材料（粉狀或粒狀材料）在堆積狀態(tài)下單定義：指散粒材料（粉狀或粒狀材料）在堆積狀態(tài)下單 位體積的重量。位體積的重量。 計算式：計算式： 測定方法：測定方法：粉狀或粒狀材料的質(zhì)量是指填充在一定容粉

7、狀或粒狀材料的質(zhì)量是指填充在一定容 器內(nèi)的材料質(zhì)量，其堆積體積是指所用容器器內(nèi)的材料質(zhì)量，其堆積體積是指所用容器 的容積而言。的容積而言。 意義：在土木建筑工程中，計算材料用量、構(gòu)件的自重意義：在土木建筑工程中，計算材料用量、構(gòu)件的自重 ，配料計算以及確定堆放空間時經(jīng)常要用到材料，配料計算以及確定堆放空間時經(jīng)常要用到材料 的密度、表觀密度和堆積密度等數(shù)據(jù)。的密度、表觀密度和堆積密度等數(shù)據(jù)。堆堆積積密密度度mV幾種密度的特點：幾種密度的特點：v相同點：相同點：指單位體積質(zhì)量。（質(zhì)量指單位體積質(zhì)量。（質(zhì)量/ /體積體積）v區(qū)別：區(qū)別：測試方法不同，獲得體積大小不同測試方法不同，獲得體積大小不同體積

8、的測試方法：體積的測試方法：v實體體積實體體積 李氏比重瓶法或排水法李氏比重瓶法或排水法( (粉末粉末) )v表觀體積表觀體積（實體閉口開口）實體閉口開口） 規(guī)則試件：幾何計算法；規(guī)則試件：幾何計算法； 不規(guī)則試件：蠟封，飽和排水法不規(guī)則試件：蠟封，飽和排水法v堆積體積堆積體積( (實體閉口開口間隙實體閉口開口間隙)密度筒法密度筒法小結(jié)小結(jié) 定義：指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實的程度。定義：指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實的程度。 計算式：計算式：密密實實度度三、密實度、孔隙率三、密實度、孔隙率%100%100000mmVVD 定義：指材料體積內(nèi)孔隙體積所占材料總體積的比例定義：指材料體積內(nèi)孔隙體積所占

9、材料總體積的比例 計算式：計算式：孔孔隙隙率率%1001%1001%1000000P孔隙率與密實度的關(guān)系？孔隙率與密實度的關(guān)系？孔隙率與材料性質(zhì)的關(guān)系？孔隙率與材料性質(zhì)的關(guān)系？ 材料的強度、材料的表觀密度、吸水率、抗?jié)B性、抗材料的強度、材料的表觀密度、吸水率、抗?jié)B性、抗凍性、保溫性能等。凍性、保溫性能等。兩個孔隙率相同的同種同體積的材料吸水率是否一定兩個孔隙率相同的同種同體積的材料吸水率是否一定相同？相同？材料的性質(zhì)除了與孔的多少有關(guān)外，還與孔的特征、孔的形狀有關(guān)材料的性質(zhì)除了與孔的多少有關(guān)外，還與孔的特征、孔的形狀有關(guān)孔的特征：包括開口孔和閉口孔，孔隙尺寸的大小、孔的特征：包括開口孔和閉口孔

10、，孔隙尺寸的大小、 孔的形狀、孔隙在材料內(nèi)部的分布均勻程度孔的形狀、孔隙在材料內(nèi)部的分布均勻程度 定義：指指散粒材料在某堆積體積中，被其顆粒填充定義：指指散粒材料在某堆積體積中，被其顆粒填充 的程度。的程度。 計算式：計算式：填填充充率率四、填充率、孔隙率四、填充率、孔隙率 定義：指散粒材料在某堆積體積中，顆粒間的空隙體定義：指散粒材料在某堆積體積中，顆粒間的空隙體 積所占的比例。積所占的比例。 計算式：計算式：空空隙隙率率%100%1000000VVDDP1%1001%1001%1000000000意義：空隙率的大小反映了散粒材料的顆?；ハ嗵畛涞囊饬x：空隙率的大小反映了散粒材料的顆粒互相填充

