1、第一章 建筑材料的基本性质 第一节 材料的物理性质一、与质量有关的性质1. 密度、表观密度与堆积密度密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。式中 材料密度(gcm3)；m材料的质量（g）；V材料在绝对密实状态下的体积（cm3）。,第一章 建筑材料的基本性质,表观密度：材料在自然状态下单位体积的质量。式中 o材料的表观密度(gc3或kg/3)；材料的质量(g或kg)；Vo材料在自然状态下的体积，或称表观体积(c3或3)。,第一章 建筑材料的基本性质,2,第一章 建筑材料的基本性质,3,李 氏 瓶,第一章 建筑材料的基本性质,4,堆积密度：粉块状材料在堆积状态下单位体积的质量。式中 o 材料的堆
2、积密度(kg/3)； 材料的质量(kg)；Vo 材料的堆积体积(3)。,第一章 建筑材料的基本性质,5,测砂的 堆积密度,建筑常用材料的密度、表观密度、堆积密度 材料名称 密度(gc3) 表观密度(kg3) 堆积密度(kg3) 钢材 7.85 7800 7850 红松木 1.551.60 400600 水泥 2.8 3.1 16001800砂 2.5 2. 6 15001700 碎石 2.48 2.76 23002700 14001700 普通玻璃 2.45 2.55 24502550 铝合金 2.72.9 27002900,6,第一章 建筑材料的基本性质,第一章 建筑材料的基本性质,7,2.
3、密实度与孔隙率密实度：材料体积内被固体物质所充实的程度。式中 D材料的密实度(),第一章 建筑材料的基本性质,8,孔隙率：材料中孔隙体积所占整个体积的百分率。 3. 填充率与空隙率填充率：材料在容器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度。,第一章 建筑材料的基本性质,9,空隙率：散粒状材料在堆积体积内颗粒之间的空隙体 积所占的百分率。,第一章 建筑材料的基本性质,10,4.压实度压实度：指散粒状材料被压实的程度。式中 Ky散粒状材料的压实度（%）；经压实后的实测干堆积密度（kg3）；经充分压实后的最大干堆积密度（kg3）。,第一章 建筑材料的基本性质,11,二、材料与水有关的性质（一） 亲水性与憎水
4、性材料与水接触时，能被水润湿为亲水性；不能被水润湿为憎水性。,第一章 建筑材料的基本性质,12,（二） 吸水性与吸湿性1.吸水性亲水性材料在水中吸收水分的能力。表达方式：质量吸水率和体积吸水率。（1）质量吸水率材料在吸水饱和时，吸水量占材料干质量的百分率。,第一章 建筑材料的基本性质,13,式中 W材料的质量吸水率（%）；b材料吸水饱和状态下的质量(g或kg)； 材料在干燥状态下的质量(g或kg)。（2）体积吸水率材料在吸水饱和时，吸水的体积占自然体积的百分率。式中 w水的密度(gc3)。质量与体积吸水率的关系：Wv=W0,第一章 建筑材料的基本性质,14,2.吸湿性材料在潮湿空气中吸收水分的
5、性质，用含水率表示。式中 s材料在吸湿状态下的质量(g或kg)；g一材料在干燥状态下的质量(g或kg)。（三）耐水性耐水性：材料长期在饱和水作用下，保持其原有的,第一章 建筑材料的基本性质,5,功能，抵抗破坏的能力。耐水性用软化系数（KR）表示。式中 fb材料饱水状态下的抗压强度(Pa)；fg材料干燥状态下的抗压强度(Pa)。用于水中或潮湿环境中的重要结构工程，KR 0.85； 用于受潮较轻或次要结构时，材料的KR值0.75。,第一章 建筑材料的基本性质,16,（四）抗渗性抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质。渗透系数K(ch) ：式中 Q渗水量(c3)； d试件厚度(c)；A渗水面积(c2) t
6、渗水时间(h)；H静水压力水头(c)。,第一章 建筑材料的基本性质,17,抗渗等级:P10H1 H试件开始渗水时的水压力（MPa）如P6、P12、P20，分别表示能够承受0.6Pa、1.2Pa、2.0Pa的水压而不渗水。影响因素：亲水性、孔隙率、孔特征、裂缝等有关。,第一章 建筑材料的基本性质,18,（五）抗冻性材料在多次冻融循环作用下，保持其原有性质，抵抗破坏的能力。抗冻等级：如F25表示能经受25次冻融循环而不破坏。影响因素：孔隙率、孔特征、吸水性及抵抗胀裂的强度有关。,19,第一章 建筑材料的基本性质,第一章 建筑材料的基本性质,20,三、材料与热有关的性质（一）导热性导热性：材料将热量
