第1章材料基本性能(补充)

1、第第2章章 混凝土生产混凝土生产过程与基本性能过程与基本性能u 混凝土工程的主要工艺过程混凝土工程的主要工艺过程u 建筑材料（混凝土）的基本性质建筑材料（混凝土）的基本性质u 混凝土结构形成与基本性能混凝土结构形成与基本性能u 混凝土工程的主要工艺过程混凝土工程的主要工艺过程一、工艺简介一、工艺简介1 1、混凝拌合物、混凝拌合物制备和质量检制备和质量检验、控制验、控制配料配料搅拌搅拌取样取样检验检验2 2、混凝土的运输与输送、混凝土的运输与输送远距离输送远距离输送高度输送高度输送 泵送泵送3 3、结构与构、结构与构件的成型件的成型浇注浇注4 4、混凝土的养护与拆模、混凝土的养护与拆模5 5、混

2、凝土工、混凝土工程质量检验与程质量检验与验收验收经过混凝土原材料的选择与配合比设计与试验以后，混凝土生产工艺的主要环节为经过混凝土原材料的选择与配合比设计与试验以后，混凝土生产工艺的主要环节为:制备方法：制备方法：现场制备现场制备和和预拌制备预拌制备现场制备现场制备这是一种传统的方法，是在土木建筑施工现场利用临时这是一种传统的方法，是在土木建筑施工现场利用临时的设备与设施对运进现场的材料进行拌制。的设备与设施对运进现场的材料进行拌制。优点：优点：1)输送距离短输送距离短 2)设备简单设备简单 3)管理方式灵活管理方式灵活1.混凝拌合物制备和质量检验、控制混凝拌合物制备和质量检验、控制缺点缺点:

3、1)生产控制的方式比较粗糙生产控制的方式比较粗糙，质量波动较大，质量波动较大2)难以应用多种不同的原材料难以应用多种不同的原材料，因此难以生产高技术的混凝土，因此难以生产高技术的混凝土3)生产生产效率低效率低，难以进行大方量、大体积的工程，难以进行大方量、大体积的工程4)原材料的存放和生产对原材料的存放和生产对环境的污染较大环境的污染较大等等预拌制备预拌制备 预拌混凝土工艺是一种工厂化的集中生产方式，也称为预拌混凝土工艺是一种工厂化的集中生产方式，也称为商商品混凝土品混凝土。与现场拌制混凝土相比，商品混凝土具有以下特点。与现场拌制混凝土相比，商品混凝土具有以下特点。1）商品混凝土搅拌站是一个）

4、商品混凝土搅拌站是一个专业性专业性的混凝土生产企业，配有的混凝土生产企业，配有 较较先进的设备先进的设备，这些设备不仅产量较高，而且计量较精确，这些设备不仅产量较高，而且计量较精确， 搅拌均匀，生产出的混凝土质量较好，且稳定。搅拌均匀，生产出的混凝土质量较好，且稳定。2）生产人员生产人员一直从事商品混凝土的生产，在这一方面具有较一直从事商品混凝土的生产，在这一方面具有较 丰富的经验丰富的经验。3）商品混凝土一般有较）商品混凝土一般有较完善的质量保证系统完善的质量保证系统。商品混凝土企。商品混凝土企业都建立了一定的质量检验系统，包括对水泥、混合材、砂业都建立了一定的质量检验系统，包括对水泥、混合

5、材、砂石料、外加剂等原材料的检验，以及对新拌混凝土和硬化混石料、外加剂等原材料的检验，以及对新拌混凝土和硬化混凝土性能的检验。这有利用保证混凝土的质量。凝土性能的检验。这有利用保证混凝土的质量。4）采用商品混凝土可以）采用商品混凝土可以减少施工现场建筑材料的堆放减少施工现场建筑材料的堆放。当施。当施工现场较为狭窄时，这一作用将显示出优越性。工现场较为狭窄时，这一作用将显示出优越性。5）由于施工现场建筑材料减少，）由于施工现场建筑材料减少，减少了对周围环境的粉尘污减少了对周围环境的粉尘污染染，同时也，同时也减少了施工现场的搅拌噪声减少了施工现场的搅拌噪声，有利于文明施工。，有利于文明施工。 混凝

6、土拌合物从搅拌站到工地的运输可以采用多种运输混凝土拌合物从搅拌站到工地的运输可以采用多种运输车辆，但目前主要采用车辆，但目前主要采用具有搅拌功能的专用运输车具有搅拌功能的专用运输车，可以一，可以一边行走一边搅拌和倾斜卸料的功能。也可以将干料装进筒内，边行走一边搅拌和倾斜卸料的功能。也可以将干料装进筒内，边行走边加水，以代替搅拌机的功能。边行走边加水，以代替搅拌机的功能。 在工地上，混凝土可以通过在工地上，混凝土可以通过胶带运输机、吊斗、机动翻斗胶带运输机、吊斗、机动翻斗车或泵送设备车或泵送设备输送到浇灌工作地点。输送到浇灌工作地点。2.混凝土的运输与输送混凝土的运输与输送 施工现场或预制车间在

