最新-1建筑材料的基本性質(zhì)-課件

第一章建筑材料的基本性質(zhì)材料是構(gòu)成土木工程建筑物的物質(zhì)基礎(chǔ)。直接關(guān)系建筑物的安全性、功能性以及使用壽命和經(jīng)濟(jì)成本。一般來說，材料的性質(zhì)可分為四個(gè)方面：第一章建筑材料的基本性質(zhì)材料是構(gòu)成土木工程建筑物1

(1)物理性質(zhì)包括表示材料物理狀態(tài)特征及與各種物理過程有關(guān)的性質(zhì)。(2)力學(xué)性質(zhì)指材料在應(yīng)力作用下,有關(guān)抵抗破壞和變形的能力的性質(zhì)。(3)化學(xué)性質(zhì)指材料發(fā)生化學(xué)變化的能力及抵抗化學(xué)腐蝕的穩(wěn)定性。(4)耐久性指材料在使用過程中能長(zhǎng)久保持其原有性質(zhì)的能力。

(1)物理性質(zhì)包括表示材料物理狀態(tài)特征及與各種物理過程有2第一節(jié)材料的物理性質(zhì)一、與質(zhì)量和體積有關(guān)的性質(zhì)二、與水有關(guān)的性質(zhì)三、與熱有關(guān)的性質(zhì)第一節(jié)材料的物理性質(zhì)一、與質(zhì)量和體積有關(guān)的性質(zhì)3任何材料均有質(zhì)量和體積，材料根據(jù)形狀可分為：塊狀材料，如：磚、石塊、混凝土散狀材料，如：水泥、砂、石子等一、與質(zhì)量和體積有關(guān)的性質(zhì)常壓下吸不到水，但當(dāng)水壓力較大時(shí)，水可通過材料內(nèi)部的毛細(xì)通道進(jìn)入其中。可見，材料的質(zhì)量是相對(duì)確定的，但體積有多種，因而出現(xiàn)了以下幾種密度。任何材料均有質(zhì)量和體積，材料根據(jù)形狀可分為：一、與質(zhì)量和體積4（一）材料的體積組成1.材料絕對(duì)密實(shí)體積V2.材料的孔體積Vp，分為開孔體積VK和閉孔體積VB3.材料在自然狀態(tài)下的體積V0V0=V+VpVp=VK+VB可見，材料的質(zhì)量是相對(duì)確定的，但體積有多種，因而出現(xiàn)了以下幾種密度（一）材料的體積組成1.材料絕對(duì)密實(shí)體積V可見，材料51.密度（二）、材料的密度、表觀密度和堆積密度(1)定義：密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。(2)計(jì)算公式：(3)測(cè)定方法：磨細(xì)、烘干、稱量、排液法測(cè)體積。（g/cm3）1.密度（二）、材料的密度、表觀密度和堆積密度(1)定義：密62.視密度(1)定義：包括閉口孔隙在內(nèi)的單位體積的質(zhì)量。(2)計(jì)算公式：(3)適用范圍及測(cè)定方法：已經(jīng)是粒狀的材料，如：砂、石子、水泥等,不再磨細(xì)，直接用排水法測(cè)定其體積。（g/cm3）2.視密度(1)定義：包括閉口孔隙在內(nèi)的單位體積的質(zhì)量。(273.表觀密度(1)定義：自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。(2)計(jì)算公式：(3)測(cè)定方法：規(guī)則材料,測(cè)量外形尺寸，計(jì)算體積;不規(guī)則材料表面封蠟，排水法測(cè)體積。(g/cm3）3.表觀密度(1)定義：自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。(2)計(jì)算84.堆積密度(1)定義：散粒狀或粉狀材料，在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。(2)計(jì)算公式：（kg/m3）4.堆積密度(1)定義：散粒狀或粉狀材料，在自然堆積狀態(tài)下單9反映塊狀材料密實(shí)程度的兩個(gè)指標(biāo)密實(shí)度和孔隙率1.密實(shí)度（三）、密實(shí)度與孔隙率、填充率與孔隙率（1）定義：密實(shí)度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí)的程度，即材料的絕對(duì)密實(shí)體積與總體積之比。(2)計(jì)算公式：凡含空隙的固體材料的密度均小于1。反映塊狀材料密實(shí)程度的兩個(gè)指標(biāo)密實(shí)度和孔隙率1.密實(shí)度（三）10顯然，D+P=1。2.孔隙率P（1）定義：孔隙率是指材料內(nèi)部空隙（開口的和閉口的）體積所占總體積的比例(2)計(jì)算公式：顯然，D+P=1。2.孔隙率P（1）定義：孔隙率是指材料內(nèi)部11反映散狀材料填充程度和空隙率的指標(biāo)：填充率空隙率3.填充率D'（1）定義：填充率是指顆粒材料的堆積體積中，顆粒體積所占總體積的百分率，它反應(yīng)了被顆粒所填充的程度(2)計(jì)算公式：反映散狀材料填充程度和空隙率的指標(biāo)：填充率空隙率3.填充率124.空隙率P'（1）定義：空隙率是指顆粒材料的堆積體積內(nèi)，顆粒之間的空隙體積占總體積的百分率。(2)計(jì)算公式：4.空隙率P'（1）定義：空隙率是指顆粒材料的堆積體積內(nèi)，(131.親水性與憎水性二、與水有關(guān)的性質(zhì)親水性：θ≤90°憎水性：90°<θ<180°親水性憎水性潤(rùn)濕角潤(rùn)濕角1.親水性與憎水性二、與水有關(guān)的性質(zhì)親水性憎水性潤(rùn)濕角潤(rùn)濕角142.吸水性