7、由温度高的一侧向温度低的一侧传递的性质。用导热系数()表示。,第一章 建筑材料的基本性质,21,式中 材料导热系数W(K)；Q传导的热量(J)；材料厚度()；A材料的传热面积(2)；t传热的时间(s)；T2-T1材料两侧的温度差(K)。0.175W(K)的材料为保温隔热材料。,第一章 建筑材料的基本性质,22,影响材料导热系数的因素：材料的组成、含水率、孔隙率、孔隙尺寸及孔特征等有关。（二）热容量与比热1.热容量材料受热时吸收热量或冷却时放出热量的能力。Qc （T2-T1） 式中 Q材料的热容量(J)；c材料的比热J(gK)；,材料的质量(g) ；T2-T1 材料受热或冷却前后的温度差(K)。
8、2.比热质量为1g的材料，在温度每改变1K时所吸收或放出热量的大小。比热值的大小与其组成和结构有关。,23,第一章 建筑材料的基本性质,第一章 建筑材料的基本性质,24,（三）温度变形性温度升高或降低，材料的体积会有膨胀或收缩的性能，用线膨胀系数（L ）表示。 L(T2T1） L 式中 L线膨胀或线收缩量(或c)；T2T1材料升(降)温前后的温度差(K)；材料在常温下的平均线膨胀系数(1K)；L材料原来的长度(或c)。,第一章 建筑材料的基本性质,25,常见建筑材料的热工参数 材料名称 导热系数W(K) 比热J(gK) 线膨胀系数(10-6K) 钢材 58 0.48 1012 普通混凝土 1.
9、281.51 0.481.0 5.815 木材 0.170.35 2.51 水 0.58 4.187 花岗岩 2.913.08 0.7160.787 5.58.5 密闭空气 0.023 1 ,（四）耐燃性与耐火性1.耐燃性材料抵抗燃烧的性质，分四级。非燃烧材料（A级）：如钢铁、砖、石、混凝土。难燃材料（B1级）：如水泥刨花板、硬PVC塑料板等。可燃材料（B2级）：如木材、胶合板等。易燃材料（B3级）：如油漆、纤维织物等。,26,第一章 建筑材料的基本性质,第一章 建筑材料的基本性质,27,2.耐火性材料抵抗高热或火的作用，保持原有性质的能力。耐火极限用时间（h或in）表示。（五）耐急冷急热性材
10、料抵抗急冷急热的交替作用，并能保持其原有性质的能力。在急冷急热作用下，易开裂或炸裂，如玻璃、瓷砖等。,第一章 建筑材料的基本性质,28,四、与声学有关的性质1.吸声性声能穿透材料和被材料消耗的性质，用吸声系数表示。式中 材料的吸声系数； E0传递给材料的全部入射声能；E被材料吸收(包括透过)的声能。,材料的平均吸声系数0.2的材料为吸声材料。影响因素：表观密度、孔隙特征、厚度及表面的条件有关外，还与声波的入射角及频率有关。2.隔声性材料能减弱或隔断声波传递的性能。（1）隔空气声材料单位面积的质量越大或材料的密度越大，隔声效果越好。,29,第一章 建筑材料的基本性质,第一章 建筑材料的基本性质,
11、30,（2）隔固体声由于振源撞击固体材料，引起固体材料受迫振动而发声，并向四周辐射声能。选用具有弹性的衬垫材料，如软木、橡胶、毛毡、地毯等，能阻止或减弱固体声波的继续传播。,第一章 建筑材料的基本性质,1,第二节 材料的力学性质一、强度与比强度 （一）强度强度：材料在外力作用下抵抗破坏的能力。分抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度。,第一章 建筑材料的基本性质,2,1.抗拉（压、剪）强度材料承受荷载拉力（压力、剪力）作用直到破坏时，单位面积上所承受的拉力（压力、剪力）称为抗拉（压、剪）强度。式中：f抗拉、抗压、抗剪强度（Pa）；F材料受拉、压、剪破坏时的荷载（N）；A材料受力面积（2）。,第