11、的 致密度。空隙率可作為控制混凝土骨料級配與計致密度。空隙率可作為控制混凝土骨料級配與計 算含砂率的依據(jù)。算含砂率的依據(jù)。 關(guān)系：關(guān)系： D D + P + P =1 =1 （粉狀材料）（粉狀材料）u孔隙率與空隙率的區(qū)別Page 7比較項目比較項目孔隙率孔隙率空隙率空隙率適用場合適用場合個體材料內(nèi)部個體材料內(nèi)部堆積材料之間堆積材料之間作作 用用可判斷材料性質(zhì)可判斷材料性質(zhì)可進行材料用量計算可進行材料用量計算計算公式計算公式）（10010P）（10010P例例1-1：某石灰?guī)r的=2.62 g/cm3，孔隙率 P=1.20%。今將石灰?guī)r破碎成碎石， 碎石的堆積密度為1580 kg/m3。 求：此碎

12、石的表觀密度和空隙率。解：解： P=（V0- V）/ V0100% =（1-0/）100%=1.20% 0=2.59 g/cm3 P=（V0- V0）/ V0 100% =（1-0/0）100% =39%|例例1-2 某工地所用卵石材料的密度為某工地所用卵石材料的密度為2.65g/cm3、表觀密度為表觀密度為2.61g/cm3、堆積密度為、堆積密度為1680 kg/m3，計算此石子的孔隙率與空隙率？計算此石子的孔隙率與空隙率？|解解|石子的孔隙率石子的孔隙率P為：為：%51. 165. 261. 21110000VVVVVP石子的空隙率石子的空隙率P P，為：為：%63.3561. 268.

13、11110000000VVVVVP五、與水有關(guān)的性質(zhì)五、與水有關(guān)的性質(zhì)建筑紅磚能否用作防水材料？建筑紅磚能否用作防水材料？長期與水接觸的建筑部位和潮濕部位對建筑材料長期與水接觸的建筑部位和潮濕部位對建筑材料有哪些要求？有哪些要求？與水有關(guān)的性質(zhì)包括：與水有關(guān)的性質(zhì)包括：親水性和憎水性；吸水性親水性和憎水性；吸水性 和吸濕性；耐水性；抗?jié)B性和抗凍性。和吸濕性；耐水性；抗?jié)B性和抗凍性。v根據(jù)材料在空氣中與水接觸時，能否被潤濕分為根據(jù)材料在空氣中與水接觸時，能否被潤濕分為 親水性材料：潤濕角親水性材料：潤濕角9090 憎水性材料：潤濕角憎水性材料：潤濕角9090180180 親水性憎水性Playv

14、建筑中大部分無機材料屬于親水材料：混凝土、砂漿等建筑中大部分無機材料屬于親水材料：混凝土、砂漿等v 建筑中大部分有機材料屬于憎水材料，瀝青、石蠟、塑料建筑中大部分有機材料屬于憎水材料，瀝青、石蠟、塑料 等屬于憎水材料可用作防水材料，也可用于親水材料的表等屬于憎水材料可用作防水材料，也可用于親水材料的表 面處理。面處理。1 1、親水性和憎水性、親水性和憎水性（1）吸水性）吸水性飽水狀態(tài)（吸水飽和）恒值飽水狀態(tài)（吸水飽和）恒值定義：材料與水接觸吸收水分的性質(zhì)。定義：材料與水接觸吸收水分的性質(zhì)。指標(biāo)：用吸水率表示。指標(biāo)：用吸水率表示。質(zhì)量吸水率：材料飽水狀態(tài)質(zhì)量吸水率：材料飽水狀態(tài), ,所吸水分質(zhì)量