材料在水中吸收水分的能力，取決于材料的親水性和憎水性及孔隙率和孔隙特征。有兩種表示方法：(1)質(zhì)量吸水率材料所吸收的水分的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的分?jǐn)?shù)。計(jì)算公式：2.吸水性材料在水中吸收水分的能力，取決于材料的親15

(2)體積吸水率

指材料體積內(nèi)被水充實(shí)的程度，即材料吸收水分的體積占干燥材料自然體積的百分?jǐn)?shù)。計(jì)算公式：質(zhì)量吸水率與體積吸水率的關(guān)系為一般情況下都有質(zhì)量吸水率來表示材料的吸水性，但是輕質(zhì)、吸水率強(qiáng)的材料其質(zhì)量吸水率常大于100%,而采用體積吸水率表示。思考：吸水率與材料的空隙特征的關(guān)系？一般情況下都有質(zhì)量吸水率來表示材料的吸水性，但是輕質(zhì)163.吸濕性材料在潮濕的空氣中吸收水分的性質(zhì),稱為吸濕性。用含水率表，含水率是指材料內(nèi)部所含水質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。計(jì)算式為：影響材料吸濕性的因素有：(1)自身的特性(親水性、孔隙率和孔隙特征)。(2)周圍環(huán)境條件的影響，氣溫越低，相對(duì)濕度越大，材料的含水率就越大。(3)材料最終達(dá)到與環(huán)境濕度保持相對(duì)平衡時(shí)的含水率，稱為平衡含水率。3.吸濕性材料在潮濕的空氣中吸收水分的性質(zhì),稱為吸濕性。用174.耐水性材料長(zhǎng)期在飽和水作用下而不破壞,強(qiáng)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：軟化系數(shù)一般在0～1間波動(dòng)，其值越小，材料耐水性越差。軟化系數(shù)大于0.85的材料，通?？梢哉J(rèn)為是耐水材料。材料的耐水性主要取決于其組成成分在水中的溶解度和材料內(nèi)部開口孔隙率的大小。4.耐水性材料長(zhǎng)期在飽和水作用下而不破壞,強(qiáng)度也不顯著185.抗?jié)B性材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性(不透水性)。材料的抗?jié)B性可用抗?jié)B等級(jí)Pn表示:抗?jié)B等級(jí)n是指材料在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法下進(jìn)行透水試驗(yàn),所能承受的最大水壓力的10倍數(shù)。P越大,材料的抗?jié)B性越好。影響材料抗?jié)B性的因素：與材料的親水性有關(guān)，更取決于材料的孔隙率及孔隙特征?？紫堵屎苄《沂欠忾]孔隙的材料具有較高的抗?jié)B性。5.抗?jié)B性材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性(不透水性)。196.抗凍性材料在吸水飽和狀態(tài)下，材料抵抗凍融循環(huán)而不破壞，也不顯著降低強(qiáng)度的性質(zhì)，稱為抗凍性。（1）凍融循環(huán)：通常采用-15℃的溫度凍結(jié)后，再在20℃的水中融化的過程。(2)凍融循環(huán)破壞的原因：材料有孔隙，孔隙中的水在結(jié)冰時(shí)體積膨脹9%，產(chǎn)生強(qiáng)大的凍脹應(yīng)力。(3)凍融循環(huán)試驗(yàn)破壞的判定：以質(zhì)量損失超過5%，或強(qiáng)度下降超過25%。6.抗凍性材料在吸水飽和狀態(tài)下，材料抵抗凍融循環(huán)而不破壞，20(4)抗凍等級(jí)：破壞前所能經(jīng)受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來確定。用符號(hào)“Fn”和最大凍融循環(huán)次數(shù)表示。如F15、F15、F50、F100等。(5)影響材料抗凍性的因素:a.材料的強(qiáng)度b.材料的孔隙率及孔隙特征最新-1建筑材料的基本性質(zhì)-課件211.導(dǎo)熱性三、與熱有關(guān)的性質(zhì)材料傳導(dǎo)熱量的能力稱為導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱性的大小用導(dǎo)熱系數(shù)λ表示:顯然，導(dǎo)熱系數(shù)越小，材料的隔熱性能越好。材料的導(dǎo)熱系數(shù)決定于：(1)材料的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造；(2)孔隙率與孔隙特征、含水狀況導(dǎo)熱時(shí)的溫度。1.導(dǎo)熱性三、與熱有關(guān)的性質(zhì)材料傳導(dǎo)熱量的能力稱為導(dǎo)熱性。222.熱容量材料加熱時(shí)吸收熱量,冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)稱為熱容量。熱容量的大小用比熱容來表示。比熱容在數(shù)值上等于1g材料，溫度升高或降低1K時(shí)所吸收或放出的能量Q。工程中應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)小、熱容大的材料。可以節(jié)約能耗并長(zhǎng)時(shí)間地保持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定。2.熱容量材料加熱時(shí)吸收熱量,冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)稱為熱容233.耐火性耐火性是指材料在高熱或火的作用下，保持其原有性質(zhì)而不損壞的性能，用耐火度表示。根據(jù)耐火度的不同，可分為三類：（1）耐火材料，耐火度≥1580℃（2）難熔材料，耐火度1350℃～1580℃（3）易熔材料，耐火度≤1350℃3.耐火性耐火性是指材料在高熱或火的作用下，保持其原有性質(zhì)244.耐燃性耐燃性是指材料能夠經(jīng)受火焰和高溫的作用而不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性能，是影響建筑物防火、結(jié)構(gòu)耐火等級(jí)的重要因素。根據(jù)材料的耐燃性可分為四類：（1）不燃材料，混凝土，石材等（2）難燃材料，瀝青混凝土（3）可燃材料，木材，瀝青等（4）易燃材料，纖維植物4.耐燃性耐燃性是指材料能夠經(jīng)受火焰和高溫的作用而不破壞，255.溫度變形溫度變形是指材料在溫度變化時(shí)產(chǎn)生體積變化，多數(shù)的材料在溫度升高時(shí)體積膨脹，溫度下降時(shí)體積收縮。用線膨脹系數(shù)α來表示5.溫度變形溫度變形是指材料在溫度變化時(shí)產(chǎn)生體積變26第二節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)一、理論強(qiáng)度二、強(qiáng)度、比強(qiáng)度三、材料的變形性質(zhì)

