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1、建筑材料的基本性质主要包括物理性质、力学性质、耐久性、防火性、防辐射性等1、材料的组成与结构（1）材料的组成：化学组成；矿物组成。（2）材料的结构：宏观结构；显微结构；微观结构；材料孔隙。2、材料的物理性质（1）基本物理性质：体积密度、密度及表观密度，材料的孔隙率；散粒 材料的堆积密度与空隙率。（2）材料与水有关的性质：亲水性与憎水性、吸水性、耐水性、抗水性。（3）材料与热有关的性质：导热性、热容量。3、材料的力学性质（1）材料强度：材料在不同荷载下的强度；试验条件对材料强度试验结果的影响；强度等级或标号；比强度。（2）材料变形：弹性变形；塑性变形。（3）冲击韧性。（4）硬度、磨损及磨耗。4、
2、材料的耐久性材料的化学组成、结构与构造一、材料的化学组成：是决定材料性质的内在因素之一。主要包括：元素组成和矿物组成。二、材料的微观结构材料的性质与材料内部的结构有密切的关系。材料的结构主要分成：宏观结构、显微 结构、微观结构从微观结构层次上，材料可分为晶体、玻璃体、胶体。晶粒的大小对材料性质也有重要影响，一般晶粒愈细，分布愈均匀，材料的强度愈高。 所以改变晶粒的粗细程度，可使材料性质发生变化，如钢材的热处理就是利用这一原理。由于胶体的质点很微小，其总表面积很大，因而表面能很大，有很强的吸附力，所以胶 体具有较强的粘结力。胶体结构与晶体及玻璃体结构相比，强度较低、变形较大。三、材料的构造致密状
3、、多孔状、微孔状、颗粒状、纤维状、.层状构造材料的物理性质一、材料的密度、表观密度、体积密度和堆积密度1、（一）、材料的密度材料在绝对密实状态下单位体积的质量（即重量）称为材料的密度。p=m/v .（g/cm3）绝对密实状态下不含任何孔隙的体积磨成细粉用密度瓶测体积一密度致密 的不规则散粒材料一排水法相对密度：无量纲（二）、材料的表观密度材料在自然状态下单位体积的质量称为材料的表观密度。P 0=m/v0 （kg/m3）（三）、体积密度材料在自然状态下，单位体积的质量。材料在自然状态下单位体积的重量称为材料的体积密 度（原称容重，道路工程中亦称为毛体积密度）。对于外形规则的材料，其表观密度测定很
4、简便，只要测得材料的重量和体积（可用量具 量测），即可算得。不规则材料的体积要采用排水法求得，但材料表面应预先涂上蜡，以防 止水分渗入材料内部而使所测结果不准。材料表观密度的大小与其含水情况有关。当材料 含水率变化时，其重量和体积均有所变化。因此测定材料表观密度时，须同时测定其含水率， 并予以注明。通常材料的表观密度是指气干状态下的表观密度。（四）、材料的堆积密度散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量称为堆积密度。P 0=m/v0 （kg/m3）散粒材料的体积可用已标定容积的容器测得。砂子、石子的堆积密度 即用此法求得。若以捣实体积计算时，则称紧密堆积密度。由于大多数材料或多 或少含有一些孔隙
5、，故一般材料的表观密度总是小于其密度。2、材料的孔隙率和空隙率（一）孔隙率（材料的密实度和孔隙率）材料孔隙的大小直接反映材料的密实程度，孔隙率大，密实度小.孔隙率是指孔隙在材料体积中所占的比例。一般孔隙率越大，材料的密度越小、强度越低、 保温隔热性能越好、吸声隔热能力越高。材料孔隙率的大小直接反映材料的密实程度，孔隙率小，则密实程度高。孔隙率相同的 材料，它们的孔隙特征（即孔隙构造）可以不同。按孔隙的特征，材料的孔隙可分为连通孔 和封闭孔两种，连通孔不仅彼此贯通且与外界相通，而封闭孔彼此不连通且与外界隔绝。按 孔隙的尺寸大小，又可分为微孔、细孔及大孔三种。孔隙率的大小及其孔隙特征与材料的许 多