7、混凝土浇注前已用模板做好结构或施工现场或预制车间在混凝土浇注前已用模板做好结构或构件的构件的模型模型，对钢筋混凝土还需绑，对钢筋混凝土还需绑扎好钢筋扎好钢筋，浇注进模型时，浇注进模型时，采用各种采用各种振捣设备振捣设备对混凝土进行对混凝土进行捣实作业捣实作业，使混凝土内气泡，使混凝土内气泡排出，分布均匀，并填充饱满。或采用其他成型方法，如排出，分布均匀，并填充饱满。或采用其他成型方法，如离心离心法法、挤出法挤出法。 成型后，还需要对混凝土各表面进行修整。成型后，还需要对混凝土各表面进行修整。 3.混凝土结构与构件的成型混凝土结构与构件的成型u 混凝土浇捣后混凝土浇捣后,水泥水化作用水泥水化作用

8、需要适当的温度和湿度条件需要适当的温度和湿度条件，因此为了保证混凝土有适宜的硬化条件，使其强度不断增因此为了保证混凝土有适宜的硬化条件，使其强度不断增长，必须长，必须对混凝土进行养护对混凝土进行养护。u 混凝土浇注后，如气候炎热、空气干燥，不及时进行养护，混凝土浇注后，如气候炎热、空气干燥，不及时进行养护，混凝土中水分会蒸发过快，形成脱水现象，会使已形成凝混凝土中水分会蒸发过快，形成脱水现象，会使已形成凝胶体的胶体的水泥颗粒不能充分水化，缺乏足够的粘结力水泥颗粒不能充分水化，缺乏足够的粘结力，从而会，从而会在混凝土表面出现在混凝土表面出现片状或粉状脱落片状或粉状脱落。4.混凝土的养护混凝土的养

9、护u 此外，在混凝土尚未具备足够的强度时，水分过早的蒸此外，在混凝土尚未具备足够的强度时，水分过早的蒸 发还会产生发还会产生较大的收缩变形较大的收缩变形，出现干缩裂纹出现干缩裂纹，影响混凝土，影响混凝土的耐久性和整体性。的耐久性和整体性。u 所以混凝土浇注后初期阶段的养护非常重要。混凝土终所以混凝土浇注后初期阶段的养护非常重要。混凝土终 凝后应立即进行养护，干硬性混凝土应于浇注完毕后立即凝后应立即进行养护，干硬性混凝土应于浇注完毕后立即进行养护。进行养护。u 工程混凝土的养护分为标准养护和自然养护两种方式。工程混凝土的养护分为标准养护和自然养护两种方式。u 标准养护只是对留样试件进行养护。标准

10、养护只是对留样试件进行养护。u 自然养护是在工地温度条件下进行自然养护是在工地温度条件下进行潮湿养护或保水养护潮湿养护或保水养护，也可以在潮湿养护后，再进行一段时间的也可以在潮湿养护后，再进行一段时间的暴露在空气中的养暴露在空气中的养护，或者是进行密闭的加温养护护，或者是进行密闭的加温养护。对于预制混凝土，主要采。对于预制混凝土，主要采用用热养护热养护，包括，包括养护池、蒸汽室、蒸压釜或太阳能养护池、蒸汽室、蒸压釜或太阳能等进行一等进行一定养护制度下的定养护制度下的常压加热或高压加热常压加热或高压加热养护。养护。5.混凝土工程质量检验与验收混凝土工程质量检验与验收 u 混凝土在生产过程中必须进

11、行混凝土在生产过程中必须进行质量检验质量检验，以保证达到新，以保证达到新 鲜混凝土的鲜混凝土的质量指标质量指标（工作性、含气量、密度等）和（工作性、含气量、密度等）和质量质量稳定性稳定性的要求；的要求；u 硬化混凝土还必须对硬化混凝土还必须对留样进行强度检测与评定、构筑物留样进行强度检测与评定、构筑物外观检查、预制件的相关检验。外观检查、预制件的相关检验。u 施工一定阶段后，还要进行施工一定阶段后，还要进行混凝土的强度统计检验和控混凝土的强度统计检验和控制。制。u 混凝土（材料）的基本性质混凝土（材料）的基本性质一、材料的物理性能一、材料的物理性能1、与质量有关的性质、与质量有关的性质 （1

12、1）密度）密度指材料在指材料在绝对密实的状态下绝对密实的状态下单位体积的质量。单位体积的质量。 Vmm材料在干燥状态下的质量材料在干燥状态下的质量kg；V干燥材料在绝对密实状态下的体积，干燥材料在绝对密实状态下的体积，m3材料的密度，材料的密度，kg/ m3。 测定含孔隙材料绝对密实体积的简单方法，是将测定含孔隙材料绝对密实体积的简单方法，是将该材该材料磨成细粉料磨成细粉，干燥后用排液法测得的粉末体积，即为，干燥后用排液法测得的粉末体积，即为绝绝对密实体积对密实体积。由于磨得越细，内部孔隙消除得越完全，。由于磨得越细，内部孔隙消除得越完全，测得的体积也就越精确，因此，一般要求测得的体积也就越精

