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1、建筑材料与检测（第一局部）土木学院土木学院建设中的武汉白沙州大桥建设中的武汉白沙州大桥第第1 1章章 建筑材料质量标准建筑材料质量标准引引 言言标准是构成国家核心竞争力的根本要素，是标准经标准是构成国家核心竞争力的根本要素，是标准经济和社会开展的重要技术制度。济和社会开展的重要技术制度。本章在介绍标准的根底上，主要介绍建筑材料常规本章在介绍标准的根底上，主要介绍建筑材料常规技术指标，并在此根底上介绍建筑材料等级的判定。技术指标，并在此根底上介绍建筑材料等级的判定。标准的制定和类型按使用范围划分有国际标准、区标准的制定和类型按使用范围划分有国际标准、区域标准、国家标准、专业标准、企业标准。域标准
2、、国家标准、专业标准、企业标准。我国标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企我国标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准，并将标准分为强制性标准和推举性标准两业标准，并将标准分为强制性标准和推举性标准两类。类。建筑材料标准的制定和适用标准的目的是为了正确建筑材料标准的制定和适用标准的目的是为了正确评定材料品质，合理使用材料，以保证建筑工程质评定材料品质，合理使用材料，以保证建筑工程质量、降低工程造价。量、降低工程造价。建筑材料标准通常包含以下内容：主题内容和适用建筑材料标准通常包含以下内容：主题内容和适用范围、引用标准、定义与代号、等级、牌号、技术范围、引用标准、定义与代号、等级、牌号、
3、技术要求、试验方法、检验规则以及包装、标志、运输要求、试验方法、检验规则以及包装、标志、运输与贮存标准等。与贮存标准等。建筑材料试验和检验标准系根据不同的材料和试验、建筑材料试验和检验标准系根据不同的材料和试验、检验的内容而定，通常包括取样方法、试样制备、检验的内容而定，通常包括取样方法、试样制备、试验设备、试验和检验方法、试验结果分析等内容。试验设备、试验和检验方法、试验结果分析等内容。质量操作标准包括混凝土质量操作标准、预质量操作标准包括混凝土质量操作标准、预制混凝土构件质量检验评定标准等。制混凝土构件质量检验评定标准等。对于各种建筑材料，其形状、尺寸、质量、使用方对于各种建筑材料，其形状
4、、尺寸、质量、使用方法以及试验方法，都必须有一个统一的标准。这既法以及试验方法，都必须有一个统一的标准。这既能使生产单位提高生产率和企业效益，又能使产品能使生产单位提高生产率和企业效益，又能使产品与产品之间进行比较；也能使设计和施工标准化，与产品之间进行比较；也能使设计和施工标准化，材料使用合理化。材料使用合理化。根据技术标准的发布单位与适用范围不同，建筑材根据技术标准的发布单位与适用范围不同，建筑材料技术标准可分为国家标准、行业标准和企业及地料技术标准可分为国家标准、行业标准和企业及地方标准三级。各种技术标准都有自己的代号、编号方标准三级。各种技术标准都有自己的代号、编号和名称。和名称。标准
5、代号反映该标准的等级、含义或发布单位，用标准代号反映该标准的等级、含义或发布单位，用汉语拼音字母表示，见表汉语拼音字母表示，见表1-11-1。表表1-1 1-1 我国现行建材标准代号表我国现行建材标准代号表 所属行所属行业业标标准代号准代号所属行所属行业业标标准代号准代号国家标准化管理国家标准化管理 会会GBGB交通部交通部JTJT中国建筑材料工业协会中国建筑材料工业协会JCJC中国石油和化学工业协会中国石油和化学工业协会SYSY住房和城乡建设部住房和城乡建设部JGJG中国石油和化学工业协会中国石油和化学工业协会HGHG中国钢铁工业协会中国钢铁工业协会YBYB国家环境保护总局国家环境保护总局H
6、JHJ具体标准由代号、顺序号和公布年份号组成；名称具体标准由代号、顺序号和公布年份号组成；名称反映该标准的主要内容。例如反映该标准的主要内容。例如:GBGB 51015101 20032003 烧结一般砖烧结一般砖代号代号 顺序号顺序号 批准年份批准年份 名称名称编号编号表示国家标准表示国家标准(强制性强制性)5101)5101号，号，20032003年批准执行的年批准执行的烧结一般砖标准。烧结一般砖标准。GB/TGB/T 20232023 20052005 白色硅酸盐水泥白色硅酸盐水泥代号代号 顺序号顺序号 批准年份批准年份 名称名称 编号编号表示国家标准表示国家标准(推举性推举性)2023
