建筑材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

建筑材料緒論項目1緒論教學(xué)目標(biāo)：了解建筑材料的分類；理解建筑材料在土木工程中的作用；掌握建筑材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；理解本課程的性質(zhì)、任務(wù)及學(xué)習(xí)方法。建筑材料主講教師：趙曉芳緒論建筑材料及其在國民經(jīng)濟(jì)中的作用

建筑材料的分類建筑材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

建筑材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢建筑材料的目的和學(xué)習(xí)方法

指土木建筑工程（水利、水運、房屋、道路、橋梁等）中所應(yīng)用的材料。（1）土木建筑工程的重要物質(zhì)基礎(chǔ)

所有的建筑物都由建筑材料構(gòu)成，所有的建筑工程都需要建筑材料，凡從事建筑工程的技術(shù)人員都會接觸到建筑材料問題。臺北101

金融大樓

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m紐約世貿(mào)大廈紐約世貿(mào)大廈重建52層大廈三峽大壩（ThreeGorgesDam）大壩2008北京奧奧運國國家游游泳館館----水立方方2008北京奧奧運會會主體體育場場——鳥巢2.與建筑技技術(shù)的的進(jìn)步步相互推推動相相互制制約建筑物物的結(jié)結(jié)構(gòu)形形式和和施工工方法法受到到建筑筑材料料性能能的制制約，，建筑筑工程程中許許多技技術(shù)問問題的的解決決，往往往依依賴建建筑材材料問問題的的突破破。新新型建建筑材材料的的出現(xiàn)現(xiàn)又會會推動動結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計計和施施工技技術(shù)的的革新新?；局R學(xué)學(xué)習(xí)1.1建筑材材料的的定義義與分分類建筑材材料的的定義義有廣廣義與與狹義義兩種種。廣義的的建筑筑材料料是指指建造造建筑筑物和和構(gòu)筑筑物的的所有有材料料，包包括使使用的的各種種原材材料、、半成成品、、成品品等的的總稱稱，如如粘土土、鐵鐵礦石石、石石灰石石、生生石膏膏等。。狹義的的建筑筑材料料是指指直接接構(gòu)成成建筑筑物和和構(gòu)筑筑物實實體的的材料料，如如混凝凝土、、水泥泥、石石灰、、鋼筋筋、豁豁上磚磚等。。建筑筑材料料的品品種繁繁多，，組分分各異異．分分類方方法也也不盡盡相同同，常常用的的分類類是按按材料料的化化學(xué)成成分和和使用用功能能進(jìn)行行分類類。1．按按材材料料的的化化學(xué)學(xué)成成分分分分類類按建筑筑材料料的化化學(xué)成成分司司分為為無機(jī)機(jī)材料料、有有機(jī)材材料和和復(fù)合合材料料3大類，，如表表1.1所示。。商品混混凝土土建筑砌砌塊和和板材材與粘粘土磚磚高強混混凝土土與高高層建建筑大大跨度度結(jié)構(gòu)構(gòu)、預(yù)預(yù)應(yīng)力力結(jié)構(gòu)構(gòu)的大大量應(yīng)應(yīng)用。。ETFE膜與膜膜結(jié)構(gòu)構(gòu)施工工3.決定構(gòu)構(gòu)筑物物的功能和和使用用壽命命例：土土墻草草屋頂頂和全全鋼筋筋混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的的壽命命，鋼鋼材的的銹蝕蝕、混混凝土土的劣劣化、、防水水材料料的老老化。。4.工程質(zhì)質(zhì)量很很大程程度上上取決決于材材料的的質(zhì)量量控制制工程質(zhì)質(zhì)量控控制（（4M1E）Man(人)Machine(機(jī))Material(料),Method(法)Environment(環(huán))5.構(gòu)筑物物的可可靠度度評價價很大大程度度上依依存于于材料料的可可靠度度評價價6.決定工工程的的造價價（工工程預(yù)預(yù)算中中材料料價格格比重重大））建筑材材料的的現(xiàn)狀狀和發(fā)發(fā)展趨趨勢材料科科學(xué)的的發(fā)展展標(biāo)志志著人人類文文明的的進(jìn)步步。按照制制造生生產(chǎn)工工具所所用材材料的的種類類來劃劃分人人類的的歷史史史前的的石器器時代代青銅器器時代代鐵器時時代人工合合成材材料時代建筑材材料的的發(fā)展展石材、、木材材、粘粘土、、竹材材、草草……磚、瓦瓦、玻玻璃、、鋼鐵鐵、混混凝土土等人人工合合成材材料非洲房房屋杜蒲草草堂故宮宮博博物物院院故宮宮博博物物院院武當(dāng)山山建筑筑建筑材材料的的現(xiàn)狀狀普通通水水泥泥、、普普通通鋼鋼材材、、普普通通混混凝凝土土和和普普通通防防水水材材料料是是最最主主要要的的建建筑筑材材料料。。這些些材材料料有有比比較較成成熟熟的的生生產(chǎn)產(chǎn)工工藝藝和和應(yīng)應(yīng)用用技技術(shù)術(shù)，，使使用用性性能能尚尚能能夠夠滿滿足足目目前前的的消消費費要要求求。。