第二章 材料的基本性質(zhì)

1、第二章 建筑材料的基本性質(zhì) 基本性質(zhì)基本性質(zhì)主要包括物理性質(zhì)、力學性質(zhì)、耐久性、主要包括物理性質(zhì)、力學性質(zhì)、耐久性、裝飾性、防火性、防放射性等。裝飾性、防火性、防放射性等。v物理性質(zhì)包括物理性質(zhì)包括密度、密實性、空隙率（計算材料用密度、密實性、空隙率（計算材料用量、構(gòu)件自重、配料計算、確定堆放空間）量、構(gòu)件自重、配料計算、確定堆放空間）v力學性質(zhì)包括力學性質(zhì)包括強度、彈性、塑脆韌性、硬度。強度、彈性、塑脆韌性、硬度。 建筑材料在建筑物的各個部位的功能不同，均要承受各種不同的作用，因而要求建筑材料必須具有相應(yīng)的基本性質(zhì)。第一節(jié) 建筑材料的物理性質(zhì) 一、一、 材料的密度、表觀密度與堆積密度材料的密

2、度、表觀密度與堆積密度 二、二、 材料的密實度、孔隙率與空隙率材料的密實度、孔隙率與空隙率三、三、 材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì)四、四、 材料的熱工性質(zhì)材料的熱工性質(zhì) 一、一、 材料的密度、表觀密度與堆積密度材料的密度、表觀密度與堆積密度 v密度密度是指物質(zhì)單位體積的質(zhì)量。單位為g/cm3或kgm3。由于材料所處的體積狀況不同，故有實際密度（以前稱為真密度）、表觀密度和堆積密度之分。. .實際密度實際密度(Density) 以前稱比重、真實密度(True Density)，簡稱密度(Density)。v實際密度是指材料在絕對密實狀態(tài)下，單位體積所具有的質(zhì)量。 Vm式中：式中： 實際密度

3、（實際密度（g/cm3） m 材料的質(zhì)量（材料的質(zhì)量（g） V 材料在絕對密實狀態(tài)下的體積（材料在絕對密實狀態(tài)下的體積（cm3 ）絕對密實狀態(tài)下的體積的測定： 近于絕對密實的材料（金屬、玻璃等）：直接以排水法測直接以排水法測定定； 有孔隙的材料（磚、混凝土、石材）：將材料磨成細粉以將材料磨成細粉以排除其內(nèi)部孔隙，經(jīng)干燥后用密排除其內(nèi)部孔隙，經(jīng)干燥后用密度瓶（李氏瓶）測定其實際體積，度瓶（李氏瓶）測定其實際體積，該體積即可視為絕對密實狀態(tài)下該體積即可視為絕對密實狀態(tài)下的體積。的體積。. .實際密度實際密度(Density)李氏瓶李氏瓶. . 表觀密度表觀密度 (Apparent Density(

4、Apparent Density） 也稱容重 ，是指材料在自然狀態(tài)下，單位體積所具有的質(zhì)量，按下式計算： 式中式中 0材料的表觀密度（材料的表觀密度（g/cm3或或 kg/m3 ） m 材料的質(zhì)量（材料的質(zhì)量（g或或 kg) V0材料在自然狀態(tài)下的體積，或稱表觀體積材料在自然狀態(tài)下的體積，或稱表觀體積 （cm3或或 m3 ）, 包含內(nèi)部空隙在內(nèi)的體積（規(guī)則幾何包含內(nèi)部空隙在內(nèi)的體積（規(guī)則幾何形狀、松散體積用排液法）形狀、松散體積用排液法）00Vm作用：計算構(gòu)件的自重3 堆積密度堆積密度 散粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的重量稱為堆積密度?？捎孟率奖硎?式中式中 0 散粒材料的堆積密度（散粒材料

5、的堆積密度（g/cm3或或 kg/m3 ） m 散粒材料的質(zhì)量（散粒材料的質(zhì)量（g或或 kg） v 0 0，材料在自然狀態(tài)下的堆積體積（材料在自然狀態(tài)下的堆積體積（cm3或或 m3 ），它包含內(nèi)部和顆粒之間的空隙。），它包含內(nèi)部和顆粒之間的空隙。思考：實際密度、表觀密度和堆積密度之間的大小關(guān)系思考：實際密度、表觀密度和堆積密度之間的大小關(guān)系如何？如何？00Vm計算計算材料材料的堆的堆放空放空間間 常用土木工程材料的密度、表觀密度及堆積密度常用土木工程材料的密度、表觀密度及堆積密度材料材料密度密度/gcm-3表觀密度表觀密度0/kgm-3堆積密度堆積密度/0 /kgm-3石灰?guī)r石灰?guī)r2.6018