材料的力學(xué)性質(zhì)，主要是指在外力（荷載）作用下抵抗破壞的能力和變形的有關(guān)性質(zhì)。第二節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)一、理論強(qiáng)度材料的力學(xué)性質(zhì)，主27一、理論強(qiáng)度固體材料的強(qiáng)度主要取決于結(jié)構(gòu)質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力。理論上來說，材料受外力作用后破壞主要是由于拉力造成質(zhì)點(diǎn)間的斷裂，或者是剪力造成質(zhì)點(diǎn)間的滑移。材料的理論強(qiáng)度一般都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際強(qiáng)度。一、理論強(qiáng)度固體材料的強(qiáng)度主要取決于結(jié)構(gòu)質(zhì)點(diǎn)間的相互28材料受外力作用示意圖二、強(qiáng)度、比強(qiáng)度（一）強(qiáng)度材料抵抗外力作用下破壞的性能稱為強(qiáng)度。以單位面積上所能承受的荷載大小衡量。根據(jù)外力作用方式的不同，材料強(qiáng)度有抗拉、抗壓、抗剪和抗彎(抗折)強(qiáng)度。材料受外力作用示意圖二、強(qiáng)度、比強(qiáng)度（一）強(qiáng)度材料抵29

材料的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度的計(jì)算式為：

式中：f——材料的抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度，MPaF——材料承受的最大荷載，ＮA——材料的受力面積，mm2材料的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度的計(jì)算式為：式中：f——材料30式中：f——材料的抗彎(折)強(qiáng)度，MPaF——材料承受的最大荷載，ＮL——兩支點(diǎn)之間的距離，mmb——材料受力截面的寬度，mmh——材料受力截面的高度，mm

材料的抗彎強(qiáng)度的計(jì)算式為：式中：f——材料的抗彎(折)強(qiáng)度，MPa材料的抗彎強(qiáng)度的31影響材料強(qiáng)度的主要因素：(1)材料的組成與結(jié)構(gòu);(2)試件尺寸的大小;(3)試驗(yàn)環(huán)境與方法。影響材料強(qiáng)度的主要因素：32強(qiáng)度等級(jí)、標(biāo)號(hào)

為便于合理使用材料，對(duì)于以強(qiáng)度為主要指標(biāo)的材料，通常按材料強(qiáng)度值的高低劃分為成若干等級(jí)，稱為材料的強(qiáng)度等級(jí)或標(biāo)號(hào)。脆性材料主要以抗壓強(qiáng)度來劃分，塑性材料和韌性材料主要以抗拉強(qiáng)度來劃分。強(qiáng)度等級(jí)、標(biāo)號(hào)為便于合理使用材料，對(duì)于以強(qiáng)度為主要指33

比強(qiáng)度指單位體積質(zhì)量材料所具有的強(qiáng)度，即材料的強(qiáng)度與其表觀密度的比值（f/ρ0），是衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)特性的技術(shù)指標(biāo)。（二）比強(qiáng)度比強(qiáng)度指單位體積質(zhì)量材料所具有的強(qiáng)度，即材34（一）、彈性與塑性