建筑筑工工程程中中通通常常所所說說““三三大大主主材材””———鋼材材、、水水泥泥、、木木材材等等1.2建筑筑材材料料在在土土木木工工程中中的的作作用用建筑筑材材料料是是土土木木土土程程的的重重要要物物質(zhì)質(zhì)基基礎(chǔ)礎(chǔ)當(dāng)前前，，輕輕質(zhì)質(zhì)、、高高性性能能、、多多功功能能、、美美觀觀、、高高效效能能的的新新烈烈建建筑筑材材料料，，特特別別是是新新型型復(fù)復(fù)合合材材料料研究究與與生生產(chǎn)產(chǎn)，，使使建建筑筑材材料料品品種種大大增增，，質(zhì)質(zhì)錄錄和和配配套套水水平平顯顯著著提提高高；；充充分分利利用用廢廢料料及及再再生生資資源源的的建建筑筑材材料料不不斷斷出出現(xiàn)現(xiàn)；；節(jié)節(jié)能能環(huán)環(huán)保保的的材材料料和和現(xiàn)現(xiàn)代代化化生生產(chǎn)產(chǎn)工工藝藝不不斷斷開開發(fā)發(fā)；；建建筑筑材材料料的的理理論論研研究究及及試試驗驗技技術(shù)術(shù)、、測測試試方方法法止止逐逐步步現(xiàn)現(xiàn)代代化化，，按按指指定定性性能能設(shè)設(shè)計計、、生生產(chǎn)產(chǎn)新新建建筑筑材材料料的的方方向向不不斷斷前前進(jìn)進(jìn)；；制制品品形形式式不不斷斷朝朝著著人人型型化化、、預(yù)預(yù)制制化化、、構(gòu)構(gòu)件件化化、、規(guī)規(guī)范范化化力力一一向向發(fā)發(fā)展展。。建建筑筑材材料料行行業(yè)業(yè)正正沿沿著著科科技技創(chuàng)創(chuàng)新新和和可可持持續(xù)續(xù)發(fā)發(fā)展展的的道道路路前前進(jìn)進(jìn)。。1.3建筑筑材材料料的的技技術(shù)術(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)建筑筑材材料料具具有有一一定定的的技技術(shù)術(shù)性性質(zhì)質(zhì)．．這這此此性性質(zhì)質(zhì)由由國國家家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)或或有有關(guān)關(guān)的的技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)范范規(guī)規(guī)定定一一此此技技術(shù)術(shù)指指標(biāo)標(biāo)。。在在下下程程設(shè)設(shè)計計與與施施工工過過程程中中．．都都必必須須按按這這此此技技術(shù)術(shù)指指標(biāo)標(biāo)來來評評價價建建筑筑材材料料的的質(zhì)質(zhì)量量。。材材料料標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)一一般般包包括括產(chǎn)產(chǎn)品品規(guī)規(guī)格格、、分分類類、、技技術(shù)術(shù)性性能能、、試試驗驗力力一一法法、、驗驗收收規(guī)規(guī)則則、、包包裝裝、、儲儲存存及及運運輸輸?shù)鹊取?。產(chǎn)產(chǎn)品品標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化化是是現(xiàn)現(xiàn)代代社社會會化化大大生生產(chǎn)產(chǎn)的的產(chǎn)產(chǎn)物物，，是是組組織織現(xiàn)現(xiàn)代代化化大大生生產(chǎn)產(chǎn)的的重重要要手手段段，，也也是是科科學(xué)學(xué)管管理理的的重重要要組組成成部部分分。。建建筑筑材材料料標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)是是企企業(yè)業(yè)的的產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量量是是否否合合格格的的技技術(shù)術(shù)依依據(jù)據(jù)．．也也是是供供需需雙雙力力一一對對產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量量進(jìn)進(jìn)行行驗驗收收的的依依據(jù)據(jù)土土木木工工程程，，按按標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)合合理理地地選選用用材材料料，，能能使使結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計計、、施施工工工工藝藝相相應(yīng)應(yīng)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化化．．可可加加快快施施工工進(jìn)進(jìn)度度，，使使材材料料在在上上程程實實踐踐中中具具有有最最佳佳的的經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)效效益益。。