6、002600花崗巖花崗巖2.8025002900碎石（石灰?guī)r）碎石（石灰?guī)r）2.6014001700砂砂2.6014501650普通粘土磚普通粘土磚2.5016001800空心粘土磚空心粘土磚2.5010001400水泥水泥3.2012001300普通混凝土普通混凝土21002600輕集料混凝土輕集料混凝土8001900木材木材1.55400800鋼材鋼材7.857850泡沫塑料泡沫塑料2050二、二、 材料的孔隙率與空隙率材料的孔隙率與空隙率1. 1. 密實度（密實度（DenseDense）v密實度密實度是指材料的固體物質(zhì)部分的體積占總體積的比例，說是指材料的固體物質(zhì)部分的體積占總體積的比例

7、，說明材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充填的程度，即反映了材料的致明材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充填的程度，即反映了材料的致密程度，按下式計算：密程度，按下式計算： 2.2.孔隙率（孔隙率（PorosityPorosity）孔隙率孔隙率材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率，稱為材材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率，稱為材料的孔隙率（料的孔隙率（P）。可用下式表示：）?？捎孟率奖硎荆?0VVD 0000100VVVP P+D=1孔隙率孔隙率反映反映孔隙多少孔隙多少 或或 致密程度致密程度孔隙增多孔隙增多強度強度降低降低導熱性能導熱性能降低降低透氣透氣性，性，透水透水性，性，吸水性吸水性變大變大抗凍性抗凍性

8、一般提高。一般提高。體積密度體積密度減小減小尺寸：微孔、細孔、大孔尺寸：微孔、細孔、大孔孔隙特征孔隙特征封閉孔（封閉孔（VB）、連通孔（開口）（）、連通孔（開口）（VK）孔隙特征對材料性能影響很大孔隙特征對材料性能影響很大孔隙按大小分為粗孔和細孔，按特征分為連通孔隙和封閉孔孔隙按大小分為粗孔和細孔，按特征分為連通孔隙和封閉孔隙，它與材料的吸水性、強度、抗?jié)B性、抗凍性等性質(zhì)有關(guān)。隙，它與材料的吸水性、強度、抗?jié)B性、抗凍性等性質(zhì)有關(guān)。2.（散粒）材料的散粒）材料的空隙空隙填充率填充率（ ） :堆積體積中，顆粒填充的程度。堆積體積中，顆粒填充的程度?；蚧?0100%D 1PD或或填充率填充率+空隙率

9、空隙率=1空隙率空隙率（P/ ）：）：堆積體積堆積體積（V0/）中中空隙體積空隙體積（VS）占的比例。占的比例。/000/00100%(1) 100%VVPV00V100%VD D三、三、 材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì) （一）親水性與憎水性（一）親水性與憎水性1.1.概念概念v親水性：材料能被水潤濕的性質(zhì)，如磚、混凝土等。v材料產(chǎn)生親水性的原因是因其與水接觸時，材料與水分子之間的親合力大于水分子之間的內(nèi)聚力所致。當材料與水接觸，材料與水分子之間的親合力小于水分子之間的內(nèi)聚力時，材料則表現(xiàn)為憎水性。憎水性材料如瀝青、石油等。v問題： 親水性材料與憎水性材料在實際工程中有何意義？當材料與水

10、接觸時，在材料、水、空氣三相的交界點，作沿當材料與水接觸時，在材料、水、空氣三相的交界點，作沿水滴表面的切線，此切線與材料和水接觸面的夾角水滴表面的切線，此切線與材料和水接觸面的夾角，稱為，稱為潤濕邊角潤濕邊角 。SSLLSSLL（a）（b） 材料的潤濕示意圖2. 潤濕邊角潤濕邊角材料被水濕潤的情況可用潤濕邊角來表示。（一）親水性與憎水性（一）親水性與憎水性3.3.親水性材料與憎水性材料親水性材料與憎水性材料用潤濕邊角用潤濕邊角來反映來反映v角愈小，表明材料愈易被水潤濕。角愈小，表明材料愈易被水潤濕。v當當 90時，材料表面吸附水，材料能被水潤濕而表時，材料表面吸附水，材料能被水潤濕而表現(xiàn)出親