13、确，因此，一般要求细粉的粒径至细粉的粒径至少小于少小于0.2mm0.2mm。 材料在材料在绝对密实状态绝对密实状态下的体积，是指材料下的体积，是指材料不包括孔隙不包括孔隙 体积体积在内的固体物质所占的体积。在内的固体物质所占的体积。 在常用的建筑工程材在常用的建筑工程材料中，除钢材玻璃、沥青等可认为不含孔隙外，绝大多料中，除钢材玻璃、沥青等可认为不含孔隙外，绝大多数均或多或少含有孔隙。数均或多或少含有孔隙。（2 2）表观密度）表观密度表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。 00Vm 材料在自然状态下的体积是指包括材料在自然状态下的体积是指包括实

14、体和内部孔隙的外观几何形状实体和内部孔隙的外观几何形状的体积。的体积。 测定自然状态体积的方法较简单，若材料外观形状规则，测定自然状态体积的方法较简单，若材料外观形状规则，可直接可直接度量外形尺寸度量外形尺寸，按几何公式计算。若外观形状不规则，按几何公式计算。若外观形状不规则，可用可用排液法排液法求得，为了防止液体由孔隙渗入材料内部而影响求得，为了防止液体由孔隙渗入材料内部而影响测定值，应在测定值，应在材料表面涂蜡材料表面涂蜡。 当材料的孔隙中当材料的孔隙中含有水分含有水分时，其质量（包括水的质量）时，其质量（包括水的质量）和体积均会发生变化，影响材料的表观密度，故所测的表观和体积均会发生变化

15、，影响材料的表观密度，故所测的表观密度必须密度必须注明其含水状态注明其含水状态。 因此，一般测定表观密度时，以因此，一般测定表观密度时，以干燥状态干燥状态为准。为准。 另外，在不同的含水状态下，还可测得材料的另外，在不同的含水状态下，还可测得材料的干表观密干表观密度度、湿表观密度湿表观密度及及饱和表观密度饱和表观密度。（3 3）堆积密度）堆积密度散粒材料散粒材料在自然状态下单位体积的质量，称为堆积密度。在自然状态下单位体积的质量，称为堆积密度。 00Vm散粒状材料堆积状态下的散粒状材料堆积状态下的外观体积，既外观体积，既包含了颗粒包含了颗粒自然状态下的体积自然状态下的体积，又包，又包含了含了颗

16、粒之间的空隙体积颗粒之间的空隙体积。散粒状材料的堆积体积常散粒状材料的堆积体积常用其所用其所填充满的容器的标填充满的容器的标定容积定容积来表示。来表示。散粒状材料的堆积方式散粒状材料的堆积方式是松散的，称为是松散的，称为自然堆自然堆积积；也可以是捣实的，；也可以是捣实的，称为称为紧密堆积紧密堆积。由紧密。由紧密堆积测试得到的是堆积测试得到的是紧密紧密堆积密度堆积密度。 （4 4）孔隙率）孔隙率1 1）材料孔隙特征分析）材料孔隙特征分析按孔隙尺寸大小分按孔隙尺寸大小分按孔隙与外界按孔隙与外界之间是否连通分之间是否连通分 按孔隙之间是否按孔隙之间是否相互贯通分相互贯通分 材料孔隙对材料性能影响很大

17、：材料孔隙对材料性能影响很大：A、材料越密实，强度越高；、材料越密实，强度越高；B、开放孔开放孔越多，材料耐环境腐蚀能力越差，耐久性差；越多，材料耐环境腐蚀能力越差，耐久性差； 尤其是开放的连通孔影响更大；尤其是开放的连通孔影响更大；C、孔多孔多可使材料质量减轻，制成轻质材料；可使材料质量减轻，制成轻质材料；D、封闭孔封闭孔有利于隔热保温，制成隔热保温材料；有利于隔热保温，制成隔热保温材料；E、开放孔开放孔有利于吸收声波，制成吸声、隔音材料有利于吸收声波，制成吸声、隔音材料2 2）孔隙率）孔隙率大多数建筑材料大多数建筑材料的内部都含有孔的内部都含有孔隙，这些孔隙会隙，这些孔隙会对材料的性能产对

18、材料的性能产生不同程度的影生不同程度的影响。一般认为，响。一般认为，孔隙可从两个方孔隙可从两个方面对材料产生影面对材料产生影响：一是孔隙的响：一是孔隙的多少，二是孔隙多少，二是孔隙的特征。的特征。材料中含有孔隙的多少常用孔隙率表征。材料中含有孔隙的多少常用孔隙率表征。 孔隙特征也常说是孔结构。孔隙特征也常说是孔结构。孔隙率是指材料内部孔隙体积孔隙率是指材料内部孔隙体积占材料总体积的百分数。占材料总体积的百分数。 %100%100000VVVVVppV VP P材料内部孔隙体积，材料内部孔隙体积，m m3 3；V V0 0材料总体积，材料总体积，m m3 3；VV材料实体体积，材料实体体积，m

