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1、西南民族大学化学与环境学院1 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质是指 建筑材料的基本性质1 建筑材料的基本性质1. 1 材料的物理性质材料的物理性质1. 2 材料与水有关的性质材料与水有关的性质1. 3 材料的力学性质材料的力学性质1. 4 材料的热工性质材料的热工性质1. 5 材料的化学性质材料的化学性质1. 6 材料的耐久性材料的耐久性 1.1材料的基本物理性质 体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不同体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不同的物理状态，因而表现出不同的体积。的物理状态，因而表现出不同的体积。封闭孔隙（体积为Vb）开口孔隙（体积为Vk）固体物质（体积为V）材料在自然状
2、态下总体积：V0V+Vp 孔隙体积：VpVb+VkVp孔隙体积1.1 建筑材料的物理性质 （一）材料的密度、表观密度与堆积密度 1. 1. 材料的材料的密度密度( (俗称比重俗称比重) ) 材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量， 按下式计算： 式中：密度, g/cm3 或 kg/m3m材料的质量，g 或 kgV材料的绝对密实体积，cm3 或 m3 测试时，材料必须是绝对干燥状态。含孔材料则必须磨细后采用排开液体的方法来测定其体积。Vm1.1 建筑材料的物理性质 （一）材料的密度、表观密度与堆积密度 2. . 材料的材料的表观密度表观密度（俗称“容重”） 材料的表观密度是指材料在自然
3、状态下单位体积的质量按下式计算： 00Vm表观体积是指包括内部封表观体积是指包括内部封表观体积是指包括内部封闭孔隙在内的体积。其封闭孔隙在内的体积。其封闭孔隙在内的体积。其封闭孔隙的多少，孔隙中是闭孔隙的多少，孔隙中是闭孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，否含有水及含水的多少，否含有水及含水的多少，均可能影响其总质量或体均可能影响其总质量或体均可能影响其总质量或体积。积。积。 因此，材料的表观密因此，材料的表观密因此，材料的表观密度与其内部构成状态及含度与其内部构成状态及含度与其内部构成状态及含水状态有关。水状态有关。水状态有关。工程中砂石材工程中砂石材工程中砂石材料，直接用排料，直接用
4、排料，直接用排水法测定其表水法测定其表水法测定其表观体积观体积观体积1.1 建筑材料的物理性质 （一）材料的密度、表观密度与堆积密度 3. . 材料的材料的堆积密度堆积密度（又称松散容重）（又称松散容重） 材料的堆积密度堆积密度是指粉状或粒状材料，在堆积状态下是指粉状或粒状材料，在堆积状态下单位体积的质量。单位体积的质量。按下式计算： 0 0，材料的堆积密度材料的堆积密度, g/cm, g/cm3 3 或或 kg/mkg/m3 3m m 材料的质量，材料的质量，g g 或或 kgkgV V0 0，材料的堆积体积，材料的堆积体积，cmcm3 3 或或 m m3 300Vm1.1 建筑材料的物理性
5、质 （一）材料的、与 例： 1.1 建筑材料的物理性质 （二）材料的与 1. . 材料的材料的 材料的孔隙率孔隙率是指材料中孔隙体积占总体积的比例。是指材料中孔隙体积占总体积的比例。按下式计算： V材料的绝对密实体积，材料的绝对密实体积，cm3 或或 m3密度,g/cm3或kg/m30001VVVP1.1 建筑材料的物理性质（二）材料的与 1. . 材料的材料的p材料中固体体积占总体积的比例，称为密实度，密实度D=1-P，即材料的密实度+孔隙率=1；p材料的孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。孔隙率的大小及孔隙本身的特征（孔隙构造与大小）对材料的性质影响较大；p通常，对于同一种材质的材料，如
6、其孔隙率在一定范围内变化，则这种材料的强度与孔隙率有显著的相关性，即孔隙率越大，则强度越低。1.1 建筑材料的物理性质 （二）材料的与 2. . 材料的材料的 材料的空隙率空隙率是是散粒材料在其堆集体积中, 颗粒之间的空隙体积所占的比例。按下式计算： 0材料的表观密度;0 0，材料的堆积密度材料的堆积密度 空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算含砂率的依据。00000011VVVVVP1.1 建筑材料的物理性质答案：答案：答案：C C C （二）材料的与 例：一种材料孔隙率增大时，以下性质密度、表观密度、吸水率、强度、抗冻性，其中哪些一定下降？