11、水性，這種材料稱現(xiàn)出親水性，這種材料稱親水性材料親水性材料。v90時，材料表面不吸附水，此稱時，材料表面不吸附水，此稱憎水性材料憎水性材料。v當當=0時，表明材料完全被水潤濕。時，表明材料完全被水潤濕。v上述概念也適用于其它液體對固體的潤濕情況，相應(yīng)上述概念也適用于其它液體對固體的潤濕情況，相應(yīng)稱為親液材料和憎液材料。稱為親液材料和憎液材料。 SSLLSSLL（a）（b）SSLLSSLL（a）（b） 材料的潤濕示意圖（a）親水性材料；（b）憎水性材料材料的含水狀態(tài)材料的含水狀態(tài) 干燥狀態(tài)干燥狀態(tài) 氣干狀態(tài)氣干狀態(tài) 飽和面干狀態(tài)飽和面干狀態(tài) 濕潤狀態(tài)濕潤狀態(tài)（二）（二） 材料的吸水性與吸濕性材料

12、的吸水性與吸濕性1.吸水性吸水性( (Water Absorption) )v 材料在水中能吸收水分的性質(zhì)稱吸水性。材料的吸水性用吸水率(Ratio of Water Absorption)表示，有質(zhì)量吸水率與體積吸水率兩種表示方法。 （1）質(zhì)量吸水率）質(zhì)量吸水率v質(zhì)量吸水率是指材料在吸水飽和時，內(nèi)部所吸水分的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的百分率，用下式計算：%100ggbmmmmW式中式中 Wm材料的質(zhì)量吸水率（）；材料的質(zhì)量吸水率（）； mb材料在吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（材料在吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（g）；）； mg材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g） 材料的吸水率：材料的吸水率：花崗巖

13、的吸水率：0.5%0.7%；混凝土的吸水率：2%3%；粘土磚的吸水率：8%20%；木材的吸水率：可超過100%?；◢弾r1.吸水性吸水性 （2）體積吸水率）體積吸水率v體積吸水率是指材料在吸水飽和時，其內(nèi)部所吸水分的體積占干燥材料自然體積的百分率。用公式表示如下式中 wv材料的體積吸水率（）； V0干燥材料在自然狀態(tài)下的體積（cm3）； w水的密度（g/cm3）工程用建筑材料一般采用質(zhì)量吸水率，質(zhì)量吸水率與體積吸水率的關(guān)系%10010水VmmWgbv0mvWW材料的吸水性與其親水性、疏水性、孔隙率大小、孔隙特征有關(guān)。2.2.吸濕性吸濕性 v材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)稱為材料在潮濕空氣中吸收水

14、分的性質(zhì)稱為吸濕性吸濕性。v潮濕材料在干燥的空氣中也會放出水分，此稱潮濕材料在干燥的空氣中也會放出水分，此稱還濕性還濕性。v材料的吸濕性用含水率表示。材料的吸濕性用含水率表示。v含水率含水率系指材料內(nèi)部所含水的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的百分系指材料內(nèi)部所含水的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的百分率。用公式表示為率。用公式表示為%100ggshmmmW式中式中 Wh材料的含水率（）材料的含水率（） ms 一一材料含水時的質(zhì)量（）材料含水時的質(zhì)量（） mg 材料干燥至恒重時的質(zhì)量（）材料干燥至恒重時的質(zhì)量（） 材料的吸濕性隨空氣的濕度和環(huán)境溫度的變化而改變。材料的吸濕性隨空氣的濕度和環(huán)境溫度的變化而改變。 練習：練

15、習：含水率為含水率為10的的100g濕砂，其中干砂多少？濕砂，其中干砂多少？例：某立方體巖石試件，外形尺寸為50mm50mm50mm，測得其在絕干、自然狀態(tài)及吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量分別為325g，325.3g，326.1g，并測得該巖石的密度為2.68g/cm3。試求該巖石的體積吸水率、質(zhì)量含水率、絕干表觀密度、孔隙率。 %100干干含含mmmW00Vm%100)01 (%10000VVVP=1-2.6/2.68=2.98% 1.1/125=0.88%=0.3/325=0.092%=325/125=2.6 g/cm3%10010水干干濕水體VmmVVW解：V0555125cm3m含325.3gm