15、占干質(zhì)量的百分率所吸水分質(zhì)量占干質(zhì)量的百分率體積吸水率：材料飽水狀態(tài)體積吸水率：材料飽水狀態(tài), ,所吸收水分體積占所吸收水分體積占干燥材料自然干燥材料自然體體積百分率積百分率2 2. 吸水性與吸濕性吸水性與吸濕性%100干干吸質(zhì)mmmW%1001wV0mmW干干吸體.材料的吸水性與材料的孔隙率和孔隙特征有關(guān)。材料的吸水性與材料的孔隙率和孔隙特征有關(guān)。q對于細(xì)微連通孔隙，孔隙率愈大，則吸水率愈大。對于細(xì)微連通孔隙，孔隙率愈大，則吸水率愈大。閉閉口孔隙水分不能進去，而開口大孔雖然水分易進入，口孔隙水分不能進去，而開口大孔雖然水分易進入，但不能存留，只能潤濕孔壁，所以吸水率仍然較小。但不能存留，只能

16、潤濕孔壁，所以吸水率仍然較小。吸水率對材料性質(zhì)的影響（強度、保溫性、抗?jié)B性、抗凍吸水率對材料性質(zhì)的影響（強度、保溫性、抗?jié)B性、抗凍性），性），例如：混凝土的吸水率越大，抗凍性越差。例如：混凝土的吸水率越大，抗凍性越差。各種材料的吸水率很不相同，差異很大，如花崗巖的吸水各種材料的吸水率很不相同，差異很大，如花崗巖的吸水率只有率只有0.50.7，混凝土的吸水率為，混凝土的吸水率為23，粘土，粘土磚的吸水率達(dá)磚的吸水率達(dá)820，而木材的吸水率可超過，而木材的吸水率可超過100。（2）吸濕性）吸濕性自然狀態(tài)自然狀態(tài) 變值變值 定義定義：材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。

17、指標(biāo)：指標(biāo)：含水率含水率 定義：自然狀態(tài)，材料所含水分質(zhì)量占其干質(zhì)量的百分率定義：自然狀態(tài)，材料所含水分質(zhì)量占其干質(zhì)量的百分率 計算式：計算式：。%100干干含含mmmW與空氣濕度有關(guān)與空氣濕度有關(guān) 材料的含水率受所處環(huán)境中空氣濕度的影響。當(dāng)空氣中濕度在材料的含水率受所處環(huán)境中空氣濕度的影響。當(dāng)空氣中濕度在較長時間內(nèi)穩(wěn)定時，材料的吸濕和干燥過程處于平衡狀態(tài)，此時材較長時間內(nèi)穩(wěn)定時，材料的吸濕和干燥過程處于平衡狀態(tài)，此時材料的含水率保持不變，其含水率叫作材料的料的含水率保持不變，其含水率叫作材料的平衡含水率平衡含水率。選擇瓷磚和木材要關(guān)注材料的吸水率還是含水率？選擇瓷磚和木材要關(guān)注材料的吸水率還

18、是含水率？ 28 吸水性與吸濕性產(chǎn)生的不利影響吸水性與吸濕性產(chǎn)生的不利影響材料吸水后會導(dǎo)致其材料吸水后會導(dǎo)致其自重增大自重增大、導(dǎo)熱性增大導(dǎo)熱性增大、強度強度和和耐久性耐久性將產(chǎn)生不同程度的下降。材料將產(chǎn)生不同程度的下降。材料干濕交替還會引起其干濕交替還會引起其形狀尺寸的改變形狀尺寸的改變而影響使用而影響使用定義：耐水性是指材料長期在飽和水作用下，而不破壞，其強定義：耐水性是指材料長期在飽和水作用下，而不破壞，其強 度也不顯著降低的性質(zhì)。度也不顯著降低的性質(zhì)。指標(biāo)：軟化系數(shù)（指標(biāo)：軟化系數(shù)（K軟軟） 3 3. 耐水性耐水性干飽軟ffK）的抗壓強度（：材料吸水飽和狀態(tài)下飽MPaf）壓強度（：材料

