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1、建建 筑筑 材材 料料ConstructionMaterials主主讲讲：Tel:(0571)64928072E-mail:wujcatvu建建筑筑材材料料课课程程为为建建筑筑工工程程类类专专业业的的技技术术根根底底课课。本本课课程程的的目目的的是是为为学学习习建建筑筑设设计计、建建筑筑施施工工、结结构构设设计计专专业业课课程程提提供供建建筑筑材材料料的的根根本本知知识识，并并为为今今后后从从事事专专业业技技术术工工作作能够合理选择和使用建筑材料打能够合理选择和使用建筑材料打一一.课程的性质、目的和任务课程的性质、目的和任务本本课课程程的的任任务务是是使使学学生生获获得得有有关关建建筑筑材材料
2、料的的性性质质与与应应用用的的根根本本知知识识和和必必要要的的根根本本理理论论，并并获获得得主主要建筑材料试验的根本技能训练。要建筑材料试验的根本技能训练。从从本本课课程程的的目目的的及及任任务务出出以以，课课程程内内容容着着重重于于材材料料的的性性质质和和应应用用，对对这这两两方方面面内容提出如下要求：内容提出如下要求：1 1、在在材材料料性性质质方方面面：掌掌握握材材料料的的组组成成、性性质质及及技技术术要要求求；了了解解材材料料组组成成及及结结构构对对材材料料性性质质的的影影响响；了了解解外外界界因因素素对对材材料料性性质质的的影影响响；了了解解各各主主要要性性质质间间的的相相互互关关系
3、系；初初步步学学会会主主要要建建筑筑材材料料的的试试验验方法。方法。2、在在材材料料应应用用方方面面：根根据据工工程程要要求求能能够够合合理理地地选选用用材材料料；熟熟悉悉有有关关国国家家标标准准或或行行业业标标准准；了了解解材材料料使使用用方方法法的的要要点点；学学会会混混凝凝土配合比设计土配合比设计二二.复习与自学复习与自学复复习习与与自自学学是是掌掌握握教教学学内内容容和和扩扩大大信信息息量量的的重重要要手手段段。复复习习时时以以主主教教材材为为核核心心，参参照照听听课课笔笔记记，按按“学学习习指指导导”要要求求进进行行。首首先先以以节节为为单单元元读读一一遍遍；其其次次按按“根根本本内
4、内容容与与要要求求”重重点点阅阅读读，不不要要强强记记，务务求求理理解解；再再次次按按“复复习习思思考考题题与与习习题题”进进行行小小结结，自我检测。自我检测。三三.辅辅导导课课这这是是本本课课程程教教学学的的重重要要组组成成局局部部，按按“根根本本内内容容与与要要求求”及及“复复习习思思考题与习题考题与习题”进行辅导，并答疑。进行辅导，并答疑。四四.考考试试限限于于条条件件，考考试试只只在在期期末末进进行行一一次次。本本课课程程考考试试的的主主要要题题型型有有：名名词词解解释释，填填空空题题，选选择择填填空空题题(单单项项选选择择)，计计算算题题，问问答答题题等等最最后后成成绩绩由由平平时时
5、成成绩绩和和考考试试成成绩绩两局部组成两局部组成,分别占分别占20%与与80%.绪绪论论 内容：内容：建筑材料的定义和分类建筑材料的定义和分类 建筑材料建筑材料工程结构关系工程结构关系 建筑材料组成建筑材料组成结构结构性能关系性能关系 建筑材料建筑材料人类人类环境关系环境关系 建筑材料课程的特点与学习内容建筑材料课程的特点与学习内容 一一.建筑材料的定义建筑材料的定义建筑材料:是人类建造活动所用一切材料的总称.人类社会的根本活动如衣、食、住、行、无一、食、住、行、无一不直接或间接地和建筑材料密切相关不直接或间接地和建筑材料密切相关如常见的粘土砖、石材、石灰、木材、水泥、如常见的粘土砖、石材、石
6、灰、木材、水泥、混凝土、钢材、陶瓷砖、沥青卷材、玻璃、各混凝土、钢材、陶瓷砖、沥青卷材、玻璃、各种油漆、涂料、种油漆、涂料、PVCPVC管等等。管等等。二二.建筑材料的分类建筑材料的分类一、按化学成分一、按化学成分一、按化学成分一、按化学成分 无机材料金属材料、非金属材料无机材料金属材料、非金属材料无机材料金属材料、非金属材料无机材料金属材料、非金属材料有机材料植物材料、沥青材料、合成高分子有机材料植物材料、沥青材料、合成高分子有机材料植物材料、沥青材料、合成高分子有机材料植物材料、沥青材料、合成高分子材料材料材料材料 复合材料：有机无机、金属非金属、金复合材料：有机无机、金属非金属、金复合材