6、重要性质，如强度、吸水性、抗渗性、抗冻性和导热性等都有密切关系。一般而言，孔隙 率较小，且连通孔较少的材料，其吸水性较小，强度较高，抗渗性和抗冻性较好。密实度+孔隙率=13. 填充率与空隙率（1）.填充率散粒状材料在其堆积体积中，被颗粒实体体积填充的程度。可用下式表示：%100%1000-00-0；=x=ppVVD （ i_7）（二）空隙率散粒材料堆积密度中，颗粒间空隙体积所占的百分率称为空隙率P0。空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒之间相互填充的密实程度。在配制混凝土时，砂、石的空隙率是作为控制混凝土中骨料级配与计算混凝土含砂率时的重 要依据。二、材料与水有关的性质（一）材料的吸水性和吸湿性（
7、简单介绍）1. 亲水性与憎水性土木工程材料大多数为亲水性材料，如水泥、混凝土、砂、石、砖、木材等，只有少数 材料如沥青、石蜡及某些塑料等为憎水性材料。亲水性材料：石料、砖、混凝土、木材；憎水性材料：沥青、石蜡一防水材料2. 吸水性：材料的吸水性用吸水率表示，有以下两种方法：1）吸水率：质量吸水率是指材料在吸水饱和时，其内部所吸收水分的质量占材料干质量的 百分率。质量吸水率：材料吸水饱合时，所吸水分质量占干质量的百分率W质=m湿一m干/m干X100%体积吸水率：材料吸水饱和时，所吸收水分体积占干体积的百分率。W 体=m饱一m 干/VoX 1/p wX 100%含水率：材料所含水分质量占其干质量的
8、百分率。W含=m含一 m干/m干X100%2）体积吸水率：体积吸水率是指材料在吸水饱和时，其内部所吸收水分的体积占干燥材料 自然体积的百分率。土木工程用材料一般采用重量吸水率。材料所吸收的水分是通过开口孔隙吸入的，故 开口孔隙率愈大，则材料的吸水量愈多。材料吸水饱和时的体积吸水率，即为材料的开口孔 隙率。材料的吸水性与材料的孔隙率及孔隙特征有关。对于细微连通的孔隙，孔隙率愈大，则 吸水率愈大。封闭的孔隙内水分不易进去，而开口大孔虽然水分易进入，但不易存留，只能 润湿孔壁，所以吸水率仍然较小。各种材料的吸水率差异很大，如花岗岩的吸水率只有 0.5%0.7%，混凝土的吸水率为2%3%，烧结普通砖的
9、吸水率为8%20%，木材的吸水 率可超过100%。吸水率大对材料是不利的。3,吸湿性材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。材料的吸湿性用含水率表示。材料的吸 湿性随着空气湿度和环境温度的变化而改变，当空气湿度较大且温度较低时，材料的含水率 较大，反之则小。材料吸水后会导致其自重增大、导热性增大、强度和耐久性将产生不同程 度的下降。材料干湿交替还会引起其形状尺寸的改变而影响使用。（二）材料的耐水性材料长期在水作用下不破坏，强度也不显著降低的性质称为耐水性。用软化系数表示Kr。 材料被水浸湿后，强度均会有所降低。这是因为水分被组成材料的微粒表面吸附，形成水膜， 削弱了微粒间的结合力。值愈小，表
10、示材料吸水饱和后强度下降愈多，即耐水性愈差。材料 的软化系数在01之间。在设计长期处于水中或潮湿环境中的重要结构时，必须选用0.85 的材料。用于受潮较轻或次要结构物的材料，其值不宜小于0.75。（三）材料的抗渗性：用抗渗系数K或抗渗标号S表示。材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性，用Ks渗透系数表示。材料的抗渗 性也可用抗渗等级表示。材料的渗透系数越小，说明材料的抗渗性越强。提高混凝 土抗渗性的措施：是增大混凝土的密实度、改变混凝土中的孔隙结构，减小连 通孔隙。材料的抗渗性与其孔隙特征有关。细微连通的孔隙中水易渗入，故这种孔隙 愈多，材料的抗渗性愈差。封闭孔隙中水不易渗入，因此封闭孔隙率大的材