目前我我國常常用的的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)有4級1．國家家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)國家家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)是由由國務(wù)務(wù)院t/J準(zhǔn)化行行政部部門制制定的的可分分為強強制性性標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)仁代代號為為GB,如《通用硅硅酸鹽鹽水泥泥》（GB1752007）和推推薦性性標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)巨代代號為為GB/T，如《碳素結(jié)結(jié)構(gòu)鋼鋼》2．行業(yè)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)對沒有有國家家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)而義義需要要在個個國某某行業(yè)業(yè)范圍圍內(nèi)統(tǒng)統(tǒng)一的的技術(shù)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，以以制定定行業(yè)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。行行業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是是由國國務(wù)院院有關(guān)關(guān)行政政部門門制定定，報報國務(wù)務(wù)院標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化化行政政主管管部門門備案案，如如建筑筑土程程行業(yè)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（代代號為為JGJ）、水水利行行業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)、、建筑筑材料料行業(yè)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（代代號為為JC）、冶冶金上上業(yè)行行業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（（代號號為Y瑪）、、交通通行業(yè)業(yè)標(biāo)雕雕（代代號為為JT）和林林業(yè)行行業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（（代號號為LY）等。。3．地方方標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)對沒有有國家家和行行業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，，又需需要在在省、、自治治區(qū)、、直轄轄市范范圍內(nèi)內(nèi)統(tǒng)要要求，，可可以制制定地地力一一標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（代代號為為DB)4．企業(yè)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)對沒有有國家家和行行業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，，又沒沒有地地方標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的的，企企業(yè)應(yīng)應(yīng)、i制定其其產(chǎn)品品標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（代代號為為QB）。標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的的表示示力法法為：：標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)名稱稱、部部門代代號、、編號號和批批準(zhǔn)年年份舉舉例如如下：：國家家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（強強制性性）《鋼筋混混凝土土用熱熱軋光光圓鋼鋼筋》。國家家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（推推薦性性）《低碳鋼鋼熱軋軋圓盤盤條》建工行行業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)《普通混混凝土土配合合比沒沒計規(guī)規(guī)程》。