16、干325gm飽326.1g w1g/cm3解：因解：因m m干干=482g,m=482g,m飽飽=487g=487g，V=630-452=178cmV=630-452=178cm3 3Vo 178+5=183cm3 3例：巖石試件經(jīng)完全干燥后，其質(zhì)量為例：巖石試件經(jīng)完全干燥后，其質(zhì)量為482g，將放入盛有水，將放入盛有水的量筒中，經(jīng)一定時間巖石吸水飽和后，量筒的水面由原來的量筒中，經(jīng)一定時間巖石吸水飽和后，量筒的水面由原來的的452cm3 3上升至上升至630cm3 3。取出巖石，擦干表面水分后稱得。取出巖石，擦干表面水分后稱得質(zhì)量為質(zhì)量為487g。試求該巖石的密度、表觀密度及質(zhì)量吸水率？。試

17、求該巖石的密度、表觀密度及質(zhì)量吸水率？(假設(shè)巖石內(nèi)無封閉空隙假設(shè)巖石內(nèi)無封閉空隙)故：故：=m=m干干/V=482/178=2.71g/cm/V=482/178=2.71g/cm3 3 o o=m=m干干/V/Vo o=482/(178+5)=2.63g/cm=482/(178+5)=2.63g/cm3 3 Wm=(mWm=(m飽飽-m-m干干)/m)/m1 1100%100% =(487-482)/482 =(487-482)/482100%=1%100%=1%l思考題：思考題： 某工地所用卵石材料的密度為2.65g/cm3、表觀密度為2.61g/cm3、堆積密度為1680 kg/m3，計算

18、此石子的孔隙率與空隙率？（三）材料的耐水性（三）材料的耐水性(Water Resistance)v材料長期在水作用下不破壞，強度也不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性。材料的耐水性用軟化系數(shù)表示，如下式：式中: kR 材料的軟化系數(shù)； fb材料在飽水狀態(tài)下的抗壓強度（MPa）； fg材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強度（MPa）。 軟化系數(shù)軟化系數(shù)KR的大小表明材料在浸水飽和后強度降低的程度的大小表明材料在浸水飽和后強度降低的程度。一般來說，材料被水浸濕后，強度均會有所降低一般來說，材料被水浸濕后，強度均會有所降低。 kR小小耐水性差。耐水性差。gbRffkv材料耐水性限制了材料的使用環(huán)境，軟化系數(shù)小的材料耐水性

19、差，其使用環(huán)境尤其受到限制。軟化系數(shù)的波動范圍在0至1之間。v 工程中通常將0.850.85的材料稱為耐水性材料，可以用于水中或潮濕環(huán)境中的重要工程。用于一般受潮較輕或次要的工程部位時，材料軟化系數(shù)也不得小于小于0.750.75 。（三）材料的耐水性（三）材料的耐水性(Water Resistance)關(guān)于耐水性不正確的 。 A、有孔材料的耐水性用軟化系數(shù)表示 B、材料的軟化系數(shù)在01之間波動 C、軟化系數(shù)大于0.85的材料稱為耐水材料。 D、軟化系數(shù)小于0.85的材料稱為耐水材料。 E、軟化系數(shù)越大，材料吸水飽和后強度降低越多，耐水性越差 答案：DEv例：例： 某石材在氣干、絕干、水飽和情況

20、下測得的抗壓強度分別為174、178、165 MPa，求該石材的軟化系數(shù)，并判斷該石材可否用于水下工程。v解 該石材的軟化系數(shù)為:93.0178165gbRffK由于該石材的軟化系數(shù)為0.93，大于0.85，故該石材可用于水下工程。（四）材料的抗?jié)B性（四）材料的抗?jié)B性(penetration Resistance)v材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性，或稱不透水性。v材料的抗?jié)B性通常用滲透系數(shù)表示。v滲透系數(shù)的物理意義是：一定厚度的材料，在一定水壓力下，在單位時間內(nèi)透過單位面積的水量。用公式表示為式中 Ks材料的滲透系數(shù)（cm/h）； Q滲透水量（cm3）； d材料的厚度（cm）； A 滲水面