19、m3 3；%10010p%100%100000VVVVVpp式中：式中： 须用材料的干表观密度。须用材料的干表观密度。0如以如以 及及代入上式，可得：代入上式，可得：mV 00mV BKppppVVD1%100%10000若把开口孔的孔体积记为若把开口孔的孔体积记为VK，闭口孔的孔体积记为，闭口孔的孔体积记为VB，则有则有Vp=VK+VB。另外定义开口孔孔隙率为。另外定义开口孔孔隙率为KK0VpV闭口孔孔隙率为闭口孔孔隙率为 ，则孔隙率：，则孔隙率：BB0VpV与孔隙率相对应的是材料的密实度，即材料内部固体物质与孔隙率相对应的是材料的密实度，即材料内部固体物质的实体积占材料总体积的百分率，可用

20、下式表示的实体积占材料总体积的百分率，可用下式表示: （5 5）空隙率）空隙率 空隙率是指散粒材料颗粒之间的空隙体积占材料堆积状空隙率是指散粒材料颗粒之间的空隙体积占材料堆积状态下总体积的百分率，称为态下总体积的百分率，称为散粒材料的空隙率散粒材料的空隙率。 %1001%10000000VVV 与空隙率相对应的是与空隙率相对应的是填充率填充率，即颗粒的自然状态体积占，即颗粒的自然状态体积占堆积体积的百分率，或按下式计算：堆积体积的百分率，或按下式计算：00001%100%100pVVD综合讨论：综合讨论：1）综上所述，材料的）综上所述，材料的孔隙大小孔隙大小，表明材料的，表明材料的密实程度密实

21、程度。孔隙率。孔隙率及孔隙特征（如大小、是否封闭或连通、分散情况等）影响材及孔隙特征（如大小、是否封闭或连通、分散情况等）影响材料的力学、耐久及导热性等。料的力学、耐久及导热性等。2）材料的）材料的密度密度、表观密度表观密度、孔隙率孔隙率等是材料的最基本特征，它等是材料的最基本特征，它们反映了材料的密实程度。密度与表观密度除用以计算们反映了材料的密实程度。密度与表观密度除用以计算孔隙率孔隙率外，还可以计算材料的外，还可以计算材料的体积体积与与质量质量。在建筑材料的生产与应用过程中，材料的密度、表观密度和堆在建筑材料的生产与应用过程中，材料的密度、表观密度和堆积密度常用来计算积密度常用来计算材料

22、的用量材料的用量、构件自重配料构件自重配料计算及确定计算及确定材料材料的堆放空间的堆放空间等。等。2 2、与水有关的性质与水有关的性质（1 1）亲水性与憎水性亲水性与憎水性 亲水性亲水性 材料在空气中与水接触时材料在空气中与水接触时能能被水润湿的性质被水润湿的性质称为亲水性。具称为亲水性。具有这种性质的材料称为亲水性材有这种性质的材料称为亲水性材料。如：砖、混凝土、木材等。料。如：砖、混凝土、木材等。由于这类材料的分子与水分子间的吸引力大于水分子之间的内聚力，因由于这类材料的分子与水分子间的吸引力大于水分子之间的内聚力，因此能被水所润湿，且能通过毛细管的作用将水分吸入毛细管内部。此能被水所润湿

23、，且能通过毛细管的作用将水分吸入毛细管内部。 亲水的建筑材料容易受到环境水等介质的腐蚀，影响耐外性。亲水的建筑材料容易受到环境水等介质的腐蚀，影响耐外性。亲水材料的含水状态可分为四种基本亲水材料的含水状态可分为四种基本状态：状态：A、材料的孔隙中、材料的孔隙中不含水或含水极微不含水或含水极微的的干燥状态干燥状态；B、材料的孔隙中、材料的孔隙中所含水与大气湿度所含水与大气湿度相平衡相平衡的的气干状态气干状态；C、材料表面干燥，而孔隙中、材料表面干燥，而孔隙中充满水充满水达到饱和达到饱和的的饱和面干状态饱和面干状态；D、材料、材料不仅孔隙中含水饱和不仅孔隙中含水饱和，而且，而且表面上为水润湿附有一

24、层水膜表面上为水润湿附有一层水膜的的湿润湿润状态状态。2 2）憎水性）憎水性 材料在空气中与水接触时材料在空气中与水接触时不能被水润湿不能被水润湿的性质称为疏水的性质称为疏水性或憎水性。具有这种性质的材料称为性或憎水性。具有这种性质的材料称为憎水材料憎水材料。 如沥青、石蜡等。如沥青、石蜡等。 憎水材料一般能阻止水分子渗入憎水材料一般能阻止水分子渗入毛细管毛细管中，因而能降低中，因而能降低材料的吸水性。憎水材料不仅可做防水材料，而且还可用于材料的吸水性。憎水材料不仅可做防水材料，而且还可用于亲水材料的表面处理，降低其吸水性。亲水材料的表面处理，降低其吸水性。（2 2）吸水性与吸湿性吸水性与吸湿

25、性1 1）吸水性）吸水性材料在材料在浸水状浸水状态下吸态下吸收水分收水分的能力的能力称为吸称为吸水性。水性。吸水性的大小用吸水率吸水性的大小用吸水率来表示，吸水率是指材来表示，吸水率是指材料浸水后在料浸水后在规定时间内规定时间内吸入水的质量占材料干吸入水的质量占材料干燥质量或材料体积的百燥质量或材料体积的百分数。吸水率有质量吸分数。吸水率有质量吸水率和体积吸水率之分，水率和体积吸水率之分，其计算式为其计算式为%100ddlmmmmW%1000VmmWdlV吸水率：吸水率：分析讨论：分析讨论：1）材料的吸水率与孔隙有很大关系，若材料具有）材料的吸水率与孔隙有很大关系，若材料具有微细而连贯微细而连