7、料：有机无机、金属非金属、金复合材料：有机无机、金属非金属、金属有机属有机属有机属有机 二、按使用功能分二、按使用功能分二、按使用功能分二、按使用功能分 建筑结构材料、墙体材料、建筑功能材料建筑结构材料、墙体材料、建筑功能材料建筑结构材料、墙体材料、建筑功能材料建筑结构材料、墙体材料、建筑功能材料无机材料无机材料金属材料：金属材料：金属材料：金属材料：黑色金属钢铁、不锈钢黑色金属钢铁、不锈钢黑色金属钢铁、不锈钢黑色金属钢铁、不锈钢 有色金属铝、铜、铝合金有色金属铝、铜、铝合金有色金属铝、铜、铝合金有色金属铝、铜、铝合金非金属材料：天然石材花岗岩、大理石等非金属材料：天然石材花岗岩、大理石等非金
8、属材料：天然石材花岗岩、大理石等非金属材料：天然石材花岗岩、大理石等 烧土制品粘土砖、瓦、陶瓷烧土制品粘土砖、瓦、陶瓷烧土制品粘土砖、瓦、陶瓷烧土制品粘土砖、瓦、陶瓷 胶凝材料石灰、石膏、水泥胶凝材料石灰、石膏、水泥胶凝材料石灰、石膏、水泥胶凝材料石灰、石膏、水泥 玻璃平板玻璃、玻璃砖玻璃平板玻璃、玻璃砖玻璃平板玻璃、玻璃砖玻璃平板玻璃、玻璃砖 无机纤维材料玻璃、碳纤维无机纤维材料玻璃、碳纤维无机纤维材料玻璃、碳纤维无机纤维材料玻璃、碳纤维有有 机机 材材 料料植物材料：木材、竹材、植物纤维等植物材料：木材、竹材、植物纤维等植物材料：木材、竹材、植物纤维等植物材料：木材、竹材、植物纤维等 沥青
9、材料：煤、石油沥青、各类卷材沥青材料：煤、石油沥青、各类卷材沥青材料：煤、石油沥青、各类卷材沥青材料：煤、石油沥青、各类卷材 合成高分子材料：塑料、涂料、胶粘剂合成高分子材料：塑料、涂料、胶粘剂合成高分子材料：塑料、涂料、胶粘剂合成高分子材料：塑料、涂料、胶粘剂复复 合合 材材 料料有机无机：树脂混凝土、纤维增强塑料等有机无机：树脂混凝土、纤维增强塑料等有机无机：树脂混凝土、纤维增强塑料等有机无机：树脂混凝土、纤维增强塑料等金属非金属：钢筋混凝土、钢纤维混凝土金属非金属：钢筋混凝土、钢纤维混凝土金属非金属：钢筋混凝土、钢纤维混凝土金属非金属：钢筋混凝土、钢纤维混凝土 金属无机材料：涂覆钢板、涂
10、覆铝合金板、金属无机材料：涂覆钢板、涂覆铝合金板、金属无机材料：涂覆钢板、涂覆铝合金板、金属无机材料：涂覆钢板、涂覆铝合金板、塑铝管、塑钢门窗等塑铝管、塑钢门窗等塑铝管、塑钢门窗等塑铝管、塑钢门窗等 按使用功能分类按使用功能分类建筑结构材料构成建筑物受力构件（梁、板、建筑结构材料构成建筑物受力构件（梁、板、建筑结构材料构成建筑物受力构件（梁、板、建筑结构材料构成建筑物受力构件（梁、板、柱、根底、框架）和结构所用的材料。常用石材、柱、根底、框架）和结构所用的材料。常用石材、柱、根底、框架）和结构所用的材料。常用石材、柱、根底、框架）和结构所用的材料。常用石材、混凝土、钢材、钢筋混凝土等。混凝土、
11、钢材、钢筋混凝土等。混凝土、钢材、钢筋混凝土等。混凝土、钢材、钢筋混凝土等。墙体材料构成建筑物内外和分隔室内空间所墙体材料构成建筑物内外和分隔室内空间所墙体材料构成建筑物内外和分隔室内空间所墙体材料构成建筑物内外和分隔室内空间所用的材料。砖、砌块、复合板材等。用的材料。砖、砌块、复合板材等。用的材料。砖、砌块、复合板材等。用的材料。砖、砌块、复合板材等。建筑功能材料具有某种特殊功能的非承重材建筑功能材料具有某种特殊功能的非承重材建筑功能材料具有某种特殊功能的非承重材建筑功能材料具有某种特殊功能的非承重材料。如防水材料、料。如防水材料、料。如防水材料、料。如防水材料、吸声材料、装饰材料等等。吸声