21、積（cm2）； t滲水時間（h）； H靜水壓力水頭（cm）。AtHQdks實質(zhì)上就是達西定律 Ks值愈大，表示材料滲透的水量愈多，即抗?jié)B性愈差。v 材料的抗?jié)B性也可用抗?jié)B等級表示?？?jié)B等級是以規(guī)定的試件、在標準試驗方法下所能承受的最大水壓力來確定，以符號Pn表示，其中n為該材料所能承受的最大水壓力的十倍的MPa數(shù)，如P4、P6、P8等分別表示材料能承受0.4、0.6、0.8MPa的水壓而不滲水。v 材料的抗?jié)B性與其孔隙率和孔隙特征有關(guān)。 （四）材料的抗?jié)B性（四）材料的抗?jié)B性(penetration Resistance) 我國現(xiàn)行抗?jié)B等級的確定，是以齡期為我國現(xiàn)行抗?jié)B等級的確定，是以齡期為28

22、d的圓臺體試件的圓臺體試件(高高150mm、底面直徑、底面直徑185mm、頂面直徑、頂面直徑175mm)來做抗?jié)B試來做抗?jié)B試驗，并定出抗?jié)B等級?？?jié)B圓柱體試件每組為六個，試驗時，驗，并定出抗?jié)B等級?？?jié)B圓柱體試件每組為六個，試驗時，當試件只有兩個試件表面開始發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象時的水壓力值當試件只有兩個試件表面開始發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象時的水壓力值(以以MPa計計)，就稱為該混凝土的抗?jié)B等級，用符號，就稱為該混凝土的抗?jié)B等級，用符號P來表示。來表示。 混混凝凝土土抗抗?jié)B滲儀儀混凝土的抗?jié)B等級混凝土的抗?jié)B等級劃分為劃分為P4、P6、P8、P10、P12等等五個等級。相應(yīng)表五個等級。相應(yīng)表示混凝土抗?jié)B試驗示混凝土抗

23、滲試驗時一組時一組6個試件中個試件中4個試件未出現(xiàn)滲個試件未出現(xiàn)滲水時的最大水壓力。水時的最大水壓力。 （四）材料的抗?jié)B性（四）材料的抗?jié)B性(penetration Resistance)（五）材料的抗凍性（五）材料的抗凍性（Frost ResistanceFrost Resistance）v 材料在水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，也不嚴重降低強度的性質(zhì)，稱為材料的抗凍性。 v材料的抗凍性用抗凍等級表示。v抗凍等級：抗凍等級：以規(guī)定的試件，在規(guī)定試驗條件下，測得其強度降低不超過規(guī)定值，并無明顯損壞和剝落時所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)。v用符號Fn表示，其中n即為最大凍融循環(huán)次數(shù)，如F2

24、5、F50等。v材料的抗凍等級可分為15、25、50、100、200等，分別表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的凍融循環(huán)。如混凝土抗凍等級如混凝土抗凍等級15是指所能承受的最大凍融次數(shù)是是指所能承受的最大凍融次數(shù)是15次次(在在-15的溫度凍結(jié)后，再在的溫度凍結(jié)后，再在20 的水中融化，為一次凍融循環(huán)的水中融化，為一次凍融循環(huán))，這時強度損失率不超過這時強度損失率不超過25，質(zhì)量損失不超過，質(zhì)量損失不超過5。 （五）材料的抗凍性（五）材料的抗凍性（Frost ResistanceFrost Resistance） 混凝土抗凍等級混凝土抗凍等級F15中的中的15是指是指(

25、 )。 A承受凍融的最大次數(shù)為承受凍融的最大次數(shù)為15次次 B凍結(jié)后在凍結(jié)后在15 的水中融化的水中融化 C最大凍融次數(shù)后強度損失率不超過最大凍融次數(shù)后強度損失率不超過15 D最大凍融次數(shù)后質(zhì)量損失率不超過最大凍融次數(shù)后質(zhì)量損失率不超過15 材料的抗凍性與材料的強度、孔結(jié)構(gòu)、耐水性和吸水飽和程度有關(guān)。 材料抗凍等級的選擇，是根據(jù)結(jié)構(gòu)物的種類、使用條件、氣候條件等來決定的。 A（五）材料的抗凍性（五）材料的抗凍性（Frost ResistanceFrost Resistance）v四、四、 材料的材料的熱熱工性工性質(zhì)質(zhì)v1. 1. 導熱性導熱性 當材料兩面存在溫度差時，熱量從材料一面通過材料傳導

