第一章 建筑材料概述

1、建建 筑筑 材材 料料與檢測(cè)與檢測(cè)主講人：虞主講人：虞 波波第一章第一章 建筑材料建筑材料的基本性質(zhì)的基本性質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 建筑材料的分類(lèi)及發(fā)展趨勢(shì)建筑材料的分類(lèi)及發(fā)展趨勢(shì)建筑材料的分類(lèi)建筑材料的分類(lèi) 按材料的化學(xué)成分分類(lèi)按材料的化學(xué)成分分類(lèi) 按材料在建筑物中的功能分類(lèi)按材料在建筑物中的功能分類(lèi) 按使用部位分類(lèi)按使用部位分類(lèi) 按來(lái)源分類(lèi)按來(lái)源分類(lèi)無(wú)論按什么方式分，建筑材料應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足兩無(wú)論按什么方式分，建筑材料應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足兩個(gè)基本要求：個(gè)基本要求：技術(shù)性能要求技術(shù)性能要求和和經(jīng)久耐用經(jīng)久耐用。按化學(xué)組成分類(lèi)按化學(xué)組成分類(lèi)建筑材料無(wú)機(jī)材料有機(jī)材料復(fù)合材料金屬材料黑色金屬：鋼、鐵、不銹鋼有色金屬：鋁、

2、銅等及其合金非金屬材料天然石材：毛石、料石、石板、砂、石燒土制品：燒結(jié)磚（瓦）、陶瓷熔融制品：玻璃、巖棉、鑄石膠凝材料：石灰、石膏、各種水泥混凝土類(lèi)：混凝土、砂漿、硅酸鹽制品植物材料：木材、竹材等瀝青材料：石膏瀝青、煤瀝青及其制品合成高分子材料：塑料、涂料、膠粘劑、合成橡膠等金屬與非金屬?gòu)?fù)合：鋼纖維混凝土有機(jī)與無(wú)機(jī)復(fù)合：玻璃纖維增強(qiáng)度塑料、瀝青混凝土、聚合物混凝土、水泥刨花板 按功能分類(lèi)按功能分類(lèi)建筑材料結(jié)構(gòu)材料：構(gòu)成基礎(chǔ)、梁、板、柱等承重系統(tǒng)的材料。 如：混凝土、鋼材、木材、石材、磚等墻體材料：構(gòu)成建筑物或構(gòu)筑物承重墻體及非承重墻體的材料。如：磚類(lèi)、砌塊類(lèi)、墻板類(lèi)等 功能材料：不用于承受荷載

3、，但具有某種特殊功能的材料。裝飾材料（涂料、玻璃、陶瓷等）光學(xué)材料（鐳射玻璃、鏡面玻璃等）如聲學(xué)材料（吸聲石膏板、纖維織物等）防水材料（防水卷材、防水涂料、防水油膏等）保溫隔熱材料（膨脹珍珠巖、聚苯乙烯泡沫塑料等） 按使用部位分類(lèi)按使用部位分類(lèi)基礎(chǔ)材料基礎(chǔ)材料結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料墻體材料墻體材料屋面材料屋面材料地面材料地面材料飾面材料飾面材料其他其他建筑材料的發(fā)展趨勢(shì)建筑材料的發(fā)展趨勢(shì)高強(qiáng)高強(qiáng)，減少結(jié)構(gòu)尺寸、降低結(jié)構(gòu)自重，減少結(jié)構(gòu)尺寸、降低結(jié)構(gòu)自重輕質(zhì)輕質(zhì)，減輕建筑物自重，減輕建筑物自重具有多功能性具有多功能性，如保溫、隔熱、吸聲等，如保溫、隔熱、吸聲等適應(yīng)于機(jī)械化施工適應(yīng)于機(jī)械化施工綜合利用綜合

4、利用第二節(jié)第二節(jié) 建筑材料的基本性質(zhì)建筑材料的基本性質(zhì)n （一）密度（一）密度 1. 1.密度密度 2. 2.表觀(guān)密度表觀(guān)密度 3. 3.堆積密度堆積密度n ( (二二) )材料的密實(shí)度與孔隙率材料的密實(shí)度與孔隙率n ( (三三) )材料的填充率與空隙率材料的填充率與空隙率一、與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)一、與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)（一）密度（一）密度n 1.1.密度密度: : 定義：材料在定義：材料在絕對(duì)密實(shí)絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。 計(jì)算：計(jì)算： Vm式中式中 材料的密度，材料的密度，g/cm3； m材料的質(zhì)量（干燥至恒重），材料的質(zhì)量（干燥至恒重），g； V材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下