26、贯的孔隙的孔隙，则有，则有较大吸水率较大吸水率；若是具有；若是具有封闭孔隙封闭孔隙，水分难以渗入，水分难以渗入，则则吸水率较小吸水率较小；若是较；若是较粗大的孔隙粗大的孔隙，水分虽容易渗入，但不易，水分虽容易渗入，但不易在孔内保留，仅起到在孔内保留，仅起到润湿孔壁的作用润湿孔壁的作用，吸水率也较小吸水率也较小。所以。所以不不同的材料同的材料或同种材料或同种材料不同的内部构造不同的内部构造，其，其吸水率会有很大的差吸水率会有很大的差别别。 各类材料的吸水率相差甚大，如花岗岩等致密材料，吸水率各类材料的吸水率相差甚大，如花岗岩等致密材料，吸水率为为0.1%0.7%，普通混凝土为，普通混凝土为2%3

27、%，而木材或其它轻质，而木材或其它轻质材料的吸水率常大于材料的吸水率常大于100%。2）材料吸水后，）材料吸水后，表观密度增大表观密度增大，导热性增大导热性增大，强度降低强度降低，体体积膨胀积膨胀，一般会对材料造成不利影响。，一般会对材料造成不利影响。2 2）吸湿性）吸湿性吸湿性吸湿性指材料吸收空气中水分的能力，以含水率表示。指材料吸收空气中水分的能力，以含水率表示。 %100ddhWmmmWWw材料的含水率，材料的含水率，% %；md材料干燥时的质材料干燥时的质 量，量，kgkg；mh材料在含水状态材料在含水状态 下的质量，下的质量，kgkg。1）干材料在空气中能吸收空气中的水分，湿材料在空

28、气中会失）干材料在空气中能吸收空气中的水分，湿材料在空气中会失去水分，最终材料中的水分与周围空气的湿度达到平衡材料处去水分，最终材料中的水分与周围空气的湿度达到平衡材料处于气干状态，此时，材料的含水率称为于气干状态，此时，材料的含水率称为平衡含水率平衡含水率。2）材料的平衡含水率随周围环境的温度与湿度的变化而变化，）材料的平衡含水率随周围环境的温度与湿度的变化而变化，温度越低，湿度越大，平衡含水率一般也越大温度越低，湿度越大，平衡含水率一般也越大。3）通常材料）通常材料大量吸湿后大量吸湿后，会造成材料质量的增加、体积变化、，会造成材料质量的增加、体积变化、强度降低强度降低、对于绝热材料来说，还

29、会显著、对于绝热材料来说，还会显著降低其绝热性能降低其绝热性能。分析讨论：分析讨论：（3 3）耐水性耐水性材料长期在水的作用下不破坏，强度材料长期在水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质称为耐水性。也不显著降低的性质称为耐水性。 材料的耐水性以软材料的耐水性以软化系数表示：化系数表示：ffkwsKs软化系数；软化系数；fw材料在饱和状态下的抗压强度，材料在饱和状态下的抗压强度，MPa；f材料在干燥状态下的抗压强度，材料在干燥状态下的抗压强度，MPa。材料在饱和状态下做抗压强度试验材料在饱和状态下做抗压强度试验相同材料在干燥状态下做抗压强度试验相同材料在干燥状态下做抗压强度试验分析讨论：分析讨

30、论：1）软化系数的大小表明材料浸水后的强度降低程度，一般波动）软化系数的大小表明材料浸水后的强度降低程度，一般波动范围在范围在01之间。之间。软化系数越小，说明材料吸水饱和后的强度软化系数越小，说明材料吸水饱和后的强度降低越多，其耐水性越差。降低越多，其耐水性越差。一般材料吸水后，材料内部的结合一般材料吸水后，材料内部的结合力都要削弱，造成强度不同程度的降低，即使是致密的花岗岩，力都要削弱，造成强度不同程度的降低，即使是致密的花岗岩，强度也会降低强度也会降低3%左右。左右。2）软化系数在建筑工程中也是选择材料的一个重要依据软化系数在建筑工程中也是选择材料的一个重要依据。对于经常处于水中或受潮严

31、重的重要结构物的材料，其软化系对于经常处于水中或受潮严重的重要结构物的材料，其软化系数不得小于数不得小于0.85；受潮较轻或次要结构物的材料，其软化系数不；受潮较轻或次要结构物的材料，其软化系数不宜小于宜小于0.70。通常将软化系数大于。通常将软化系数大于0.85的材料视为耐水材料。的材料视为耐水材料。3 3、与热有关的性质、与热有关的性质（1 1）导热性）导热性材料传导热量的性质称为导热性。材料传导热量的性质称为导热性。当材料的两侧存在温度梯度时，当材料的两侧存在温度梯度时，热量会从材料的一侧传到另一侧。热量会从材料的一侧传到另一侧。 材料的导热性可用导热系数表示。材料的导热性可用导热系数表