對強強制性性國家家標(biāo)雕雕，任任何技技術(shù)小小得低低于其其中規(guī)規(guī)定的的要求求；對對推薦薦性川川家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，，表小小也可可執(zhí)行行其他他標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的要要求．．但是是推薦薦性標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)一一旦被被強制制性標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)采采納．．就認(rèn)為為是強強制性性標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)：地地方標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)或或企業(yè)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)所制制定的的技術(shù)術(shù)要求求）高高于國國家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)隨隨著建建筑材材料科科研及及生產(chǎn)產(chǎn)的發(fā)發(fā)展，，建筑筑材料料技術(shù)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)也不不斷變變化，，根據(jù)據(jù)需要要國家家嬌年年都發(fā)發(fā)布一一批新新的技技術(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)．．修汀汀或廢廢止一一些｝｝日標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，，并逐逐步與與國際際接軌軌。對對于建建筑材材料使使用者者，熱熱悉和和運用用建筑筑材料料技術(shù)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，有有著十十分重重要的的意義義。除除了在在選用用材料料時必必須嚴(yán)嚴(yán)格執(zhí)執(zhí)行技技術(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)外外，使使用代代用材材料，，必須須按標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)進(jìn)行試試驗論論證。。目前存存在的的問題題與發(fā)達(dá)達(dá)國家家相比比，目目前存存在的的問題題有：：品種規(guī)規(guī)格少少；質(zhì)量檔檔次低低；（（路面面黑化化瀝青青多進(jìn)進(jìn)口））生產(chǎn)和使用用能耗大；；（粘土磚磚浪費資源源、能耗大大）浪費嚴(yán)重等等問題。因此，如何何發(fā)展和應(yīng)應(yīng)用新型的的建筑材料料已經(jīng)成為為現(xiàn)代化建建設(shè)急待解解決的問題題。發(fā)展方向——可持續(xù)發(fā)展展1.原材料充分分利用工業(yè)業(yè)廢料、能能耗低、可可循環(huán)使用用、不破壞壞生態(tài)平衡衡、有效保保護(hù)天然資資源；2.生產(chǎn)和使用用過程不產(chǎn)產(chǎn)生環(huán)境污污染；3.產(chǎn)品可可再生生循環(huán)環(huán)和回回收利利用；；4.產(chǎn)品性性能輕質(zhì)、、高強強、多多功能能，不僅僅對人人畜無無害，，而且且能凈凈化空空氣、、抗菌菌、防防靜電電、防防電磁磁波等等。5.加強材材料的的耐久性性設(shè)計和和研究究。6.主要產(chǎn)產(chǎn)品和和配套套產(chǎn)品品同步步發(fā)展展，并并解決決好利利益平平衡關(guān)關(guān)系。。建筑材材料的的分類類按建筑筑材料料的功功能分分類結(jié)構(gòu)材材料防水材材料裝飾材材料防護(hù)材材料保溫隔隔熱材材料等等按化學(xué)學(xué)組成成分類類本課程程內(nèi)容容和學(xué)學(xué)習(xí)要要點建筑中中常用用材料料的品品種、、規(guī)格格、性性能及及使用用方法法，在在儲運運、驗驗收中中必須須注意意的有有關(guān)問問題；；常用建建筑材材料的的主要要技術(shù)術(shù)性質(zhì)質(zhì)，材材料的的組成成、結(jié)結(jié)構(gòu)、、構(gòu)造造與性性質(zhì)的的關(guān)系系，以以及原原料、、生產(chǎn)產(chǎn)工藝藝過程程及其其對材材料性性質(zhì)的的影響響；節(jié)約材材料、、改善善性能能及防防護(hù)處處理的的原則則和方方法；；主要常常用建建筑材材料的的質(zhì)量量檢驗驗方法法及相相應(yīng)的的技術(shù)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)；建筑材材料發(fā)發(fā)展方方向。。