建筑材料的基本性質-----與熱有關的性質與熱有關的性質在建筑物中，合理的采用絕熱材料，能提高建筑物使用效能，保證正常的生產、工作和生活，能減少熱損失，節(jié)約能源。據統(tǒng)計，具有良好的絕熱功能的建筑，其能源可節(jié)省25%-50%。因此，在土木工程中，合理的使用絕熱材料具有重要意義。與熱有關的性質1、導熱性

當材料兩面存在溫度差時，熱量從材料一面通過材料傳導至另一面的性質，稱為材料的導熱性。導熱性用導熱系數λ表示。與熱有關的性質1、導熱性導熱系數的定義和計算式如下所示：式中

λ——導熱系數，Ｗ／（ｍ·Ｋ）；

Ｑ－傳導的熱量，Ｊ

a—材料厚度，ｍ；

A——熱傳導面積，m2

Z一熱傳導時間，h；

（T2-T1）－材料兩面溫度差，K

在物理意義上，導熱系數為單位厚度(1m)的材料、兩面溫度差為1Ｋ時、在單位時間(1s)內通過單位面積(1㎡)的熱量。

與熱有關的性質顯然，熱導率越小，材料的隔熱性能越好。各種建筑材料的熱導率差別很大，大致在0.035

W/(m.

K)(泡沫塑料)至3.5W/(m.

K)(大理石)之間，通常將λ≤0.15

W/(m.

K)的材料稱為絕熱材料。1、導熱性與熱有關的性質與熱有關的性質1、導熱性材料的熱導率決定于材料的化學組成、結構、構造、孔隙率與孔隙特征、含水狀況及導熱時力

(或荷載)的溫度。一般來講，金屬材料、無機材料、晶體材料的熱導率分別大于非金屬材料、有機材料，非晶體材料。與熱有關的性質宏觀組織結構呈層狀或顯微構造的材料，其熱導率因熱流與纖維方向不同而異，他順纖維或層內材料的熱導率明顯高于與纖維垂直或層間方向的熱導率。1、材料的導熱性與熱有關的性質材料的表觀密度越小，則孔隙率越多而λ空氣

≤0.025

W/(m.

K),遠遠小于固體物質的熱導率，所以，材料的熱導率越小。當孔隙率相同時，由微小而封閉孔組成的材料比由粗大而連通孔隙組成的材料具有更低的熱導率,原因是前者避免了材料孔隙內的熱的對流傳導。此外,由于λ水

=0.58

W/(m.K）、

λ冰

=2.20

W/(m.

K),因此當材料受潮或受凍時會使材料熱導率急劇增大，導致材料的保溫隔熱效果變差。而且對于大多數建筑材料(除金屬外),熱導率會隨導熱時溫度升高而增大。1、材料的導熱性單位質量材料溫度升高或降低1Ｋ所吸收或放出的熱量稱為熱容量系數或比熱。

2、材料的熱容量和比熱熱容量

材料在受熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質稱為材料的熱容量。比熱的計算式如下所示：

式中

C---材料的比熱，J/（g·K）

Q--材料吸收或放出的熱量(熱容量)

m---材料質量，g（T2-T1）--材料受熱或冷卻前后的溫差，K與熱有關的性質

材料的溫度變形是指溫度升高或降低時材料的體積變化。

除個別材料以外，多數材料在溫度升高時體積膨脹，溫度下降時體積收縮。這種變化表現在單向尺寸時，為線膨脹或線收縮，相應的技術指標為線膨脹系數（α）。

3、材料的溫度變形性導熱性熱容量與比熱材料的溫度變形性123與熱有關的性質建筑材料的基本性質-----與水有關的性質與水有關的性質

對于長期暴露在空氣中及水中的材料，為保證其建筑物的耐久性，必須能經受風吹、日曬、雨淋、冰凍而引起的溫度變化、濕度變化及反復凍融等的破壞變化。而能呈現其性能的性質主要是與水有關的性質。與水有關的性質1、材料的親水性與憎水性

與水接觸時，有些材料能被水潤濕，而有些材料則不能被水潤濕，對這兩種現象來說，前者為親水性，后者為憎水性。

材料具有親水性或憎水性的根本原因在于材料的分子結構。親水性材料與水分子之間的分子親合力，大于水分子本身之間的內聚力；反之，憎水性材料與水分子之間的親合力，小于水分子本身之間的內聚力。