19、干燥狀態(tài)下的抗干MPaf|一般材料吸水后，強度降低，但降低的程度不同，例如：石一般材料吸水后，強度降低，但降低的程度不同，例如：石 膏和混凝土。膏和混凝土。 因為水分會分散在材料內(nèi)微粒的表面，削弱其內(nèi)部結(jié)合力，則有不同程度的。當(dāng)材料內(nèi)含有可溶性物質(zhì)時（如石膏、石灰等），吸入的水還可能溶解部分物質(zhì)，造成強度的嚴(yán)重降低。|軟化系數(shù)的范圍波動在軟化系數(shù)的范圍波動在01之間，當(dāng)軟化系數(shù)大于之間，當(dāng)軟化系數(shù)大于0.80時，時， 認(rèn)為是耐水性的材料。受水浸泡或處于潮濕環(huán)境的建筑物，認(rèn)為是耐水性的材料。受水浸泡或處于潮濕環(huán)境的建筑物， 則必須選用軟化系數(shù)不低于則必須選用軟化系數(shù)不低于0.85的材料建造。的材

20、料建造。 例例1-21-2：一塊燒結(jié)普通磚的外形尺寸為24011553，吸水飽和 重2940g，烘干至恒重為2580g。今將該磚磨細(xì)至粉末，并烘干后取50g，用李氏比重瓶測得其體積為18.58cm3。求求：、0、P、Wm。 解：解：=m/V=5018.58=2.69 g/ cm3 0= m/V0=2580 （2401155310-3） =1.76 g/ cm3（干表觀密度）孔隙率P=（1-0/）100%=34.6% Wm=（mb- mg）/ mg100%=（2940-2580）2580100%=13.95%4 4. 抗?jié)B性抗?jié)B性定義：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。定義：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。指

21、標(biāo)：指標(biāo)：1）滲透系數(shù)：）滲透系數(shù)： 式中：式中： K K 滲透系數(shù)，滲透系數(shù)，cm/hcm/h；A A 透水面積，透水面積，cmcm2 2； Q Q 透水量，透水量，cmcm3 3； t t 時間，時間，h h ；d d 試件厚度，試件厚度，cmcm； H H 靜水壓力水頭，靜水壓力水頭，cmcm。K K的意義的意義：抗?jié)B系數(shù)越小，表明抗?jié)B性能越好?？?jié)B系數(shù)越小，表明抗?jié)B性能越好。AtHQdK AdH2）抗?jié)B等級）抗?jié)B等級定義：定義：指指用標(biāo)準(zhǔn)方法進行透水試驗時，用標(biāo)準(zhǔn)方法進行透水試驗時，石料、砼或砂漿石料、砼或砂漿所能承受的最大水壓力。所能承受的最大水壓力。 表示方法：字母表示方法：字母P

22、+可承受的水壓力（以可承受的水壓力（以0.1MPa為單位）為單位）來表示抗?jié)B等級。來表示抗?jié)B等級。 舉例：如舉例：如P4、P6、P8、P10等，表示試件能承受逐步等，表示試件能承受逐步增高至增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa的水壓而的水壓而不滲透。不滲透。石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院q 抗?jié)B性是決定材料耐久性的主要指標(biāo)（抗凍性和抗侵蝕性）?？?jié)B性是決定材料耐久性的主要指標(biāo)（抗凍性和抗侵蝕性）。q 材料的抗?jié)B性與材料內(nèi)部的空隙率特別是開口孔隙率有關(guān)，材料的抗?jié)B性與材料內(nèi)部的空隙率特別是開口孔隙率有關(guān)， 開口空隙率越大，大孔含量越多，則抗?jié)B性越差。材料的