32、示。 导热系数：导热系数：导热系数在数值上等于厚度为导热系数在数值上等于厚度为1m1m的材料，当其相对表面的温的材料，当其相对表面的温度差为度差为1K1K时，单位面积上每小时，单位面积上每小时所通过的热量。时所通过的热量。 12TTtAQ 导热系数，导热系数，W/（mK）Q传导热量，传导热量，J； 材料厚度，材料厚度，m；T1、T2材料两侧面温差，材料两侧面温差，K；t传热时间，传热时间，h；A热传导面积，热传导面积，1）导热系数越小，表明材料越不易导热，通常将）导热系数越小，表明材料越不易导热，通常将0.23的材料的材料称为称为绝热材料绝热材料。2）材料层厚度与导热系数之比称为）材料层厚度与

33、导热系数之比称为热阻热阻。3）导热系数或热阻导热系数或热阻是评定材料保温绝热性能的主要指标。通常是评定材料保温绝热性能的主要指标。通常孔隙率越大、表观密度越小，导热系数越小孔隙率越大、表观密度越小，导热系数越小；具有细微而封闭具有细微而封闭孔的材料导热系数孔的材料导热系数比具有较粗大或贯通孔材料的导热系数小。比具有较粗大或贯通孔材料的导热系数小。4）由于水的导热系数较大，冰的导热系更大，材料受潮或冰冻）由于水的导热系数较大，冰的导热系更大，材料受潮或冰冻后，导热性能会受到严重影响。所以在土建工程中，应采取有后，导热性能会受到严重影响。所以在土建工程中，应采取有效措施，使建筑材料经常效措施，使建

34、筑材料经常处于干燥状态，以发挥其保温效果处于干燥状态，以发挥其保温效果。 （2 2）热容量热容量材料在受热温度升高时吸收热量，在冷却温度降低时放出热量。材料在受热温度升高时吸收热量，在冷却温度降低时放出热量。质量为质量为1kg1kg的的材料热容量，材料热容量，称为该材料的称为该材料的比热容。比热容。 材料温度升高材料温度升高1K1K所需的热量或温度降所需的热量或温度降低低1K1K放出的热量，称为材料的热容量。放出的热量，称为材料的热容量。 热容量热容量 比热容比热容 12TTmQc材料的热容量是材料的重要性能，如何开发、制造热容量大材料的热容量是材料的重要性能，如何开发、制造热容量大的建筑材料

35、，是建筑节能、材料业的一个重要课题。的建筑材料，是建筑节能、材料业的一个重要课题。1 1、材料的变形、材料的变形 材料在外力（荷载）作用下，由于质点间平衡位置改变，材料在外力（荷载）作用下，由于质点间平衡位置改变，质点产生相对位移而形状与体积均会发生变化，这种性质质点产生相对位移而形状与体积均会发生变化，这种性质称为称为材料的变形材料的变形。（1 1）弹性与塑性）弹性与塑性 （2 2）脆性与韧性）脆性与韧性2 2、材料的强度、材料的强度 二、材料的力学性质二、材料的力学性质E(1) 弹性与塑性弹性与塑性 材料在外力的作用下产生变形，当外力除去后，又能恢材料在外力的作用下产生变形，当外力除去后，

36、又能恢复原来形状的性质称为复原来形状的性质称为弹性弹性，这种当外力取消后能在瞬间内，这种当外力取消后能在瞬间内完全恢复的变形称为完全恢复的变形称为弹性变形弹性变形，或称瞬时变形。，或称瞬时变形。 弹性变形的大小与外力成正比，其比例系数弹性变形的大小与外力成正比，其比例系数E称为弹性称为弹性模量。在弹性变形范围内，弹性模量模量。在弹性变形范围内，弹性模量E为常数，即为常数，即 材料的应力，材料的应力，MPa；材料的应变。材料的应变。 在外力作用下，材料产生变形，当外力取消后，材料仍在外力作用下，材料产生变形，当外力取消后，材料仍保持变形后的形状和尺寸保持变形后的形状和尺寸，且不产生裂缝的性质称为

37、，且不产生裂缝的性质称为塑性塑性。这种不能恢复的变形称为塑性变形，或永久变形。这种不能恢复的变形称为塑性变形，或永久变形。 实际上，完全的弹性材料是没有的。有些材料当应力不实际上，完全的弹性材料是没有的。有些材料当应力不大时，表现为弹性，而当应力超过某限度后，即发生塑性大时，表现为弹性，而当应力超过某限度后，即发生塑性变形，如建筑钢材。变形，如建筑钢材。 (2)脆性与韧性脆性与韧性 材料在外力（荷载）达到一定限度后，突然破坏，破坏材料在外力（荷载）达到一定限度后，突然破坏，破坏时无明显的塑性变形。具有这种性质的材料称为时无明显的塑性变形。具有这种性质的材料称为脆性材料脆性材料，如，如石料、混凝