與水有關的性質1）材料的親水性與憎水性

工程實際中，材料是親水性或憎水性，通常以潤濕角的大小劃分，潤濕角為在材料、水和空氣的交點處，沿水滴表面的切線與水和固體接觸面所成的夾角。其中潤濕角θ愈小，表明材料愈易被水潤濕。當材料的潤濕角θ＜９０?時，為親水性材料；當材料的潤濕角θ＞９０?時，為憎水性材料。水在親水性材料表面可以鋪展開，且能通過毛細管作用自動將水吸入材料內部；水在憎水性材料表面不僅不能鋪展開，而且水分不能滲入材料的毛細管中。

材料能吸收水分的能力，稱為材料的吸水性。吸水的大小以吸水率來表示。

2、材料的吸水性質量吸水率

質量吸水率是指材料在吸水飽和時，所吸水量占材料在干燥狀態(tài)下的質量百分比，并以ｗm表示。質量吸水率ｗm的計算公式為：

式中mb——材料吸水飽和狀態(tài)下的質量（ｇ或kg）

mg——材料在干燥狀態(tài)下的質量（ｇ或kg）。與水有關的性質體積吸水率是指材料在吸水飽和時，所吸水的體積占材料自然體積的百分率，并以WＶ表示。

式中mb——材料吸水飽和狀態(tài)下的質量（ｇ或kg）

mg——材料在干燥狀態(tài)下的質量（ｇ或kg）。

V0—材料在自然狀態(tài)下的體積，（cm3

或m3）

ρw—水的密度,（g/cm3

或kg/m3），常溫下取ρw=1.0g/cm3

公式體積吸水率材料的吸水率與其孔隙率有關，更與其孔特征有關。因為水分是通過材料的開口孔吸入并經過連通孔滲入內部的。材料內與外界連通的細微孔隙愈多，其吸水率就愈大。與水有關的性質材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質。干燥的材料處在較潮濕的空氣中時，便會吸收空氣中的水分；而當較潮濕的材料處在較干燥的空氣中時，便會向空氣中放出水分。前者是材料的吸濕過程，后者是材料的干燥過程。由此可見，在空氣中，某一材料的含水多少是隨空氣的濕度變化的。

硬化時體積收縮大與水有關的性質材料的含水率材料在任一條件下含水的多少稱為材料的含水率，并以Ｗh表示式中ms——材料吸濕狀態(tài)下的質量（ｇ或kg）mg——材料在干燥狀態(tài)下的質量（ｇ或kg）。公式與水有關的性質與水有關的性質材料的含水率顯然，材料的含水率受所處環(huán)境中空氣濕度的影響。當空氣中濕度在較長時間內穩(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平衡含水率。與水有關的性質材料的耐水性是指材料長期在飽和水的作用下不破壞，強度也不顯著降低的性質。衡量材料耐水性的指標是材料的軟化系數KR式中KR——材料的軟化系數

fb—材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強度（MPa）。

fg—材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強度（MPa）

4、材料的耐水性軟化系數反映了材料飽水后強度降低的程度，是材料吸水后性質變化的重要特征之一。一般材料吸水后，水分會分散在材料內微粒的表面，削弱其內部結合力，強度則有不同程度的降低。當材料內含有可溶性物質時（如石膏、石灰等），吸入的水還可能溶解部分物質，造成強度的嚴重降低。

與水有關的性質材料耐水性限制了材料的使用環(huán)境，軟化系數小的材料耐水性差，其使用環(huán)境尤其受到限制。軟化系數的波動范圍在0至1之間。工程中通常將ＫＲ＞0.85的材料稱為耐水性材料，可以用于水中或潮濕環(huán)境中的重要工程。用于一般受潮較輕或次要的工程部位時，材料軟化系數也不得小于0.75。4、材料的耐水性與水有關的性質

5、材料的抗?jié)B性抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。土木建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，當材料兩側的水壓差較高時，水可能從高壓側通過內部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側。這種壓力水的滲透，不僅會影響工程的使用，而且滲入的水還會帶入能腐蝕材料的介質，或將材料內的某些成分帶出，造成材料的破壞。