12、材料、装饰材料等等。吸声材料、装饰材料等等。吸声材料、装饰材料等等。三、建筑材料与建筑结构的关系三、建筑材料与建筑结构的关系建筑材料的更新是新型结构出现与开展的根底建筑材料的更新是新型结构出现与开展的根底建筑材料的更新是新型结构出现与开展的根底建筑材料的更新是新型结构出现与开展的根底新的轻质高强材料的不断涌现，为结构向大跨新的轻质高强材料的不断涌现，为结构向大跨新的轻质高强材料的不断涌现，为结构向大跨新的轻质高强材料的不断涌现，为结构向大跨度、轻型化和新型结构形式开展提供了前提条件。度、轻型化和新型结构形式开展提供了前提条件。度、轻型化和新型结构形式开展提供了前提条件。度、轻型化和新型结构形式
13、开展提供了前提条件。四、建筑材料的结构四、建筑材料的结构性能性能组成组成 要合理地选用材料，就必须对不同材料进行要合理地选用材料，就必须对不同材料进行要合理地选用材料，就必须对不同材料进行要合理地选用材料，就必须对不同材料进行 比较，了解各种材料的特性，包括强度与破坏比较，了解各种材料的特性，包括强度与破坏比较，了解各种材料的特性，包括强度与破坏比较，了解各种材料的特性，包括强度与破坏 特性、变形性能、耐久性能等多方面特性、变形性能、耐久性能等多方面特性、变形性能、耐久性能等多方面特性、变形性能、耐久性能等多方面 五、建筑材料五、建筑材料人类人类环境关系环境关系建筑材料是人类与自然环境之间的重
14、要媒介，建筑材料是人类与自然环境之间的重要媒介，建筑材料是人类与自然环境之间的重要媒介，建筑材料是人类与自然环境之间的重要媒介，直接影响人类的生活与社会环境。直接影响人类的生活与社会环境。直接影响人类的生活与社会环境。直接影响人类的生活与社会环境。人类大量建造的根底设施对生存环境发挥着巨人类大量建造的根底设施对生存环境发挥着巨人类大量建造的根底设施对生存环境发挥着巨人类大量建造的根底设施对生存环境发挥着巨大的积极作用，同时也带来不容无视的消极作大的积极作用，同时也带来不容无视的消极作大的积极作用，同时也带来不容无视的消极作大的积极作用，同时也带来不容无视的消极作用，即大量地消耗地球的资源和能源
15、，在相当用，即大量地消耗地球的资源和能源，在相当用，即大量地消耗地球的资源和能源，在相当用，即大量地消耗地球的资源和能源，在相当程度上污染了自然环境和破坏生态平衡。程度上污染了自然环境和破坏生态平衡。程度上污染了自然环境和破坏生态平衡。程度上污染了自然环境和破坏生态平衡。从人类社会可持续开展的前景出发，建筑材料从人类社会可持续开展的前景出发，建筑材料从人类社会可持续开展的前景出发，建筑材料从人类社会可持续开展的前景出发，建筑材料也要注意可持续开展的方向。也要注意可持续开展的方向。也要注意可持续开展的方向。也要注意可持续开展的方向。“绿色建筑材料绿色建筑材料绿色建筑材料绿色建筑材料”、“生态建筑
16、材料生态建筑材料生态建筑材料生态建筑材料”、材料、材料、材料、材料的再循环使用。的再循环使用。的再循环使用。的再循环使用。第一章第一章 建筑材料的根本性质建筑材料的根本性质内容：材料的组成与结构 材料的根本物理性质 材料的根本力学性质 材料的化学性质 材料的耐久性 内容：材料的组成 材料的结构 材料的孔隙及其对材料性质的影响 1.1 1.1 材料的组成与结构材料的组成与结构一一.材料的组成材料的组成一.材料的组成是决定材料的性质的内在因素之(一)化学组成(二)矿物组成二.材料的结构(一).宏观结构 指用肉眼或放大镜能观察到的结构,它分为散粒结构,聚集结构,多孔结构,致密结构,纤维结构,层状结构
17、 宏观结构宏观结构1.1.1.1.散粒结构散粒结构散粒结构散粒结构 由单独的颗粒组成由单独的颗粒组成由单独的颗粒组成由单独的颗粒组成2.2.2.2.聚集结构聚集结构聚集结构聚集结构 材料中的颗粒通过胶结材料材料中的颗粒通过胶结材料材料中的颗粒通过胶结材料材料中的颗粒通过胶结材料 彼此牢固地结合在一起彼此牢固地结合在一起彼此牢固地结合在一起彼此牢固地结合在一起3.3.3.3.多孔结构多孔结构多孔结构多孔结构 材料中含有大量的材料中含有大量的材料中含有大量的材料中含有大量的,大的大的大的大的,或微或微或微或微 小的均匀分布的孔隙小的均匀分布的孔隙小的均匀分布的孔隙小的均匀分布的孔隙4.4.4.4.