5、（不含任何孔）的材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下（不含任何孔）的體積，體積，cm3。 n密度測(cè)定方法密度測(cè)定方法n在測(cè)定有孔隙材料（如磚、石等）在測(cè)定有孔隙材料（如磚、石等）的密度時(shí)，應(yīng)把材料磨成細(xì)粉，干的密度時(shí)，應(yīng)把材料磨成細(xì)粉，干燥后，用李氏瓶測(cè)定其絕對(duì)密實(shí)體燥后，用李氏瓶測(cè)定其絕對(duì)密實(shí)體積。它等于被粉末排出的液體體積。積。它等于被粉末排出的液體體積。n材料磨得越細(xì)，測(cè)得的密實(shí)體積數(shù)材料磨得越細(xì)，測(cè)得的密實(shí)體積數(shù)值就越精確。值就越精確。 相對(duì)密度相對(duì)密度 相對(duì)密度又稱(chēng)比重，是用材料的質(zhì)量與同體積水相對(duì)密度又稱(chēng)比重，是用材料的質(zhì)量與同體積水（4）的質(zhì)量的比值表示，無(wú)單位。）的質(zhì)量的比值表示，無(wú)單位。 （

6、一）密度（一）密度 2.表觀(guān)密度表觀(guān)密度 定義：材料在定義：材料在自然狀態(tài)自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。下，單位體積的質(zhì)量。 計(jì)算：計(jì)算：00Vm 式中式中 0材料的表觀(guān)密度，材料的表觀(guān)密度，kg/m3或或g/cm3； m材料的質(zhì)量，材料的質(zhì)量，kg或或g； V0材料在自然狀態(tài)下（材料在自然狀態(tài)下（含內(nèi)部所有孔含內(nèi)部所有孔） 體積，體積，m3或或cm3。n注：同種材料，由于含水狀態(tài)不同，而有不同的表觀(guān)密度值。注：同種材料，由于含水狀態(tài)不同，而有不同的表觀(guān)密度值。(a)材料的自然體積構(gòu)成材料的自然體積構(gòu)成 (b)材料的堆積體積構(gòu)成材料的堆積體積構(gòu)成材料的體積構(gòu)成材料的體積構(gòu)成 n（一）密度（一）密

7、度n 3.堆積密度堆積密度 定義：定義：散粒材料散粒材料（如粉狀、顆粒狀材料等）在（如粉狀、顆粒狀材料等）在堆積狀態(tài)堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。下，單位體積的質(zhì)量。 計(jì)算：計(jì)算： 00Vm式中式中 0 0材料的堆積密度，材料的堆積密度，kg/mkg/m3 3； m m 材料的質(zhì)量，材料的質(zhì)量，kgkg； V V0 0材料的堆積體積，材料的堆積體積，m m3 3。 材料密度（g/cm3）表觀(guān)密度（kg/m3 ）堆積密度（kg/m3 ）石灰?guī)r花崗巖碎石（石灰?guī)r）砂粘 土普通粘土磚粘土空心磚水 泥普通混凝土鋼 材木 材泡沫塑料2.602.602.802.602.602.602.502.802.503

8、.107.851.5518002600250029001600180010001400210026007850400800205014001700145016501600180012001300附表1-1:常用建筑材料的密度、表觀(guān)密度與堆積密度 選擇題：選擇題：、單個(gè)塊狀材料的密度和表觀(guān)密度之間的關(guān)系：、單個(gè)塊狀材料的密度和表觀(guān)密度之間的關(guān)系： a: a:密度大于表觀(guān)密度；密度大于表觀(guān)密度； b b：密度大于或等于表觀(guān)密度；：密度大于或等于表觀(guān)密度； c c：密度小于表觀(guān)密度；：密度小于表觀(guān)密度； d d：密度小于或等于表觀(guān)密度。：密度小于或等于表觀(guān)密度。、散狀堆積材料的視密度和堆積密度之間的

9、關(guān)系：、散狀堆積材料的視密度和堆積密度之間的關(guān)系：a a：視密度大于堆積密度；：視密度大于堆積密度；b b：視密度大于或等于堆積密度；：視密度大于或等于堆積密度；c c：視密度小于堆積密度；：視密度小于堆積密度；d d：視密度小于或等于堆積密度：視密度小于或等于堆積密度。 小結(jié)：小結(jié)： 不論材料構(gòu)造形式如何，可把材料分為兩大類(lèi)：不論材料構(gòu)造形式如何，可把材料分為兩大類(lèi)： 單個(gè)塊狀材料單個(gè)塊狀材料：其總體積：其總體積V V0 0=V=V開(kāi)開(kāi)+V+V閉閉+V+V固固，單個(gè)，單個(gè)塊狀材料的塊狀材料的密度密度表觀(guān)密度表觀(guān)密度； 散狀堆積材料散狀堆積材料：其總體積：其總體積V V=V=V開(kāi)開(kāi)+V+V閉閉