與水有關的性質與水有關的性質式中K—滲透系數,（cm/h）;

w—滲水量，（cm3）

A—滲水面積,（cm2）

H— 材料兩側的水壓差，（cm）

d—試件厚度（cm）

t—滲水時間（h）

材料的滲透系數越小，說明材料的抗?jié)B性越強。公式5.1材料的滲透系數材料的抗?jié)B等級是指用標準方法進行透水試驗時，材料標準試件在透水前所能承受的最大水壓力，并以字母P及可承受的水壓力（以0.1MPa為單位）來表示抗?jié)B等級。如P4、P6、P8、P10…等，表示試件能承受逐步增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa…的水壓而不滲透。

與水有關的性質5.2抗?jié)B等級材料吸水后，在負溫作用條件下，水在材料毛細孔內凍結成冰，體積膨漲所產生的凍脹壓力造成材料的內應力，會使材料遭到局部破壞。隨著凍融循環(huán)的反復，材料的破壞作用逐步加劇，這種破壞稱為凍融破壞。

抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經受反復凍融循環(huán)作用而不破壞，強度也不顯著降低的性能。6、材料的抗凍性與水有關的性質與水有關的性質6、材料的抗凍性抗凍性以試件在凍融后的質量損失、外形變化或強度降低不超過一定限度時所能經受的凍融循環(huán)次數來表示，或稱為抗凍等級。

材料的抗凍等級可分為Ｆ15、Ｆ25、Ｆ50、Ｆ100、Ｆ200等，分別表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的凍融循環(huán)。材料的抗凍性與材料的強度、孔結構、耐水性和吸水飽和程度有關。

材料的親水性與憎水性材料的吸水性材料的吸濕性材料的耐水性材料的抗?jié)B性材料的抗凍性123456與水有關的性質建筑材料的基本性質-----與質量有關的性質教學引入

土木工程材料的基本性質，是指材料處于不同的使用條件和使用環(huán)境時，通常必須考慮的最基本的、共有的性質。因為土木建筑材料所處建（構）筑物的部位不同、使用環(huán)境不同、人們對材料的使用功能要求不同，所起的作用就不同，要求的性質也就有所不同。

（1）與質量有關的性質1)材料的實際密度

材料的密度是指材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質量，按下式計算：

ρ=m/v式中：ρ—密度,g/cm3

或kg/m3

m—材料的質量，g或kg

V—材料的絕對密實體積，cm3

或m3

測試時，材料必須是絕對干燥狀態(tài)。含孔材料則必須磨細后采用排開液體的方法來測定其體積。（1）與質量有關的性質

2）材料的表觀密度表觀密度（俗稱“容重”）是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質量。

按下式計算：式中 ρ0—材料的表觀密度,g/cm3

或kg/m3

m—材料的質量，g或kg

V0—材料的表觀體積，cm3

或m3（1）與質量有關的性質材料的表觀體積是指包括內部孔隙在內的體積。因為大多數材料的表觀體積中包含有內部孔隙，其孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影響其總質量（有時還影響其表觀體積）。因此，材料的表觀密度除了與其微觀結構和組成有關外，還與其內部構成狀態(tài)及含水狀態(tài)有關（1）與質量有關的性質

2）材料的表觀密度表觀密度（俗稱“容重”）是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質量。

按下式計算：式中 ρ0—材料的表觀密度,g/cm3

或kg/m3

m—材料的質量，g或kg

V0—材料的表觀體積，cm3

或m3（1）與質量有關的性質

3）材料的堆積密度堆積密度是指粉狀或粒狀材料，在堆積狀態(tài)下單位體積的質量。

按下式計算：

式中 ρ0’—材料的堆積密度,g/cm3

或kg/m3

m—材料的質量，g或kg

V0’—材料的堆積體積，cm3或m3（1）與質量有關的性質粉狀或粒狀材料的質量是指填充在一定容器內的材料質量，其堆積體積是指所用容器的容積而言。因此，材料的堆積體積包含了顆粒之間的空隙。在土木建筑工程中，計算材料用量、構件的自重，配料計算以及確定堆放空間時經常要用到材料的密度、表觀密度和堆積密度等數據。（1）與質量有關的性質

4）材料的密實度

密實度是指材料體積內被