18、致密结构致密结构致密结构致密结构 材料在外观上和结构上都是致密材料在外观上和结构上都是致密材料在外观上和结构上都是致密材料在外观上和结构上都是致密的的的的5.5.5.5.纤维结构纤维结构纤维结构纤维结构 是木材是木材是木材是木材,玻璃纤维制品所特有的玻璃纤维制品所特有的玻璃纤维制品所特有的玻璃纤维制品所特有的结构结构结构结构6.6.6.6.层状结构层状结构层状结构层状结构 是板材常见的结构是板材常见的结构是板材常见的结构是板材常见的结构显维结构和微观结构(二二).).显维结构显维结构 指借助关学显微镜和电子显微镜观察到的结构指借助关学显微镜和电子显微镜观察到的结构,它可分为结晶和无定型两种它可
19、分为结晶和无定型两种.结晶和无定型是同一物质结晶和无定型是同一物质的不同状态的不同状态,晶体呈稳定状态晶体呈稳定状态,而无定型则具有化学活而无定型则具有化学活性性(三三).).微观结构微观结构 指原子排列结构指原子排列结构,根据质子间键的特性分为原根据质子间键的特性分为原子晶体子晶体,离子晶体离子晶体,分子晶体分子晶体三三.材料的孔隙材料的孔隙(一一一一).).).).孔隙形成的原因孔隙形成的原因孔隙形成的原因孔隙形成的原因(1).(1).(1).(1).水分子的占据作用水分子的占据作用水分子的占据作用水分子的占据作用 建筑材料加水拌和建筑材料加水拌和建筑材料加水拌和建筑材料加水拌和,用水量通
20、常超过理论上用水量通常超过理论上用水量通常超过理论上用水量通常超过理论上 的用水量的用水量的用水量的用水量,多余的水分占据的空间即为孔隙多余的水分占据的空间即为孔隙多余的水分占据的空间即为孔隙多余的水分占据的空间即为孔隙(2).(2).(2).(2).外加的发泡作用外加的发泡作用外加的发泡作用外加的发泡作用 如生产加气混泥土等的各种发泡剂如生产加气混泥土等的各种发泡剂如生产加气混泥土等的各种发泡剂如生产加气混泥土等的各种发泡剂,可在可在可在可在材料中形成材料中形成材料中形成材料中形成 大量的孔隙大量的孔隙大量的孔隙大量的孔隙(3).(3).(3).(3).火山作用火山作用火山作用火山作用 火山
21、爆发时火山爆发时火山爆发时火山爆发时,喷到空中的岩浆喷到空中的岩浆喷到空中的岩浆喷到空中的岩浆,冷却后在冷却后在冷却后在冷却后在岩石中形成大量的孔隙岩石中形成大量的孔隙岩石中形成大量的孔隙岩石中形成大量的孔隙(4).(4).(4).(4).烧作用烧作用烧作用烧作用孔隙的类型及对材料性质的影响孔隙的类型及对材料性质的影响(二二二二)孔隙的类型孔隙的类型孔隙的类型孔隙的类型 (1)(1)(1)(1)连通孔隙连通孔隙连通孔隙连通孔隙 (2)(2)(2)(2)封闭孔隙封闭孔隙封闭孔隙封闭孔隙 (3)(3)(3)(3)半封闭孔隙半封闭孔隙半封闭孔隙半封闭孔隙(三三三三).).).).孔隙对材料性质的影响
22、孔隙对材料性质的影响孔隙对材料性质的影响孔隙对材料性质的影响(孔隙增多孔隙增多孔隙增多孔隙增多)(1).(1).(1).(1).材料的体积密度减小材料的体积密度减小材料的体积密度减小材料的体积密度减小 (2).(2).(2).(2).材料受力的有效面积减小材料受力的有效面积减小材料受力的有效面积减小材料受力的有效面积减小,强度降低强度降低强度降低强度降低 (3).(3).(3).(3).体积密度减小体积密度减小体积密度减小体积密度减小,导热系数和热容随之减小导热系数和热容随之减小导热系数和热容随之减小导热系数和热容随之减小 (4).(4).(4).(4).透气性透气性透气性透气性,透水性透水性
23、透水性透水性,吸水性变大吸水性变大吸水性变大吸水性变大 (5).(5).(5).(5).对抗冻性对抗冻性对抗冻性对抗冻性,要试孔隙大小和形态而定要试孔隙大小和形态而定要试孔隙大小和形态而定要试孔隙大小和形态而定,有有有有 些能提高抗冻性些能提高抗冻性些能提高抗冻性些能提高抗冻性1.2 1.2 材料的物理性质材料的物理性质内容内容:材料的各种参数材料的各种参数材料与水有关的性质材料与水有关的性质材料与热有关的性质材料与热有关的性质一一.状态参数状态参数（一）材料的密度（一）材料的密度1、体积体积密度材料在自然状密度材料在自然状态态下下单单位体位体积积的的质质量。量。单单位位g/cm3或或kg/m
24、3。公式：公式：o=m/Vo式中式中o表表观观密度（密度（g/cm3）m材料的材料的质质量（量（g）Vo材料在自然状材料在自然状态态下的下的体积（体积（cm3）体积密度的测量体积密度的测量 自然状态下的体积是指构成材料的固体物自然状态下的体积是指构成材料的固体物自然状态下的体积是指构成材料的固体物自然状态下的体积是指构成材料的固体物质的体积与全部孔隙体积之和。材料内部孔隙质的体积与全部孔隙体积之和。材料内部孔隙质的体积与全部孔隙体积之和。材料内部孔隙质的体积与全部孔隙体积之和。材料内部孔隙含有水分时，其质量和体积均发生变化。注明含有水分时，其质量和体积均发生变化。注明含有水分时，其质量和体积均