我國的的建筑筑材料料技術(shù)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)國家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)、、部頒頒標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)、地地方標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和和企業(yè)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。國家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)GB。部頒標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)建材標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)代代號：：JC建工標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)代代號：：JG交通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)代代號：：JT石油標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)代代號：：SY化工標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)代代號：：HG水電標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)代代號：：SD冶金標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)代代號：：YJ地方標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（DB）企業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)則僅適適用于于本企企業(yè)，，代號號為QB。國際標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（（ISO）美國材材料試試驗協(xié)協(xié)會標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（（ASTM）日本工業(yè)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（（JIS）德國工業(yè)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（（DIN）英國標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（BS）法國標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（NF）學(xué)習(xí)方法法1.掌握材料料科學(xué)研研究的一一般規(guī)律；2.抓住專業(yè)業(yè)學(xué)習(xí)的的目的，，掌握重重點；3.重視實驗驗與實踐踐；4.記憶的方方法：列列表、對對比；5.重視自學(xué)學(xué)能力的的培養(yǎng)。。繼續(xù)項目2建筑材料料的基本本性質(zhì)2．細(xì)觀結(jié)結(jié)構(gòu)用光學(xué)顯顯微鏡所所觀察到到的微米米級組織織結(jié)構(gòu)稱稱為細(xì)觀觀結(jié)構(gòu)，，又稱為為亞微觀觀結(jié)構(gòu)或或顯微觀觀結(jié)構(gòu)。。該結(jié)構(gòu)構(gòu)主要研研究材料料內(nèi)部的的晶粒、、顆粒等等的大小小和形態(tài)態(tài)、境界界或界面面，孔隙隙與微裂裂紋的大大小、形形狀及分分布等。。例如．．分析析金屬材材料晶粒粒的粗細(xì)細(xì)及其金金相組織織；可分分辨混凝凝上的過過渡區(qū)、、水泥石石及其孔孔隙組織織；可觀觀察木材材的木纖纖維、導(dǎo)導(dǎo)管、髓髓線、樹樹脂道等等組織。。材料的的細(xì)觀結(jié)結(jié)構(gòu)對其其力學(xué)性性質(zhì)、耐耐久性等等影響很很大。材材料的晶晶粒細(xì)化化能提高高強度，，如在鋼鋼材中加加人欽、、釩、妮妮等合金金元索，，能細(xì)化化晶粒，，顯著提提高強度度。改善善混凝土土過渡區(qū)區(qū)的結(jié)構(gòu)構(gòu)，可大大幅改善善混凝土土的性能能。(2）非晶體體將熔融物物迅速冷冷卻，質(zhì)質(zhì)點來不不及按一一定規(guī)律律排列血血凝固成成的固體體，稱為為非晶體體，也稱稱玻璃體體或無定定形體。。非晶體體的特點點是沒有有固定的的兒何外外形，一一各向同同性，由由于急速速冷卻，，大量的的化學(xué)能能末釋放放出來，，所以非非晶體材材料具有有化學(xué)小小穩(wěn)定性性，容易易與其他他物質(zhì)起起化學(xué)反反應(yīng)，如如粒化高高爐礦渣渣、火山山灰、粉粉煤灰等等。將熔熔融物慢慢慢冷卻卻，可凝凝固成晶晶體。