7、)2023号，号，20052005年批准执行的年批准执行的白色硅酸盐水泥标准。白色硅酸盐水泥标准。1.21.2建筑材料技术指标含义建筑材料技术指标含义第一节第一节 材料的物理性质材料的物理性质一、材料的根本物理性质一、材料的根本物理性质建建筑筑材材料料的的根根本本物物理理性性质质是是表表示示材材料料与与其其质质量量、构构造造状态有关的物理状态参数。状态有关的物理状态参数。(一一)与质量有关的性质与质量有关的性质1.1.密度密度指指材材料料在在绝绝对对密密实实状状态态下下，单单位位体体积积的的质质量量。用用下下式式表示。表示。2表观密度表观密度指材料在自然状态下，单位体积的质量。用下式指材料在自
8、然状态下，单位体积的质量。用下式表示：表示：式中式中0材料的表观密度，亦称体积密度；材料的表观密度，亦称体积密度；m材料的质量，材料的质量，g；V0材料在自然状态下的体积，简称自然材料在自然状态下的体积，简称自然体积或表观体积体积或表观体积(包括材料的实体积和所含孔隙包括材料的实体积和所含孔隙体积体积)，cm3。3堆积密度堆积密度指散粒材料或粉状材料，在自然堆积状态下单位体指散粒材料或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。用下式表示：积的质量。用下式表示：式中式中材料的堆积密度，材料的堆积密度，kgm3；m材料的质量，材料的质量，kg；材料的自然材料的自然(松散松散)堆积体积堆积体积(包包
9、括括颗颗粒粒体体积积及及颗颗粒粒之之间间空空隙隙的的体体积积)m3,也也即即按按一定方法装入一定容器的容积。一定方法装入一定容器的容积。(二二)与构造状态有关的性质与构造状态有关的性质1孔隙率与孔隙特征孔隙率与孔隙特征孔孔隙隙率率是是指指材材料料内内部部孔孔隙隙体体积积占占其其总总体体积积的的百百分率。用下式表示：分率。用下式表示：式中式中P材料的孔隙率，材料的孔隙率，材料的表观体积，材料的表观体积，cm3或或m3；V材料的绝对密实体积，材料的绝对密实体积，cm3或或m3；2空隙率空隙率空空隙隙率率是是指指散散粒粒或或粉粉状状材材料料颗颗粒粒之之间间的的空空隙隙体体积占其自然堆积体积的百分率。
10、用下式表示：积占其自然堆积体积的百分率。用下式表示：式中式中材料的空隙率，材料的空隙率，材料的自然堆积体积，材料的自然堆积体积，cm3或或m3，材料的颗粒体积，材料的颗粒体积，cm3或或m3。二、材料与水有关的性质二、材料与水有关的性质(一一)亲水性与憎水性亲水性与憎水性亲亲水水性性：材材料料与与水水接接触触时时能能被被水水润润湿湿的的性性质质称称为为亲亲水水性性。具具备备这这种种性性质质的的材材料料称称为为亲亲水水性性材材料料。大大多多数数的的建建筑筑材材料料，如如砖砖、混混凝凝土土、木木材材等都属于亲水性材料。等都属于亲水性材料。憎憎水水性性：材材料料与与水水接接触触时时不不能能被被水水润
11、润湿湿的的性性质质称称为为憎憎水水性性。具具备备这这种种性性质质的的材材料料称称为为憎憎水水性性材料。如石蜡、沥青等。材料。如石蜡、沥青等。材料的亲水性与憎水性可用润湿角材料的亲水性与憎水性可用润湿角来说明，来说明，越小，越小，说明材料易被水湿润。实验证明，当润湿角说明材料易被水湿润。实验证明，当润湿角900时，这种材料称为亲水性材料，如图时，这种材料称为亲水性材料，如图1-2a所示；当润所示；当润湿角湿角900时，这种材料称为憎水性材料，如图时，这种材料称为憎水性材料，如图12b所示。所示。图12 材料的润湿示意图(a)亲水性材科；(b)憎水性材料图图13亲水性材料与憎水性材料的毛细亲水性材
12、料与憎水性材料的毛细管作用管作用(a)亲水性材料；亲水性材料；(b)增水性材料增水性材料(二二)吸水性与吸湿性吸水性与吸湿性1吸水性吸水性(1)质质量量吸吸水水率率：指指材材料料吸吸水水饱饱和和时时，所所吸吸水水量量占占材材料料绝干质量的百分率。用公式表示如下：绝干质量的百分率。用公式表示如下：式中式中wm材料的质量吸水率，；材料的质量吸水率，；msw材料吸饱水时所吸入的水量，材料吸饱水时所吸入的水量，g或或kg；m1材料吸饱水时质量，材料吸饱水时质量，g或或kg；m材料的绝干质量，材料的绝干质量，g或或kg。(2)体体积积吸吸水水率率：指指材材料料吸吸水水饱饱和和时时，所所吸吸水水分分的的体