25、发生变化。注明含有水分时，其质量和体积均发生变化。注明含水情况含水情况含水情况含水情况体积密度的测量：体积密度的测量：体积密度的测量：体积密度的测量：1 1 1 1）.对形状规则的材料：砖、混凝土、石材对形状规则的材料：砖、混凝土、石材对形状规则的材料：砖、混凝土、石材对形状规则的材料：砖、混凝土、石材 烘干量测几何体积称重代入公式烘干量测几何体积称重代入公式烘干量测几何体积称重代入公式烘干量测几何体积称重代入公式 2 2 2 2）.对形状不规则的材料：对形状不规则的材料：对形状不规则的材料：对形状不规则的材料：烘干蜡封浮力天平烘干蜡封浮力天平烘干蜡封浮力天平烘干蜡封浮力天平 密密度度2 2、
26、密度材料在绝对密实状态下单位体、密度材料在绝对密实状态下单位体积的质量。积的质量。单位单位g/cmg/cm3 3或或kg/mkg/m3 3。公式：公式：=m/v =m/v 式中式中 实际密度（实际密度（g/cm g/cm3 3 ）m m材料的质量（材料的质量（g g）V V材料在绝对密实状态下的体积（材料在绝对密实状态下的体积（cmcm3 3）密密 度度 的的 测测 量量绝对密实状态下的体积是指构成材料的固体绝对密实状态下的体积是指构成材料的固体绝对密实状态下的体积是指构成材料的固体绝对密实状态下的体积是指构成材料的固体物质本身的体积，或称实体积孔隙在内的体积。物质本身的体积，或称实体积孔隙在
27、内的体积。物质本身的体积，或称实体积孔隙在内的体积。物质本身的体积，或称实体积孔隙在内的体积。实际密度的测量：实际密度的测量：实际密度的测量：实际密度的测量：1 1 1 1）对近于绝对密实的材料：金属、玻璃等）对近于绝对密实的材料：金属、玻璃等）对近于绝对密实的材料：金属、玻璃等）对近于绝对密实的材料：金属、玻璃等 直接以排水法作为密实态体积近似值直接以排水法作为密实态体积近似值直接以排水法作为密实态体积近似值直接以排水法作为密实态体积近似值 2 2 2 2）对有孔隙的材料：砖、混凝土、石材）对有孔隙的材料：砖、混凝土、石材）对有孔隙的材料：砖、混凝土、石材）对有孔隙的材料：砖、混凝土、石材
28、磨成细粉磨成细粉磨成细粉磨成细粉 排水法求的体积即为密实态体积排水法求的体积即为密实态体积排水法求的体积即为密实态体积排水法求的体积即为密实态体积表表观密度观密度3、表、表观观密度密度对密实材料直接以排对密实材料直接以排水法求的体积水法求的体积v作为密实态体积的近作为密实态体积的近似值。似值。单单位位g/cm3或或kg/m3。公式：公式：=m/V=m/V式中式中表表观观密度（密度（g/cm3）m材料的材料的质质量（量（g）V用排水法求的的体积用排水法求的的体积（cm3）（二）（二）.材料的孔隙材料的孔隙1.1.1.1.、孔隙率指材料中孔隙体积与材料在自然、孔隙率指材料中孔隙体积与材料在自然、孔
29、隙率指材料中孔隙体积与材料在自然、孔隙率指材料中孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。或称总空隙率状态下的体积之比的百分率。或称总空隙率状态下的体积之比的百分率。或称总空隙率状态下的体积之比的百分率。或称总空隙率 公式公式公式公式 ：P=VP=VP=VP=V孔孔孔孔/V/V/V/Vo o o o *100%*100%*100%*100%式中：式中：式中：式中：P P P P空隙空隙空隙空隙 V V V V孔孔孔孔材料中全部孔隙的体积材料中全部孔隙的体积材料中全部孔隙的体积材料中全部孔隙的体积 V V V Vo o o o材在自然状态下的体积材在自然状态下的体积材在自然状态下的体积材在自
30、然状态下的体积 又由于又由于又由于又由于P=(VP=(VP=(VP=(Vo o o o V)/V V)/V V)/V V)/Vo o o o*100%*100%*100%*100%=(1-V/V =(1-V/V =(1-V/V =(1-V/Vo o o o)*100%)*100%)*100%)*100%=(1-=(1-=(1-=(1-o o o o/)*100%/)*100%/)*100%/)*100%2.开口孔隙率与闭口孔隙率开口孔隙率与闭口孔隙率开口孔隙率是指材料中能被水所饱和的孔隙体积开口孔隙率是指材料中能被水所饱和的孔隙体积开口孔隙率是指材料中能被水所饱和的孔隙体积开口孔隙率是指材料中