彈性指外力作用下產(chǎn)生變形，外力消失后，能完全恢復(fù)到原來的形狀。彈性變形大小與所受應(yīng)力的大小成正比。所受應(yīng)力與應(yīng)變的比值稱為彈性模量，用E表示：三、材料的變形性質(zhì)1.彈性與彈性變形（一）、彈性與塑性三、材料的變形性質(zhì)1.彈性與彈性變形352.塑性與塑性變形外力作用下產(chǎn)生變形，外力取消后，不能恢復(fù)的變形為塑性變形。3.彈塑性材料純彈性和純塑性材料并不存在。如鋼材。隨著應(yīng)力的增大，分別呈彈性、塑性、彈塑性。2.塑性與塑性變形外力作用下產(chǎn)生變形，外力取消后，不36（二）、脆性與韌性1.脆性材料在外力作用下，無明顯塑性變形而發(fā)生突然破壞。如：天然石材、磚、玻璃、普通混凝土。力學(xué)特點(diǎn)：抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于抗拉強(qiáng)度，不宜承受振動(dòng)和沖擊荷載。（二）、脆性與韌性1.脆性372.韌性材料在振動(dòng)和沖擊荷載作用下，能吸收較大的能量，產(chǎn)生一定的變形，而不致破壞的性能。如：木材、建筑鋼材、瀝青混合料等。力學(xué)特點(diǎn)：抗拉強(qiáng)度接近或高于抗壓強(qiáng)度。2.韌性38（三）、硬度與耐磨性1.硬度硬度指材料表面抵抗其他硬物壓入或刻劃的能力。（1）非金屬材料的硬度用摩氏硬度表示。摩氏硬度：用系列標(biāo)準(zhǔn)硬度的礦物對(duì)材料進(jìn)行劃擦，根據(jù)劃痕確定硬度等級(jí)。（2）金屬材料的硬度等級(jí)用壓入法測(cè)定，主要有布氏硬度法、洛氏硬度法（三）、硬度與耐磨性1.硬度39布氏硬度法：是以淬火鋼珠壓入材料表面產(chǎn)生的球形凹痕單位面積上所受的壓力來表示。洛氏硬度法：是用金剛石圓錐或淬火的鋼球制成壓頭壓入材料表面，以壓痕的

深度來表示。布氏硬度法：是以淬火鋼珠壓入材料表面產(chǎn)生402.耐磨性耐磨性指材料表面抵抗磨損的能力。常以磨損率衡量，用G表示耐磨性與材料的組成結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、材料強(qiáng)度和硬度等有關(guān)。2.耐磨性耐磨性與材料的組成結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、材料強(qiáng)度和硬41第三節(jié)材料的耐久性定義：材料在長(zhǎng)期使用的過程中，能夠抵抗環(huán)境的破壞作用，并保持原有性質(zhì)不變、不破壞的一項(xiàng)綜合性質(zhì)。包括：1.抗凍性抵抗凍融循環(huán)的能力2.抗?jié)B性抵抗水等侵蝕性液體及CO2等氣體向材料內(nèi)部滲透的能力第三節(jié)材料的耐久性定義：材料在長(zhǎng)期使用的過程中，能夠抵抗環(huán)423.抗風(fēng)化性抵抗物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化、生物風(fēng)化的能力4.抗老化性能材料在大氣、陽光、水份等綜合作用下性能的降低5.抗腐蝕性化學(xué)腐蝕，如酸堿鹽類水溶液；生物腐蝕，如菌類、昆蟲的侵害材料的耐久性直接關(guān)系到建筑物的安全性和經(jīng)濟(jì)性，已成為建筑設(shè)計(jì)中首要考慮的指標(biāo)。3.抗風(fēng)化性抵抗物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化、生物風(fēng)化的能力431.化學(xué)組成

化學(xué)組成即化學(xué)成分，是構(gòu)成材料的化學(xué)元素及化合物的種類和數(shù)量，決定材料化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)的主要因素。第四節(jié)材料的組成、結(jié)構(gòu)、

構(gòu)造與性質(zhì)一材料的組成1.化學(xué)組成第四節(jié)材料的組成、結(jié)構(gòu)、

構(gòu)造與性質(zhì)一材料的44含碳量C%1硬度抗拉強(qiáng)度斷面收縮率伸長(zhǎng)率沖擊韌性例：化學(xué)元素碳對(duì)鋼材性質(zhì)的影響如下圖：1.4含碳量C%1硬度抗拉強(qiáng)度斷面收縮率伸長(zhǎng)率沖擊韌性例：化學(xué)元素45

2.礦物組成許多無機(jī)非金屬材料都是由各種礦物組成的。相同的化學(xué)成分組成的材料，不同礦物的礦物成分，材料的性質(zhì)也是不同的。例如：硅酸鹽水泥熟料中，鋁酸三鈣、硅酸三鈣、硅酸二鈣和鐵鋁酸四鈣的性能都是不同的；