13、体积积占占绝绝干干材材料料自自然然体体积积的的百百分分率率。用用公公式式表表示为：示为：式中式中wv材料的体积吸水率，；材料的体积吸水率，；Vsw材材料料吸吸饱饱水水时时所所吸吸入入的的水水的的体体积积，cm3或或m3；V0绝绝干干材材料料在在自自然然状状态态下下的的体体积积，cm3或或m3；水的密度，水的密度，gcm3。常温下取。常温下取1gcm3。质量吸水率与体积吸水率的关系为：质量吸水率与体积吸水率的关系为：式中式中为材料的干表观密度，为材料的干表观密度，g/cm3。wv可可用用来来说说明明材材料料内内部部孔孔隙隙被被水水充充满满的的程程度度，而而在在材材料料中中，只只有有开开口口孔孔隙
14、隙能能吸吸水水，故故体体积积吸吸水水率率即即为为材材料料的的开开口口孔孔隙隙率率。体体积积吸吸水水率率概概念念比比较较清清楚楚，但但为为方方便便起起见见，在在工工程程应应用用上上常常用用质量吸水率表示材料的吸水性。质量吸水率表示材料的吸水性。由于材料的吸水率是表示材料汲取水分的能力，由于材料的吸水率是表示材料汲取水分的能力，所以是一固定值。所以是一固定值。2吸湿性吸湿性材材料料在在潮潮湿湿空空气气中中汲汲取取水水分分的的性性质质称称为为吸吸湿湿性性。材材料的吸湿性常以含水率表示。可用以下公式表示：料的吸湿性常以含水率表示。可用以下公式表示：式中式中w材料的含水率，；材料的含水率，；mw材料含水
15、时的质量，材料含水时的质量，g或或kg；m材料的绝干质量，材料的绝干质量，g或或kg。含水率表示材料在某一时间的含水状态，不是固定含水率表示材料在某一时间的含水状态，不是固定值，它随环境温度和空气湿度的变化而改变。当与值，它随环境温度和空气湿度的变化而改变。当与大气湿度相平衡时的含水率称为平衡含水率大气湿度相平衡时的含水率称为平衡含水率(或称气或称气干含水率干含水率)。(三三)耐水性耐水性材材料料长长期期在在饱饱和和水水作作用用下下不不破破坏坏，其其强强度度也也不不显显著著降降低低的的性性质质称称为为耐耐水水性性。材材料料的的耐耐水水性性用用软化系数表示。可按下式计算：软化系数表示。可按下式计
16、算：式中式中Kp材料的软化系数；材料的软化系数；fsw材材料料在在吸吸水水饱饱和和状状态态下下的的抗抗压压强强度度，MPa；fd材料在枯燥状态下的抗压强度，材料在枯燥状态下的抗压强度，MPa。软软化化系系数数的的大大小小说说明明材材料料在在浸浸水水饱饱和和后后强强度度降降低低的的程程度度。一一般般材材料料随随着着含含水水量量的的增增加加，其其质质点点间间的的结结合力有所减弱，强度会有不同程度的降低。合力有所减弱，强度会有不同程度的降低。软软化化系系数数值值一一般般在在01之之间间。软软化化系系数数愈愈小小，说说明明材材料料的的耐耐水水性性愈愈差差。根根据据Kp大大小小可可以以判判断断各各种种材
17、材料料的的使使用用场场合合，所所以以Kp值值常常成成为为处处于于水水中中或或潮潮湿湿环环境境中选择材料的依据。中选择材料的依据。工工程程上上，通通常常将将Kp0.85的的材材料料称称为为耐耐水水性性材材料料。长长期期处处于于水水中中或或潮潮湿湿环环境境中中的的重重要要结结构构，必必须须选选用用Kp0.85的的材材料料。对对于于处处于于受受潮潮较较轻轻或或次次要要结结构构的的材材料料，其其Kp不应小于不应小于0.75。（四）抗渗等级（四）抗渗等级建建筑筑工工程程中中大大量量使使用用的的砂砂浆浆、混混凝凝土土等等材材料料，其抗渗性能常用抗渗等级来表示。其抗渗性能常用抗渗等级来表示。抗渗等级是指材料
18、在标准试验方法下进行透水抗渗等级是指材料在标准试验方法下进行透水试验，以规定的试件在透水前所能承受的最大试验，以规定的试件在透水前所能承受的最大水压力来确定的，用符号水压力来确定的，用符号“P”和材料透水前和材料透水前所能承受的最大水压力的（所能承受的最大水压力的（MPa）数值表示。）数值表示。如如P4、P6、P8等分别表示材料能承受等分别表示材料能承受0.4、0.6、0.8MPa的水压而不渗水。所以，抗渗的水压而不渗水。所以，抗渗等级愈高，材料的抗渗性能愈好。等级愈高，材料的抗渗性能愈好。(五五)抗冻性抗冻性材料在吸水饱和状态下，能经受屡次冻融循环作用而不材料在吸水饱和状态下，能经受屡次冻融
19、循环作用而不破坏，同时也不严峻降低强度的性质称为抗冻性。破坏，同时也不严峻降低强度的性质称为抗冻性。水在材料孔隙中结冰时，体积约增大水在材料孔隙中结冰时，体积约增大9，如此时孔隙，如此时孔隙内充满水内充满水(吸水饱和状态吸水饱和状态)，当水变成冰时将会给孔壁造，当水变成冰时将会给孔壁造成很大的静水压力成很大的静水压力(称为冰晶压力称为冰晶压力)，该压力可高达，该压力可高达100MPa，可使孔壁开裂。，可使孔壁开裂。工程上材料的抗冻性用抗冻等级表示。抗冻等级是将材工程上材料的抗冻性用抗冻等级表示。抗冻等级是将材料吸水饱和后，按规定方法进行冻融循环试验，以质量料吸水饱和后，按规定方法进行冻融循环试