23、抗開口空隙率越大，大孔含量越多，則抗?jié)B性越差。材料的抗 滲性還與材料的增水性和親水性有關(guān)，增水性材料的抗?jié)B性滲性還與材料的增水性和親水性有關(guān)，增水性材料的抗?jié)B性 優(yōu)于親水性材料。優(yōu)于親水性材料。q 地下建筑及水工建筑等，因經(jīng)常受壓力水的作用，所用材料地下建筑及水工建筑等，因經(jīng)常受壓力水的作用，所用材料 應(yīng)具有一定的抗?jié)B性。對于防水材料則應(yīng)具有好的抗?jié)B性。應(yīng)具有一定的抗?jié)B性。對于防水材料則應(yīng)具有好的抗?jié)B性。5 5. 抗凍性抗凍性定義：材料飽水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融交替作用，既不破壞定義：材料飽水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融交替作用，既不破壞 強度又不顯著下降的性質(zhì)。強度又不顯著下降的性質(zhì)。指標(biāo)：抗凍等

24、級指標(biāo)：抗凍等級 抗壓強度下降抗壓強度下降25%25%；質(zhì)量損失；質(zhì)量損失5%5%時能經(jīng)受凍融時能經(jīng)受凍融 循環(huán)的循環(huán)的最大次數(shù)最大次數(shù)。 例如：例如： F150混凝土混凝土該混凝土能夠抵抗的最大凍該混凝土能夠抵抗的最大凍 融循環(huán)次數(shù)為融循環(huán)次數(shù)為150次次。材料抗凍標(biāo)號的選擇，足根據(jù)結(jié)構(gòu)物的種類、使用條件、氣候條件等來決定的。燒結(jié)普通磚、陶瓷面磚、輕混凝土等墻體材料，一般要求其抗凍標(biāo)號為D15或D25；用于橋梁和道路的混凝土應(yīng)為D50、D100或D200 。水工混凝土要求高達(dá)D500。5 5. 抗凍性抗凍性材料吸水后，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

25、料的內(nèi)應(yīng)力，會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。凍融循環(huán)凍融循環(huán)|凍融破壞的表現(xiàn)：表面出現(xiàn)剝落、裂紋、質(zhì)量損失，強 度降低。 |凍融破壞的原因：孔隙中水結(jié)冰體積膨脹，對孔壁造成 壓力。 5 5. 抗凍性抗凍性凍融破壞的大壩壩面使用20年高速公路橋5 5. 抗凍性抗凍性5 5. 抗凍性抗凍性|能源緊缺是一個世界性的問題，建筑行業(yè)是個耗 能大戶，國家規(guī)定高層建筑必須采用節(jié)能建筑材 料，其中包括墻體節(jié)能、屋面節(jié)能和門窗節(jié)能。墻體節(jié)能、屋面節(jié)能和門窗節(jié)能。建筑節(jié)能建筑節(jié)能保溫材料保溫材料熱工性質(zhì)熱工性質(zhì)導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性熱容量熱容量六、熱工性質(zhì)六、熱工性質(zhì)

26、導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性定義：當(dāng)材料兩面存在溫度差時，熱量從材料一面通過材料定義：當(dāng)材料兩面存在溫度差時，熱量從材料一面通過材料傳導(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。指標(biāo)：導(dǎo)熱系數(shù)指標(biāo)：導(dǎo)熱系數(shù) 式中式中 導(dǎo)熱系數(shù)，（導(dǎo)熱系數(shù)，（）；傳導(dǎo)的熱量，）；傳導(dǎo)的熱量，材料厚度，；材料厚度，； 熱傳導(dǎo)面積，熱傳導(dǎo)面積， m m2 2；一熱傳導(dǎo)時間，一熱傳導(dǎo)時間，h h（t t2 2-t-t1 1）材料兩面溫度差，）材料兩面溫度差，K K)(12ttFZQd各種材料的導(dǎo)熱系數(shù)差別很大，常見建筑材料的導(dǎo)熱系各種材料的導(dǎo)熱系數(shù)差別很大，常見建筑材料的導(dǎo)熱系 數(shù)范圍是數(shù)范圍是0.03