10、+V+V固固+V+V空空，散，散狀堆積材料的狀堆積材料的視密度堆積密度視密度堆積密度。 注：視密度注：視密度散狀堆積材料用排水法測(cè)體積（近似散狀堆積材料用排水法測(cè)體積（近似密實(shí)狀態(tài)下的體積密實(shí)狀態(tài)下的體積視體積），單位體積的質(zhì)量。視體積），單位體積的質(zhì)量。（二）材料的密實(shí)度與孔隙率（二）材料的密實(shí)度與孔隙率 1.密實(shí)度密實(shí)度 定義：材料體積內(nèi)被定義：材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)固體物質(zhì)充實(shí)的程度，充實(shí)的程度，即材料的密實(shí)體積與總體積之比。即材料的密實(shí)體積與總體積之比。 計(jì)算：計(jì)算： 注：含孔的固體材料注：含孔的固體材料D1； D越接近越接近1，材料越密實(shí)，材料越密實(shí)%100%10000VVD（二）材料

11、的密實(shí)度與孔隙率（二）材料的密實(shí)度與孔隙率 2.孔隙率孔隙率 定義：材料體積內(nèi)孔隙體積所占的比例，即定義：材料體積內(nèi)孔隙體積所占的比例，即材料的孔隙體積與總體積之比。材料的孔隙體積與總體積之比。 計(jì)算：計(jì)算：1%100)1 (%100000PDVVVP（三）材料的填充率與空隙率（三）材料的填充率與空隙率 1.填充率填充率 定義：散粒材料在堆積狀態(tài)下被定義：散粒材料在堆積狀態(tài)下被固體顆粒固體顆粒所所填充的程度。填充的程度。 計(jì)算：計(jì)算：%100%1000000VVD（三）材料的填充率與空隙率（三）材料的填充率與空隙率n2.空隙率空隙率 定義：散粒狀材料在堆積體積狀態(tài)中，定義：散粒狀材料在堆積體積

12、狀態(tài)中，顆粒顆粒之間之間的空隙體積所占的比例。的空隙體積所占的比例。 計(jì)算：計(jì)算： 1100110000000DPVVVP）（小結(jié)：小結(jié)： 1、D+P =1即密實(shí)度即密實(shí)度+孔隙率孔隙率=1 D+P=1即填充率即填充率+空隙率空隙率=1 2、孔隙率的大小反映了材料本身的致密程度；、孔隙率的大小反映了材料本身的致密程度； 空隙率的大小反映了材料堆積的緊密程度?？障堵实拇笮》从沉瞬牧隙逊e的緊密程度。二、與水有關(guān)的性質(zhì)二、與水有關(guān)的性質(zhì)n（一）親水性與憎水性（一）親水性與憎水性n（二）吸水性與吸濕性（二）吸水性與吸濕性n（三）耐水性（三）耐水性 、抗?jié)B性和抗凍性、抗?jié)B性和抗凍性(a)親水性材料(b)

13、憎水性材料（一）親水性與憎水性（一）親水性與憎水性n親水性材料是指當(dāng)親水性材料是指當(dāng)潤(rùn)濕邊角潤(rùn)濕邊角90時(shí)，水分子之時(shí)，水分子之間的內(nèi)聚力小于水分子與材料分子間的相互吸引力，間的內(nèi)聚力小于水分子與材料分子間的相互吸引力，這種材料稱(chēng)為親水性材料。這種材料稱(chēng)為親水性材料。n例：水泥制品、玻璃、陶瓷、金屬材料、石材等無(wú)例：水泥制品、玻璃、陶瓷、金屬材料、石材等無(wú)機(jī)材料和部分木材。機(jī)材料和部分木材。n憎水性材料是指當(dāng)憎水性材料是指當(dāng)潤(rùn)濕邊角潤(rùn)濕邊角9090時(shí)，水分子之時(shí)，水分子之間的內(nèi)聚力大于水分子與材料分子間的吸引力，則間的內(nèi)聚力大于水分子與材料分子間的吸引力，則材料表面不會(huì)表面不會(huì)被水浸潤(rùn)，這種材

14、料稱(chēng)為憎材料表面不會(huì)表面不會(huì)被水浸潤(rùn)，這種材料稱(chēng)為憎水性材料。水性材料。n例：瀝青、油漆、塑料、防水油膏等。例：瀝青、油漆、塑料、防水油膏等。 （二）吸水性與吸濕性（二）吸水性與吸濕性n1.1.吸水性吸水性 定義：材料在定義：材料在水中水中吸入水分的能力。吸入水分的能力。 指標(biāo)：指標(biāo)：吸水率吸水率材料中所含水的質(zhì)量與絕干狀材料中所含水的質(zhì)量與絕干狀態(tài)下材料的質(zhì)量之比。態(tài)下材料的質(zhì)量之比。 計(jì)算：計(jì)算： %100001mmmW式中式中 材料的吸水率，材料的吸水率，% %； m m0 0材料在絕干狀態(tài)下的質(zhì)量，材料在絕干狀態(tài)下的質(zhì)量，g g； m m1 1材料含水狀態(tài)下的質(zhì)量，材料含水狀態(tài)下的質(zhì)量