2.礦物組成463.相組成

系統(tǒng)：把一種或一組從周圍環(huán)境中被想象地孤立起來的物質(zhì)稱為系統(tǒng)。相：把系統(tǒng)中一切具有相同組成、相同物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的均勻部分的總和稱為相。材料內(nèi)部，特別是固體相和結(jié)構(gòu)特征直接決定材料的力學(xué)性能。3.相組成47二材料的結(jié)構(gòu)1.微觀結(jié)構(gòu)電子顯微鏡X射線衍射等技術(shù)手段等觀察（1）晶體具有特定的幾何外形和固定的熔點(diǎn)，（2）非晶體沒有固定的幾何外形和熔點(diǎn)，穩(wěn)定性差2.亞微觀結(jié)構(gòu)光學(xué)顯微鏡3.宏觀結(jié)構(gòu)肉眼觀察二材料的結(jié)構(gòu)48三材料的內(nèi)部空隙與性質(zhì)1.內(nèi)部空隙的來源與產(chǎn)生(1)水分子的占據(jù)作用。建筑材料加水拌和,用水量通常超過理論上的用水量,多余的水分占據(jù)的空間即為孔隙。(2)外加的發(fā)泡劑的作用。如生產(chǎn)加氣混泥土等的各種發(fā)泡劑,可在材料中形成大量的孔隙。三材料的內(nèi)部空隙與性質(zhì)49(3)火山爆發(fā)作用?；鹕奖l(fā)時(shí),噴到空中的巖漿,冷卻后在巖石中形成大量的孔隙。(4)焙燒作用。材料中摻入的可燃材料在高溫下燃燒掉而形成孔隙；由于某些成分的作用產(chǎn)生氣體而形成孔隙(3)火山爆發(fā)作用?；鹕奖l(fā)時(shí),噴到空中的巖漿,冷卻后在巖50

(1)

按大小.

微細(xì)孔隙（對(duì)于無機(jī)非金屬材料而言,＜20nm的為無害孔隙）、毛細(xì)孔隙、較粗大孔隙、大孔

(2)按形狀.

球形、片狀（裂紋）、管狀、尖角狀

(3)按常壓進(jìn)水與否.

開口孔隙：對(duì)性能影響較大閉口孔隙：水壓較高時(shí)，水分也可進(jìn)入2.孔隙的分類(1)按大小.2.孔隙的分類51(1)材料受力的有效面積減小,強(qiáng)度降低。（2）材料的表觀密度減小。(3)導(dǎo)熱系數(shù)和熱容減小。(4)透氣性,透水性,吸水性變大。(5)對(duì)抗凍性、抗?jié)B性,要視孔隙大小和形態(tài)而定,有一些能提高抗凍性、抗?jié)B性。(6)吸聲性、吸濕性、吸水性增強(qiáng)。3.孔隙對(duì)于材料性質(zhì)的影響(孔隙增多)(1)材料受力的有效面積減小,強(qiáng)度降低。3.孔隙對(duì)52第一章建筑材料的基本性質(zhì)材料是構(gòu)成土木工程建筑物的物質(zhì)基礎(chǔ)。直接關(guān)系建筑物的安全性、功能性以及使用壽命和經(jīng)濟(jì)成本。一般來說，材料的性質(zhì)可分為四個(gè)方面：第一章建筑材料的基本性質(zhì)材料是構(gòu)成土木工程建筑物53

(1)物理性質(zhì)包括表示材料物理狀態(tài)特征及與各種物理過程有關(guān)的性質(zhì)。(2)力學(xué)性質(zhì)指材料在應(yīng)力作用下,有關(guān)抵抗破壞和變形的能力的性質(zhì)。(3)化學(xué)性質(zhì)指材料發(fā)生化學(xué)變化的能力及抵抗化學(xué)腐蝕的穩(wěn)定性。(4)耐久性指材料在使用過程中能長(zhǎng)久保持其原有性質(zhì)的能力。