31、能被水所饱和的孔隙体积与材料在自然状态下的体积百分率：与材料在自然状态下的体积百分率：与材料在自然状态下的体积百分率：与材料在自然状态下的体积百分率：P P P PK K K K=(m=(m=(m=(m2 2 2 2-m-m-m-m1 1 1 1)/V)/V)/V)/V0 0 0 0 w w w w 100%100%式中：式中：m2m2m2m2枯燥状态下材料的质量枯燥状态下材料的质量枯燥状态下材料的质量枯燥状态下材料的质量,g,g,g,g m1 m1 m1 m1水饱和状态下材料的质量水饱和状态下材料的质量水饱和状态下材料的质量水饱和状态下材料的质量,g,g,g,g w w w w水的密度，常温
32、下可取水的密度，常温下可取水的密度，常温下可取水的密度，常温下可取1g/cm31g/cm31g/cm31g/cm3 闭口孔隙率闭口孔隙率闭口孔隙率闭口孔隙率p p p pb b b b为总空隙率与开口孔隙率之差为总空隙率与开口孔隙率之差为总空隙率与开口孔隙率之差为总空隙率与开口孔隙率之差 即即即即P P P PB B B B=P-P=P-P=P-P=P-PK K K K(三）散粒材料的堆积密度及空隙率三）散粒材料的堆积密度及空隙率3 3 3 3、堆积密度、堆积密度、堆积密度、堆积密度散粒状材料散粒状材料散粒状材料散粒状材料在规定装填条件下在规定装填条件下在规定装填条件下在规定装填条件下（包括散
33、粒材料中颗粒在自然状态下的体积和（包括散粒材料中颗粒在自然状态下的体积和（包括散粒材料中颗粒在自然状态下的体积和（包括散粒材料中颗粒在自然状态下的体积和颗粒之间空隙的体积）的质量称为堆积密度。颗粒之间空隙的体积）的质量称为堆积密度。颗粒之间空隙的体积）的质量称为堆积密度。颗粒之间空隙的体积）的质量称为堆积密度。单位单位单位单位g/cmg/cmg/cmg/cm3 3 3 3或或或或kg/mkg/mkg/mkg/m3 3 3 3。公式：公式：公式：公式：/o o o o=m/V=m/V=m/V=m/V0 0 0 0式中式中式中式中 /o o o o堆积密度（堆积密度（堆积密度（堆积密度（g/cm
34、g/cm g/cm g/cm3 3 3 3 ）m m m m 材料的质量（材料的质量（材料的质量（材料的质量（g g g g）V V V V/o o o o 材料的堆积体积（材料的堆积体积（材料的堆积体积（材料的堆积体积（cmcmcmcm3 3 3 3）空空 隙隙 率率4 4 4 4、空隙率、空隙率、空隙率、空隙率散粒材料散粒材料散粒材料散粒材料在自然堆积状态下，其在自然堆积状态下，其在自然堆积状态下，其在自然堆积状态下，其中的空隙体积与散粒在自然堆积状态下的体积中的空隙体积与散粒在自然堆积状态下的体积中的空隙体积与散粒在自然堆积状态下的体积中的空隙体积与散粒在自然堆积状态下的体积之比的百分率
35、称为空隙率之比的百分率称为空隙率之比的百分率称为空隙率之比的百分率称为空隙率公式：公式：公式：公式：P=(1-P=(1-P=(1-P=(1-/o o o o/o o o o)*100%)*100%)*100%)*100%P P P P散粒材料的空隙率散粒材料的空隙率散粒材料的空隙率散粒材料的空隙率 /o o o o散粒材料的堆积密度散粒材料的堆积密度散粒材料的堆积密度散粒材料的堆积密度 o-o-o-o-材料的体积密度材料的体积密度材料的体积密度材料的体积密度二、材料与水有关的性质二、材料与水有关的性质1、亲水性与憎水性 材料在空气中与水接触时，根据其是否能被水润湿，将材料分为亲水性和憎水性两大
36、类。常用润湿角表示。亲水性材料 90 憎水性材料 90 2.2.吸吸 水水 性性材料汲取水分的能力称为吸水性材料汲取水分的能力称为吸水性（1）质量吸水性：）质量吸水性：W=(m2-m1)/m1*100%式中：式中：W质量吸水率，质量吸水率，%m2材料在绝对枯燥状态下的质量材料在绝对枯燥状态下的质量m1材料在浸水饱和状态下的质量材料在浸水饱和状态下的质量（2 2）.体体 积积 吸吸 率率公式：公式：公式：公式：W W W W0 0 0 0=(m=(m=(m=(m2 2 2 2-m-m-m-m1 1 1 1)/V0*w)/V0*w)/V0*w)/V0*w *100%*100%*100%*100%式
37、中：式中：式中：式中：W W W W0 0 0 0-体积吸水率体积吸水率体积吸水率体积吸水率 m m m m2 2 2 2材料在自然状态下的体积材料在自然状态下的体积材料在自然状态下的体积材料在自然状态下的体积 m m m m1 1 1 1水的密度，常温下取水的密度，常温下取水的密度，常温下取水的密度，常温下取1=g/cm31=g/cm31=g/cm31=g/cm3体积吸水率与质量吸水率的关系为：体积吸水率与质量吸水率的关系为：体积吸水率与质量吸水率的关系为：体积吸水率与质量吸水率的关系为：W W W W0 0 0 0=W*=W*=W*=W*o o o o 一般来说孔隙率愈大一般来说孔隙率愈大