15、，g g。 （二）吸水性與吸濕性（二）吸水性與吸濕性n1.1.吸水性吸水性 質(zhì)量吸水率質(zhì)量吸水率 （1 1）吸水率）吸水率 體積吸水率體積吸水率 注：輕質(zhì)材料如海綿、塑料泡沫，一般用體積吸水率表示，因可注：輕質(zhì)材料如海綿、塑料泡沫，一般用體積吸水率表示，因可吸收水分的質(zhì)量大于干燥材料的質(zhì)量。吸收水分的質(zhì)量大于干燥材料的質(zhì)量。 （2）材料吸水，一般對(duì)材料的使用性能不利。如）材料吸水，一般對(duì)材料的使用性能不利。如強(qiáng)度強(qiáng)度降低，表觀(guān)密度、導(dǎo)熱性增大，保溫性差降低，表觀(guān)密度、導(dǎo)熱性增大，保溫性差，有些材料，有些材料吸水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)變質(zhì)。吸水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)變質(zhì)。 （3）細(xì)微開(kāi)孔材料、粗大開(kāi)孔材料和閉孔材料

16、哪個(gè)）細(xì)微開(kāi)孔材料、粗大開(kāi)孔材料和閉孔材料哪個(gè)吸水率大？對(duì)開(kāi)孔材料和閉孔材料來(lái)說(shuō)，哪個(gè)對(duì)耐久吸水率大？對(duì)開(kāi)孔材料和閉孔材料來(lái)說(shuō)，哪個(gè)對(duì)耐久性有害？哪個(gè)保溫、隔熱好？哪個(gè)吸音好？性有害？哪個(gè)保溫、隔熱好？哪個(gè)吸音好？ 注意：注意：封閉孔隙較多的材料，吸水率不大時(shí)通常用質(zhì)量吸水率公封閉孔隙較多的材料，吸水率不大時(shí)通常用質(zhì)量吸水率公 式進(jìn)行計(jì)算，對(duì)一些輕質(zhì)多孔材料，如加氣混凝土、木材等，由于式進(jìn)行計(jì)算，對(duì)一些輕質(zhì)多孔材料，如加氣混凝土、木材等，由于質(zhì)量吸水率往往超過(guò)質(zhì)量吸水率往往超過(guò)100%, 故可用體積吸水率進(jìn)行計(jì)算。故可用體積吸水率進(jìn)行計(jì)算。（二）吸水性與吸濕性（二）吸水性與吸濕性 2.2.吸濕

17、性吸濕性 定義：材料在定義：材料在空氣中空氣中吸入水分的能力。吸入水分的能力。 指標(biāo)：指標(biāo)：含水率含水率材料中所含水的質(zhì)量材料中所含水的質(zhì)量與絕干狀態(tài)下材料的質(zhì)量之比。與絕干狀態(tài)下材料的質(zhì)量之比。 計(jì)算：計(jì)算： 式中式中 材料的含水率，材料的含水率，%； m0 材料在絕干狀態(tài)下的質(zhì)量，材料在絕干狀態(tài)下的質(zhì)量，g； m1 材料潮濕狀態(tài)下的質(zhì)量，材料潮濕狀態(tài)下的質(zhì)量，g。 %100001/mmmW（二）吸水性與吸濕性（二）吸水性與吸濕性n2.2.吸濕性吸濕性 （1 1）材料中所含水分與空氣濕度相平衡時(shí)的材料中所含水分與空氣濕度相平衡時(shí)的含水率含水率平衡含水率。平衡含水率。 （2）材料吸濕，一般對(duì)材

18、料的使用性能也不）材料吸濕，一般對(duì)材料的使用性能也不利。如利。如強(qiáng)度降低，堆密度、導(dǎo)熱性增大，體積強(qiáng)度降低，堆密度、導(dǎo)熱性增大，體積膨脹。膨脹。 （3）含水率是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，在配合）含水率是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，在配合比以及最佳含水率和最大干密度中會(huì)涉及到。比以及最佳含水率和最大干密度中會(huì)涉及到。 （三）耐水性（三）耐水性 、抗?jié)B性和抗凍性、抗?jié)B性和抗凍性n1.1.耐水性耐水性 定義：材料定義：材料長(zhǎng)期長(zhǎng)期在在飽和水飽和水作用下不破壞作用下不破壞, ,其強(qiáng)度其強(qiáng)度也不顯著降低的性能。也不顯著降低的性能。 指標(biāo)：指標(biāo)：軟化系數(shù)軟化系數(shù) 計(jì)算：計(jì)算： n耐水材料是指軟化系數(shù)大于耐水材料是指軟化