27、50.0353.5 W3.5 W(mK)(mK)，工程中通常把，工程中通常把0.230.23 W W(mK)(mK)的材料稱為的材料稱為絕熱材料（保溫和隔熱材料）絕熱材料（保溫和隔熱材料）。 工程意義：判斷材料的保溫隔熱性能（工程意義：判斷材料的保溫隔熱性能（傳熱越傳熱越保溫性保溫性 物理意義：導(dǎo)熱系數(shù)為單位厚度物理意義：導(dǎo)熱系數(shù)為單位厚度(1m)(1m)的材料、兩面溫度差為的材料、兩面溫度差為1 1 時、在單位時間時、在單位時間(1s)(1s)內(nèi)通過單位面積內(nèi)通過單位面積(1(1) )的熱量。的熱量。常用建筑材料的熱工性質(zhì)指標(biāo)常用建筑材料的熱工性質(zhì)指標(biāo)材料名稱材料名稱 導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)W/(

28、mK) 比熱比熱J/(gK) 鋼鋼 55 0.46 玻璃玻璃0.9 花崗巖花崗巖 3.49 0.92 普通混凝土普通混凝土 1.510.88 水泥砂漿水泥砂漿 0.93 0.84 普通粘土磚普通粘土磚 0.81 0.84 粘土空心磚粘土空心磚 0.64 0.92 松木松木 0.170.35 2.51 泡沫塑料泡沫塑料 0.03 1.30 冰冰 2.20 2.05 水水 0.60 4.19 靜止空氣靜止空氣 0.023 |材料的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)材料的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu) p 化學(xué)組成不同的材料，其導(dǎo)熱系數(shù)不同，所以不同材料化學(xué)組成不同的材料，其導(dǎo)熱系數(shù)不同，所以不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)也不同。的導(dǎo)熱系數(shù)也不同

29、。 p 如：一般情況下，導(dǎo)熱系數(shù)的大小為：如：一般情況下，導(dǎo)熱系數(shù)的大小為： 金屬材料非金屬材料金屬材料非金屬材料 有機材料有機材料影響導(dǎo)熱性的因素：影響導(dǎo)熱性的因素：|孔隙率和空隙構(gòu)造特征孔隙率和空隙構(gòu)造特征 P，導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱性，原因是靜止空氣的，原因是靜止空氣的一般材一般材 料的料的。 P一定時，隨著連通孔和粗孔的增多，一定時，隨著連通孔和粗孔的增多，因為若孔隙，因為若孔隙 粗粗大或貫通，對流作用加強，大或貫通，對流作用加強，。|材料的濕度和溫度材料的濕度和溫度 材料受潮后，材料受潮后，導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱性，保溫隔熱性，保溫隔熱性（水水空氣空氣） 材料再受凍，材料再受凍，進一步進一步，保溫隔熱性

30、進一步，保溫隔熱性進一步(冰冰水水)。棉襖浸水后保暖性棉襖浸水后保暖性變差？變差？孔多的材料保溫性孔多的材料保溫性能好？能好？熱容熱容v定義：材料受熱時吸收定義：材料受熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量熱量，冷卻時放出熱量的性質(zhì)。用比熱容的性質(zhì)。用比熱容C表表示。示。v在建筑工程中的作用：在建筑工程中的作用：大比熱容的材料對保持大比熱容的材料對保持室內(nèi)溫度的相對穩(wěn)定有室內(nèi)溫度的相對穩(wěn)定有很大影響很大影響。材料名稱材料名稱 比熱比熱J/(gK) 鋼鋼 0.46 銅銅 0.38 花崗巖花崗巖 0.92 普通混凝土普通混凝土 0.88 水泥砂漿水泥砂漿 0.84 普通粘土磚普通粘土磚 0.84 粘土空心磚

31、粘土空心磚 0.92 松木松木 2.51 泡沫塑料泡沫塑料 1.30 冰冰 2.05 水水 4.19 一、材料的強度一、材料的強度二、彈性和塑性二、彈性和塑性三、脆性和韌性三、脆性和韌性四、硬度和耐磨性四、硬度和耐磨性第三節(jié)第三節(jié) 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)一、材料的強度l1.1.強度強度q材料的強度是材料在應(yīng)力作用下抵抗破壞的能力。通常材料的強度是材料在應(yīng)力作用下抵抗破壞的能力。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，隨著外力增加，應(yīng)力也隨之增大，直至應(yīng)力超過材起，隨著外力增加，應(yīng)力也隨之增大，直至應(yīng)力超過材料內(nèi)部質(zhì)點所能抵抗