20、验，以质量损失不超过损失不超过5、强度下降不超过、强度下降不超过25时，所能经受时，所能经受的最大冻融循环次数来确定的，用符号的最大冻融循环次数来确定的，用符号“F”和最大冻和最大冻融循环次数表示，如融循环次数表示，如F25、F50、F100等。抗冻等等。抗冻等级愈高，材料的抗冻性愈好。级愈高，材料的抗冻性愈好。三、材料与热有关的性质三、材料与热有关的性质(一一)导热性与热阻导热性与热阻当材料两侧存在温度差时，热量从温度高的一侧向温当材料两侧存在温度差时，热量从温度高的一侧向温度低的一侧传导的性质称为导热性，材料的导热性度低的一侧传导的性质称为导热性，材料的导热性常用导热系数常用导热系数“”表
21、示。表示。匀质材料导热系数的计算公式为：匀质材料导热系数的计算公式为：(1-13)式中式中:材料的导热系数，材料的导热系数，W(mK)；Q总传热量，总传热量，J；a材料厚度，材料厚度，m；T1-T2材料两侧绝对温度之差，材料两侧绝对温度之差，K；A传热面积，传热面积，m2；Z传热时间，传热时间，s。(二二)热容量热容量材材料料在在加加热热时时汲汲取取热热量量、冷冷却却时时放放出出热热量量的的性性质质称称为为热热容容量量。墙墙体体、屋屋面面或或其其它它部部位位采采用用高高热热容容量量材材料料时时，可可以以长长时时间间保保持持室室内内温温度度的的稳稳定定。热热容容量量大大小小用用比比热热(也也称热
22、容量系数称热容量系数)表示。表示。比热表示单位质量的材料温度升高比热表示单位质量的材料温度升高1K时所汲取的热量时所汲取的热量(J)或降低或降低lK时所放出的热量时所放出的热量(J)。比比热热是是反反映映材材料料吸吸热热或或放放热热能能力力大大小小的的物物理理量量。不不同同材材料料的的比比热热不不同同，即即使使是是同同一一材材料料，由由于于所所处处物物态态不不同同，比比热热也也不不同同。例例如如水水的的比比热热是是4.19J(gK)，而结冰后的比热是，而结冰后的比热是2.05J(gK)。材料的导热系数和比热是设计建筑物围护结构材料的导热系数和比热是设计建筑物围护结构(墙体、墙体、屋盖屋盖)、进
23、行热工计算时的重要参数，设计时应选用、进行热工计算时的重要参数，设计时应选用导热系数较小而热容量较大的建筑材料，以使建筑导热系数较小而热容量较大的建筑材料，以使建筑物保持室内温度的稳定性。同时，导热系数也是工物保持室内温度的稳定性。同时，导热系数也是工业窑炉热工计算和确定冷藏库绝热层厚度时的重要业窑炉热工计算和确定冷藏库绝热层厚度时的重要数据。数据。（三）耐热性与耐燃性（三）耐热性与耐燃性1耐热性耐热性材材料料长长期期在在高高温温作作用用下下，不不失失去去使使用用功功能能的的性性质质称称为为耐耐热热性性，亦亦称称耐耐高高温温性性或或耐耐火火性性。一一些些材材料料在在高高温作用下会发生变形或变质
24、。温作用下会发生变形或变质。耐火材料的耐火性是指材料抵抗融化的性质，用耐耐火材料的耐火性是指材料抵抗融化的性质，用耐火度来表示，即材料在不发生软化时所能抵抗的最火度来表示，即材料在不发生软化时所能抵抗的最高温度。耐火材料一般要求材料能长期抵抗高温或高温度。耐火材料一般要求材料能长期抵抗高温或火的作用，具有一定的高温力学强度、高温体积稳火的作用，具有一定的高温力学强度、高温体积稳定性、抗热震性等。定性、抗热震性等。2 2耐燃性耐燃性在在发发生生火火灾灾时时，材材料料抵抵抗抗或或延延缓缓燃燃烧烧的的性性质质称称为为耐耐燃燃性性（或或称称防防火火性性）。材材料料的的耐耐燃燃性性是是影影响响建建筑筑物
25、物防防火火和和耐耐火等级的重要因素。建筑材料按其燃烧性质分为四级：火等级的重要因素。建筑材料按其燃烧性质分为四级：（1 1）不不燃燃性性材材料料（A A）。即即在在空空气气中中受受高高温温作作用用不不起起火火、不微燃烧、不炭化的材料。不微燃烧、不炭化的材料。（2 2）难难燃燃性性材材料料（B B1 1）。即即在在空空气气中中受受高高温温作作用用难难起起火火、难微燃、难炭化，当火源移开后燃烧会立即停止的材料。难微燃、难炭化，当火源移开后燃烧会立即停止的材料。（3 3）可可燃燃性性材材料料（B B2 2）。在在空空气气中中受受高高温温作作用用会会自自行行起起火或微燃，当火源移开后仍能继续燃烧或微燃