38、土、陶瓷等。这类材料的抗拉强度远低于抗压强度，石料、混凝土、陶瓷等。这类材料的抗拉强度远低于抗压强度，不宜承受冲击或振动荷载。不宜承受冲击或振动荷载。 材料在冲击振动荷载的作用下，能吸收较大的能量，同材料在冲击振动荷载的作用下，能吸收较大的能量，同时也能产生较大的变形而不致破坏的性质称为时也能产生较大的变形而不致破坏的性质称为材料的韧性材料的韧性。有。有些材料在破坏前有显著的塑性变形，这些材料称为些材料在破坏前有显著的塑性变形，这些材料称为韧性材料韧性材料。如钢材、木材等。如钢材、木材等。 因此对于承受冲击振动荷载的结构，选用材料时要考虑因此对于承受冲击振动荷载的结构，选用材料时要考虑材料的塑

39、性与韧性。材料的塑性与韧性。3.徐变徐变 固体材料在恒定外力长期作用下，变形随时间延长而不断固体材料在恒定外力长期作用下，变形随时间延长而不断增大的现象，称为增大的现象，称为徐变徐变。 对于非晶体材料来说，徐变是由于材料在外力作用下，内对于非晶体材料来说，徐变是由于材料在外力作用下，内部产生类似液体的粘性流动而造成的。对于晶体材料来说，则部产生类似液体的粘性流动而造成的。对于晶体材料来说，则由于在切应力作用下，材料内部晶格错动和滑移而发生徐变。由于在切应力作用下，材料内部晶格错动和滑移而发生徐变。2、材料的强度、材料的强度 材料在外力（荷载）作用下，抵抗破坏的能力，称为材料在外力（荷载）作用下

40、，抵抗破坏的能力，称为强度强度。当材料承受外力作用时，材料内部就产生应力。外力增加，应当材料承受外力作用时，材料内部就产生应力。外力增加，应力也相应增大，直到材料内部质点间的作用力不再能够承受时，力也相应增大，直到材料内部质点间的作用力不再能够承受时，材料即破坏，此时极限应力值即为材料即破坏，此时极限应力值即为材料的极限强度材料的极限强度。3 3、材料的硬度与耐磨性、材料的硬度与耐磨性（1）硬度）硬度 材料表面抵抗其他硬物体压入的能力，称为材料表面抵抗其他硬物体压入的能力，称为硬度硬度。 材料强度等性能指标有一定的关系，一般来说，硬度大材料强度等性能指标有一定的关系，一般来说，硬度大的材料，强

41、度也较高，有些材料硬度与强度之间有较好的相的材料，强度也较高，有些材料硬度与强度之间有较好的相互关系，工程中常利用材料的硬度间接推算其强度。如混凝互关系，工程中常利用材料的硬度间接推算其强度。如混凝土构件强度非破损检测中的回弹法，就是利用回弹硬度推算土构件强度非破损检测中的回弹法，就是利用回弹硬度推算混凝土强度的。混凝土强度的。（2 2）耐磨性）耐磨性材料的耐磨性常用磨损率表示：材料的耐磨性常用磨损率表示：Ammn21m m1 1材料磨损前的材料磨损前的质量，质量，kgkg；m m2 2材料磨损后的材料磨损后的质量，质量，kgkg；AA材料的磨损面材料的磨损面积，。积，。材料受摩擦作用而减少质

42、量和体积的现象称为材料受摩擦作用而减少质量和体积的现象称为磨损磨损。材料同。材料同时受摩擦和冲击作用而减少质量和体积的现象称为时受摩擦和冲击作用而减少质量和体积的现象称为磨耗磨耗。材。材料表面抵抗磨损与磨耗的能力称为材料的料表面抵抗磨损与磨耗的能力称为材料的耐磨性耐磨性。1）材料的硬度和耐磨性与材料的构造有关，密实材料）材料的硬度和耐磨性与材料的构造有关，密实材料硬度大，强度高，耐磨性能好。硬度大，强度高，耐磨性能好。2）硬度大的材料耐磨性较好，但不易加工。）硬度大的材料耐磨性较好，但不易加工。 三、材料的耐久性三、材料的耐久性 指材料长期抵抗各种内指材料长期抵抗各种内外破坏因素或腐蚀介质外破

43、坏因素或腐蚀介质的作用，保持其原有性的作用，保持其原有性质的能力。质的能力。1 1、影响材料耐久性的因素分析、影响材料耐久性的因素分析（1 1）内部因素）内部因素内部因素是造成内部因素是造成材料耐久性下降材料耐久性下降的根本原因。的根本原因。 1 1）材料的组成）材料的组成 当材料的组成当材料的组成成分易溶于水成分易溶于水或其他液体，或其他液体，或与其他物质或与其他物质发生反学反应发生反学反应时，则材料的时，则材料的耐水性、耐化耐水性、耐化学腐蚀性等较学腐蚀性等较差，耐久性降差，耐久性降低。低。 2 2）材料的结构）材料的结构 当材料的开放孔隙当材料的开放孔隙较大或较多时，材较大或较多时，材料