本章教學(xué)學(xué)目標(biāo)熟悉：主主要技術(shù)術(shù)性質(zhì)的的物理意意義、影影響因素素及對其它性質(zhì)質(zhì)的影響。。掌握：材料料各種基本本性質(zhì)的概概念、指標(biāo)標(biāo)的計算。。了解：材料料的各性質(zhì)質(zhì)在工程實實踐中的意意義。建筑筑材材料料是是建建筑筑工工程程的的物物質(zhì)質(zhì)基基礎(chǔ)礎(chǔ)，，材材料料的的性性質(zhì)質(zhì)與與質(zhì)質(zhì)量量很很大大程程度度上上決決定定了了工工程程的的性性能能與與質(zhì)質(zhì)量量。。在工工程程實實踐踐中中，，選選擇擇、、使使用用、、分分析析和和評評價價材材料料，，通通常常是是以以其其性性質(zhì)質(zhì)為為基基本本依依據(jù)據(jù)的的。。材料料的的性性質(zhì)質(zhì)基本本性性質(zhì)質(zhì)：建建筑筑工工程程中中通通常常必必須須考考慮慮的最最基基本本的的、、共共有有的的性性質(zhì)質(zhì)。。特殊殊性性質(zhì)質(zhì)：材材料料本本身身的的不不同同于于別別的的材料料的的性性質(zhì)質(zhì)，，是是材材料料的的具具體體使用用特特點點的的體體現(xiàn)現(xiàn)。。本章章講講述述相關(guān)關(guān)章章節(jié)節(jié)講講述述材料料的的基基本本物物理理性性質(zhì)質(zhì)材料料的的耐耐久久性性材料料的的力力學(xué)學(xué)性性質(zhì)質(zhì)本章內(nèi)內(nèi)容2.2材料的的基本本物理理性質(zhì)質(zhì)2.2.11與質(zhì)量量有關(guān)關(guān)的基基本物物理性性質(zhì)先介紹紹材料料的體體積組組成大多數(shù)數(shù)建筑筑材料料的內(nèi)內(nèi)部都都含有有孔隙隙，孔孔隙的的多少少和孔孔隙的的特征征對材材料的的性能能均產(chǎn)產(chǎn)生影影響。。開口孔孔、閉閉口孔孔。（1）材料料絕對對密實實體積積（2）材料料的孔孔體積積開口孔孔體積積閉口孔孔體積積（3）材材料在在自然然狀態(tài)態(tài)下的的體積積材料堆堆積體體積間隙體體積1.密度材料在在絕對對密實實狀態(tài)態(tài)下單單位體體積的的質(zhì)量量，稱稱為材材料的的密度度(俗稱比比重)。1密實材材料，，如金金屬材材料、、花崗崗巖等等材料的的內(nèi)部部密實實而沒沒有孔孔隙密實體體積的的測定定方法法2表觀密密度材料在在自然然狀態(tài)態(tài)下單單位體體積的的質(zhì)量量，稱稱為材材料的的表觀觀密度度（原原稱容容重））。2材料的內(nèi)內(nèi)部有許許多孔隙隙孔隙材料料，如磚磚頭、混混凝土、、木材等等形狀規(guī)則則的體積積可以直直接量測測計算而而得；形狀不規(guī)規(guī)則的體體積可將將其表面面用蠟封封以后用用排水法法測得。。砂、石的的表觀密密度可以以近似地地當(dāng)作其其密度，，稱為視密度。測定表觀觀密度時時須同時時測定其其含水率率，注明明含水狀狀態(tài)。一般為氣氣干狀態(tài)態(tài)，烘干干狀態(tài)下下的表觀觀密度叫叫干表觀密密度。3堆積密度度散粒材料料在堆積積狀態(tài)下下單位堆堆積體積積的質(zhì)量量，稱為為材料的的堆積密密度（原原稱松散散容重））。3內(nèi)部有孔孔隙材料料的材料料破碎成成顆粒堆堆積在一一起，如如石子、、砂礫等等堆積材料料顆粒的的內(nèi)部有有許多孔孔隙堆積材料料顆粒之之間存在在許多空空隙材料的堆堆積密度度大小取取決于散散粒材料料的視密密度、含含水率以以及堆積積的疏密密程度。。松散堆積積密度——自然堆積積狀態(tài)緊密堆積積密度——振實、壓壓實狀態(tài)態(tài)干堆積密密度——干燥狀態(tài)態(tài)名稱定義表達(dá)式單位備注密度表觀密度堆積密度材料的密密度、表表觀密度度與堆積積密度材料在絕絕對密實實狀態(tài)下下,單位體積積的質(zhì)量量。材料在自自然狀態(tài)態(tài)下，單單位體積積的質(zhì)量量。材料在堆堆積狀態(tài)態(tài)下，單單位體積積的質(zhì)量量。g/cm3㎏/m3㎏/m3或g/cm34.密實度與與孔隙率率1.密實度密實度是是指材料料體積內(nèi)內(nèi)被固體體物質(zhì)所所充實的的程度。。圖1-1材料孔隙隙率示意意圖2.孔隙率孔隙率是是指材料料體積內(nèi)內(nèi)，孔隙隙體積占占總體積積的百分分率。由上式可可見：圖1-1材料孔隙隙率示意意圖孔隙率由由開口孔隙隙率和閉口孔隙隙率兩部分組組成。開口孔隙隙率與閉閉口孔隙隙率之和和為材料料總孔隙隙率。。一般情況況下，材材料內(nèi)部部的孔隙隙率越高高，則材材料的表表觀密度度、強度度越小，，抗凍性性、抗?jié)B滲性、耐耐腐蝕性性、耐水水性及其其他耐久久性越差差。通常開開口孔孔隙有有利于于吸水水性、、吸聲聲性、、透水水性的的增強強；而而閉口口孔隙隙則有有利于于材料料保溫溫隔熱熱性的的提高高。5.填充率率與空空隙率率填充率率圖1-2材料空空隙率率示意意圖填充率率是指指散粒粒材料料在其堆堆積體體積中中，被被其顆粒粒填充充的程程度。?？