7、A；B；C；D。1.2 材料与水有关的性质 （一）材料的与 与水接触时，材料表面能被水润湿的性质称为亲水性；材料表面不能被水润湿的性质称为憎水性。 建筑材料大多为亲水性材料，如砖、混凝土、木材等；少数材料如沥青、石蜡等为憎水性材料。憎水性材料有较好的防水效果。图11 材料润湿示意图（）亲水性材料；（）憎水性材料（1 1 1）如果润湿边角）如果润湿边角）如果润湿边角 为零，则表示该材料完全被水所浸润为零，则表示该材料完全被水所浸润为零，则表示该材料完全被水所浸润; ; ; （2 2 2）当润湿边角）当润湿边角）当润湿边角9090900 0 0时，水分子之间的教聚力小于水分子与材料时，水分子之间的
8、教聚力小于水分子与材料时，水分子之间的教聚力小于水分子与材料 分子间的相互吸引力，此种材料称为亲水性材料分子间的相互吸引力，此种材料称为亲水性材料分子间的相互吸引力，此种材料称为亲水性材料; ; ; （3 3 3）当）当）当9090900 0 0时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子间的时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子间的时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子间的 吸引力，吸引力，吸引力，则材料表面不会被浸润，此种材料称为憎水性材料。则材料表面不会被浸润，此种材料称为憎水性材料。则材料表面不会被浸润，此种材料称为憎水性材料。 （二）材料的与1、材料在水中吸收水分的能力，称为材
9、料的吸水性。吸水性的大小以来表示。质量吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水量占材料在干燥状态下的质量百分比，并以m表示。质量吸水率m的计算公式为：式中：m1材料吸水饱和状态下的质量（g或kg）；m材料在干燥状态下的质量（g或kg）。%1001mmmWm1.2 材料与水有关的性质1.2 材料与水有关的性质 1.2 材料与水有关的性质2.材料的吸湿性材料的吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的性质。用h表示，其计算公式为：式中：ms材料吸湿状态下的质量（g或kg）mg材料在干燥状态下的质量（g或kg）。当空气中湿度在较长时间内稳定时，材料的吸湿和干燥过程处于平衡状态，材料中所含水分与空气湿度达到平衡，
10、此时的含水率称为平衡含水率。%100mmmW含含1.2 材料与水有关的性质比较项目吸水率含水率适用场合在水中吸收水分在空气中吸收水分表示方法吸收水分的质量比或体积比吸收水分的质量比吸收水量达到饱和与空气中水分平衡通常小于吸水率1.2 材料与水有关的性质（三）材料的材料的耐水性是指材料长期在饱和水的作用下不破坏，强度也不材料的耐水性是指材料长期在饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质。材料耐水性的指标用显著降低的性质。材料耐水性的指标用软化系数软化系数K软软表示：表示：式中：K软材料的软化系数；f饱材料吸水饱和状态下的抗压强度（MPa）； f干材料在干燥状态下的抗压强度（MPa）。K软值愈
11、小，表示材料吸水饱和后强度下降愈大，即耐水性愈差。材料的软化系数K软在01之间。不同材料的KR值相差较大，如勃土K软=0，而金属K软=l，工程中将K软0.85的材料，称为耐水的材料。在设计长期处于水中或潮湿环境中的重要结构时，必须选用K软0.85的建筑材料。对用于受潮较轻或次要结构物的材料，其K软值不宜小于0.75。干饱软ffK1.2 材料与水有关的性质（四）材料的抗渗性是材料在压力水作用下抵抗水渗透的性能。用渗透系数或抗渗等级表示。（1）渗透系数材料的渗透系数K可通过下式计算:式中：K渗透系数,（cm/h）; W渗水量，（cm3）；A渗水面积,（cm2）；H材料两侧的水压差，（cm）；d试件
12、厚度（cm）；t渗水时间（h）。AtHWdK 材料的抗渗等级是指用标准方法进行透水试验时，材材料的抗渗等级是指用标准方法进行透水试验时，材材料的抗渗等级是指用标准方法进行透水试验时，材料标准试件在透水前所能承受的最大料标准试件在透水前所能承受的最大料标准试件在透水前所能承受的最大静水水压力静水水压力静水水压力，并以字，并以字，并以字母母母S S S及可承受的水压力（以及可承受的水压力（以及可承受的水压力（以0.1MPa0.1MPa0.1MPa为单位）来表示抗渗等级。为单位）来表示抗渗等级。为单位）来表示抗渗等级。如如如等，表示试件能承受逐步增高至等，表示试件能承受逐步增高至等，表示试件能承受逐