26、的材料。火或微燃，当火源移开后仍能继续燃烧或微燃的材料。（4 4）易燃性材料（）易燃性材料（B B3 3）。在空气中容易起火燃烧的材料。）。在空气中容易起火燃烧的材料。第三节第三节材料的力学性质材料的力学性质一、材料的强度一、材料的强度材料在外力或应力作用下，抵抗破坏的能力称为材材料在外力或应力作用下，抵抗破坏的能力称为材料的强度，并以材料在破坏时的最大应力值来表示。料的强度，并以材料在破坏时的最大应力值来表示。根据受力方式不同，可分为：根据受力方式不同，可分为：抗抗压压强强度度、抗抗拉拉强强度度、抗抗剪剪强强度度、抗抗弯弯(折折)强强度度等等抗压强度、抗拉强度、抗剪强度的计算公式如下：抗压强
27、度、抗拉强度、抗剪强度的计算公式如下：式中式中f f 材料的强度，材料的强度，MPa MPa；F F 破坏时的最大荷载，破坏时的最大荷载，N N；A A 材料的受力面积，材料的受力面积，mm mm 2 2 材材料料的的抗抗弯弯强强度度与与材材料料受受力力情情况况、截截面面形形状状及及支支承承条条件件等等有有关关。对对矩矩形形截截面面的的条条形形试试件件(或或小小梁梁)，在在两两端端支支承承，中中间间作作用用集集中中荷荷载载的的情情况况下下，抗抗弯弯强强度度按下式计算：按下式计算：式中式中f抗弯强度，抗弯强度，MPa；F受弯时破坏荷载，受弯时破坏荷载，N；两支点间的距离，两支点间的距离，mm；b
28、、h材料截面宽度、高度材料截面宽度、高度,mm材材料料的的强强度度和和它它的的成成分分、结结构构等等因因素素有有关关。不不同种类的材料，有不同的抵抗外力的力。同种类的材料，有不同的抵抗外力的力。同同一一种种材材料料随随其其孔孔隙隙率率及及结结构构特特征征不不同同，强强度度也也有有较较大大差差异异。一一般般情情况况下下，材材料料的的表表观观密密度度愈小、孔隙率愈大，其强度愈低愈小、孔隙率愈大，其强度愈低。材材料料的的强强度度值值还还与与测测试试条条件件有有很很大大关关系系，具具体体说说来来就就是是与与试试件件的的形形状状、尺尺寸寸、外外表表状状态态、含含水水程程度度、温温度度及及加加载载速速度度
29、等等因因素素有有关关。因因此此，国家规定了试验方法，测定强度时应严格遵守。国家规定了试验方法，测定强度时应严格遵守。测测定定强强度度的的标标准准试试件件 强强度度等等级级：为为便便于于合合理理使使用用材材料料，对对于于以以强强度度为为主主要要指指标标的的材材料料，通通常常按按材材料料强强度度值值的的上上下下划划分分为为假假设设干干个个等等级级，称称为为材材料料的的强强度度等等级级。脆脆性性材材料料主主要要以以抗抗压压强强度度来来划划分分，塑塑性性材材料料和和韧性材料主要以抗拉强度来划分。韧性材料主要以抗拉强度来划分。比强度：是材料强度与表观密度的比值。比强比强度：是材料强度与表观密度的比值。比
30、强度是衡量材料轻质高强性能的一项重要指标。度是衡量材料轻质高强性能的一项重要指标。比强度越大，则材料的轻质高强性能越好。比强度越大，则材料的轻质高强性能越好。二、弹性与塑性二、弹性与塑性(一一)弹性弹性材材料料在在外外力力作作用用下下产产生生变变形形，当当外外力力取取消消后后能能完完全全恢恢复复到到原原来来状状态态的的性性质质称称为为材材料料的的弹弹性性。明明显显具具备备这种特性的材料称为弹性材料。这种特性的材料称为弹性材料。受受力力后后材材料料应应力力与与应应变变的的比比值值称称为为材材料料的的弹弹性性模模量量。值愈大，材料受外力作用时越不易产生变形。值愈大，材料受外力作用时越不易产生变形。
31、(二二)塑性塑性材材料料在在外外力力作作用用下下产产生生变变形形，当当外外力力取取消消后后，材材料料仍仍保保持持变变形形后后的的形形状状且且不不产产生生破破裂裂的的性性质质称称为为材材料料的塑性。具备较高塑性变形的材料称为塑性材料。的塑性。具备较高塑性变形的材料称为塑性材料。实际上，单纯的弹性或塑性材料都是不存在的，各实际上，单纯的弹性或塑性材料都是不存在的，各种材料在不同应力下，表现出不同的变形性质。种材料在不同应力下，表现出不同的变形性质。三、脆性与韧性三、脆性与韧性(一一)脆性脆性材材料料受受外外力力作作用用，在在无无明明显显塑塑性性变变形形的的情情况况下下即即突突然然破破裂裂的的性性质