19、系數(shù)大于0.800.80的材料。的材料。n受水浸泡或長(zhǎng)期處于潮濕環(huán)境的重要建筑物或構(gòu)受水浸泡或長(zhǎng)期處于潮濕環(huán)境的重要建筑物或構(gòu)筑物所用材料的軟化系數(shù)不應(yīng)低于筑物所用材料的軟化系數(shù)不應(yīng)低于0.850.85。ganbaoruanffK（三）耐水性（三）耐水性 、抗?jié)B性和抗凍性、抗?jié)B性和抗凍性n2.2.抗?jié)B性抗?jié)B性 定義：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。定義：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。 指標(biāo)：指標(biāo)：滲透系數(shù)或抗?jié)B等級(jí)滲透系數(shù)或抗?jié)B等級(jí) 計(jì)算：計(jì)算： AtHQdKs式中式中 K KS S滲透系數(shù)，滲透系數(shù)，cm/hcm/h； Q Q透水量，透水量，cmcm3 3； d d試件厚度，試件厚度，cmcm； A

20、A透水面積，透水面積，cmcm2 2； t t時(shí)間，時(shí)間，h h； H H水頭高度（水壓），水頭高度（水壓），cmcm。 （三）耐水性（三）耐水性 、抗?jié)B性和抗凍性、抗?jié)B性和抗凍性 對(duì)于混凝土對(duì)于混凝土, , 抗?jié)B性常用抗?jié)B等級(jí)抗?jié)B性常用抗?jié)B等級(jí)P P表示表示, ,共有共有P P4 4、P P6 6 、 P P8 8 、 P P10 10 、 P P12 12 ，表示混凝土能抵抗，表示混凝土能抵抗0.4Mpa0.4Mpa、0.6Mpa0.6Mpa、0.8Mpa0.8Mpa、1.0Mpa1.0Mpa、1.2Mpa1.2Mpa的的靜水壓力而不滲透。靜水壓力而不滲透。 滲透系數(shù)越小或抗?jié)B等級(jí)越高，材

21、料的抗?jié)B性滲透系數(shù)越小或抗?jié)B等級(jí)越高，材料的抗?jié)B性越好。越好。n3.3.抗凍性抗凍性 定義：材料在定義：材料在吸水飽和狀態(tài)吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次下，能經(jīng)受多次凍融循凍融循環(huán)環(huán)而不破壞，強(qiáng)度又不顯著降低的性質(zhì)。而不破壞，強(qiáng)度又不顯著降低的性質(zhì)。 指標(biāo)：指標(biāo)：抗凍等級(jí)抗凍等級(jí)F Fn n，抗凍等級(jí)也是衡量材料，抗凍等級(jí)也是衡量材料耐久性耐久性的指標(biāo)。的指標(biāo)。n混凝土的抗凍等級(jí)混凝土的抗凍等級(jí) 以符號(hào)以符號(hào)F F表示，表示，n n表示所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)，記為表示所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)，記為F F1010、F F1515、F F2525、F F100100等。等。 如：如：F F151

22、5表示所能承受的最大凍融循環(huán)（在表示所能承受的最大凍融循環(huán)（在-15-15的溫度下的溫度下凍結(jié)后，再在凍結(jié)后，再在2020的水中融化，為一次凍融循環(huán)）次數(shù)不的水中融化，為一次凍融循環(huán)）次數(shù)不少于少于1515次，這時(shí)次，這時(shí)強(qiáng)度損失率強(qiáng)度損失率不超過(guò)不超過(guò)25%25%，質(zhì)量損失質(zhì)量損失不超過(guò)不超過(guò)5%5%。（三）耐水性（三）耐水性 、抗?jié)B性、抗?jié)B性 和抗凍性和抗凍性（三）耐水性（三）耐水性 、抗?jié)B性和抗凍性、抗?jié)B性和抗凍性（三）耐水性（三）耐水性 、抗?jié)B性和抗凍性、抗?jié)B性和抗凍性n凍融循環(huán)對(duì)材料的損害凍融循環(huán)對(duì)材料的損害n材料表面將出現(xiàn)裂紋、剝落等現(xiàn)象，造成重量損失、強(qiáng)材料表面將出現(xiàn)裂紋、剝落等

23、現(xiàn)象，造成重量損失、強(qiáng)度降低。度降低。n原因：材料內(nèi)部孔隙中的水分結(jié)冰時(shí)體積增大對(duì)孔壁產(chǎn)原因：材料內(nèi)部孔隙中的水分結(jié)冰時(shí)體積增大對(duì)孔壁產(chǎn)生很大的壓力，冰融化時(shí)壓力又驟然消失所致。生很大的壓力，冰融化時(shí)壓力又驟然消失所致。n抗凍性影響因素抗凍性影響因素n強(qiáng)度：材料強(qiáng)度越高，抗凍性越好；強(qiáng)度：材料強(qiáng)度越高，抗凍性越好；n孔隙特征：開(kāi)口孔隙越多材料的抗凍性能越差?？紫短卣鳎洪_(kāi)口孔隙越多材料的抗凍性能越差。n孔隙大?。悍忾]大孔材料的抗凍性較小孔材料的抗凍性孔隙大?。悍忾]大孔材料的抗凍性較小孔材料的抗凍性好。因材料孔隙中有一定的空間，可緩解冰凍的破壞作好。因材料孔隙中有一定的空間，可緩解冰凍的破壞作用。