12、一章 建筑材料的基本性质,3,2.抗弯（折）强度抗弯强度与材料受力情况有关。矩形截面试件，两端支撑，中间作用一集中荷载，抗弯强度：式中 fm 材料的抗弯（折）强度(Pa)； F受弯时的破坏荷载(N)；L两支点间距()；b、h材料截面宽度、高度()。,4,第一章 建筑材料的基本性质,第一章 建筑材料的基本性质,5,影响强度的因素：材料的组成、结构特征、孔隙率、试件形状、尺寸、表面状态、含水率、温度及试验时的加荷速度等。强度等级：按材料强度值的高低划分成若干等级。如混凝土：C10、C15、C20、C25、C30等。砂浆：M2.5、M5.0、M7.5、M10等。,（二）比强度比强度：材料的强度与其表
13、观密度之比。比强度越大，则材料的轻质高强性能越好。,6,第一章 建筑材料的基本性质,第一章 建筑材料的基本性质,7,二、弹性与塑性1.弹性弹性：材料在外力作用下产生变形，外力消除后能完全恢复原来形状和大小的性质。弹性变形：可以完全恢复的变形为弹性变形。弹性模量：应力与应变之比为弹性模量。,第一章 建筑材料的基本性质,8,其中 E材料的弹性模量（Pa）；材料所受的应力(Pa)；在应力作用下的应变。弹性模量 反映材料抵抗变形的能力。E值愈大，材料的刚度愈强，外力作用下的变形较小。,第一章 建筑材料的基本性质,9,2.塑性塑性：材料在外力作用下产生变形，外力消除后不能完全恢复到原来形状和大小的性质。
14、塑性变形：这种不可恢复的变形称为塑性变形，或永久变形。三、脆性与韧性1.脆性脆性：材料在外力作用下未产生明显的塑性变形而突然破坏的性质。,脆性材料：具有这种性质的材料。如：天然石材、普通混凝土、砂浆及玻璃等。2.韧性韧性：在冲击或震动荷载作用下，材料能吸收较大能量，同时产生较大变形，而不发生突然破坏的性质。韧性材料：具有这种性质的材料为韧性材料。如：钢材、木材、沥青等。,10,第一章 建筑材料的基本性质,第一章 建筑材料的基本性质,11,四、硬度与耐磨性1.硬度硬度：材料表面抵抗其它较硬物体刻划或压入的能力。材料硬度的指标有：洛氏硬度、布氏硬度、摩氏硬度、肖氏硬度。钢材、木材和混凝土的硬度用钢
15、球压入法测定。材料的硬度大，耐磨性强，但不易加工。在工程中可用硬度间接推算材料的强度。,第一章 建筑材料的基本性质,12,2.耐磨性耐磨性：材料表面抵抗磨损的能力。式中 B 磨损率(gc2)； m1-m2材料磨损前后的质量损失（g）；A 试件受磨面积(c2)。耐磨性与材料的强度、硬度、内部结构、组成、孔隙率、孔特征、表面缺陷等有关。,第一章 建筑材料的基本性质,13,第三节 材料的化学性质和耐久性一、化学性质化学性质：材料发生化学反应，使材料的内部组成和结构发生变化的性质。建筑材料大多是利用化学性质进行生产、施工和使用。二、耐久性耐久性：在各种外界因素的作用下，能长久地保持其使用性能的性质。,
16、外界因素：机械、物理、化学和生物的作用。机械作用：疲劳荷载、冲击、磨损等。物理作用：温湿度、阳光等化学作用：酸、碱、盐的的侵蚀。生物作用：虫蛀、菌类的腐蚀。,14,第一章 建筑材料的基本性质,第一章 建筑材料的基本性质,15,第四节 材料的装饰性质一、颜色、光泽、透明性1.颜色材料的颜色与材料对光谱的吸收以及观察者眼睛对光谱的敏感性等因素有关。2.光泽材料表面方向性反射光线的性质，用光泽度表示。光泽度：材料表面对可见光的反射光的程度。与材料的组成、结构、密度、孔隙率及表面状态等有关。,第一章 建筑材料的基本性质,16,3.透明性光线透过材料时所表现的光学性质。材料分为：透明(透光、透视)、半透
17、明(透光，不透视)、不透明(不透光、不透视)。二、花纹图案、形状、尺寸1.花纹图案材料天然形成或在生产、加工时，利用不同工艺将材料的表面做成各种不同的纹理和图形。,天然形成的花纹图案：如木花纹、天然大理石等。 生产加工时形成的花纹图案，如装饰石膏板材、陶瓷壁画等。2.形状和尺寸材料具有一定的形体状态和规格大小的性质。三、质感材料的表面组织结构、花纹图案、颜色、光泽、透明性等给人的一种综合感觉的性质。,17,第一章 建筑材料的基本性质,第一章 建筑材料的基本性质,18,四、耐沾污性、易洁性与耐擦性1.耐沾污性材料表面抵抗污物作用，保持其原有颜色和光泽的性质。耐沾污性与材料的硬度、孔隙率、光洁度等有关。2.易洁性材料表面易于清洗洁净的性质。用于地面、门窗、卫生间、厨房等的装饰材料须考虑材料的耐沾污性和易洁性。,第一章 建筑材料的基本性质,19,3.耐擦性材料在外力作用下抵抗擦湿破坏的性质。擦湿可分为干擦和湿擦。,