(1)物理性質(zhì)包括表示材料物理狀態(tài)特征及與各種物理過程有54第一節(jié)材料的物理性質(zhì)一、與質(zhì)量和體積有關(guān)的性質(zhì)二、與水有關(guān)的性質(zhì)三、與熱有關(guān)的性質(zhì)第一節(jié)材料的物理性質(zhì)一、與質(zhì)量和體積有關(guān)的性質(zhì)55任何材料均有質(zhì)量和體積，材料根據(jù)形狀可分為：塊狀材料，如：磚、石塊、混凝土散狀材料，如：水泥、砂、石子等一、與質(zhì)量和體積有關(guān)的性質(zhì)常壓下吸不到水，但當(dāng)水壓力較大時(shí)，水可通過材料內(nèi)部的毛細(xì)通道進(jìn)入其中。可見，材料的質(zhì)量是相對(duì)確定的，但體積有多種，因而出現(xiàn)了以下幾種密度。任何材料均有質(zhì)量和體積，材料根據(jù)形狀可分為：一、與質(zhì)量和體積56（一）材料的體積組成1.材料絕對(duì)密實(shí)體積V2.材料的孔體積Vp，分為開孔體積VK和閉孔體積VB3.材料在自然狀態(tài)下的體積V0V0=V+VpVp=VK+VB可見，材料的質(zhì)量是相對(duì)確定的，但體積有多種，因而出現(xiàn)了以下幾種密度（一）材料的體積組成1.材料絕對(duì)密實(shí)體積V可見，材料571.密度（二）、材料的密度、表觀密度和堆積密度(1)定義：密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。(2)計(jì)算公式：(3)測(cè)定方法：磨細(xì)、烘干、稱量、排液法測(cè)體積。（g/cm3）1.密度（二）、材料的密度、表觀密度和堆積密度(1)定義：密582.視密度(1)定義：包括閉口孔隙在內(nèi)的單位體積的質(zhì)量。(2)計(jì)算公式：(3)適用范圍及測(cè)定方法：已經(jīng)是粒狀的材料，如：砂、石子、水泥等,不再磨細(xì)，直接用排水法測(cè)定其體積。（g/cm3）2.視密度(1)定義：包括閉口孔隙在內(nèi)的單位體積的質(zhì)量。(2593.表觀密度(1)定義：自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。(2)計(jì)算公式：(3)測(cè)定方法：規(guī)則材料,測(cè)量外形尺寸，計(jì)算體積;不規(guī)則材料表面封蠟，排水法測(cè)體積。(g/cm3）3.表觀密度(1)定義：自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。(2)計(jì)算604.堆積密度(1)定義：散粒狀或粉狀材料，在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。(2)計(jì)算公式：（kg/m3）4.堆積密度(1)定義：散粒狀或粉狀材料，在自然堆積狀態(tài)下單61反映塊狀材料密實(shí)程度的兩個(gè)指標(biāo)密實(shí)度和孔隙率1.密實(shí)度（三）、密實(shí)度與孔隙率、填充率與孔隙率（1）定義：密實(shí)度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí)的程度，即材料的絕對(duì)密實(shí)體積與總體積之比。(2)計(jì)算公式：凡含空隙的固體材料的密度均小于1。反映塊狀材料密實(shí)程度的兩個(gè)指標(biāo)密實(shí)度和孔隙率1.密實(shí)度（三）62顯然，D+P=1。2.孔隙率P（1）定義：孔隙率是指材料內(nèi)部空隙（開口的和閉口的）體積所占總體積的比例(2)計(jì)算公式：顯然，D+P=1。2.孔隙率P（1）定義：孔隙率是指材料內(nèi)部63反映散狀材料填充程度和空隙率的指標(biāo)：填充率空隙率3.填充率D'（1）定義：填充率是指顆粒材料的堆積體積中，顆粒體積所占總體積的百分率，它反應(yīng)了被顆粒所填充的程度(2)計(jì)算公式：反映散狀材料填充程度和空隙率的指標(biāo)：填充率空隙率3.填充率644.空隙率P'（1）定義：空隙率是指顆粒材料的堆積體積內(nèi)，顆粒之間的空隙體積占總體積的百分率。(2)計(jì)算公式：4.空隙率P'（1）定義：空隙率是指顆粒材料的堆積體積內(nèi)，(651.親水性與憎水性二、與水有關(guān)的性質(zhì)親水性：θ≤90°憎水性：90°<θ<180°親水性憎水性潤(rùn)濕角潤(rùn)濕角1.親水性與憎水性二、與水有關(guān)的性質(zhì)親水性憎水性潤(rùn)濕角潤(rùn)濕角662.吸水性

材料在水中吸收水分的能力，取決于材料的親水性和憎水性及孔隙率和孔隙特征。有兩種表示方法：(1)質(zhì)量吸水率材料所吸收的水分的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的分?jǐn)?shù)。計(jì)算公式：2.吸水性材料在水中吸收水分的能力，取決于材料的親67