26、至另一面的性質(zhì)，稱為材料的導熱性。導熱性用導熱系數(shù) 表示。導熱系數(shù)的定義和計算式如下所示：)(12ttFZQd式中導熱系數(shù)，（）；傳導的熱量，材料厚度，；熱傳導面積，m2一熱傳導時間，h；（t2-t1）材料兩面溫度差，K 在物理意義上，導熱系數(shù)為單位厚度(1m)的材料、兩面溫度差為1時、在單位時間(1s)內(nèi)通過單位面積(1)的熱量。四、四、 材料的熱工性質(zhì)材料的熱工性質(zhì) 幾種典型材料的熱工性質(zhì)指標材料材料導熱系數(shù)（導熱系數(shù)（w w（mKmK）比熱（比熱（J J（kgKkgK）鋼鋼58580.480.48花崗巖花崗巖3.493.490.920.92普通混凝土普通混凝土1.511.510.840.

27、84燒結(jié)普通磚燒結(jié)普通磚0.800.800.880.88松木（橫紋）松木（橫紋）0.170.17 0.350.352.722.72泡沫塑料泡沫塑料0.030.031.301.30冰冰2.202.202.052.05水水0.580.584.184.18靜止空氣靜止空氣0.0230.0231.001.00四、四、 材料的熱工性質(zhì)材料的熱工性質(zhì)Return 影響導熱系數(shù)的因素影響導熱系數(shù)的因素v無機材料的導熱系數(shù)大于有機材料；無機材料的導熱系數(shù)大于有機材料；v材料的孔隙率愈大材料的孔隙率愈大, ,即空氣愈多即空氣愈多, ,導熱系數(shù)愈小同導熱系數(shù)愈小同類材料的孔隙率是隨體積密度的件小而增大類材料的孔隙

28、率是隨體積密度的件小而增大, ,則則導熱系數(shù)隨體積密度的減小而減?。粚嵯禂?shù)隨體積密度的減小而減??；v導熱系數(shù)與孔隙形態(tài)特征的關(guān)系導熱系數(shù)與孔隙形態(tài)特征的關(guān)系, ,認為有微細而認為有微細而封閉孔隙組成的材料封閉孔隙組成的材料, ,導熱系數(shù)小導熱系數(shù)小, ,反之大；反之大；v材料的含水率增加材料的含水率增加, ,導熱系數(shù)也增加。導熱系數(shù)也增加。四、四、 材料的熱工性質(zhì)材料的熱工性質(zhì)v2. 2. 熱容量和比熱熱容量和比熱材料在受熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質(zhì)稱為材料的熱容量。單位質(zhì)量材料溫度升高或降低1所吸收或放出的熱量稱為熱容量系數(shù)或比熱。比熱的計算式如下所示：)(12ttmQC熱容量)四、

29、四、 材料的熱工性質(zhì)材料的熱工性質(zhì) 比熱是反映材料的吸熱和放熱能力的理量。不同材料的比熱不同，它對保持建筑物內(nèi)部溫度溫度有很大的意義，比熱大的材料，能在熱流變動或采暖設(shè)備供熱不均勻時，緩和室內(nèi)的溫度波動。Return五五. 材料的溫度材料的溫度變變形形vv材料的單向線膨脹量或線收縮量計算公式為：L =（t2 - t1） L式中L-線膨脹或線收縮量 （mm 或 cm）(t2-t1）-材料升（降）溫前后的溫度差（）-材料在常溫下的平均線膨脹系數(shù)() L-材料原來的長度（或）第二節(jié) 材料的力學性質(zhì) 一、材料的強度與等級（一）材料的強度（一）材料的強度 v材料在外力作用下抵抗破壞的能力，稱為材料的材料

30、的強度強度。v根據(jù)外力作用形式的不同，材料的強度有材料的強度有抗壓強抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度度、抗拉強度、抗彎強度及及抗剪強度抗剪強度等等，均以材料受外力破壞時單位面積上所承受的力的大小來表示。 材料的力學性質(zhì)系指材料在外力作用下的變形性和抵抗破壞的性質(zhì)。材料的強度分類及受外力作用示意圖材料的強度分類及受外力作用示意圖強度類別強度類別受力作用示意圖受力作用示意圖強度計算強度計算式式附注附注抗壓強度抗壓強度f fc c(MPa) (MPa) FF破壞荷載破壞荷載(N);(N);AA受荷面積受荷面積(mm(mm2 2););ll跨度跨度(mm);(mm);bb斷面寬度斷面寬度(mm);(mm)