障堵事蕡D1-2材料空空隙率率示意意圖空隙率率是指指散粒粒材料料在其堆積積體積積中，，顆粒粒之間的空空隙體體積占占材料料堆積體積積的百百分率率。。填充率率和空空隙率率是從從兩個個不同同側(cè)面面反映映散粒粒材料料的顆顆?；セハ嗵钐畛涞牡氖杳苊艹潭榷?。2.2.2材料與與水有有關(guān)的的性質(zhì)質(zhì)1.親水性性與憎憎水性性根據(jù)材材料表表面被被水潤潤濕的的情況況，分分為親親水性性材料料和憎憎水性性材料料。潤濕——是水在在材料料表面面被吸吸附的的過程程。潤濕角角——當(dāng)材料料在空空氣中中與水水接觸觸時，，在材材料、、水、、空氣氣交界界處，，沿水水滴表表面所所作切切線與與材料料表面面所夾夾的角角。材料分分子與與水分分子間間相互互作用用力大大于水水分子子之間間作用用力時時，材材料表表面會會被水水潤濕濕。石料、、磚、、混凝凝土、、木材材材料分分子與與水分分子之之間相相互作作用力力小于于水分分子間間作用用力時時，則則認(rèn)為為材料料不能能被水水潤濕濕。瀝青、、石蠟蠟、塑塑料（2）吸水水性吸水性性是指指材料料在水水中吸吸收水水分的的性質(zhì)質(zhì)，其其大小小用吸吸水率率表示示。吸水率率有質(zhì)質(zhì)量吸吸水率率和體體積吸吸水率率之分分。質(zhì)量吸吸水率率：材料料在吸吸水飽飽和狀狀態(tài)下下，吸吸收水水分的的質(zhì)量量占材材料干干燥質(zhì)質(zhì)量的的百分分率。。體積吸吸水率率：材料吸吸水飽飽和后后，吸吸人水水的體體積占占干燥燥材料料自然然體積積的百百分率率。質(zhì)量吸吸水率率與體體積吸吸水率率的關(guān)關(guān)系為為：材料吸吸水率率不僅僅與材材料的的親水水性、、僧水水性有有關(guān)，，而且且與材材料的的孔隙隙率和和孔隙隙特征征有密密切的的關(guān)系系。一般來來說，，密實實材料料或具具有閉閉口孔孔隙的的材料料是不不吸水水的；；具有有粗大大孔隙隙的材材料因因其水水分不不易存存留，，吸水水率一一般小小于孔孔隙率率；而而孔隙隙率較較大且且有細(xì)細(xì)小開開口連連通孔孔隙的的親水水材料料，吸吸水率率較大大。材料吸收水水分后，不不僅表觀密密度增大、、強度降低低，保溫、、隔熱性能能降低，且且更易受冰冰凍破壞，，因此，材材料吸水后后對材質(zhì)是是不利的。。影響吸水性性的因素影響吸水性性的因素：：材料的孔隙隙率；材料的本身身的性質(zhì)，，如親水性性或憎水性性；孔隙構(gòu)造特特征，如孔孔徑大小、、開口與否否等。（2）吸濕性干燥燥材材料料在在空空氣氣中中，，吸吸收收空空氣氣中中水水分分的的性性質(zhì)質(zhì)，，稱稱為為吸吸濕濕性性。。吸吸濕濕性性大大小小可可用用含含水水率率表表示示。。當(dāng)空空氣氣濕濕度度大大且且溫溫度度較較低低時時，，材材料料的的含含水水率率就就大大，，反反之之則則小小。。當(dāng)材材料料的的含含水水率率與與空空氣氣濕濕度度相相平平衡衡時時，，其其含含水水率率稱稱為為平衡衡含含水水率率。當(dāng)材材料料吸吸水水達(dá)達(dá)到到飽飽和和狀狀態(tài)態(tài)時時的的含含水水率率即即為為吸吸水水率率。。影響響吸吸濕濕性性的的因因素素影響響吸吸濕濕性性的的因因素素：：材料料的的孔孔隙隙率率；；材料料的的本本身身的的性性質(zhì)質(zhì)，，如如親親水水性性或或憎憎水水性性；；孔隙隙構(gòu)構(gòu)造造特特征征，，如如孔孔徑徑大大小小、、開開口口與與否否等等；；周圍圍空空氣氣的的溫溫度度和和濕濕度度。。3.耐水水性性材料料長長期期處處于于飽飽和和水水作作用用下下不不被被破破壞壞，，其其強強度度也也不不顯顯著著降降低低的的性性質(zhì)質(zhì)，，稱稱為為耐耐水水性性。。材材料料的的耐耐水水性性用用軟化化系系數(shù)數(shù)來表表示示。。鋼、、玻玻璃璃、、瀝瀝青青等等材材料料的的軟軟化化系系數(shù)數(shù)基基本本為為1，而未未經(jīng)處處理的的生土土軟化化系數(shù)數(shù)為0，花崗崗巖等等密實實石材材的軟軟化系系數(shù)接接近于于1。用于嚴(yán)嚴(yán)重受受水侵侵蝕或或潮濕濕環(huán)境境的材材料，，其軟軟化系系數(shù)應(yīng)應(yīng)不低低于0.85，用于受受潮較較輕的的或次次要結(jié)結(jié)構(gòu)物物的材材料，，則不不宜小小于0.75。軟化系系數(shù)值值越大大，耐耐水性性越好好，通通常認(rèn)認(rèn)為軟軟化系系數(shù)大大于0.80的材料料為耐耐水材材料。。4.抗?jié)B性性抗?jié)B性性是指指材料料抵抗抗壓力力水滲滲透的的性質(zhì)質(zhì)。滲滲透是是指水水在壓壓力作作用下下，通通過材材料內(nèi)內(nèi)部毛毛細(xì)孔孔的遷遷移過過程，，材料料的抗抗?jié)B性性可以以用滲滲透系系數(shù)來來表示示。滲透系系數(shù)反反映了了材料料在單單位時時間內(nèi)內(nèi)，在在單位位水頭頭作用用下通通過單單位面面積及及厚度度的滲滲透水水量。。K值越大大，材材料的的抗?jié)B滲性越越差。。抗?jié)B等等級（（PN），其中N表示試試件所所能承承受的的最大大水壓壓的10倍。密實的的材料料及具具有閉閉口微微細(xì)小小孔的的材料料，具具有較較好的的抗?jié)B滲性；；具有有較大大孔隙隙及細(xì)細(xì)微連連通的的毛細(xì)細(xì)孔的的親水水性材材料往往往抗抗?jié)B性性較差差。