(2)體積吸水率

指材料體積內(nèi)被水充實(shí)的程度，即材料吸收水分的體積占干燥材料自然體積的百分?jǐn)?shù)。計(jì)算公式：質(zhì)量吸水率與體積吸水率的關(guān)系為一般情況下都有質(zhì)量吸水率來表示材料的吸水性，但是輕質(zhì)、吸水率強(qiáng)的材料其質(zhì)量吸水率常大于100%,而采用體積吸水率表示。思考：吸水率與材料的空隙特征的關(guān)系？一般情況下都有質(zhì)量吸水率來表示材料的吸水性，但是輕質(zhì)683.吸濕性材料在潮濕的空氣中吸收水分的性質(zhì),稱為吸濕性。用含水率表，含水率是指材料內(nèi)部所含水質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。計(jì)算式為：影響材料吸濕性的因素有：(1)自身的特性(親水性、孔隙率和孔隙特征)。(2)周圍環(huán)境條件的影響，氣溫越低，相對(duì)濕度越大，材料的含水率就越大。(3)材料最終達(dá)到與環(huán)境濕度保持相對(duì)平衡時(shí)的含水率，稱為平衡含水率。3.吸濕性材料在潮濕的空氣中吸收水分的性質(zhì),稱為吸濕性。用694.耐水性材料長(zhǎng)期在飽和水作用下而不破壞,強(qiáng)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：軟化系數(shù)一般在0～1間波動(dòng)，其值越小，材料耐水性越差。軟化系數(shù)大于0.85的材料，通常可以認(rèn)為是耐水材料。材料的耐水性主要取決于其組成成分在水中的溶解度和材料內(nèi)部開口孔隙率的大小。4.耐水性材料長(zhǎng)期在飽和水作用下而不破壞,強(qiáng)度也不顯著705.抗?jié)B性材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性(不透水性)。材料的抗?jié)B性可用抗?jié)B等級(jí)Pn表示:抗?jié)B等級(jí)n是指材料在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法下進(jìn)行透水試驗(yàn),所能承受的最大水壓力的10倍數(shù)。P越大,材料的抗?jié)B性越好。影響材料抗?jié)B性的因素：與材料的親水性有關(guān)，更取決于材料的孔隙率及孔隙特征。孔隙率很小而且是封閉孔隙的材料具有較高的抗?jié)B性。5.抗?jié)B性材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性(不透水性)。716.抗凍性材料在吸水飽和狀態(tài)下，材料抵抗凍融循環(huán)而不破壞，也不顯著降低強(qiáng)度的性質(zhì)，稱為抗凍性。（1）凍融循環(huán)：通常采用-15℃的溫度凍結(jié)后，再在20℃的水中融化的過程。(2)凍融循環(huán)破壞的原因：材料有孔隙，孔隙中的水在結(jié)冰時(shí)體積膨脹9%，產(chǎn)生強(qiáng)大的凍脹應(yīng)力。(3)凍融循環(huán)試驗(yàn)破壞的判定：以質(zhì)量損失超過5%，或強(qiáng)度下降超過25%。6.抗凍性材料在吸水飽和狀態(tài)下，材料抵抗凍融循環(huán)而不破壞，72(4)抗凍等級(jí)：破壞前所能經(jīng)受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來確定。用符號(hào)“Fn”和最大凍融循環(huán)次數(shù)表示。如F15、F15、F50、F100等。(5)影響材料抗凍性的因素:a.材料的強(qiáng)度b.材料的孔隙率及孔隙特征最新-1建筑材料的基本性質(zhì)-課件731.導(dǎo)熱性三、與熱有關(guān)的性質(zhì)材料傳導(dǎo)熱量的能力稱為導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱性的大小用導(dǎo)熱系數(shù)λ表示:顯然，導(dǎo)熱系數(shù)越小，材料的隔熱性能越好。材料的導(dǎo)熱系數(shù)決定于：(1)材料的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造；(2)孔隙率與孔隙特征、含水狀況導(dǎo)熱時(shí)的溫度。1.導(dǎo)熱性三、與熱有關(guān)的性質(zhì)材料傳導(dǎo)熱量的能力稱為導(dǎo)熱性。742.熱容量材料加熱時(shí)吸收熱量,冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)稱為熱容量。熱容量的大小用比熱容來表示。比熱容在數(shù)值上等于1g材料，溫度升高或降低1K時(shí)所吸收或放出的能量Q。工程中應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)小、熱容大的材料?？梢怨?jié)約能耗并長(zhǎng)時(shí)間地保持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定。2.熱容量材料加熱時(shí)吸收熱量,冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)稱為熱容753.耐火性耐火性是指材料在高熱或火的作用下，保持其原有性質(zhì)而不損壞的性能，用耐火度表示。根據(jù)耐火度的不同，可分為三類：（1）耐火材料，耐火度≥1580℃（2）難熔材料，耐火度1350℃～1580℃（3）易熔材料，耐火度≤1350℃3.耐火性耐火性是指材料在高熱或火的作用下，保持其原有性質(zhì)764.耐燃性耐燃性是指材料能夠經(jīng)受火焰和高溫的作用而不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性能，是影響建筑物防火、結(jié)構(gòu)耐火等級(jí)的重要因素。根據(jù)材料的耐燃性可分為四類：（1）不燃材料，混凝土，石材等（2）難燃材料，瀝青混凝土（3）可燃材料，木材，瀝青等（4）易燃材料，纖維植物4.耐燃性耐燃性是指材料能夠經(jīng)受火焰和高溫的作用而不破壞，775.溫度變形溫度變形是指材料在溫度變化時(shí)產(chǎn)生體積變化，多數(shù)的材料在溫度升高時(shí)體積膨脹，溫度下降時(shí)體積收縮。用線膨脹系數(shù)α來表示5.溫度變形溫度變形是指材料在溫度變化時(shí)產(chǎn)生體積變78第二節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)一、理論強(qiáng)度二、強(qiáng)度、比強(qiáng)度三、材料的變形性質(zhì)

材料的力學(xué)性質(zhì)，主要是指在外力（荷載）作用下抵抗破壞的能力和變形的有關(guān)性質(zhì)。第二節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)一、理論強(qiáng)度材料的力學(xué)性質(zhì)，主79一、理論強(qiáng)度固體材料的強(qiáng)度主要取決于結(jié)構(gòu)質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力。理論上來說，材料受外力作用后破壞主要是由于拉力造成質(zhì)點(diǎn)間的斷裂，或者是剪力造成質(zhì)點(diǎn)間的滑移。材料的理論強(qiáng)度一般都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際強(qiáng)度。一、理論強(qiáng)度固體材料的強(qiáng)度主要取決于結(jié)構(gòu)質(zhì)點(diǎn)間的相互80材料受外力作用示意圖二、強(qiáng)度、比強(qiáng)度（一）強(qiáng)度材料抵抗外力作用下破壞的性能稱為強(qiáng)度。以單位面積上所能承受的荷載大小衡量。根據(jù)外力作用方式的不同，材料強(qiáng)度有抗拉、抗壓、抗剪和抗彎(抗折)強(qiáng)度。材料受外力作用示意圖二、強(qiáng)度、比強(qiáng)度（一）強(qiáng)度材料抵81