32、的極限，即強度極限，材料發(fā)生破料內(nèi)部質(zhì)點所能抵抗的極限，即強度極限，材料發(fā)生破壞。壞。q在工程上，通常采用破壞試驗法對材料的強度進行實測。在工程上，通常采用破壞試驗法對材料的強度進行實測。將預(yù)先制作的試件放置在材料試驗機上，施加外力（荷將預(yù)先制作的試件放置在材料試驗機上，施加外力（荷載）直至破壞，根據(jù)試件尺寸和破壞時的荷載值，計算載）直至破壞，根據(jù)試件尺寸和破壞時的荷載值，計算材料的強度材料的強度。|2.根據(jù)外力作用方式不同分類: q 抗壓強度、抗拉強度、 抗彎強度（或抗折強度） 及抗剪強度。如下圖所示：混凝土路面磚抗折強度試驗|材料的抗壓、抗拉、抗剪強度可直接由下式計算：AFfmaxf-材料

33、強度， MPaFmax-材料破壞時的最大荷載，NA-試件受力面積，mm2v 抗彎強度（抗折強度抗彎強度（抗折強度 ） 223bhFLf 單點加荷：單點加荷： 三分點加荷：三分點加荷： 2bhFLf ppppLpLL/3L/3L/3P/2P/2bpp(a)(b)(c)(d)L L兩支點間的距離，兩支點間的距離，mmmmb b斷面寬度，斷面寬度，mmmmh h斷面高度，斷面高度，mmmm根據(jù)極限強度的大小，劃分為不同的強度等級或標(biāo)號。 3.強度等級強度和強度等級的聯(lián)系與區(qū)別強度等級是人為規(guī)定的強度范圍強度指的是材料的極限值，是唯一的,是實測值強度等級的確定必須以其極限強度值為依據(jù),每一強度等級則包

34、含一系列強度值用于評價材料是否輕質(zhì)高強。如 C30 M10 Q2354.比強度材料的強度與其表觀密度的比值1)材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造2)孔隙率與孔隙特征3)試件的形狀和尺寸4)加荷速度5)試驗環(huán)境的溫度、濕度6)受力面狀態(tài)|彈性彈性q 定義：定義：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，能夠完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)。這種完全恢復(fù)的變形稱為彈全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)。這種完全恢復(fù)的變形稱為彈 性變形（或瞬時變形）。性變形（或瞬時變形）。q 指標(biāo)：指標(biāo)：彈性模量彈性模量 q意義：意義：E E表示材料抵抗變形的指標(biāo)，表示材料抵抗變形的指標(biāo)，E E值越大，材料

35、越不易變值越大，材料越不易變 形，即抵抗變形的能力越強。形，即抵抗變形的能力越強。二、彈性和塑性二、彈性和塑性E|2 2、塑性：塑性：q定義：定義：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，如果外力取消后，仍能材料在外力作用下產(chǎn)生變形，如果外力取消后，仍能 保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)。保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)。 這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形（或永久變形）。這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形（或永久變形）。q 常見塑性材料：常見塑性材料：混凝土拌合物、水泥漿、鋼材、瀝青等混凝土拌合物、水泥漿、鋼材、瀝青等Play|1、脆性、脆性q定義：定義：當(dāng)外力達(dá)到一定限度后，材料突然破壞

36、，而破壞時當(dāng)外力達(dá)到一定限度后，材料突然破壞，而破壞時 并無并無 明顯的塑性變形的性質(zhì)。明顯的塑性變形的性質(zhì)。q 特點：特點：破壞時，變形小；抗壓強度高而抗拉、抗折強度低破壞時，變形??；抗壓強度高而抗拉、抗折強度低q 脆性材料：脆性材料：大部分無機非金屬材料均屬脆性材料，如天然大部分無機非金屬材料均屬脆性材料，如天然 石材，燒結(jié)普通磚、陶瓷、玻璃、普通混凝土石材，燒結(jié)普通磚、陶瓷、玻璃、普通混凝土 砂漿等。砂漿等。三、脆性和韌性|2、韌性（沖擊韌性）、韌性（沖擊韌性）q定義：定義：在沖擊、震動荷載作用下，材料能夠吸收較大的能在沖擊、震動荷載作用下，材料能夠吸收較大的能 量，同時也能產(chǎn)生一定的變

37、形而不致破壞的性質(zhì)。量，同時也能產(chǎn)生一定的變形而不致破壞的性質(zhì)。q 韌性材料：韌性材料：低碳鋼、木材、玻璃鋼等。采用沖擊試驗測定低碳鋼、木材、玻璃鋼等。采用沖擊試驗測定q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。的韌性。四、硬度和耐磨性四、硬度和耐磨性v 1. 1.硬度硬度q定義：定義：材料表面的堅硬程度，是抵抗其它硬物刻劃、壓材料表面的堅硬程度，是抵抗其它硬物刻劃、壓 入其表面的能力入其表面的能力q分類：分類：摩氏硬度（石料、陶瓷等）；摩氏硬度（石料、陶瓷等）； 布氏布氏、洛氏硬度（金屬材料）。、洛氏硬度（金屬材料）。 q測定

38、方法：測定方法：刻劃法，回彈法和壓入法刻劃法，回彈法和壓入法o刻劃法：刻劃法：用于天然礦物硬度的劃分，按滑石、石膏、用于天然礦物硬度的劃分，按滑石、石膏、 方解石、螢石、磷灰石、長石、石英、黃晶方解石、螢石、磷灰石、長石、石英、黃晶 剛玉、金剛石的順序，分為個硬度等級剛玉、金剛石的順序，分為個硬度等級o 回彈法：回彈法：用于測定混凝土表面硬度，并間接推算混凝用于測定混凝土表面硬度，并間接推算混凝 土的強度土的強度v 2 .2 .耐磨性耐磨性 定義：定義：耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力。耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力。 指標(biāo)：指標(biāo)：材料的耐磨性用磨耗率表示材料的耐磨性用磨耗率表示 計算公式：計算

39、公式：式中：式中：G-G-材料的磨耗率，材料的磨耗率， （g/cmg/cm2 2）m m1 1 - -材料磨損前的質(zhì)量，（材料磨損前的質(zhì)量，（g g）m m2 2-材料磨損后的質(zhì)量，（材料磨損后的質(zhì)量，（g g）A-A-材料試件的受磨面積材料試件的受磨面積 （cmcm2 2）AmmG21 定定 義義 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)在或外來自然因素及有害介質(zhì)的作用，能長久地保持其使用性能的性質(zhì)。自然因素及有害介質(zhì)的作用，能長久地保持其使用性能的性質(zhì)。 破壞作用破壞作用 材料在建筑物之中，除要受到各種外力的作用之外，還經(jīng)常材料在建筑

40、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。這些破壞作用包括物理要受到環(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)、機械及生物的作用。、化學(xué)、機械及生物的作用。第四節(jié)第四節(jié) 材料的耐久性材料的耐久性|物理作用：物理作用：可有干濕變化、溫度變化及凍融變化等。這些作用將可有干濕變化、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)部裂縫的擴展。時使材料發(fā)生體積的脹縮，或?qū)е聝?nèi)部裂縫的擴展。時 間長久之后即會使材料逐漸破壞。在寒冷地區(qū)，凍融間長久之后即會使材料逐漸破壞。在寒冷地區(qū)，凍融 變化對材料會起著顯著的破壞作用。在高溫環(huán)境下，變化對材料會起著顯著的破壞作用。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 材料要具有耐熱性能。材料要具有耐熱性能。|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、鹽等液體包括大氣、環(huán)境水以及使用條件下酸、堿、鹽等液體 或有害氣體對材料的侵蝕作用?；蛴泻怏w對材料的