24、用。 小結(jié)：小結(jié)： 材料的凍融破壞作用是從外表面開(kāi)材料的凍融破壞作用是從外表面開(kāi)始產(chǎn)生剝落，逐漸向內(nèi)部深入發(fā)展。始產(chǎn)生剝落，逐漸向內(nèi)部深入發(fā)展。 抗凍性良好的材料，對(duì)于抵抗大氣溫度變化、干抗凍性良好的材料，對(duì)于抵抗大氣溫度變化、干濕交替等風(fēng)化作用的能力較強(qiáng)，所以抗凍性常作濕交替等風(fēng)化作用的能力較強(qiáng)，所以抗凍性常作為考查材料耐久性的一項(xiàng)指標(biāo)。在設(shè)計(jì)寒冷地區(qū)為考查材料耐久性的一項(xiàng)指標(biāo)。在設(shè)計(jì)寒冷地區(qū)及寒冷環(huán)境及寒冷環(huán)境( (如冷庫(kù)如冷庫(kù)) )的建筑物時(shí)，必須要考慮材的建筑物時(shí)，必須要考慮材料的抗凍性。處于溫暖地區(qū)的建筑物，雖無(wú)冰凍料的抗凍性。處于溫暖地區(qū)的建筑物，雖無(wú)冰凍作用，但為抵抗大氣的風(fēng)化作

25、用，確保建筑物的作用，但為抵抗大氣的風(fēng)化作用，確保建筑物的耐久性，也常對(duì)材料提出耐久性，也常對(duì)材料提出定的抗凍性要求。定的抗凍性要求。凍融破壞的大壩壩面使用20年的高速公路橋梁三、與熱有關(guān)的性質(zhì)三、與熱有關(guān)的性質(zhì)n（一）導(dǎo)熱性（一）導(dǎo)熱性n（二）熱容量（二）熱容量n（三）熱變形性（三）熱變形性（一）導(dǎo)熱性（一）導(dǎo)熱性n定義：導(dǎo)熱性是指材料傳遞熱量的能力。定義：導(dǎo)熱性是指材料傳遞熱量的能力。n指標(biāo)：導(dǎo)熱系數(shù)指標(biāo)：導(dǎo)熱系數(shù) n導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義n在穩(wěn)定傳熱條件下，當(dāng)材料層單位厚度內(nèi)在穩(wěn)定傳熱條件下，當(dāng)材料層單位厚度內(nèi)的溫差為的溫差為11時(shí)，在時(shí)，在1h1h內(nèi)通過(guò)內(nèi)通過(guò)1m1m2

26、2表面積的表面積的熱量。熱量。 T T2 2 T T1 1 tTTAdQ)(12（一）導(dǎo)熱性（一）導(dǎo)熱性n絕熱材料絕熱材料n通常將導(dǎo)熱系數(shù)通常將導(dǎo)熱系數(shù)0.175W/mK0.175W/mK的材料稱(chēng)的材料稱(chēng)為絕熱材料。為絕熱材料。n保溫隔熱保溫隔熱絕熱絕熱 兩個(gè)相反的概念兩個(gè)相反的概念n導(dǎo)熱導(dǎo)熱n導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)小，保溫隔熱好；如閉孔小，保溫隔熱好；如閉孔n導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)大，導(dǎo)熱好大，導(dǎo)熱好（一）導(dǎo)熱性（一）導(dǎo)熱性 影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素有：影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素有：（1 1）材料組成）材料組成金屬材料非金屬材料有機(jī)材料金屬材料非金屬材料有機(jī)材料（2 2）孔隙率：大，表觀(guān)密度小，導(dǎo)熱系數(shù)?。┛?/p>

27、隙率：大，表觀(guān)密度小，導(dǎo)熱系數(shù)?。? 3）孔隙特征）孔隙特征細(xì)小閉孔粗大閉孔或連通孔細(xì)小閉孔粗大閉孔或連通孔（4 4）含水率）含水率由于水的導(dǎo)熱系數(shù)由于水的導(dǎo)熱系數(shù)=0.58W/mK=0.58W/mK，遠(yuǎn)大于，遠(yuǎn)大于空氣，所以材料含水率增加后其導(dǎo)熱系數(shù)空氣，所以材料含水率增加后其導(dǎo)熱系數(shù)將明顯增加，若受凍（冰將明顯增加，若受凍（冰=2.33W/mK=2.33W/mK，），）則導(dǎo)熱能力更大。則導(dǎo)熱能力更大。 （二）熱容量（二）熱容量n定義：熱容量是指材料受熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放定義：熱容量是指材料受熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)。出熱量的性質(zhì)。n指標(biāo)：比熱（或熱容量系數(shù)）指標(biāo)：比熱（或熱容量

