建筑材料的基本性能

建筑材料的基本性质本章主要内容材料的基本性质材料的力学性质墙用材料与水有关的性质材料的热工性质材料的耐久性无机材料、有机材料和复合材料三类：材料的技术标准:国家标准、行业标准、企业标准GB-国家标准 GBJ-建筑工程国家标准 JGJ-建设部行业标准 JC-国家建材局行业标准YB-冶金部行业标准 JTJ-交通部行业标准SD-水电行业标准 ZB-国家级专业标准

例：国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-2007标准名称——部门代号——编号——批准年份建筑材料的标准化一、材料的密度、表观密度与堆积密度名称定义计算公式单位材料在绝对密实状态下，单位体积的质量㎏/cm3材料在自然状态下，单位体积的质量㎏/cm3材料在堆积状态下，单位体积的质量㎏/m3第一节建筑材料的基本性质绝对密度表观密度堆积密度

名称定义计算公式指材料总体积内，固体物质所占的比例D=v/v0×100%=（ρ0/ρ）×100%指材料内孔隙体积占材料自然状态下总体积的百分率P=[(v0-v)/v0]=[1-v/v0]

=(1-ρ0/ρ)×100%孔隙率和密实度的关系D+P=1二、密实度与孔隙率密实度孔隙率

一、亲水性与憎水性1.原因:水分子间的内聚合和材料与水分子间的分子亲合力,亲水性材料与水分子之间的分子亲合力,大于水本身分子间的内聚力,憎水性材料与水分子之间的亲合力,小于水本身分子间的内聚力。

2.判断:在材料、水和空气三相交点处，沿水滴表面作切线，此切线和水与材料接触面所成的夹角θ称为“润湿角”。润湿角θ≤90°时，材料表现为亲水性。润湿角θ＞90°时，材料表现为憎水性。

3.意义:憎水材料具有较好的防水性、防潮性、抗渗性，常用作防潮防水材料,也可用于亲水性材料的表面处理。第二节材料与水有关的性质图1.1材料的润湿示意图

(a)亲水性材料；（b）憎水性材料

二、吸湿性

1.概念指材料在空气中吸收水气的性质。2.表达式用含水率ω'm表示

ω'm=mw/m×100%式中mw---材料在空气中吸收水分的量,kg。m---材料干燥时的质量,kg。3.注意:材料在与空气湿度相平衡时的含水率称为平衡含水率,建筑材料在正常状态下,均处于平衡含水率状态。

三、吸水性1.概念:指材料在水中吸收水分的性质。2.表达式:用质量吸水率ωm或体积吸水率ωv表示。

ωm=msw/m×100%=[(msw'-m)/m]×100%

ωv=vsw/v0×100%=[(msw‘-m)/v0/ρw]×100%

式中

msw---

材料吸水饱和时所吸水的质量(g或kg)

msw‘

---

材料吸水饱和时材料的质量(g或kg)

vsw---

材料吸水饱和时所吸水的体积(cm3或m3)

ρw

---

水的密度(g/cm3或kg/m3)

3.质量吸水率和体积吸水率的关系

ωv=ρ0×ωm

四、耐水性1.概念：材料长期在水的作用下，保持其原有性质不变的能力,用软化系数KP表示。2.表达式：KP=fsw/fd

式中

fsw---材料吸水饱和状态下的抗压强度（MPa）。

fd---材料在干燥状态下的抗压强度（MPa）。

3.意义：工程中将KP>0.85的材料称为耐水材料。经常位于水中或受潮严重的重要结构，KP≮0.85；受潮较轻或次要结构所用材料，KP≮0.70。

五、抗渗性1、概念：指材料抵抗压力水(或其它液体)渗透的性质。2、表达式：工程上(混凝土、砂浆等)常用抗渗等级来表示抗渗性。以符号Pn表示,其中n为该材料所能承受的最大水压(0.1Mpa)如P2、P4、P6、P8等分别表示材料最大能承受0.2、0.4、0.6、0.8MPa的水压力而不渗水。材料的抗渗性用渗透系数K(cm/h)来表示。

六、抗冻性

1、概念:材料吸水饱和状态下，能够经受多次冻融循环而不破坏，也不严重降低强度的性能。

2、表达式:用抗冻等级(Fn)表示。其中n为材料在吸水饱和状态下,经冻融循环作用,强度损失和质量损失均不超过规定值时所能承受的冻融循环次数。如F25、F50、F100等。3、材料在冻融循环作用下破坏的原因:由于材料内部毛细孔中的水结冰时体积膨胀（约9%）,对材料孔壁产生巨大压力，使材料内部产生微裂缝，循环往复以致强度下降。

一、强度的概念指材料在外力(荷载)作用下，抵抗破坏的能力。二、强度的种类根据受力形式(如图所示)分为抗压强度、抗拉强度、抗弯（折）强度、抗剪强度等4种。抗拉抗剪抗弯抗压第三节材料的力学性质三、强度的计算抗压强度、抗拉强度、抗剪强度计算公式f=F/A式中f---材料的抗压、抗拉、抗剪强度(PaMPa)。F---试件破坏时的最大荷载(N)。A---试件面积（m2或mm2）。材料的抗弯(折)强度与材料的受力情况、截面形状及支承条件等有关。对矩形截面,在两端支承,中间作用一集中荷载的情况，其抗弯（折）强度用下式计算：f=3FL/2bh2四、强度等级为便于应用，按材料强度值高低划分的若干等级。脆性材料主要抗压强度来划分，如水泥、混凝土、砖等，塑性材料和韧性材料主要以抗拉强度来划分，如钢材等。五、比强度比强度是指材料强度与体积密度的比值（f/ρ0）。是衡量材料轻质高强性能的一项重要指标。六、变形性能

1、弹性：材料完全能恢复的变形称为弹性变形。具备这种变形特征的材料称为弹性材料。

2、塑性：材料不能恢复的变形称为塑性变形。具有塑性变称为塑性材料。3.脆性：材料在荷载作用下，没有明显预兆，表现为突发性破坏的性质。4.韧性：韧性又称冲击韧性，是材料在冲击、振动荷载作用下,能承受很大变形而不发生突发性破坏的性质。一、导热性

1.概念:指材料传导热量的性质。

2.表达式:用导热系数λ表示。

λ=Qa/(T1-T2)At式中λ

---导热系数，w/(m.k)。

Q

---传递的热量，J。

a

---材料的厚度，m。

T1-T2

---材料两侧的温差，k。

A

---材料传热面的面积，㎡。

t

---传热的时间，s或h。

3.意义:通常把λ<0.23W/(m·k)的材料称为绝热材料，在运输、存放、施工及使用过程中，须保持干燥状态。第四节材料的热工性质二、热容量1.概念:指材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。2.表达式:用比热C表示,又称比热容或热容量系数,其表达式为：

C=Q/m(T2-T1)式中C---材料的比热容，J/(kg.K)Q---材料吸收（或放出）的热量，Jm---材料的质量，kg(T2-T1)---材料受热（或冷却）前后的温度差，K一、概念指材料在长期使用过程中抵