材料的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度的計(jì)算式為：

式中：f——材料的抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度，MPaF——材料承受的最大荷載，ＮA——材料的受力面積，mm2材料的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度的計(jì)算式為：式中：f——材料82式中：f——材料的抗彎(折)強(qiáng)度，MPaF——材料承受的最大荷載，ＮL——兩支點(diǎn)之間的距離，mmb——材料受力截面的寬度，mmh——材料受力截面的高度，mm

材料的抗彎強(qiáng)度的計(jì)算式為：式中：f——材料的抗彎(折)強(qiáng)度，MPa材料的抗彎強(qiáng)度的83影響材料強(qiáng)度的主要因素：(1)材料的組成與結(jié)構(gòu);(2)試件尺寸的大小;(3)試驗(yàn)環(huán)境與方法。影響材料強(qiáng)度的主要因素：84強(qiáng)度等級(jí)、標(biāo)號(hào)

為便于合理使用材料，對(duì)于以強(qiáng)度為主要指標(biāo)的材料，通常按材料強(qiáng)度值的高低劃分為成若干等級(jí)，稱為材料的強(qiáng)度等級(jí)或標(biāo)號(hào)。脆性材料主要以抗壓強(qiáng)度來劃分，塑性材料和韌性材料主要以抗拉強(qiáng)度來劃分。強(qiáng)度等級(jí)、標(biāo)號(hào)為便于合理使用材料，對(duì)于以強(qiáng)度為主要指85

比強(qiáng)度指單位體積質(zhì)量材料所具有的強(qiáng)度，即材料的強(qiáng)度與其表觀密度的比值（f/ρ0），是衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)特性的技術(shù)指標(biāo)。（二）比強(qiáng)度比強(qiáng)度指單位體積質(zhì)量材料所具有的強(qiáng)度，即材86（一）、彈性與塑性

彈性指外力作用下產(chǎn)生變形，外力消失后，能完全恢復(fù)到原來的形狀。彈性變形大小與所受應(yīng)力的大小成正比。所受應(yīng)力與應(yīng)變的比值稱為彈性模量，用E表示：三、材料的變形性質(zhì)1.彈性與彈性變形（一）、彈性與塑性三、材料的變形性質(zhì)1.彈性與彈性變形872.塑性與塑性變形外力作用下產(chǎn)生變形，外力取消后，不能恢復(fù)的變形為塑性變形。3.彈塑性材料純彈性和純塑性材料并不存在。如鋼材。隨著應(yīng)力的增大，分別呈彈性、塑性、彈塑性。2.塑性與塑性變形外力作用下產(chǎn)生變形，外力取消后，不88（二）、脆性與韌性1.脆性材料在外力作用下，無明顯塑性變形而發(fā)生突然破壞。如：天然石材、磚、玻璃、普通混凝土。力學(xué)特點(diǎn)：抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于抗拉強(qiáng)度，不宜承受振動(dòng)和沖擊荷載。（二）、脆性與韌性1.脆性892.韌性材料在振動(dòng)和沖擊荷載作用下，能吸收較大的能量，產(chǎn)生一定的變形，而不致破壞的性能。如：木材、建筑鋼材、瀝青混合料等。力學(xué)特點(diǎn)：抗拉強(qiáng)度接近或高于抗壓強(qiáng)度。2.韌性90（三）、硬度與耐磨性1.硬度硬度指材料表面抵抗其他硬物壓入或刻劃的能力。（1）非金屬材料的硬度用摩氏硬度表示。摩氏硬度：用系列標(biāo)準(zhǔn)硬度的礦物對(duì)材料進(jìn)行劃擦，根據(jù)劃痕確定硬度等級(jí)。（2）金屬材料的硬度等級(jí)用壓入法測(cè)定，主要有布氏硬度法、洛氏硬度法（三）、硬度與耐磨性1.硬度91布氏硬度法：是以淬火鋼珠壓入材料表面產(chǎn)生的球形凹痕單位面積上所受的壓力來表示。洛氏硬度法：是用金剛石圓錐或淬火的鋼球制成壓頭壓入材料表面，以壓痕的

深度來表示。布氏硬度法：是以淬火鋼珠壓入材料表面產(chǎn)生922.耐磨性耐磨性指材料表面抵抗磨損的能力。常以磨損率衡量，用G表示耐磨性與材料的組成結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、材料強(qiáng)度和硬度等有關(guān)。2.耐磨性耐磨性與材料的組成結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、材料強(qiáng)度和硬93第三節(jié)材料的耐久性定義：材料在長(zhǎng)期使用的過程中，能夠抵抗環(huán)境的破壞作用，并保持原有性質(zhì)不變、不破壞的一項(xiàng)綜合性質(zhì)。包括：1.抗凍性抵抗凍融循環(huán)的能力2.抗?jié)B性抵抗水等侵蝕性液體及CO2等氣體向材料內(nèi)部滲透的能力第三節(jié)材料的耐久性定義：材料在長(zhǎng)期使用的過程中，能夠抵