38、一般来说孔隙率愈大一般来说孔隙率愈大,吸水率也愈大吸水率也愈大吸水率也愈大吸水率也愈大,吸吸吸吸水率增大对吃的性质有不良影响水率增大对吃的性质有不良影响水率增大对吃的性质有不良影响水率增大对吃的性质有不良影响,如体积密度如体积密度如体积密度如体积密度增加增加增加增加,体积膨胀体积膨胀体积膨胀体积膨胀,导热性增大导热性增大导热性增大导热性增大,强度及抗动性下强度及抗动性下强度及抗动性下强度及抗动性下降等降等降等降等.(3).水水饱饱和和度度公式：公式：公式：公式：K K K KB B B B=W=W=W=W0 0 0 0/P/P/P/P K K K KB B B B 水饱和度水饱和度水饱和度水饱
39、和度 W W W W0 0 0 0 材料的体积吸水率，材料的体积吸水率，材料的体积吸水率，材料的体积吸水率，%P P P P材料的孔隙率，材料的孔隙率，材料的孔隙率，材料的孔隙率，%K K K KB B B B可在可在可在可在01010101之间波动，当之间波动，当之间波动，当之间波动，当K K K KB B B B=0=0=0=0时即时即时即时即W W W W0 0 0 0=0=0=0=0说明说明说明说明该材料所有的孔隙均未充水，孔隙为闭口孔隙；该材料所有的孔隙均未充水，孔隙为闭口孔隙；该材料所有的孔隙均未充水，孔隙为闭口孔隙；该材料所有的孔隙均未充水，孔隙为闭口孔隙；当当当当K K K K
40、B B B B=1=1=1=1时即时即时即时即W W W W0 0 0 0=P =P =P =P，说明材料所有的孔隙全，说明材料所有的孔隙全，说明材料所有的孔隙全，说明材料所有的孔隙全部充满水，孔隙为开口孔隙部充满水，孔隙为开口孔隙部充满水，孔隙为开口孔隙部充满水，孔隙为开口孔隙耐 水 性3、耐水性材料在水作用,保持其原有性质的能力称为耐水性,用软化系数表示。公式:KP=fW/f 式中:KP 材料的软化系数 f 材料在枯燥状态下的抗压强度（MPa）fW材料在浸水饱和状态下的抗压强度（MPa）材料材料软软化系数的要求化系数的要求 1).软化系数越小，说明材料吸水饱和后的强度降低越多，其耐水性越差
41、。2).对经常处于水中或受潮严峻的重要结构物（如地下构筑物、根底、水工结构）的材料，其K软0.85；3).受潮较轻的或次要结构物的材料，其K软0.85；4).K软0.80的材料，一般称为耐水的材料。抗 渗 性4.4.、抗渗性材料抵抗有压介质（水、油、气）、抗渗性材料抵抗有压介质（水、油、气）渗透的性质称抗渗性。用渗透系数渗透的性质称抗渗性。用渗透系数K K表示。表示。依达西定律依达西定律:Q=KHFt/d :Q=KHFt/d 式中式中K K材料的渗透系材料的渗透系 (cm/h)(cm/h)Q Q渗透量（渗透量（cm3cm3cm3cm3 ）t t透水时间（透水时间（h h）F F渗水面积（渗水面
42、积（cm cm2 2 ）H H水头差（水头差（cmcm）d d试件的厚度（试件的厚度（cmcm）抗渗性用抗渗标号抗渗性用抗渗标号S S表示表示抗抗动动性性5、抗冻性浸水饱和的材料在冻,融循环作用下保持其原有性质的能力称为抗冻性。用抗冻标号D表示。三三.与热有关的性质与热有关的性质1 1、导热性材料传导热量的能力称为导热性。、导热性材料传导热量的能力称为导热性。其大小用热导率（其大小用热导率（）表示。）表示。公式公式:=Q*a/A(t:=Q*a/A(t1 1-t-t2 2)Z )Z 式中式中 导热系数（导热系数（W/m.KW/m.K）Q Q传导的热量（传导的热量（J J）A A平壁面积（平壁面积
43、（m m2 2）a a材料的厚度（材料的厚度（m m）Z Z传热时间（传热时间（s s）(T(T2 2-T-T1 1)材料两侧温差（材料两侧温差（K K）影响导热系数的因数影响导热系数的因数无机材料的导热系数大于有机材料无机材料的导热系数大于有机材料晶体的导热系数大于无定形体的热导系数晶体的导热系数大于无定形体的热导系数材料的孔隙率愈大材料的孔隙率愈大,即空气愈多即空气愈多,导热系数愈小导热系数愈小同类材料的孔隙率是随体积密度的件小而增大同类材料的孔隙率是随体积密度的件小而增大,则导热系数随体积密度的件小而减小则导热系数随体积密度的件小而减小导热系数与孔隙形态特征的关系导热系数与孔隙形态特征的