44、的耐久性往往较料的耐久性往往较差。差。 3 3）材料的性质）材料的性质 材料的强度高时，材料材料的强度高时，材料的耐久性往往较高。的耐久性往往较高。 1、影响材料耐久性的因素分析、影响材料耐久性的因素分析（2）外部因素）外部因素 外部因素是影响耐久性的主要因素。建筑材料在使用过程外部因素是影响耐久性的主要因素。建筑材料在使用过程中将受到环境的各种影响，中将受到环境的各种影响，这种影响有物理作用、化学作用、这种影响有物理作用、化学作用、机械作用和生物作用机械作用和生物作用。1 1）物理化用）物理化用 物理作用主要有干湿交替所引起的物理作用主要有干湿交替所引起的收缩与膨胀收缩与膨胀；温度变化；温度

45、变化所引起的所引起的开裂破坏开裂破坏；冻融变化所引起的；冻融变化所引起的脱落胀裂脱落胀裂等。如木材的等。如木材的干缩湿胀现象，寒冷地区混凝土冻融破坏现象等。物理作用包干缩湿胀现象，寒冷地区混凝土冻融破坏现象等。物理作用包括光、热、电、温度差、湿度差、干湿循环、冻融循环、溶解括光、热、电、温度差、湿度差、干湿循环、冻融循环、溶解等的物理作用，它可使材料结构发生变化，如内部产生微裂纹等的物理作用，它可使材料结构发生变化，如内部产生微裂纹或孔隙增加等。或孔隙增加等。 化学作用主要是指材料受到化学作用主要是指材料受到酸酸、碱碱、盐盐等物质的水溶液等物质的水溶液或有害气体的侵蚀作用，使材料的组成与成分发

46、生质的变化或有害气体的侵蚀作用，使材料的组成与成分发生质的变化而被破坏。如钢材料的锈蚀等。主要包括各种酸、碱、盐及而被破坏。如钢材料的锈蚀等。主要包括各种酸、碱、盐及其水溶液，各种腐蚀性气体对材料的化学腐蚀作用和氧化作其水溶液，各种腐蚀性气体对材料的化学腐蚀作用和氧化作用。用。1 1）化学化用）化学化用3 3）机械化用）机械化用 机械作用主要是指材料在机械作用主要是指材料在长期荷载长期荷载（或交变荷载、冲击荷（或交变荷载、冲击荷载）、载）、磨损磨损的作用下发生的破坏。包括冲击、疲劳荷载，各的作用下发生的破坏。包括冲击、疲劳荷载，各种气体、液体及固体引起的磨损与磨耗等机械作用。种气体、液体及固体

47、引起的磨损与磨耗等机械作用。4 4）生物化用）生物化用 生物作用是指材料受到生物作用是指材料受到虫蛀或微生物菌类虫蛀或微生物菌类的腐蚀作的腐蚀作用而引起的破坏。主要包括菌类、昆虫等，对材料产生用而引起的破坏。主要包括菌类、昆虫等，对材料产生腐朽、虫蛀等生物作用。腐朽、虫蛀等生物作用。 实际工程中，材料受到的外界破坏因素往往是两种以实际工程中，材料受到的外界破坏因素往往是两种以上因素同时作用。上因素同时作用。金属材料金属材料常由化学和电化学作用引起腐常由化学和电化学作用引起腐蚀和破坏；蚀和破坏；无机非金属材料无机非金属材料常由化学作用、溶解、冻融、常由化学作用、溶解、冻融、风蚀、温差、湿差、摩擦

48、等某些因素或综合作用引起破坏；风蚀、温差、湿差、摩擦等某些因素或综合作用引起破坏；有机材料有机材料常由生物作用、溶解、化学腐蚀、光、热、电等常由生物作用、溶解、化学腐蚀、光、热、电等作用而破坏。作用而破坏。 由此可见，在构筑物的设计及材料的选用中，必须慎重由此可见，在构筑物的设计及材料的选用中，必须慎重考虑材料的耐久性问题，以利节约材料、减少维修费用，考虑材料的耐久性问题，以利节约材料、减少维修费用，延长构筑物的使用寿命。延长构筑物的使用寿命。2 2、与建筑材料耐久性相关的主要性质、与建筑材料耐久性相关的主要性质（1 1）抗渗性）抗渗性材料的抗渗性，是指其抵抗压力水渗透的性质材料的抗渗性，是指

49、其抵抗压力水渗透的性质 抗渗性常用渗透系数抗渗性常用渗透系数或抗渗等级表示。或抗渗等级表示。 1 1）渗透系数）渗透系数达西定律达西定律 AtHQdK A-A-渗水面渗水面积，积，cm2cm2 H-H-静水静水压力水压力水头，头，cmcmQ-Q-渗透总渗透总量，量，cm3cm3d-d-试件厚度，试件厚度，cm cm t-t-渗水时间，渗水时间，h h 2 2）抗渗等级）抗渗等级工程上，材料的抗渗性也可工程上，材料的抗渗性也可用抗渗等级来表示。用抗渗等级来表示。 抗渗等级以规定的试件、在规定的试验方法下，材料所能承抗渗等级以规定的试件、在规定的试验方法下，材料所能承受的最大水压力来表示。以符号受的最大水压力来表示。以符号PnPn表示，其中表示，其中n n为该材料所能为该材料所能承受的最大水压力（承受的最大水压力（MPaMPa）数值的）数值的1010倍，如倍，如P2P2、P4P4、P6P6、P8P8等，等，分别表示材料最大能承受分别表示材料最大能承受0.2 MPa0.2 M