32、质。如如天天然然石石材材、混混凝凝土土、一一般般砖砖等等。脆脆性性材材料料的的抗抗压压能能力力很很强强，抗抗拉拉强强度度则则比比抗抗压压强强度度小小很很多多倍倍。脆脆性性材材料料抗抗振振动动、冲冲击击荷荷载载的的能能力力差差，因因而而脆脆性性材材料料常常用用于于承承受受静静压压力力作作用用的的建建筑筑部部位位，如如根根底底、墙墙体体、柱柱子子、墩座等。墩座等。(二二)韧性韧性材料在冲击、振动荷载作用下，能承受很大的变形而不材料在冲击、振动荷载作用下，能承受很大的变形而不致发生突发性破坏的性质称为韧性致发生突发性破坏的性质称为韧性(或冲击韧性或冲击韧性)。如建。如建筑钢材、沥青混凝土等。韧性材料
33、的特点是变形大，特筑钢材、沥青混凝土等。韧性材料的特点是变形大，特别是塑性变形大，抗拉强度接近或高于抗压强度。路面、别是塑性变形大，抗拉强度接近或高于抗压强度。路面、桥梁、吊车梁以及有抗震要求的结构都要考虑材料的韧桥梁、吊车梁以及有抗震要求的结构都要考虑材料的韧性。材料的韧性用冲击试验来检验。性。材料的韧性用冲击试验来检验。第四节第四节材料的耐久性材料的耐久性一、材料的耐久性一、材料的耐久性定定义义:料料在在使使用用环环境境中中，长长期期在在各各种种破破坏坏因因素素的的作作用用下下，不不破破坏坏、不不变变质质，而而保保持持原原有有性性质质的的能能力力称称为为材材料料的的耐耐久久性性。耐耐久久性
34、性是是材材料料的的一一项项综综合合性性质质，它它包包括括材材料料的的抗抗渗渗性性、抗抗冻冻性性、耐耐腐腐蚀蚀性性、抗抗老老化化性性、抗抗碳碳化化性性、耐耐热热性、耐磨性等。性、耐磨性等。二、影响材料耐久性的因素二、影响材料耐久性的因素材料在使用过程中，除受到各种外力作用外，还会受到材料在使用过程中，除受到各种外力作用外，还会受到物理、化学和生物作用而被坏。金属材料易被氧化腐蚀；物理、化学和生物作用而被坏。金属材料易被氧化腐蚀；无机非金属材料因碳化、溶蚀、热应力、干湿交替而破无机非金属材料因碳化、溶蚀、热应力、干湿交替而破坏；木材、竹材等其他有机材料，常因生物作用而遭受坏；木材、竹材等其他有机材
35、料，常因生物作用而遭受破坏；沥青等材料因受阳光、空气和热应力的作用而逐破坏；沥青等材料因受阳光、空气和热应力的作用而逐渐老化。渐老化。三、提高材料耐久性的措施三、提高材料耐久性的措施1.提提高高材材料料本本身身对对外外界界作作用用的的抵抵抗抗能能力力(如如提提高高密密实实度、改变孔隙构造、改变成分等度、改变孔隙构造、改变成分等)；2.选选用用其其他他材材料料对对主主体体材材料料加加以以保保护护(如如作作保保护护层层、刷涂料、作饰面等刷涂料、作饰面等)；3.设设法法减减轻轻大大气气或或其其他他介介质质对对材材料料的的破破坏坏作作用用(如如降降低湿度，排除侵蚀性物质等低湿度，排除侵蚀性物质等)。对
36、材料耐久性性能的判断应在使用条件下进行长期对材料耐久性性能的判断应在使用条件下进行长期观测，但这需要很长的时间。通常是根据使用条件观测，但这需要很长的时间。通常是根据使用条件和要求，在实验室进行快速试验，如干湿循环、冻和要求，在实验室进行快速试验，如干湿循环、冻融循环、碳化、化学介质浸渍等，并据此对材料的融循环、碳化、化学介质浸渍等，并据此对材料的耐久性做出评价。耐久性做出评价。习题：习题：一、根底题一、根底题（一）名词解释（一）名词解释密度、表观密度、堆积密度、孔隙率、空隙率、吸密度、表观密度、堆积密度、孔隙率、空隙率、吸水性、吸湿性、含水率、耐水性、抗冻性、抗渗性、水性、吸湿性、含水率、耐
37、水性、抗冻性、抗渗性、导热性、热容量、强度、比强度、弹性、塑性、脆导热性、热容量、强度、比强度、弹性、塑性、脆性、韧性、耐久性性、韧性、耐久性（二）是非题（二）是非题1 1、同一种材料，其表观密度愈大，则其密度也就愈、同一种材料，其表观密度愈大，则其密度也就愈大。（大。（）2 2、同一种材料，其表观密度愈大，则其孔隙率愈、同一种材料，其表观密度愈大，则其孔隙率愈小。（小。（）3 3、将某种含孔的材料，置于不同湿度的环境中，、将某种含孔的材料，置于不同湿度的环境中，分别测得其密度，其中以枯燥条件下的密度为最小。分别测得其密度，其中以枯燥条件下的密度为最小。（）4 4、具有粗大孔隙的材料，吸水率较
38、大；具有细微、具有粗大孔隙的材料，吸水率较大；具有细微而连通孔隙的材料，吸水率较小。（而连通孔隙的材料，吸水率较小。（）5 5、软化系数愈大的材料，愈容易被水软化。（、软化系数愈大的材料，愈容易被水软化。（）6 6、吸水率小的材料，其孔隙率一定小。（、吸水率小的材料，其孔隙率一定小。（）7 7、材料的孔隙率愈大，材料的抗冻性愈差。（、材料的孔隙率愈大，材料的抗冻性愈差。（）8 8、建筑材料的抗渗等级愈高，说明其抗渗性愈强。、建筑材料的抗渗等级愈高，说明其抗渗性愈强。（）9 9、相同种类的材料，其孔隙率愈大，则其强度愈、相同种类的材料，其孔隙率愈大，则其强度愈低。（低。（）1010、对于需要长时