44、关系,认为有微细认为有微细而封闭孔隙组成的材料而封闭孔隙组成的材料,导热系数小导热系数小,反之大反之大材料的含水率增加材料的含水率增加,导热系数也增加导热系数也增加大多数材料的导热系数随温度升高而增加大多数材料的导热系数随温度升高而增加热热 容容2 2 2 2、热容材料加热时汲取热量，冷却时放出、热容材料加热时汲取热量，冷却时放出、热容材料加热时汲取热量，冷却时放出、热容材料加热时汲取热量，冷却时放出热量的性质，称为热容。大小用比热容（比热）热量的性质，称为热容。大小用比热容（比热）热量的性质，称为热容。大小用比热容（比热）热量的性质，称为热容。大小用比热容（比热）表示表示表示表示 公式公式公
45、式公式 Q=cm(T Q=cm(T Q=cm(T Q=cm(T2 2 2 2T T T T1 1 1 1)式中式中式中式中 Q Q Q Q材料汲取或放出的热量（材料汲取或放出的热量（材料汲取或放出的热量（材料汲取或放出的热量（J J J J）c c c c材料的比热材料的比热材料的比热材料的比热(J/g.K)(J/g.K)(J/g.K)(J/g.K)m m m m材料的质量（材料的质量（材料的质量（材料的质量（g g g g）(T(T(T(T2 2 2 2T T T T1 1 1 1)材料受热或冷却前后的温差（材料受热或冷却前后的温差（材料受热或冷却前后的温差（材料受热或冷却前后的温差（K)K
46、)K)K)1.3 1.3 材料的力学性质材料的力学性质内容：材料在外力作用下的变形性质 试验条件对强度结果的影响 强度标号与等级 一一.材料在外力作用下的变形性质材料在外力作用下的变形性质弹性材料在外力的作用下产生变形，当外力弹性材料在外力的作用下产生变形，当外力弹性材料在外力的作用下产生变形，当外力弹性材料在外力的作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质。形状的性质。形状的性质。形状的性质。弹性模量弹性模量弹性模量弹性模量 E=/E=/E=/
47、E=/塑性材料在外力的作用下产生变形而不出现塑性材料在外力的作用下产生变形而不出现塑性材料在外力的作用下产生变形而不出现塑性材料在外力的作用下产生变形而不出现裂缝裂缝裂缝裂缝,并且外力停止后并且外力停止后并且外力停止后并且外力停止后,不能自动恢复原来形状不能自动恢复原来形状不能自动恢复原来形状不能自动恢复原来形状的性的性的性的性.遗留的变形称为塑性变形遗留的变形称为塑性变形遗留的变形称为塑性变形遗留的变形称为塑性变形.实际的材料并不存在理想的弹性变形和塑性变实际的材料并不存在理想的弹性变形和塑性变实际的材料并不存在理想的弹性变形和塑性变实际的材料并不存在理想的弹性变形和塑性变形。形。形。形。二
48、.试验条件对强度结果的影响 1.1.1.1.强度与试验条件有密切关系强度与试验条件有密切关系强度与试验条件有密切关系强度与试验条件有密切关系:如试的形状、如试的形状、如试的形状、如试的形状、尺寸、外表状态、含水率、温度、及试验时尺寸、外表状态、含水率、温度、及试验时尺寸、外表状态、含水率、温度、及试验时尺寸、外表状态、含水率、温度、及试验时3.3.3.3.加荷速度等。加荷速度等。加荷速度等。加荷速度等。2.2.2.2.棱柱体比正方体的强度低。棱柱体比正方体的强度低。棱柱体比正方体的强度低。棱柱体比正方体的强度低。3.3.3.3.尺寸大的试件强度低与尺寸小的试件。尺寸大的试件强度低与尺寸小的试件
49、。尺寸大的试件强度低与尺寸小的试件。尺寸大的试件强度低与尺寸小的试件。4.4.4.4.含水的试件，其强度较枯燥的低。含水的试件，其强度较枯燥的低。含水的试件，其强度较枯燥的低。含水的试件，其强度较枯燥的低。5.5.5.5.一般老说温度高，强度将降低一般老说温度高，强度将降低一般老说温度高，强度将降低一般老说温度高，强度将降低 6.6.6.6.加荷速度快时，则破环时的强度值较高加荷速度快时，则破环时的强度值较高加荷速度快时，则破环时的强度值较高加荷速度快时，则破环时的强度值较高1.41.4材料的材料的耐久性 1.耐久性是指材料保持工作性能直到极限状态的性质。2.实验室快速试验包括：干湿循环，动融
50、循环，加湿与紫外线枯燥循环，炭化，盐溶液浸渍与枯燥循环，化学介质浸渍等第二章：石第二章：石 材材 内容：内容：岩石的根本性质岩石的根本性质 常用建筑石材常用建筑石材 2.1 2.1 岩石的根本性质岩石的根本性质 石材是天然岩石不经机械加工或镜机械加工而石材是天然岩石不经机械加工或镜机械加工而石材是天然岩石不经机械加工或镜机械加工而石材是天然岩石不经机械加工或镜机械加工而的到的材料的统称。的到的材料的统称。的到的材料的统称。的到的材料的统称。一一一一.造岩矿物造岩矿物造岩矿物造岩矿物 天然岩石是矿物的集合体，组成岩石的矿物称天然岩石是矿物的集合体，组成岩石的矿物称天然岩石是矿物的集合体，组成岩石