建筑材料的基本性質(zhì)內(nèi)容：1.1引言1.2基本狀態(tài)參數(shù)(與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì))1.3材料的基本力學(xué)性質(zhì)1.4材料與水有關(guān)的性質(zhì)1.5材料的熱工性質(zhì)1.6材料的耐久性1.2材料基本狀態(tài)參數(shù)

(與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì))內(nèi)容：1.2.1材料的密度、表觀密度和堆積密度1.2.2材料的孔隙和空隙1..2.1基本狀態(tài)參數(shù)(與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì))1、實(shí)際密度（密度）－材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。單位g/cm3或kg/m3。公式：式中ρ－實(shí)際密度（g/cm3）m－材料的質(zhì)量（g）V－材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積（cm3）實(shí)際密度的測量絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積－是指不包括材料內(nèi)部孔隙在內(nèi)的體積。實(shí)際密度的測量：1）對近于絕對密實(shí)的材料：金屬、玻璃等

量測幾何體積－稱重－代入公式2）對有孔隙的材料：磚、混凝土、石材

磨成細(xì)粉－李氏比重瓶法測試

2、表觀密度（容重）－材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。單位g/cm3或kg/m3。公式：式中ρo－表觀密度（g/cm3）m－材料的質(zhì)量（g）Vo－材料在自然狀態(tài)下的體積（cm3）表觀密度的測量自然狀態(tài)下的體積－是指包含材料內(nèi)部孔隙在內(nèi)的體積。材料內(nèi)部孔隙含有水分時，其質(zhì)量和體積均發(fā)生變化。注明含水情況表觀密度的測量：1）對形狀規(guī)則的材料：磚、混凝土、石材烘干－量測幾何體積－稱重－代入公式2）對形狀不規(guī)則的材料：烘干－蠟封－浮力天平3、堆積密度（松散容重）－散粒狀材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。單位g/cm3或kg/m3。公式：式中ρ/o－堆積密度（g/cm3）m－材料的質(zhì)量（g）V/o－材料的堆積體積（cm3）堆積密度的測量堆積體積－是指包含顆粒內(nèi)部孔隙和顆粒之間的空隙在內(nèi)的體積。堆積密度的測量：1）容器法：散粒材料裝入容器－量測體積－稱凈重－代入公式2）自然堆積法：堆積成一定形狀－量測幾何體積－稱重－代入公式1.2.2孔隙和空隙1、密實(shí)度－指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí)的程度。反映材料的致密程度。公式影響材料的：強(qiáng)度吸水性耐久性導(dǎo)熱性2、孔隙率－指材料體積內(nèi)，孔隙體積與總體積之比。直接反映材料的致密程度。公式孔隙率與密實(shí)度的關(guān)系P+D=1孔結(jié)構(gòu)－孔隙率＋孔徑尺寸＋開口形狀影響材料的：強(qiáng)度、吸水性、耐久性、導(dǎo)熱性3、填充充率－指散粒材料料在某容器器的堆積積體積中中，被其其顆粒填填充的程程度。反反映散粒粒材料堆堆積的致致密程度度。公式4、空隙隙率－散粒材料料在某容器器的堆積積體積中中，顆粒粒之間的的空隙體體積占總總體積的的比率。。公式空隙率與與填充率率的關(guān)系系P/+D/=11.3.1材材料的的彈性與與塑性彈性－材材料在外外力的作作用下產(chǎn)產(chǎn)生變形形，當(dāng)外外力取消消后，材材料變形形即可消消失并能能完全恢恢復(fù)原來來形狀的的性質(zhì)。。彈性模量量E=σ/εε塑性－材材料在外外力的作作用下產(chǎn)產(chǎn)生變形形，當(dāng)外外力取消消后，仍仍保持變變形后的的形狀和和尺寸，，并且不不產(chǎn)生裂裂縫的性性質(zhì)。實(shí)際的材材料并不不存在理理想的彈彈性變形形和塑性性變形。。低碳鋼的的σ～εε曲線分段的彈彈性變形形和塑性性變形混凝土的的σ～εε曲線同時進(jìn)行行的彈性性變形和和塑性變變形1.3.2材材料的的脆性與與韌性脆性－在在外力作作用下，，當(dāng)外力力達(dá)到一一定限度度后，材材料突然然破壞而而又無明明顯的塑塑性變形形的性質(zhì)質(zhì)。脆性材料料（如混混凝土、、玻璃、、石材））抵抗沖沖擊或震震動荷載載的能力力很差。。韌性－在在沖擊、、震動荷荷載的作作用下，，材料承承受很大大的變形形也不致致破壞的的性能稱稱為韌性性。如鋼鋼材、木木材、纖纖維等。。橋梁、牛牛腿柱、、電梯井井、高層層建筑等等徐變材料在長長期不變變荷載載載作用下下，變形形隨著時間的的延長而而逐漸增增長的現(xiàn)現(xiàn)象稱為為徐變。。1.3.3.材料料的硬度度與耐磨磨性硬度－是是材料表表面能抵抵抗其它它較硬物物體壓入入或刻劃劃的能力力。莫氏硬度度（10級）1－滑石石2－石石膏3－方解解石4－螢螢石5－－磷石灰灰6－正正長石7－石石英8－黃黃玉9－剛玉玉10－金金剛石肖氏硬度度布布氏氏硬度（（HB））耐磨性耐磨性－－材料表表面抵抗抗磨損的的能力。。常用磨磨損率（（B）表表示。公式式中m1、m2－試件被被磨損前前后的質(zhì)質(zhì)量（g）A－試件件受磨損損的面積積（cm2）道路、地地面、踏踏步、水水庫泄洪洪道、縊縊流面等等1.4材材料料與水有有關(guān)的性性質(zhì)1.4.1親親水性性與憎水水性材料在空空氣中與與水接觸觸時，根根據(jù)其是是否能被被水潤濕濕，將材材料分為為親水性性和憎水水性兩大大類。常常用潤濕濕角θ表表示。親水性材材料θθ≤≤90°°憎水性材材料θθ＞＞90°°潤濕角θθ潤濕角示示意圖1.4.2、吸水性1.4.2、吸水性－材料在在浸水情情況下吸吸入水分分的能力力。用吸吸水率表表示。公式式中W質(zhì)－材料的的質(zhì)量吸吸水率（（％）m濕－材料吸吸水飽和和后的質(zhì)質(zhì)量（g）m干－材料烘烘干到恒恒重的質(zhì)質(zhì)量（g）影響吸水水率大小小的因素素：a)材材料的本本性－親親水性或或憎水性性材料b)材料料的孔結(jié)結(jié)構(gòu)－孔孔徑大小小、開口口與否、、孔隙率率大小等等吸水性對對材料的的影響：：a)導(dǎo)熱熱性增大大、熱阻阻降低－－對圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)材材料不利利b)強(qiáng)度度降低、、體積膨膨脹與水有關(guān)關(guān)的性質(zhì)質(zhì)吸濕性－材料在在空氣中中吸收空空氣中水水分的性性質(zhì)。用用含水率率表示。。公式式中W含－材料的的質(zhì)量含含水率（（％）m濕－材料含含水時的的質(zhì)量（（g）m干－材料烘烘干到恒恒重的質(zhì)質(zhì)量（g）影響含水水率大小小的因素素：a)材料料的本性性－親水水性或憎憎水性材材料b)環(huán)境境溫度、、濕度－－氣溫越越低、相相對濕度度越大，，材料的的含水率率越高吸水性對對材料的的影響：：導(dǎo)熱性增增大、熱熱阻降低低－對圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)材料不不利體積膨脹脹－對木木結(jié)構(gòu)和和木制品品不利濕脹干縮縮與周周圍環(huán)境境平衡的的平衡含含水率1.4.3耐水性1.4.4耐水性－材料長長期在飽飽水作用用下不破破壞，其其強(qiáng)度也也不顯著著降低的的性質(zhì)。。用軟化化系數(shù)表表示。公式式中K軟－材料的的軟化系系數(shù)（K軟＝0～1）f飽－材料在在飽水狀狀態(tài)下的的抗壓強(qiáng)強(qiáng)度（MPa））f干－材料在在干燥狀狀態(tài)下的的抗壓強(qiáng)強(qiáng)度（MPa））材料軟化化系數(shù)的的要求軟化系數(shù)數(shù)越小，，說明材材料吸水水飽和后后的強(qiáng)度度降低越越多，其其耐水性性越差。。對經(jīng)常處處于水中中或受潮潮嚴(yán)重的的重要結(jié)結(jié)構(gòu)物（（如地下下構(gòu)筑物物、基礎(chǔ)礎(chǔ)、水工工結(jié)構(gòu)））的材料料，其K軟≥0.85；受潮較輕輕的或次次要結(jié)構(gòu)構(gòu)物的材材料，其其K軟≥0.75；K軟≥0.80的材材料，一一般稱為為耐水的的材料。。例1某石材在在氣干、、絕干、、水飽和和情況下下測得的的抗壓強(qiáng)強(qiáng)度分別別為174、178、、165MPa，求求該石材材的軟化化系數(shù)，，并判斷斷該石材材可否用用于水下下工程。。解該石材的的軟化系系數(shù)為:由于該石石材的軟軟化系數(shù)數(shù)為0.93，，大于0.85，故該該石材可可用于水水下工程程。1.4.4抗抗?jié)B滲性5、抗?jié)B性－材料抵抵抗有壓壓介質(zhì)（（水、油油、氣））滲透的的性質(zhì)稱稱抗?jié)B性性。用滲滲透系數(shù)數(shù)K表示示。依達(dá)西定定律式中K－－材料的的滲透系系數(shù)（ml/cm2.s）W－透過過材料試試件的水水量（ml）t－透水水時間（（s）A－透水水面積（（cm2）H－凈水水壓力（（cm））d－試件件的厚度度（cm）抗?jié)B等級級滲透系數(shù)數(shù)越大，，材料的的抗?jié)B性性越差。。對于混凝凝土和砂砂漿，抗抗?jié)B性常常用抗?jié)B滲等級(S)表表示：S=10H－1H－試件件開始滲滲水時的的水壓力力（MPa）影響材料料抗?jié)B性性的因素素：孔隙隙率、孔孔隙特征征地下建筑筑（地鐵鐵、人防防建筑、、地下室室）、水水工結(jié)構(gòu)構(gòu)、防水水材料等等均要求求較高的的抗?jié)B性性。1.4.5抗抗凍性性抗凍性－材料在在吸水飽飽和的狀狀態(tài)下，，能經(jīng)受受多次凍凍結(jié)和融融化作用用而不破破壞，同同時也不不嚴(yán)重降降低強(qiáng)度度的性質(zhì)質(zhì)稱為抗抗凍性。。用抗凍凍標(biāo)號D表示。。凍融破壞壞的原因因材料有孔孔且孔隙隙含水水→冰體體積膨脹脹9％，，結(jié)冰壓壓力高達(dá)達(dá)100MPa結(jié)冰壓力力超過材材料的抗抗拉強(qiáng)度度時，材材料開裂裂裂縫的增增加也進(jìn)進(jìn)一步增增加了材材料的飽飽水程度度飽水程度度的增加加進(jìn)一步步加劇了了凍融破破壞反復(fù)多次次－進(jìn)一一步加劇?。罱K終材料崩崩潰嚴(yán)寒地區(qū)區(qū)道路、、橋梁、、水壩、、堤防、、海上鉆鉆井平臺臺、跨海海大橋等等均需考考慮凍融融破壞凍融破壞壞的橋梁梁海上鉆井井平臺大貝爾特特海峽工工程（Denmark丹麥麥））HighwayBridgeinServiceof20Years使用20年的高高速公路路橋梁熱工性質(zhì)質(zhì)1.5.1熱熱容量量－材料加加熱時吸吸收熱量量，冷卻卻時放出出熱量的的性質(zhì)，，稱為熱熱容量。。大小用用比熱容容（比熱熱）表示示公式Q=cm(T2－T1)式中Q－－材料吸吸收或放放出的熱熱量（J）c－材料料的比熱熱(J/g.K)m－材料料的質(zhì)量量（g））(T2－T1)－材材料受熱熱或冷卻卻前后的的溫差（（K)比熱的建建筑物理理意義材料的比比熱對對保持建建筑物內(nèi)內(nèi)部溫度度穩(wěn)定有有很大關(guān)關(guān)系，比比熱大的的材料，，能在熱熱流變動動或采暖暖設(shè)備供供熱不勻勻時，緩緩和室內(nèi)內(nèi)溫度的的波動。。常見材料料的比熱熱（單位位J/g.K）鋼材c=0.48空空氣氣c=1.00木材c=2.72水水c=4.181.5材材料料的熱工工性質(zhì)1.5.2導(dǎo)導(dǎo)熱性性－材料傳傳導(dǎo)熱量量的能力力稱為導(dǎo)導(dǎo)熱性。。其大小小用熱導(dǎo)導(dǎo)率（λλ）表示示。公式式中λλ－熱導(dǎo)導(dǎo)率（W/m.K）熱熱阻R=1/λλQ－傳導(dǎo)導(dǎo)的熱量量（J））A－熱傳傳導(dǎo)面積積（m2）δ－材料料的厚度度（m））t－熱傳傳導(dǎo)時間間（s））(T2-T1)－材料料兩側(cè)溫溫差（K）熱工性質(zhì)質(zhì)材料的熱熱導(dǎo)率越越小，絕絕熱性能能越好。。影響熱導(dǎo)導(dǎo)率的因因素：材料內(nèi)部部的孔隙隙構(gòu)造－－密閉的的空氣使使λ降材料的含含水情況況－含水水、結(jié)冰冰使λ增增常見熱導(dǎo)導(dǎo)率參數(shù)數(shù)：泡沫塑料料λ＝0.035水水λλ＝0.58大理石λλ＝3.5冰冰λλ＝2.2鋼材λλ＝＝58空空氣氣λ＝＝0.023混凝土λλ＝1.51松松木λλ＝1.17～0.35材料的熱熱工要求求保溫－防止室室內(nèi)熱量的散散失隔熱－防止外外部熱量的進(jìn)進(jìn)入－統(tǒng)稱為絕熱熱為構(gòu)筑舒適的的室內(nèi)空間，，對材料要求求熱阻（R＝1/λ）要大大，即熱導(dǎo)率率要