39、间保持室内温度稳定的建筑，其、对于需要长时间保持室内温度稳定的建筑，其墙体、屋顶等部位可以采用比热容高的材料。（墙体、屋顶等部位可以采用比热容高的材料。（）1111、材料受潮或受冻后，其导热性降低，导热系数、材料受潮或受冻后，其导热性降低，导热系数增大。（增大。（）（三）填空题（三）填空题1 1、材料的吸水性大小用、材料的吸水性大小用 表示，吸湿表示，吸湿性大小用性大小用 表示。表示。2 2、材料的耐水性的强弱可以用、材料的耐水性的强弱可以用 表示，表示，其值其值=，材料的耐水性愈差，该值愈，材料的耐水性愈差，该值愈 。3 3、同种材料，孔隙率愈、同种材料，孔隙率愈 ，材料的强，材料的强度愈高
40、；当材料的孔隙率一定时，度愈高；当材料的孔隙率一定时，孔孔隙愈多，材料的绝热性能愈好。隙愈多，材料的绝热性能愈好。4 4、通常，当材料的孔隙率增大时，其密度、通常，当材料的孔隙率增大时，其密度 ，表观密度，表观密度 ，吸水率，吸水率 ，强度，强度 ，抗冻性抗冻性 ，耐水性，耐水性 ，导热性，导热性 ，耐，耐久性久性 。5 5、根据外力作用的形式不同，建筑材料的强度有、根据外力作用的形式不同，建筑材料的强度有 、及及 等。等。（四）选择题（四）选择题1 1通常，材料的软化系数为（通常，材料的软化系数为（）时，可以认为是）时，可以认为是耐水材料。耐水材料。A A、0.85 B0.85 B、0.85
41、 C0 0 B B、0 0 C C、0 03 3、材质相同的、材质相同的A A、B B两种材料，已知两种材料，已知0A0A0B0B，则，则A A材料的保温效果比材料的保温效果比B B材料（材料（）。）。A A、好、好 B B、差、差 C C、相同、相同（五）问答题（五）问答题1 1、材料的吸水性、吸湿性、耐水性、抗渗性、抗、材料的吸水性、吸湿性、耐水性、抗渗性、抗冻性、导热性的含义各是什么？各用什么指标表示冻性、导热性的含义各是什么？各用什么指标表示？2 2、简述材料的孔隙率和孔隙特征与材料的表观密度、简述材料的孔隙率和孔隙特征与材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性及导热性等性质的强度
42、、吸水性、抗渗性、抗冻性及导热性等性质的关系。关系。3 3、材料的耐久性包括哪些内容？、材料的耐久性包括哪些内容？4 4、什么是材料的强度？影响材料强度试验结果的因、什么是材料的强度？影响材料强度试验结果的因素有哪些？素有哪些？5 5、为什么新建房屋的墙体保暖性能较差，尤其是在、为什么新建房屋的墙体保暖性能较差，尤其是在冬季？冬季？6 6、密实度和孔隙率有什么关系？孔隙率和空隙率有、密实度和孔隙率有什么关系？孔隙率和空隙率有何区别？何区别？（六）计算题（六）计算题1 1、某工程用钢筋混凝土预制梁尺寸为、某工程用钢筋混凝土预制梁尺寸为600cm50cm50cm600cm50cm50cm，共，共1
43、212根，假设钢筋混凝土的表根，假设钢筋混凝土的表观密度为观密度为2500kg/m2500kg/m3 3，其总质量为多少吨？，其总质量为多少吨？2 2、某工程共需一般粘土砖、某工程共需一般粘土砖5000050000块，用载重量块，用载重量5t5t的的汽车分两批运完，每批需汽车多少辆？每辆车应装汽车分两批运完，每批需汽车多少辆？每辆车应装多少砖？多少砖？(砖的表观密度为砖的表观密度为1800kg/m1800kg/m3 3，每立方米按，每立方米按684684块计块计)3 3、收到含水率收到含水率5%5%的砂子的砂子500t500t，实为干砂多少，实为干砂多少t t？需？需要干砂要干砂500t500
44、t，应进含水率，应进含水率5%5%的砂子多少的砂子多少t t？二、试验题二、试验题（一）判断题（一）判断题在进行材料抗压强度试验时，大试件较小试件的试在进行材料抗压强度试验时，大试件较小试件的试验结果值偏小；加荷速度快者较加荷速度慢者的试验结果值偏小；加荷速度快者较加荷速度慢者的试验结果值偏小。（验结果值偏小。（）（二）选择题（二）选择题含水率为含水率为5%5%的湿砂的湿砂220kg220kg，将其枯燥后的质量是（，将其枯燥后的质量是（）kgkg。A A、209 B209 B、209.52 C209.52 C、210 210 （注：不考虑（注：不考虑修约）修约）（三）计算题（三）计算题1 1、