28、系數(shù)）C C，單位為，單位為kJ/(kgK)kJ/(kgK) n式中式中 QQ材料吸收或放出的熱量，材料吸收或放出的熱量，kJkJ；n mm材料的質(zhì)量，材料的質(zhì)量，kgkg；n (T(T2 2-T-T1 1)材料受熱或冷卻前后的溫差，材料受熱或冷卻前后的溫差，K K。)(12TTmQC小結(jié)：小結(jié)： 選用圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料時(shí)，要達(dá)到保溫選用圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料時(shí)，要達(dá)到保溫隔熱效果，就選用導(dǎo)熱系數(shù)小，熱隔熱效果，就選用導(dǎo)熱系數(shù)小，熱容量大的材料。容量大的材料。（三）熱變形性（三）熱變形性 材料的熱變形性是指材料在溫度變材料的熱變形性是指材料在溫度變化時(shí)其尺寸的變化化時(shí)其尺寸的變化 常用長(zhǎng)度方向變化的線(xiàn)膨脹系數(shù)

29、表常用長(zhǎng)度方向變化的線(xiàn)膨脹系數(shù)表示。示。)(21ttLL第三節(jié)第三節(jié) 建筑材料的力學(xué)性質(zhì)建筑材料的力學(xué)性質(zhì)內(nèi)容內(nèi)容一、強(qiáng)度與比強(qiáng)度一、強(qiáng)度與比強(qiáng)度二、彈性和塑性二、彈性和塑性三、脆性和韌性三、脆性和韌性四、硬度和耐磨性四、硬度和耐磨性一、強(qiáng)度與比強(qiáng)度一、強(qiáng)度與比強(qiáng)度n（一）強(qiáng)度是指（一）強(qiáng)度是指材料抵抗外力（荷載）破壞的能力。材料抵抗外力（荷載）破壞的能力。n不同材料的破壞可能出現(xiàn)兩種情況：不同材料的破壞可能出現(xiàn)兩種情況：n1.1.應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí)出現(xiàn)較大的不可恢復(fù)變形而應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí)出現(xiàn)較大的不可恢復(fù)變形而導(dǎo)致破壞，如鋼材的屈服；導(dǎo)致破壞，如鋼材的屈服；n2.2.應(yīng)力達(dá)到其極限值而出現(xiàn)斷裂

30、，幾乎所有的脆應(yīng)力達(dá)到其極限值而出現(xiàn)斷裂，幾乎所有的脆性材料都屬于這種。性材料都屬于這種。n類(lèi)型類(lèi)型n抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度。a.壓力 b.拉力c.彎曲 d.剪切材料受力示意圖材料受力示意圖混凝土路面磚抗折強(qiáng)度試驗(yàn)混凝土路面磚抗折強(qiáng)度試驗(yàn)混凝土路面磚抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)混凝土路面磚抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)一、強(qiáng)度與比強(qiáng)度一、強(qiáng)度與比強(qiáng)度n抗壓、抗拉及抗剪強(qiáng)度按下式計(jì)算抗壓、抗拉及抗剪強(qiáng)度按下式計(jì)算FPf 式中：f材料強(qiáng)度，MPa； P破壞時(shí)最大荷載，N； F受力截面面積，mm2。 一、強(qiáng)度與比強(qiáng)度一、強(qiáng)度與比強(qiáng)度n抗彎強(qiáng)度（中央集中荷載）按下式計(jì)算：抗彎強(qiáng)度（

31、中央集中荷載）按下式計(jì)算： 223bhPLfm式中：式中：f fm m材料抗彎強(qiáng)度，材料抗彎強(qiáng)度，MPaMPa； P P材料所受的荷載，材料所受的荷載，N N； L L兩支點(diǎn)間距離，兩支點(diǎn)間距離，mmmm； b b試件截面的寬度，試件截面的寬度，mmmm； h h試件截面高度，試件截面高度，mmmm。 一、強(qiáng)度與比強(qiáng)度一、強(qiáng)度與比強(qiáng)度n抗彎強(qiáng)度（兩個(gè)集中荷載）按下式計(jì)算：抗彎強(qiáng)度（兩個(gè)集中荷載）按下式計(jì)算： 2bhPLfm式中：式中：f fm m材料抗彎強(qiáng)度，材料抗彎強(qiáng)度，MPaMPa； P P材料所受的荷載，材料所受的荷載，N N； L L兩支點(diǎn)間距離，兩支點(diǎn)間距離，mmmm； b b試件截