11、料， 其抗渗性仍然良好。开口大孔中水最易渗入，故其抗渗性最差。抗渗性是决定材料 耐久性的重要因素。在设计地下结构、压力管道、压力容器等结构时，均要求其所用材料具 有一定的抗渗性能。抗渗性也是检验防水材料质量的重要指标。（四）材料的抗冻性：用抗冻标号D表示。抗冻性以试件在冻融后质量损失和强度损失不超过一定限度时所能经受的冻融循环次数来表示，称为抗冻等级。抗冻等级-指材料当质量损失小于5%，强度损失小于25%时所能经受的冻 融循环次数。材料在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，也不严重降低强度的性质，称为 材料的抗冻性。材料的抗冻性用抗冻等级表示。用Fn表示。材料受冻融破坏主要是因其孔隙
12、中的水结冰所致。水结冰时体积增大约9%，若材料孔隙 中充满水，则结冰膨胀对孔壁产生很大的冻胀应力，当此应力超过材料的抗拉强度时，孔壁 将产生局部开裂。随着冻融循环次数的增多，材料破坏加重。所以材料的抗冻性取决于其孔 隙率、孔隙特征、充水程度和材料对结冰膨胀所产生的冻胀应力的抵抗能力。若材料的变形 能力大、强度高、软化系数大，则其抗冻性较高。一般认为软化系数小于0.80的材料，其抗 冻性较差。环境温度愈低、降温愈快、冻融愈频繁，则材料受冻融破坏愈严重，材料的冻融破坏作 用是从外表面开始产生剥落，逐渐向内部深入发展。例题：已知某种建筑材料试样的孔隙率为24%，此试样在自然状态下的体积为40立方厘
13、米，质量为85.50克，吸水饱和后的质量为89.77克，烘干后的质量为82.30克。试求该材料 的密度、表观密度、开口孔隙率、闭口孔隙率、含水率。解：密度=干质量/密实状态下的体积=82.30/40 X（ 1-0.24） =2.7克/立方厘米开口孔隙率=开口孔隙的体积/自然状态下的体积=（89.77-82.3）： 1/40=0.187闭口孔隙率=孔隙率-开口孔隙率=0.24-0.187=0.053表观密度=干质量/表观体积=82.3/40 X（ 1-0.187） =2.53含水率=水的质量/干重=（85.5-82.3） /82.3=0.039三、材料与热有关的性质1. 导热性：材料的导热系数愈
14、小，表示其绝热性能愈好。各种材料的导热系数差别很 大，大致在0.0293.5,如泡沫塑料，而大理石。工程中通常把的材料称为绝热材料。导热系数与材料内部孔隙构造有密切关系。由于密闭空气的导热系数很小（），所以， 材料的孔隙率较大者其导热系数较小，但如果孔隙粗大或贯通，由于对流作用，材料的导热 系数反而增高。材料受潮或受冻后，其导热系数大大提高，这是由于水和冰的导热系数比空 气的导热系数大很多（分别为0.58和2.20）。因此，绝热材料应经常处于干燥状态，以利于 发挥材料的绝热效能。2. 比热容、热容量：材料的导热系数和热容量是设计建筑物围护结构（墙体、屋盖） 进行热工计算时的重要参数，设计时应选
15、用导热系数较小而热容量较大的土木工程筑材料， 有利于保持建筑物室内温度的稳定性。同时，导热系数也是工业窑炉热工计算和确定冷藏绝 热层厚度的重要数据。3. 耐燃性和耐火性：耐燃性：材料在火焰或高温作用下可否燃烧的性质。耐火性：材料在火焰或高温作用下，保持其不破坏、性能不明显下降的能力。用其耐受 的时间来表示，称为耐火极限材料的力学性质一、材料的强度与等级1. 材料的强度（1）.抗压强度对混凝土来说，有立方体抗压强度、轴心抗压强度（棱柱体强度）立 方体抗压强度：边长为150mm的立方体在20o3oC的温度和相对湿度在90%以上的潮湿空气中 养护28天。一混凝土结构设计规范试验方法对强度有较大的影响一箍的作用。棱柱 体强度：150 X mm X 150mm X 300mm（2）.抗拉强度：ft钢材的重要力学指标建筑中，钢材一般都是用来承受拉力的（梁、 板中的应用）。钢筋根据它的力学指标也分为几个等级。（3）.抗剪强度：fv在钢结构的牛腿设计中经常用到。在混凝土梁、板设计中也要 用到抗剪计算，要复杂多了，涉及到混凝土及钢筋两种不同的材料。（4）.抗弯强度：ftm2. 影响材料试验结果的因素（1）试件的性质和大小：相同材料采用小试件测得的强度比大试件的高；加荷速度快者，强度值偏高；试件表面不平