13、步增高至0.4MPa0.4MPa0.4MPa、0.6MPa0.6MPa0.6MPa、0.8MPa0.8MPa0.8MPa、1.0MPa1.0MPa1.0MPa的水压而不渗透。的水压而不渗透。的水压而不渗透。材料亲水性和憎水性材料亲水性和憎水性材料亲水性和憎水性通常憎水性材料其抗渗性优于通常憎水性材料其抗渗性优于通常憎水性材料其抗渗性优于亲亲亲 水性材料。水性材料。水性材料。材料的密实度材料的密实度材料的密实度密实度高的材料其抗渗性也较高。密实度高的材料其抗渗性也较高。密实度高的材料其抗渗性也较高。材料的孔隙特征材料的孔隙特征材料的孔隙特征具有开口孔隙的材料其抗渗性较差。具有开口孔隙的材料其抗渗
14、性较差。具有开口孔隙的材料其抗渗性较差。1.2 材料与水有关的性质 材料吸水后，在负温作用条件下，水在材料毛细孔内冻结成冰，体积膨胀(9%)所产生的冻胀压力造成材料的内应力(可达100MP)，会使材料遭到局部破坏。随着冻融循环的反复，材料的破坏作用逐步加剧，这种破坏称为冻融破坏。抗冻性以试件在冻融后的质量损失和强度损失不超过一定限度时所能经受的冻融循环次数来表示，或称为抗冻等级。材料的抗冻等级可分为D25、D50、D100、D200等，分别表示此材料可承受25次、50次、100次、200次的冻融循环.1.材料的密实度密实度越高则其抗冻性越好。2.材料的孔隙特征开口孔隙越少则其抗冻性越好。3.材
15、料的强度强度越高则其抗冻性越好。4.材料的耐水性耐水性越好则其抗冻性也越好。5.材料的吸水量大小吸水量越小则其抗冻性越好。1.3 材料的力学性质材料的力学性质是指1.3 材料的力学性质材料的强度根据外力作用方式的不同，材料强度有强度等。FFFFFFlFl/2bh抗压抗压抗压抗拉抗拉抗拉抗剪抗剪抗剪抗弯抗弯抗弯1.3 材料的力学性质（1） 1.3 材料的力学性质称为。大部分无机非金属材料均属脆性材料，如天然石材，烧结普通砖、陶瓷、玻璃、普通混凝土、砂浆等。脆性材料变形很小，抗冲击或震动荷载能力差，抗压强度高而抗拉、抗折强度低。在工程中使用时，应注意发挥这类材料的特性。称为。韧性材料塑性变形很小，
16、抗拉、抗压强度都较高。1.3 材料的力学性质是抵抗其它硬物刻划、压入其表面的能力。通常用刻划法，回弹法和压入法测定材料的硬度。刻划法（莫氏硬度）用于天然矿物硬度的划分，按滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄晶、刚玉、金刚石的顺序，分为10个硬度等级。回弹法用于测定混凝土表面硬度，并间接推算混凝土的强度；也用于测定陶瓷、砖。砂浆、塑料、橡胶、金属等的表面硬度并间接推算其强度。压入法（布氏硬度）1.4 材料的热工性质 ：式中：式中：式中： 导热系数，导热系数，导热系数，W/W/W/（m m m K K K）；）；）；Q Q Q传导的热量，传导的热量，传导的热量，J J J； 材料厚度，
17、材料厚度，材料厚度，m m m； A A A热传导面积，热传导面积，热传导面积，m m m2 2 2；t t t热传导时间，热传导时间，热传导时间，h h h；（T T T2 2 2T T T1 1 1）材料两面温度差，材料两面温度差，材料两面温度差，K K K。 物理意义：单位厚度（物理意义：单位厚度（物理意义：单位厚度（1m1m1m）的材料、两面温度差为）的材料、两面温度差为）的材料、两面温度差为1K1K1K时、在单位时间时、在单位时间时、在单位时间（1s1s1s）内通过单位面积（）内通过单位面积（）内通过单位面积（1m1m1m2 2 2 ）的热量。）的热量。）的热量。 是评定材料绝热性的
18、重要指标。是评定材料绝热性的重要指标。是评定材料绝热性的重要指标。是评定材料绝热性的重要指标。是评定材料绝热性的重要指标。是评定材料绝热性的重要指标。 越小绝热性越好。越小绝热性越好。越小绝热性越好。越小绝热性越好。越小绝热性越好。越小绝热性越好。 与物质构成、与物质构成、与物质构成、与物质构成、与物质构成、与物质构成、密实程度、构造特征、环境温湿度及热流方向有关。密实程度、构造特征、环境温湿度及热流方向有关。密实程度、构造特征、环境温湿度及热流方向有关。密实程度、构造特征、环境温湿度及热流方向有关。密实程度、构造特征、环境温湿度及热流方向有关。密实程度、构造特征、环境温湿度及热流方向有关。 建材建材建材 ：0.020.020.023.00w/(m.k)3.00w/(m.k)3.00w/(m.k)密闭空气小于密闭空气小于密闭空气小于0.230.230.23水水水0.580.580.58冰冰冰2.202.202.20）（12TTtQ1.5 材料的化学性质内在因素：化学成分或组成性质；结构和构造特征。1.6 材料的耐久性造成耐久性下降的根本原因课堂小结材料的基本物理性质；材料的力学性质；材料的耐久性。