32、面的寬度，試件截面的寬度，mmmm； h h試件截面高度，試件截面高度，mmmm。 常用材料強(qiáng)度常用材料強(qiáng)度材 料抗 壓MPa抗 拉MPa抗 彎M(mǎn)Pa花崗巖100250581014普通粘土磚5201.64.0普通混凝土56019松木（順紋） 30508012060100建筑鋼材24015002401500一、強(qiáng)度與比強(qiáng)度一、強(qiáng)度與比強(qiáng)度n（二）比強(qiáng)度（二）比強(qiáng)度f(wàn)c/ofc/on比強(qiáng)度是指材料比強(qiáng)度是指材料強(qiáng)度與其表觀(guān)密度強(qiáng)度與其表觀(guān)密度之比。之比。 它是衡量材料它是衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)輕質(zhì)高強(qiáng)的一個(gè)主要指標(biāo)。的一個(gè)主要指標(biāo)。n下表列出常見(jiàn)幾種建筑材料的比強(qiáng)度下表列出常見(jiàn)幾種建筑材料的比強(qiáng)度材料名

33、稱(chēng)表觀(guān)密度（kg/m3）強(qiáng)度（MPa）比強(qiáng)度低碳鋼松 木混凝土(C30)紅 磚7800500240017002353430100.03010.06800.01250.0059二、彈性和塑性二、彈性和塑性n1.1.彈性是指材料在外力作用下產(chǎn)彈性是指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，能夠生變形，當(dāng)外力取消后，能夠完完全恢復(fù)全恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì)。原來(lái)形狀的性質(zhì)。n這種可完全恢復(fù)的變形稱(chēng)為彈這種可完全恢復(fù)的變形稱(chēng)為彈性變形，見(jiàn)圖。性變形，見(jiàn)圖。二、彈性和塑性二、彈性和塑性n彈性模量彈性模量E En彈性變形的變形量與對(duì)應(yīng)的應(yīng)力大小成正比，彈性變形的變形量與對(duì)應(yīng)的應(yīng)力大小成正比，其比例系數(shù)用彈性模量

34、其比例系數(shù)用彈性模量E E來(lái)表示。來(lái)表示。 按下式計(jì)算：按下式計(jì)算：式中：式中：材料所受的應(yīng)力，材料所受的應(yīng)力，MPaMPa； 材料在應(yīng)力材料在應(yīng)力作用下產(chǎn)作用下產(chǎn) 生的應(yīng)變，無(wú)單位。生的應(yīng)變，無(wú)單位。 彈性模量越大，材料在荷載作用下越不易變形。彈性模量越大，材料在荷載作用下越不易變形。 E二、彈性和塑性二、彈性和塑性n2.2.塑性是指在外力作用下材塑性是指在外力作用下材料產(chǎn)生變形，不破壞。當(dāng)外料產(chǎn)生變形，不破壞。當(dāng)外力取消后，仍保持變形后的力取消后，仍保持變形后的形狀和尺寸的性質(zhì)。形狀和尺寸的性質(zhì)。n這種不能恢復(fù)的變形稱(chēng)為這種不能恢復(fù)的變形稱(chēng)為塑性變形，右圖。塑性變形，右圖。二、彈性和塑性二

35、、彈性和塑性n鋼材受力變形鋼材受力變形n在受力不大的情況下，表在受力不大的情況下，表現(xiàn)為彈性變形，但受力超現(xiàn)為彈性變形，但受力超過(guò)一定限度后，則表現(xiàn)為過(guò)一定限度后，則表現(xiàn)為塑性變形。塑性變形。n混凝土受力變形混凝土受力變形n在受力后，彈性變形及塑在受力后，彈性變形及塑性變形同時(shí)產(chǎn)生，如果取性變形同時(shí)產(chǎn)生，如果取消外力，則彈性變形部分消外力，則彈性變形部分可以恢復(fù)，而塑性變形部可以恢復(fù)，而塑性變形部分則不能恢復(fù)。分則不能恢復(fù)。 應(yīng)變應(yīng)力O殘余變形ABCDpbSLSUB上B下初始瞬時(shí)效應(yīng)三、脆性和韌性三、脆性和韌性 1.1.脆性是指材料在脆性是指材料在沖擊或震動(dòng)荷載沖擊或震動(dòng)荷載作用下，突作用下，突然發(fā)生破壞而無(wú)明顯變形的性能，如玻璃、燒然發(fā)生破壞而無(wú)明顯變形的性能，如玻璃、燒結(jié)磚、建筑陶瓷等。結(jié)磚、建筑陶瓷等。 2.2.韌性是指材料在韌性是指材料在沖擊或震動(dòng)荷載沖擊或震動(dòng)荷載作用下，能作用下，能夠吸收較大的能量而不破壞的性能，如建筑鋼夠吸收較大的能量而不破壞的性能，如建筑鋼材和木材。材和木材。四、硬度和耐磨性四、硬度和耐磨性n1.1.硬度硬度n材料表面能抵抗其它較硬物體壓入或刻劃的能力。材料表面能抵抗其它較硬物體壓入或刻劃的能力。n對(duì)于不同的建筑材料，有不同的硬度測(cè)試方法。對(duì)于不同的建筑材料，有不同的硬度測(cè)試方法。主要有莫氏硬度、肖氏硬度和布氏硬度。在