31、;hh斷面高度斷面高度(mm)(mm)抗拉強度抗拉強度f ft t(MPa)(MPa)抗剪強度抗剪強度f fv v(MPa)(MPa)抗彎強度抗彎強度f ftmtm(MPa)(MPa)AFftAFfcAFfv223bhFlftm（一）材料的強度（一）材料的強度（二）材料的等級（二）材料的等級v建筑材料常按其強度值的大小劃分為若干個等級。如：v燒結(jié)普通磚按抗壓強度分為六個等級：Mu30、 Mu25、 Mu20、 Mu15、 Mu10、 Mu7.5；v硅酸鹽水泥按抗壓和抗折強度分為6個等級：42.5、52.5、62.5、 42.5R、52.5R、62.5R；v普通混凝土按其抗壓強度分為十四個等級：

32、C15、C20、C80等v碳素結(jié)構(gòu)鋼按其抗拉強度分為五個等級，如Q235等等。 （三）材料的比強度（三）材料的比強度 比強度是按單位質(zhì)量計算的材料強度，其值等于材料強度與其表觀密度之比。 對于不同強度的材料進行比較，可采用比強度這個指標。 比強度是衡量材料輕質(zhì)高強性能的重要指標，優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料，必須具有較高的比強度。TGF材料材料表觀密度表觀密度（g/cmg/cm3 3）強度（強度（MPaMPa）比強度比強度低碳鋼低碳鋼785078504204200.0540.054普通混凝土（抗壓）普通混凝土（抗壓）2400240040400.0170.017松木（順紋、抗拉）松木（順紋、抗拉）500500

33、1001000.2000.200玻璃鋼玻璃鋼200020004504500.2250.225燒結(jié)普通磚（抗壓）燒結(jié)普通磚（抗壓）1700170010100.0060.006（四）材料的彈性與塑性（四）材料的彈性與塑性彈性：外力變形卸外力變形完全恢復材料的彈性用彈性模量表示塑性：外力變形卸外力變形不完全恢復材料的彈性變形曲線材料的彈性變形曲線彈性變形：彈性變形：可完全恢復的變形可完全恢復的變形塑性變形：塑性變形：不能恢復的變形不能恢復的變形材料的彈塑性變形曲線材料的彈塑性變形曲線 軟鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線砼的應(yīng)力應(yīng)變曲線 v（五）材料的脆性與韌性（五）材料的脆性與韌性v脆性：材料在外力作用下至破壞前無

34、明脆性：材料在外力作用下至破壞前無明顯塑性變形而突然破壞的性質(zhì)。脆性材顯塑性變形而突然破壞的性質(zhì)。脆性材料抗動載能力差，但抗壓強度高。如磚、料抗動載能力差，但抗壓強度高。如磚、混凝土、玻璃等?；炷痢⒉ＡУ?。v韌性：在沖擊、振動荷載作用下，材料韌性：在沖擊、振動荷載作用下，材料能承受很大變形也不致破壞的性能。如能承受很大變形也不致破壞的性能。如鋼材、木材等。鋼材、木材等。v（六）（六）硬度和耐磨性硬度和耐磨性 1.硬度 材料的硬度是材料表面的堅硬程度，是抵抗其它硬物。通常用刻劃法，回彈法和壓入法測定材料的硬度。 刻劃法用于天然礦物硬度的劃分，按滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、長石、石英、黃晶

35、、剛玉、金剛石的順序，分為個硬度等級。v回彈法用于測定混凝土表面硬度，并間接推算混凝土的強度；也用于測定陶瓷、磚。砂漿、塑料、橡膠、金屬等的表面硬度并間接推算其強度。1.硬度硬度 原理：回彈儀的原理：回彈儀的彈擊錘被一定的彈力彈擊錘被一定的彈力打擊在混凝土表面上，打擊在混凝土表面上，其回彈高度（其回彈高度（ 通過回通過回彈儀讀得回彈值）與彈儀讀得回彈值）與混凝土表面硬度成一混凝土表面硬度成一定的比例關(guān)系。定的比例關(guān)系。回彈儀回彈儀2.耐磨性 耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力。材料的耐磨性用磨耗率表示，計算公式如下：AmmG21式中式中 G-G-材料的磨耗率，材料的磨耗率， （g/cmg/cm2 2）m m1 1 - -材料磨損前的質(zhì)量，（材料磨損前的質(zhì)量，（g g）m m2 2-材料磨損后的質(zhì)量，（材料磨損后的質(zhì)量，（g g）A-A-