5.抗凍性性抗凍性性是指指材料料在吸吸水飽飽和狀狀態(tài)下下，經(jīng)經(jīng)過多多次凍凍融循循環(huán)作作用而而不被被破壞壞，強強度也也不顯顯著降降低的的性質(zhì)質(zhì)。一次凍凍融循循環(huán)是指材材料吸吸水飽飽和后后，先先在-15℃℃的溫度度下（（水在在微小小的毛毛細(xì)管管中低低于-15℃℃才能凍凍結(jié)））凍結(jié)結(jié)后，，然后后再在在20℃℃的水中中融化化。凍融破破壞的的原因因材料料有有孔孔且且孔孔隙隙含含水水；；水→→冰冰，，體體積積膨膨脹脹9％，，結(jié)結(jié)冰冰壓壓力力高高達(dá)達(dá)100MPa，結(jié)冰冰壓壓力力超超過過材材料料的的抗抗拉拉強強度度時時，，材材料料開開裂裂；；裂縫縫的的增增加加也也進(jìn)進(jìn)一一步步增增加加了了材材料料的的飽飽水水程程度度，，飽水水程程度度的的增增加加進(jìn)進(jìn)一一步步加加劇劇了了凍凍融融破破壞壞；；反復(fù)復(fù)多多次次加加劇劇破破壞壞，，最最終終材材料料崩崩潰潰；；嚴(yán)寒寒地地區(qū)區(qū)道道路路、、橋橋梁梁、、水水壩壩、、堤堤防防、、海海上上鉆鉆井井平平臺臺、、跨跨海海大大橋橋等等均均需需考考慮慮凍凍融融破破壞壞。。材料料的的抗抗凍凍性性常常用用抗抗凍凍等等級級來來表表示示。。混混凝凝土土材材料料抗抗凍凍等等級級（（FN）。。其其中中N表示示混混凝凝土土試試件件經(jīng)經(jīng)受受凍凍融融循循環(huán)環(huán)試試驗驗后后，，強強度度及及質(zhì)質(zhì)量量損損失失不不超超過過國國家家規(guī)規(guī)定定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值時時，，所所對對應(yīng)應(yīng)的的最最大大凍凍融融循循環(huán)環(huán)次次數(shù)數(shù)，，如如F25、F50材料料具具有有細(xì)細(xì)小小的的開開口口孔孔隙隙，，孔孔隙隙率率大大且且處處于于飽飽和和水水狀狀態(tài)態(tài)下下材材料料容容易易受受凍凍破破壞壞。一般說來來，密實實的材料料、具有有閉口孔孔隙且強強度較高高的材料料，有較較強的抗抗凍能力力。2.2.3材料的熱熱工性質(zhì)質(zhì)（1）導(dǎo)熱性性當(dāng)材料兩兩側(cè)存在在溫度差差時，熱熱量從材材料的一一側(cè)傳遞遞至材料料另一側(cè)側(cè)的性質(zhì)質(zhì)，稱為為材料的的導(dǎo)熱性性。導(dǎo)熱熱性大小小可以用用導(dǎo)熱系系數(shù)表示示。導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)是評定定建筑材材料保溫溫隔熱性性能的重重要指標(biāo)標(biāo)，導(dǎo)熱熱系數(shù)愈愈小，材材料的保保溫隔熱熱性能愈愈好。影響材料料導(dǎo)熱系系數(shù)的主主要因素素：1．材料的的化學(xué)組組成與結(jié)結(jié)構(gòu)2．材料的的表觀密密度（包包括材料料的孔隙隙率、孔孔隙的性性質(zhì)和大大小等））3．環(huán)境的的溫濕度度2.熱容量和和比熱容容材料在受受熱時吸吸收熱量量，冷卻卻時放出出熱量的的性質(zhì)稱稱為材料料的熱容容量。2.3材料的力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)什么是材材料的力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)？材料的力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)就是指指材料在在外力作作用下，，產(chǎn)生變形形和抵抗抗破壞方面的性性質(zhì)。內(nèi)容：材料的強強度彈性和塑塑性脆性和韌韌性硬度和耐耐磨性1.2.1材料的強強度1.材料強度度材料強度度是以材材料試件件在靜荷荷載作用用下，達(dá)達(dá)到破壞壞時的極極限應(yīng)力力值來表表示的。。材料強度度：抗壓、抗抗拉、抗抗剪、抗抗折（抗抗彎）強強度。強度——指材料抵抵抗破壞壞的能力力。（1）材料的的抗壓、、抗拉、、抗剪強強度單單位位：MPa，1MPa=1N/mm2（2）材料的的抗彎強強度（抗抗折強度度）中間作用用一集中中荷載在三分點點上作用用兩個集集中荷載載（3）影響材材料強度度的因素素1）影響材材料強度度的主要要因素是是材料的的組成及及構(gòu)造2）試驗條條件3）材料的的含水狀狀態(tài)及溫溫度特別注意意：材料的強強度是在在特定條條件下測測定的數(shù)數(shù)值。為為使試驗驗結(jié)果準(zhǔn)準(zhǔn)確，且且具有可可比性，，國家對對材料試試驗方法法、步驟驟及設(shè)備備有統(tǒng)一一的規(guī)定定，在測測定材料料強度時時，必須須嚴(yán)格按按照規(guī)定定的試驗驗方法進(jìn)進(jìn)行。2.強度等級級定義：為了掌握握材料的的力學(xué)性性質(zhì)，合合理選擇擇和正確確使用材