45、在质量为、在质量为6.6kg6.6kg，容积为，容积为10L10L的容器中，装满气的容器中，装满气干状态的卵石后称得总质量为干状态的卵石后称得总质量为21.6kg21.6kg，卵石的空隙，卵石的空隙率为率为42%42%。求卵石的表观密度。求卵石的表观密度。2 2、河砂、河砂1000g1000g，烘干至恒重后称重，烘干至恒重后称重988g988g，求此砂的，求此砂的含水率。含水率。3 3、某材料的密度为、某材料的密度为2600kg/m2600kg/m3 3，枯燥状态表观密度，枯燥状态表观密度为为1600kg/m1600kg/m3 3，现将一重，现将一重954g954g的该材料浸入水中，吸的该材料
46、浸入水中，吸水饱和后取出称重为水饱和后取出称重为1086g1086g。试求该材料的孔隙率、。试求该材料的孔隙率、质量吸水率、开口孔隙率和闭口孔隙率。质量吸水率、开口孔隙率和闭口孔隙率。4 4、某工地所用碎石的密度为、某工地所用碎石的密度为2650 kg/m2650 kg/m3 3，堆积密度，堆积密度为为1680 kg/m1680 kg/m3 3，表观密度为，表观密度为2610 kg/m2610 kg/m3 3。求该碎石的。求该碎石的空隙率。空隙率。5 5、一块烧结一般砖，外形尺寸标准，吸水饱和后质、一块烧结一般砖，外形尺寸标准，吸水饱和后质量为量为2900g2900g，烘干至恒重为，烘干至恒重
47、为2500g2500g，今将该砖磨细过，今将该砖磨细过筛再烘干后取筛再烘干后取50g50g，用李氏瓶测得其体积为，用李氏瓶测得其体积为18.5cm18.5cm3 3。试求该砖的吸水率、密度、表观密度及孔隙率。试求该砖的吸水率、密度、表观密度及孔隙率。6 6、岩石在气干、绝干、吸水饱和情况下测得的抗压、岩石在气干、绝干、吸水饱和情况下测得的抗压强度分别为强度分别为172MPa172MPa，178MPa178MPa，168 MPa168 MPa。求该岩石的。求该岩石的软化系数，并指出该岩石可否用于水下工程。软化系数，并指出该岩石可否用于水下工程。7 7、已知混凝土试件的尺寸为、已知混凝土试件的尺寸
48、为150150150mm150150150mm，质，质量为量为8.1kg8.1kg。其表观密度为多少？假设测得其最大的。其表观密度为多少？假设测得其最大的破坏压力为破坏压力为540kN540kN，求其抗压强度。，求其抗压强度。第三章 气硬性胶凝材料 定义定义:建筑上建筑上能将砂、石子、砖、石块、砌块等散粒或能将砂、石子、砖、石块、砌块等散粒或块状料粘结为一整体的材料，统称为胶凝材料块状料粘结为一整体的材料，统称为胶凝材料。胶凝材料品种繁多，可分为有机与无机两大类；胶凝材料品种繁多，可分为有机与无机两大类；无机胶凝材料又可分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝无机胶凝材料又可分为气硬性胶凝材料和水硬性胶
49、凝材料。材料。其中石灰、石膏、水玻璃等材料均属无机胶凝材料中其中石灰、石膏、水玻璃等材料均属无机胶凝材料中的的气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料，它们，它们能在空气中硬化，并在空气能在空气中硬化，并在空气中保持或开展其强度中保持或开展其强度，这类材料在建筑中有极其广泛，这类材料在建筑中有极其广泛的用途。的用途。一、石灰一、石灰石灰是在建筑中使用较早的一种矿物胶凝材料。石灰是在建筑中使用较早的一种矿物胶凝材料。原料原料:石灰岩，主要成分为碳酸钙（石灰岩，主要成分为碳酸钙（CaCOCaCO3 3），其次为），其次为碳酸镁（碳酸镁（MgCOMgCO3 3）。石灰岩经煅烧后生成生石灰，系轻）。石灰岩经煅烧后
50、生成生石灰，系轻质的块状物质，颜色白至灰或黄绿色。视氧化镁含量质的块状物质，颜色白至灰或黄绿色。视氧化镁含量的多少，可把石灰分为钙质石灰和镁质右灰。的多少，可把石灰分为钙质石灰和镁质右灰。（一）石灰的生产（一）石灰的生产CaCOCaCO3 3 CaO+COCaO+CO2 2煅煅烧烧温温度度应应高高于于900900，一一般般常常在在1000100011001100，当当煅煅烧烧温温度度到到达达700700时时，石石灰灰岩岩中中的的次次要要成成分分碳碳酸酸镁镁开开始分解为氧化镁，反响式如下：始分解为氧化镁，反响式如下：MgCOMgCO3 3 MgO+COMgO+CO2 21.1.欠火石灰欠火石灰: