XXXX年建筑材料培訓(xùn)教材

第一章建筑材料的基本性質(zhì)2010年建筑材料培訓(xùn)教材問題導(dǎo)入？選擇結(jié)構(gòu)材料——關(guān)注什么？選擇保溫材料——關(guān)注什么？選擇防水材料——關(guān)注什么？教學(xué)目標通過本章的學(xué)習(xí)，了解在不同使用環(huán)境下，各類建筑材料的基本性質(zhì)，并掌握各性質(zhì)的涵義，影響這些性質(zhì)的因素。并能聯(lián)系工程中的實際應(yīng)用研究和改進材料的性質(zhì)，對后面具體材料的學(xué)習(xí)作一個很好的鋪墊。本章內(nèi)容第一節(jié)材料的組成、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造1.1材料的組成1.2材料的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造第二節(jié)材料的基本物理參數(shù)2.1基本物理性質(zhì)2.2材料與水有關(guān)的性質(zhì)2.3材料與熱有關(guān)的性質(zhì)第三節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)3.1強度與比強度3.2彈性與塑性3.3韌性與脆性3.3硬度與耐磨性第四節(jié)材料的耐久性與環(huán)境協(xié)調(diào)性4.1耐久性4.2環(huán)境協(xié)調(diào)性課堂練習(xí)復(fù)習(xí)思考題第一節(jié)材料的組成、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造1.材料的組成1.1化學(xué)組成無機非金屬建筑材料的化學(xué)組成以各種氧化物含量來表示。 金屬材料以元素含量來表示。 化學(xué)組成決定著材料的化學(xué)性質(zhì)，影響其物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。1.2礦物組成材料中的元素和化合物以特定的礦物形式存在并決定著材料的許多重要性質(zhì)。 礦物組成是無機非金屬材料中化合物存在的基本形式。1.3相組成材料中結(jié)構(gòu)相近性質(zhì)相同的均勻部分。2.材料的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造2.1宏觀結(jié)構(gòu)（構(gòu)造）

材料的宏觀結(jié)構(gòu)是指用肉眼和放大鏡能夠分辨的粗大組織。其尺寸約為毫米級大小，以及更大尺寸的構(gòu)造情況。宏觀構(gòu)造，按孔隙尺寸可以分為：（1）致密結(jié)構(gòu)，基本上是無孔隙存在的材料。例如鋼鐵、有色金屬、致密天然石材、玻璃、玻璃鋼、塑料等。（2）多孔結(jié)構(gòu)，是指具有粗大孔隙的結(jié)構(gòu)。如加氣混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料及人造輕質(zhì)材料等。(3）微孔結(jié)構(gòu)，是指微細的孔隙結(jié)構(gòu)。如石膏制品、粘土磚瓦等。

（4）纖維結(jié)構(gòu)，是指木材纖維、玻璃纖維、礦物棉纖維所具有的結(jié)構(gòu)。（5）層狀結(jié)構(gòu)，采用粘結(jié)或其他方法將材料迭合成層狀的結(jié)構(gòu)。如膠合板、迭合人造板、蜂窩夾芯板、以及某些具有層狀填充料的塑料制品等。（6）散粒結(jié)構(gòu)，是指松散顆粒狀結(jié)構(gòu)。比如混凝土骨料、用作絕熱材料的粉狀和和粒狀的添充料。2.2微觀結(jié)構(gòu)

微觀結(jié)構(gòu)是指材料在原子、分子層次的結(jié)構(gòu)。材料的微觀結(jié)構(gòu)，基本上可分為晶體，非晶體與膠體結(jié)構(gòu)。 晶體結(jié)構(gòu)的特征是其內(nèi)部質(zhì)點（離子、原子、分子）按照特定的規(guī)則在空間周期性排列，具有固定的熔點和化學(xué)穩(wěn)定性。非晶體也稱玻璃體或無定形體，如無機玻璃。玻璃體是化學(xué)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，容易與其它物體起化學(xué)作用。膠體結(jié)構(gòu)粒徑為10-7~10-9m的固體微粒（分散相），均勻分散在連續(xù)相介質(zhì)中所形成的分散體系稱為膠體。當(dāng)介質(zhì)為液體時，稱此種膠體為溶膠體；當(dāng)分散相顆粒極細，具有很大的表面能，顆粒能自發(fā)相互吸附并形成連續(xù)的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時，稱此種膠體為凝膠體。溶膠結(jié)構(gòu)具有較好的流動性，液體性質(zhì)對結(jié)構(gòu)的強度及變形性質(zhì)影響較大；凝膠結(jié)構(gòu)基本上不具流動性，呈半固體或固體狀態(tài)，強度較高，變形性較小。第二節(jié)節(jié)材材料的的基本本物理理參數(shù)數(shù)2.1基基本物物理性質(zhì)質(zhì)2.1.1材材料的體體積構(gòu)成成及含水水狀態(tài)2.1.1.1材料料的體積積構(gòu)成自然界中中的材料料，由于于其單位位體積中中所含孔孔隙形狀狀及數(shù)量量不同，，因而其其基本的的物理性性質(zhì)參數(shù)數(shù)——單單位體積積的質(zhì)量量也由差差別。塊狀材料料在自然然狀態(tài)下下的體積積是由固固體物質(zhì)質(zhì)體積及及其內(nèi)部部孔隙體體積組成成的。材材料內(nèi)部部的孔隙隙按孔隙隙特征又又分為開開口孔隙隙和閉口口孔隙。。閉口孔孔隙不進進水，開開口孔隙隙與材料料周圍的的介質(zhì)相相通，材材料在浸浸水時易易被水飽飽和。見見圖1-1。散粒材料料是指具具有一定定粒徑材材料的堆堆積體，，如工程程中常用用的砂、、石子等等。其體體積構(gòu)成成包括固固體物質(zhì)質(zhì)體積、、顆粒內(nèi)內(nèi)部孔隙隙體積及及固體顆顆粒之間間的空隙隙體積。。見圖1-2。。2.1.1.2材料料的含水水狀態(tài)材料在大大氣中或或水中會會吸附一一定的水水分，根根據(jù)材料料吸附水水分的情情況，將將材料的的含水狀狀態(tài)分為為干燥狀狀態(tài)、氣氣干狀態(tài)態(tài)、飽和和面干狀狀態(tài)及濕濕潤狀態(tài)態(tài)4種，，見圖1－3。。材料的的含水狀狀態(tài)會對對材料的的多種性性質(zhì)產(chǎn)生生一定影影響。干燥狀態(tài)氣干狀態(tài)飽和面干燥狀態(tài)濕潤狀態(tài)

圖1-3材料含水狀態(tài)飽和水表面水飽和水表面水干燥狀態(tài)氣干狀態(tài)飽和面干燥狀態(tài)濕潤狀態(tài)

圖1-3材料含水狀態(tài)密度：定義：材材料在絕絕對密實實狀態(tài)下下，單位位體積的的質(zhì)量。。表達式：：p=m/v（g/cm3）m――材材料干燥燥時的質(zhì)質(zhì)量（g）v――材料在絕絕對密實實狀態(tài)下下的體積積（cm3）即不包括括任何孔孔隙在內(nèi)內(nèi)的體積積。意義：反反映材料料的結(jié)構(gòu)構(gòu)狀態(tài)，，例如：：用密度度控制玻玻璃的生生產(chǎn)。V的測定定：a.比比較密實實的材料料，如玻玻璃、鋼鋼材等，，通常認認為其處處于絕對對密實狀狀態(tài)下，，直接測測其體積積；b.一一般多孔孔材料，，如磚，，應(yīng)磨成成細粉（（粒徑小小于0.2mm）排除除其內(nèi)部部孔隙，，用密度度瓶測其其實際體體積；密度表觀密度堆積密度是否存在在絕對密密實的材材料？2.1.2密密度、表表觀密度度與堆積積密度表觀密度度定義：材材料在自自然狀態(tài)態(tài)下，單單位體積積的質(zhì)量量。表達式：：（（g/cm3）或(kg/m3)m――材材料的質(zhì)質(zhì)量（g或kg）v0――材料料在自然狀態(tài)態(tài)下的體積積，也稱稱表觀體體積(cm3或m3)。包括括材料孔孔隙在內(nèi)內(nèi)的體積積，既包包括開口口孔隙，，也包括括閉口孔孔隙。意義：反反映材料料輕重的的量，也也與材料料的強度度有關(guān)，，是選擇擇結(jié)構(gòu)材材料和承承重材料料的依據(jù)據(jù)。V0的測量：：對形狀狀規(guī)則的的材料，，直接測測量；對形狀不不規(guī)則的的材料，，蠟封后用排水水法測量量。密度表觀密度堆積密度堆積密度度定義：堆堆積密度度指粉狀狀、粒狀狀、或纖纖維狀材材料在堆積狀態(tài)態(tài)下，單位位體積的的質(zhì)量。。表達式：：（（kg/m3）m――材料料的質(zhì)量量（kg）――堆積積體積（（m3）的特點：：包括了材材料間的的空隙體體積。的測定：：用既定定容積的的容器測測定。密度表觀密度堆積密度實驗1土土木工工程材料料基本物物理性質(zhì)質(zhì)實驗(1)實實驗?zāi)磕康耐ㄟ^材料料密度的的測試，，計算出出材料的的孔隙率率，了解解材料的的構(gòu)造特特征。(2)試試樣制制備將試樣研研磨，用用孔徑0.2mm篩篩子篩分分除去篩篩余物，，并放到到105～110℃℃的烘箱箱中，烘烘至恒重重。將烘烘干的粉粉料放入入干燥器器中冷卻卻至室溫溫待用。。(3)實實驗步步驟①①密密度的測測定點擊圖標標演示動動畫A在在李李氏氏瓶瓶中中注注入入煤煤油油至至突突頸頸下下部部，，記記下下刻刻度度數(shù)數(shù)。。將將李李氏氏瓶瓶放放在在盛盛水水的的容容器器中中，，在在試試驗驗過過程程中中保保持持水水溫溫為為20℃℃。。B稱稱取取60～～90g試試樣樣，，用用漏漏斗斗將將試試樣樣逐逐漸漸送送入入李李氏氏瓶瓶內(nèi)內(nèi)，，使使液液面面上上升升至至接接近近20cm3的的刻刻度度為為止止。。再再稱稱剩剩下下的的試試樣樣，，計計算算送送入入李李氏氏瓶瓶中中的的試試樣樣質(zhì)質(zhì)量量m(g)。。將將注注入入試試樣樣后后的的李李氏氏瓶瓶液液面面的的讀讀數(shù)數(shù)，，減減去去未未注注前前的的讀讀數(shù)數(shù)，，得得試試樣樣得得絕絕對對體體積積V(cm3)。。②體體積積密密度度的的測測定定點擊擊圖圖標標演演示示動動畫畫A稱稱取取試試樣樣質(zhì)質(zhì)量量m及蠟蠟封封試試件件在在空空氣氣的的質(zhì)質(zhì)量量m1，，并并對對試試樣樣表表面面涂涂蠟蠟。。B在在容容量量瓶瓶中中加加入入適適量量的的水水，，記記錄錄水水的的體體積積數(shù)數(shù)V1。。C將將試試樣樣放放入入容容量量瓶瓶中中，，記記錄錄水水的的體體積積數(shù)數(shù)V2。。密實實度度定義義：：在在材材料料體體積積內(nèi)內(nèi)，，固固體體物物質(zhì)質(zhì)的的體體積積占占總總體體積積的的比比例例。。表達達式式：：密實度孔隙率2.1.3.1孔隙隙率率定義義：：材材料料體體積積內(nèi)內(nèi)，，孔孔隙隙體體積積占占總總體體積積的的比比例例。。表達達式式：：孔隙隙率率與與密密實實度度的的關(guān)關(guān)系系？？孔隙隙率率與與材材料料性性質(zhì)質(zhì)的的關(guān)關(guān)系系？？材料料的的強強度度、、材材料料的的表表觀觀密密度度、、吸吸水水率率、、抗抗?jié)B滲性性、、抗抗凍凍性性、、保保溫溫性性能能等等。。兩個個孔孔隙隙率率相相同同的的同同種種同同體體積積的的材材料料吸吸水水率率是是否否一一定定相相同同？？密實度孔隙率材料料的的性性質(zhì)質(zhì)除除了了與與孔孔的的多多少少有有關(guān)關(guān)外外，，還還與與孔孔的的特特征征、、孔孔的的形形狀狀有有關(guān)關(guān)。?？椎奶靥卣鳎海喊ɡㄩ_口口孔和和閉口口孔，，孔隙隙尺寸寸的大大小、、孔的的形狀狀、孔孔隙在在材料料內(nèi)部部的分分布均均勻程程度等等。觀察與與討論論某工程程頂層層欲加加保溫溫層，，以下下兩圖圖為兩兩種材材料的的剖面面。請請問選選擇何何種材材料？？AB討論：保溫層層的目目的是是外界界溫度度變化化對住住戶的的影響響，材材料保保溫性性能的的主要要描述述指標標為導(dǎo)導(dǎo)熱系系數(shù)和和熱容容量，，其中中導(dǎo)熱熱系數(shù)數(shù)越小小越好好。觀觀察兩兩種材材料的的剖面面，可可見A材料料為多多孔結(jié)結(jié)構(gòu)，，B材材料為為密實實結(jié)構(gòu)構(gòu)，多多孔材材料的的導(dǎo)熱熱系數(shù)數(shù)較小小，適適于作作保溫溫層材材料。。某施施工工隊隊原原使使用用普普通通燒燒結(jié)結(jié)粘粘土土磚磚，，后后改改為為多多孔孔、、容容量量僅僅700kg/m3的加加氣氣混混凝凝土土砌砌塊塊。。在在抹抹灰灰前前往往墻墻上上澆澆水水，，發(fā)發(fā)覺覺原原使使用用的的普普通通燒燒結(jié)結(jié)粘粘土土磚磚易易吸吸足足水水量量，，但但加加氣氣混混凝凝土土砌砌塊塊表表面面看看來來澆澆水水不不少少，，但但實實則則吸吸水水不不多多，，請請分分析析原原因因。。案例例分分析析分析析：：加氣氣混混凝凝土土砌砌塊塊雖雖多多孔孔，，但但其其氣氣孔孔大大多多數(shù)數(shù)為為““墨墨水水瓶瓶””結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，肚肚大大口口小小，，毛毛細細管管作作用用差差，，只只有有少少數(shù)數(shù)孔孔是是水水分分蒸蒸發(fā)發(fā)形形成成的的毛毛細細孔孔。。故故吸吸水水及及導(dǎo)導(dǎo)濕濕均均緩緩慢慢，，材材料料的的吸吸水水性性不不僅僅要要看看孔孔數(shù)數(shù)量量多多少少，，還還需需看看孔孔的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。填充充率率空隙隙率率填充充率率定義義：：在在散散粒粒材材料料的的堆堆積積體體積積中中，，顆顆粒粒體體積積占占總總體體積積的的比比例例。。表達達式式：：2.1.3.2填充充率率空隙隙率率空隙隙率率定義義：：在在散散粒粒材材料料的的堆堆積積體體積積中中，，顆顆粒粒體體積積的的空空隙隙占占總總體體積積的的比比例例。。表達達式式：：試題題練練習(xí)習(xí)石膏膏能能否否用用于于砌砌筑筑橋橋墩墩、、大大壩壩？？建筑筑紅紅磚磚能能否否用用作作防防水水材材料料？？長期期與與水水接接觸觸的的建建筑筑部部位位和和潮潮濕濕部部位位對對建建筑筑材材料料有有哪哪些些要要求求？？與水水有有關(guān)關(guān)的的性性質(zhì)質(zhì)包包括括：：親水水性性和和憎憎水水性性；；吸吸水水性性和和吸吸濕濕性性；；耐耐水水性性；；抗抗?jié)B滲性性和和抗抗凍凍性性。。2.2材材料料與與水水有有關(guān)關(guān)的的性性質(zhì)質(zhì)2.2.1親親水水性性與與憎憎水水性性根據(jù)據(jù)材材料料在在空空氣氣中中與與水水接接觸觸時時，，能能否否被被潤潤濕濕分分為為親親水水性性材材料料：：潤潤濕濕角角θθ≦≦90°°憎水水性材料料：潤濕濕角90°＜θθ＜180°親水性憎水性建筑中大大部分材材料屬于于親水材材料，瀝瀝青、石石蠟、塑塑料等屬屬于憎水水材料可可用作防防水材料料，也可可用于親親水材料料的表面面處理。。2.2.2吸吸水性與與吸濕性性材料在浸浸水狀態(tài)態(tài)下吸收收水分的的能力稱稱為吸水水性，用用吸水率率表示，，吸水率率有質(zhì)量量吸水率率和體積積吸水率率兩種表表示方法法。吸水性材料中所所吸水分分是通過過開口孔孔隙吸入入的，故故開口孔孔隙率愈愈大，則則材料的的吸水量量愈多。。材料吸吸水達飽飽和時的的體積吸吸水率，，即為材材料的開開口孔隙隙率。材料的吸吸水性與與材料的的孔隙率率和孔隙隙特征有有關(guān)。對于細微微連通孔孔隙，孔孔隙率愈愈大，則則吸水率率愈大。。閉口孔隙隙水分不不能進去去，而開開口大孔孔雖然水水分易進進入，但但不能存存留，只只能潤濕濕孔壁，，所以吸吸水率仍仍然較小小。吸水率對對材料性性質(zhì)的影影響（強強度、保保溫性、、抗?jié)B性性、抗凍凍性），，例如：瓷瓷磚的吸吸水率越越大，抗抗凍性越越差。各種材料料的吸水水率很不不相同，，差異很很大，如如花崗巖巖的吸水水率只有有0.5％～0.7％％，混凝凝土的吸吸水率為為2％～～3％，，粘土磚磚的吸水水率達8％～20％，，而木材材的吸水水率可超超過100％。。材料在潮潮濕空氣氣中吸收收水分的的性質(zhì)稱稱為吸濕濕性（潮濕材料料在干燥燥的空氣氣中也會會放出水水分）。材料的吸吸濕性用用含水率率表示。。含水率率系指材材料內(nèi)部部所含水水重占材材料干重重的百分分率。吸濕性材料的吸吸濕性隨隨空氣的的濕度和和環(huán)境溫溫度的變變化而改改變，當(dāng)當(dāng)空氣濕濕度較大大且溫度度較低時時，材料料的含水水率就大大，反之之則小。。材料中所所含水分分與空氣氣的濕度度相平衡衡時的含含水率，，稱為平平衡含水水率。選擇瓷磚磚和木材材要關(guān)注注材料的的吸水率率還是含含水率？？2.2.3耐耐水性耐水性是是指材料料長期在在飽和水水作用下下，而不不破壞，，其強度度也不顯顯著降低低的性質(zhì)質(zhì)。用軟軟化系數(shù)數(shù)表示。。一般材料料吸水后后，強度度降低，，但降低低的程度度不同，，例如：石石膏和混混凝土。。因為水分分會分散散在材料料內(nèi)微粒粒的表面面，削弱弱其內(nèi)部部結(jié)合力力，則有有不同程程度的。。當(dāng)材料料內(nèi)含有有可溶性性物質(zhì)時時（如石石膏、石石灰等）），吸入入的水還還可能溶溶解部分分物質(zhì)，，造成強強度的嚴嚴重降低低。軟化系數(shù)數(shù)的范圍圍波動在在0~1之間，，當(dāng)軟化化系數(shù)大大于0.80時時，認為為是耐水水性的材材料。受受水浸泡泡或處于于潮濕環(huán)環(huán)境的建建筑物，，則必須須選用軟軟化系數(shù)數(shù)不低于于0.85的材材料建造造.材料抵抗抗壓力水水或其他他液體滲滲透的性性質(zhì)稱為為抗?jié)B性性。用滲透系系數(shù)或抗抗?jié)B等級級表示（（一定厚厚度的材材料，在在一定水水壓力下下，在單單位時間間內(nèi)透過過單位面面積的水水量），，抗?jié)B等等級是在在規(guī)定試試驗方法法下材料料所能抵抵抗的最最大水壓壓力，用用“Pi”表示。。如P6表示可抵抵抗0.6MPa的水水壓力而而不滲透透。抗?jié)B性是是決定材材料耐久久性的主主要指標標（抗凍性和抗侵蝕性性）。材料的抗抗?jié)B性與與材料內(nèi)內(nèi)部的空空隙率特特別是開開口孔隙隙率有關(guān)關(guān)，開口口空隙率率越大，，大孔含含量越多多，則抗抗?jié)B性越越差。材材料的抗抗?jié)B性還還與材料料的增水水性和親親水性有有關(guān)，增增水性材材料的抗抗?jié)B性優(yōu)優(yōu)于親水水性材料料。地下建筑筑及水工工建筑等等，因經(jīng)經(jīng)常受壓壓力水的的作用，，所用材材料應(yīng)具具有一定定的抗?jié)B滲性。對對于防水水材料則則應(yīng)具有有好的抗抗?jié)B性。。2.2.4抗抗?jié)B性材料飽水水狀態(tài)下下，能經(jīng)經(jīng)受多次次凍融交交替作用用，既不不破壞強強度又不不顯著下下降的性性質(zhì)。用抗凍等等級表示示。抗凍凍等級Fi，i表示示凍融循循環(huán)的次次數(shù)。2.2.5抗抗凍性

F150混凝土——該混凝土能夠抵抗的最大凍融循環(huán)次數(shù)為150次例如思考題:孔隙率率越大，，材料的的抗凍性性是否越越差？抗凍性實實驗通常常是將規(guī)規(guī)定的標標準試件件浸水飽飽和后，，在零下下15℃℃條件下下凍結(jié)一一定時間間，然后后在室溫溫的水中中融化，，進行反反復(fù)凍融融，試件件強度降降低及質(zhì)質(zhì)量損失失不超過過規(guī)定值值（質(zhì)量量損失不不大于5%，強強度損失失不大于于25%），材材料表面面不明顯顯損傷，，所對應(yīng)應(yīng)的最大大循環(huán)次次數(shù)，定定為該材材料的抗抗凍等級級。材料吸水水后，在在負溫作作用條件件下，水水在材料料毛細孔孔內(nèi)凍結(jié)結(jié)成冰，，體積膨膨漲所產(chǎn)產(chǎn)生的凍凍脹壓力力造成材材料的內(nèi)內(nèi)應(yīng)力，，會使材材料遭到到局部破破壞。隨隨著凍融融循環(huán)的的反復(fù)，，材料的的破壞作作用逐步步加劇，，這種破破壞稱為為凍融破破壞。凍融循環(huán)凍融破壞的表表現(xiàn)：表面出出現(xiàn)剝落、裂裂紋、質(zhì)量損損失，強度降降低。凍融破壞的原原因：孔隙中中水結(jié)冰體積積膨脹，對孔孔壁造成壓力力。廚房的瓷磚有有剝落現(xiàn)象，，試分析原因因，如何解決決？孔隙率越大，，材料的抗凍凍性是否越差差？

解答：：材料的孔隙隙包括開口孔孔隙和閉口孔孔隙兩種，材材料的孔隙率率則是開口孔孔隙率和閉口口孔隙率之和和。材料受凍凍融破壞主要要是因其孔隙隙中的水結(jié)冰冰所致。進入入孔隙的水越越多，材料的的抗凍性越差差。水較難進進入材料的閉閉口孔隙中。。若材料的孔孔隙主要是閉閉口孔隙，即即使材料的孔孔隙率大，進進入材料內(nèi)部部的水分也不不會很多。在在這樣的情況況下，材料的的抗凍性不會會差。能源緊缺缺是一個個世界性性的問題題，建筑筑行業(yè)是是個耗能能大戶，，國家規(guī)規(guī)定高層層建筑必必須采用用節(jié)能建建筑材料料，其中中包括墻體節(jié)能能、屋面面節(jié)能和和門窗節(jié)節(jié)能。2.3材材料的的熱工性性質(zhì)建筑節(jié)能能保溫材料料熱工性質(zhì)質(zhì)導(dǎo)熱性熱容量定義：材料傳傳導(dǎo)熱量量的能力力（冬季季材料保保持熱量量不傳遞遞出去；；夏季材材料阻礙礙熱量傳傳入室內(nèi)內(nèi)）。表示方法法：用導(dǎo)熱熱系數(shù)λλ表示，，導(dǎo)熱系系數(shù)的物物理意義義是：厚厚度為1m的的材料，，當(dāng)溫度度每改變變1K時，在在lh時間內(nèi)內(nèi)通過1m2面積的熱熱量。用用公式表表示為式中λ——材料的導(dǎo)導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)，w/（m··K）；；Q——傳導(dǎo)的熱熱量，J；a——材料的厚厚度，m；A——材料傳熱熱的面積積，m2；Z——傳熱時間間，h；；

（t1-t2）——材料兩側(cè)側(cè)溫度差差，K在建筑工工程中的的意義：：判斷材材料的保保溫隔熱熱性能（（λ越越大，，傳熱越越快，保保溫性越越差）。2.3.1導(dǎo)導(dǎo)熱性棉襖浸水水后保暖暖性變差差？孔多的材材料保溫溫性能好好？各種材料料的導(dǎo)熱熱系數(shù)差差別很大大，常見見建筑材材料的導(dǎo)導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)范圍是是0.035～3.5W／(m·K)，工工程中通通常把λ＜0.23W／(m·K)的材料料稱為絕熱材料料（保溫和和隔熱材材料）。常用建筑筑材料的的熱工性性質(zhì)指標標材料名稱

導(dǎo)熱系數(shù)W/(m·K)

比熱J/(g·K)鋼

550.46玻璃0.9花崗巖

3.490.92普通混凝土

1.510.88水泥砂漿

0.930.84普通粘土磚

0.810.84粘土空心磚

0.640.92松木

0.17～0.352.51泡沫塑料

0.031.30冰

2.202.05水

0.604.19靜止空氣

0.023

影響導(dǎo)熱熱性的因因素：材料的化化學(xué)組成成與結(jié)構(gòu)構(gòu)化學(xué)組成成不同的的材料，，其導(dǎo)熱熱系數(shù)不不同，所所以不同同材料的的導(dǎo)熱系系數(shù)也不不同。如：一般般情況下下，導(dǎo)熱熱系數(shù)的的大小為為：金屬材料料﹥非金金屬材料料﹥有有機材料料孔隙率和和空隙構(gòu)構(gòu)造特征征一般來說說：P↑↑，導(dǎo)熱熱性↓，，原因是是靜止空空氣的λλ＜一般般材料的的λ。P一定時時，隨著著連通孔孔和粗孔孔的增多多，λ↑↑，因為為若孔隙隙粗大或或貫通，，對流作作用加強強，λ↑↑。材料的濕濕度和溫溫度材料受潮潮后，λλ↑，導(dǎo)導(dǎo)熱性↑↑，保溫溫隔熱性性↓（λλ水＞λ空氣）。材料料受潮后后再受凍凍,λ進進一步↑↑，保溫溫隔熱性性進一步步↓(λλ冰＞λ水)。棉襖浸水水后保暖暖性變差差？孔多的材材料保溫溫性能好好？復(fù)習(xí)思考考題1.中空空玻璃為為什么比比同厚度度的實心心玻璃保保溫性能能好？2.保溫溫材料為為什么保保持干燥燥狀態(tài)保保溫效果果較好？？2.3.2熱熱容定義：材材料溫度度升高（（或降低低）1K時，所所吸收（（或放出出）的熱熱量，稱稱為材料料的熱容容量，1kg材材料的熱熱容量，，稱為材材料的比比熱容（（簡稱比比熱）。。在建筑工工程中的的作用：：大比熱熱容的材材料對保保持室內(nèi)內(nèi)溫度的的相對穩(wěn)定定有很大影影響。材料名稱

比熱J/(g·K)鋼

0.46銅

0.38花崗巖

0.92普通混凝土

0.88水泥砂漿

0.84普通粘土磚

0.84粘土空心磚

0.92松木

2.51泡沫塑料

1.30冰

2.05水

4.193.1強強度與與比強度度強度材料的強強度是材材料在應(yīng)應(yīng)力作用用下抵抗抗破壞的的能力。。通常情情況下，，材料內(nèi)內(nèi)部的應(yīng)應(yīng)力多由由外力（（或荷載載）作用用而引起起，隨著著外力增增加，應(yīng)應(yīng)力也隨隨之增大大，直至至應(yīng)力超超過材料料內(nèi)部質(zhì)質(zhì)點所能能抵抗的的極限，，即強度度極限，，材料發(fā)發(fā)生破壞壞。在工程上上，通常常采用破破壞試驗驗法對材材料的強強度進行行實測。。將預(yù)先先制作的的試件放放置在材材料試驗驗機上，，施加外外力（荷荷載）直直至破壞壞，根據(jù)據(jù)試件尺尺寸和破破壞時的的荷載值值，計算算材料的的強度。。第三節(jié)材材料的的力學(xué)性性質(zhì)根據(jù)外力力作用方方式的不不同，材材料的強強度有抗抗壓強度度、抗拉拉強度、、抗彎強強度（或或抗折強強度）及及抗剪強強度等形形式。如如下圖所所示：材料的抗抗壓、抗抗拉、抗抗剪強度度可直接接由下式式計算：：f------材料強強度，MPaFmax--材料料破壞時時的最大大荷載，，NA------試件件受力面面積，mm2材料的抗抗彎強度度與受力力情況有有關(guān)，一一般試驗驗方法是是將條形形試件放放在兩支支點上，，中間作作用一集集中荷載載，對矩矩形截面面試件，，則其抗抗彎強度度用下式式計算：：式中fw------材材料的的抗彎彎強度度，MPaFmax---材料料受彎彎破壞壞時的的最大大荷載載，NA------試試件受受力面面積，，mm2L------兩支支點的的間距距，mmb、h---試試件橫橫截面面的寬寬及高高，mm常見建建筑材材料的的強度度/MPa材料抗壓強度

抗拉強度

抗彎強度

花崗巖100～2505～810～14普通燒結(jié)磚7.5～30—

1.8～4.0普通混凝土7.5～601～4—

松木(橫紋)

30～5080～12060～100建筑鋼材235～1600235～1600—

比強度度比強度度是指按按單位位體積積質(zhì)量量計算算的材材料強強度，，即材材料在在斷裂裂點的的強度度（通通用拉拉伸強強度））與其其表觀觀密度度之比比（f/ρ0）。在在高層層建筑筑及大大跨度度結(jié)構(gòu)構(gòu)工程程中常常采用用比強強度較較高的的材料料。是是反映映材料料輕質(zhì)質(zhì)高強強的力力學(xué)參參數(shù)。。在高層層建筑筑及大大跨度度結(jié)構(gòu)構(gòu)工程程中常常采用用比強強度較較高的的材料料。這這類輕輕質(zhì)高高強的的材料料，也也是未未來土土木建建筑材材料發(fā)發(fā)展的的主要要方向向。木材強度值雖比混凝土低，但其比強度卻高于混凝土，這說明木材與混凝土相比較是典型的輕質(zhì)高強材料。

例如幾種主主要材材料的的比強強度材料表觀密度/(kg/m3)強度/MPa比強度低碳鋼78504200.054普通混凝土（抗壓）2400400.017松木（順紋抗拉）5001000.200玻璃鋼20004500.225燒結(jié)普通磚（抗壓）

1700100.0063.2彈彈性與與塑性性材料在在外力力作用用下產(chǎn)產(chǎn)生變變形，，當(dāng)外外力去去除后后能完完全恢恢復(fù)到到原始始形狀狀的性性質(zhì)稱稱為彈性。材料在在外力力作用用下產(chǎn)產(chǎn)生變變形，，當(dāng)外外力去去除后后，有有一部部分變變形不不能恢恢復(fù)，，這種種性質(zhì)質(zhì)稱為為材料料的塑性。彈性變變形與與塑性性變形形的區(qū)區(qū)別在在于，，前者者為可可逆變變形，，后者者為不不可逆逆變形形。彈性變變形的的大小小與外外力成成正比比，比比例系系數(shù)E成為為彈性性模量量。在在彈性性變形形范圍圍內(nèi)，，用下下式表表示：：式中ε——材材料的的應(yīng)變變;σ——材材料的的應(yīng)力力，MPa;E———材料料的彈彈性模模量E表示示材料料抵抗抗變形形的指指標，，E越越大，，材料料越不不容易易變形形，抵抵抗變變形的的能力力就越越強。。3.3脆脆性與與韌性性脆性：：材料受受外力力作用用，當(dāng)當(dāng)外力力達一一定值值時，，材料料發(fā)生生突然然破壞壞，且且破壞壞時無無明顯顯的塑塑性變變形，，這種種性質(zhì)質(zhì)稱為為脆性性。磚、石石材、、玻璃璃、混混凝土土等都都是脆脆性材材料。韌性：：材料在在沖擊擊或振振動荷荷載作作用下下，能能吸收收較大大的能能量，，同時時產(chǎn)生生較大大的變變形而而不破破壞，，這種種性質(zhì)質(zhì)稱為為韌性性。建筑鋼鋼材、、木材材、塑塑料等等是較較典型型的韌韌性材材料。。路面、、橋梁梁、吊吊車梁梁以及及有抗抗震要要求的的結(jié)構(gòu)構(gòu)都要要考慮慮材料料的韌韌性。。3.4硬硬度與與耐磨磨性硬度材料的的硬度度是材材料表表面的的堅硬硬程度度，是是抵抗抗其它它硬物物刻劃劃、壓壓入其其表面面的能能力。。通常常用刻刻劃法法、回回彈法法和壓壓入法法測定定材料料的硬硬度。。刻劃法法：用用于天天然礦礦物硬硬度的的劃分分，按按滑石石、石石膏、、方解解石、、螢石石、磷磷灰石石、長長石、、石英英、黃黃晶、、剛玉玉、金金剛石石的順順序，，分為為１００個硬硬度等等級。。莫氏氏硬度度，適適用與與礦物物。鋼球壓壓入法法：布布氏硬硬度HB，，適用用于木木材，，混凝凝土，，鋼材材等。。摩氏硬硬度———礦礦物物的硬硬度是是指礦礦物抵抵抗外外來機機械作作用力力(如如刻畫畫、壓壓入、、研磨磨等)侵入入的能能力。。早早在1822年年，F(xiàn)riedrichmohs提提出用用10種礦礦物來來衡量量世界界上最最硬的的和最最軟的的物體體，這這是所所謂的的摩氏氏硬度度計。。按照照他們們的軟軟硬程程度分分為十十級：：1、滑滑石2、石石膏3、、方解解石4、、螢石石5、、磷灰灰石6、、正長長石7、、石英英8、、黃玉玉9、剛剛玉10、、金剛剛石各級之之間硬硬度的的差異異不是是均等等的，，等級級之間間只表表示硬硬度的的相對對大小小。操操作作方法法：選選擇擇被測測樣品品的尖尖銳位位置。。在在已知知硬度度的平平面型型礦物物硬度度計平平面進進行刻刻劃，，刻劃劃硬度度的測測試由由低至至高依依次進進行。。觀觀察硬硬度計計平面面有無無刻面面，輕輕擦平平面，，以防防被測測樣品品的粉粉末留留在硬硬度計計上，，使判判斷失失誤。。若若硬度度計平平面有有劃痕痕，則則樣品品硬度度大于于硬度度計。。再依依次測測試更更高一一級的的硬度度計，，直至至介于于兩個個硬度度級別別之間間或相相當(dāng)于于某一一硬度度計為為止。。結(jié)結(jié)果表表示：：摩氏氏硬度度計所所測的的相對對硬度度用1～～10數(shù)數(shù)字表表示，，根據(jù)據(jù)實測測情況況，可可分別別用等等于、、大于于、小小于某某硬度度級別別，表表示樣樣品摩摩氏硬硬度值值或范范圍。。礦物硬度怎怎樣鑒別呢呢？礦物抵抵抗外來機機械作用（（刻劃、壓壓入、研磨磨）的能力力，稱為硬硬度。它和和礦物的化化學(xué)成分及及晶體構(gòu)造造有關(guān)。在在肉眼鑒定定礦物時，，通常采用用刻劃法確確定其硬度度，并以““摩氏硬度度計”中所所列舉的十十種礦物作作為對比的的標準。例例如某礦物物能被石英英所刻動，，但不能被被長石所刻刻動，則礦礦物的硬度度必介于6－7之間間，可以確確定為6.5。但必必須指出，，摩氏硬度度只是相對對等級，并并不是硬度度的絕對數(shù)數(shù)值，所以以不能認為為：金剛石石比滑石硬硬十倍。另另外，有些些礦物在晶晶體的不同同方向上，，硬度是不不一樣的。。例如藍晶晶石，沿晶晶體延長方方向的硬度度為4.5，而垂直直該方向的的硬度為6.5。巖巖石類大多多數(shù)的硬度度比較固定定，所以摩摩氏硬度計計具有重要要的鑒定意意義。相相互刻劃的的礦物，可可利用指甲甲（2-2.5度））、小刀（（5-5.5度）、、玻璃（6度）、鋼鋼銼（7度度）來測定定礦物的硬硬度。課堂討論大理石和玻玻璃誰更堅堅硬？大理石玻璃耐磨性耐磨性是材材料表面抵抵抗磨損的的能力。材材料的耐磨磨性用磨耗耗率表示，，計算公式式如下：式中G——材材料的磨磨耗率（（g/cm2）m1——材料料磨損前前的質(zhì)量量（g））m2——材料料磨損后后的質(zhì)量量（g））A———材料試試件的受受磨面積積（cm2）第四節(jié)材材料的的耐久性性與環(huán)境境協(xié)調(diào)性性材料在長長期使用用過程中中，能保保持其原原有性能能而不變變質(zhì)、不不破壞的的性質(zhì)，，統(tǒng)稱之之為耐久性。。耐久性是是一種復(fù)復(fù)雜的、、綜合的的性質(zhì),包括材材料的抗抗凍性、、耐熱性性、大氣氣穩(wěn)定性性和耐腐腐蝕性等等。材料在使使用過程程中，除除受到各各種外力力作用外外，還要要受到環(huán)環(huán)境中各各種自然然因素的的破壞作作用，這這些破壞壞作用可可分為物物理作用用、化學(xué)學(xué)作用和和生物作作用。要根據(jù)材材料所處處的結(jié)構(gòu)構(gòu)部位和和使用環(huán)環(huán)境等因因素，綜綜合考慮慮其耐久久性，并并根據(jù)各各種材料料的耐久久性特點點，合理理地選用用。4.1耐耐久性性磚、石料料、混凝凝土等礦礦物材料料，多是是由于物物理作用用而破壞壞，也可可能同時時會受到到化學(xué)作作用的破破壞。金屬材料料主要是是由于化化學(xué)作用用引起的的腐蝕。。木材等有有機質(zhì)材材料常因因生物作作用而破破壞。瀝青材料料、高分分子材料料在陽光光、空氣氣和熱的的作用下下，會逐逐漸老化化而使材材料變脆脆或開裂裂。各種建筑筑材料受受到的主主要破壞壞材料的耐耐久性指指標是根根據(jù)工程程所處的的環(huán)境條條件來決決定的。。處于凍融環(huán)境的工程，所用材料的耐久性以抗凍性指標來表示。處于暴露環(huán)境的有機材料，其耐久性以抗老化能力來表示。例如4.2環(huán)環(huán)境協(xié)協(xié)調(diào)性材料的環(huán)境協(xié)調(diào)調(diào)性是指材料料在生產(chǎn)產(chǎn)、使用用和廢棄棄全壽命命周期中中要有較較低的環(huán)環(huán)境負荷荷，包括括生產(chǎn)中中廢物的的利用、、減少三三廢的產(chǎn)產(chǎn)生，使使用中減減少對環(huán)環(huán)境的污污染，廢廢棄時有有較高可可回收率率。為了保障障人民群群眾的身身體健康康和人身身安全，，國家制制訂了GB6566-2001《《建筑材材料放射射性核素素限量》》以及關(guān)關(guān)于室內(nèi)內(nèi)裝飾裝裝修材料料有害物物質(zhì)限量量等10項國家家標準，，提出了了有關(guān)控控制要求求，并已已于2002年年1月1日開始始實施。。燒結(jié)普通通磚的尺尺寸為240mm×115mm×53mm，已