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1、第二章第二章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质第一节第一节 材料的组成、结构与性质材料的组成、结构与性质(补充补充) 一一、材料的组成与性质的关系、材料的组成与性质的关系（1）材料的成分不同，性质不同（2）相同成分的材料，在不同的工艺条件下，可制成不同性质的建筑材料。 二、材料的结构与性质的关系二、材料的结构与性质的关系-成分相同，结构不同，性质也不同。（一）（一）结构的分类结构的分类微观结构微观结构:反映材料内部质点在三维空间的排列情况。 如：C 金刚石石墨 SiO2 石英玛瑙亚微观结构亚微观结构:反映材料内部颗粒的大小、形状及分布。 如：CaCO3 大理岩（显晶）石灰岩（隐晶）宏观结构
2、（构造）宏观结构（构造）:反映材料中不同组成材料的分布方式 以及大的孔隙、裂纹的大小、分布等。 如：普通塑料泡沫塑料其中其中,孔隙与材料关系孔隙与材料关系最密切最密切,对对性质的性质的影响也最大影响也最大.（二二）孔隙的分类）孔隙的分类1、按孔隙大小划分、按孔隙大小划分 微细孔隙毛细孔隙较粗大孔隙粗大孔隙等。 2、按孔隙形状划分、按孔隙形状划分 球形孔隙、片状孔隙、管状孔隙、尖角孔隙等。3、按常压下水能否进入孔隙中、按常压下水能否进入孔隙中 开口孔隙（或连通孔隙）：常压下水可以自由进出。闭口孔隙（或封闭孔隙）：常压下水不能自由进出。结论：二者可以随着水压的改变发生转化。 （三三）孔隙对材料性质
3、的影响）孔隙对材料性质的影响1、孔隙含量不同，性质不同。、孔隙含量不同，性质不同。孔隙含量增加：孔隙含量增加：密度、强度、耐磨性、耐腐蚀性、耐水性、 抗冻性、抗渗性、耐久性降低； 保温性、吸声性、吸水性、吸湿性提高。 反之亦然。2、孔隙形状不同，性质不同。、孔隙形状不同，性质不同。 开口孔隙多：吸声、吸水、吸湿性好。 闭口孔隙多：保温隔热好。3、结论、结论孔隙大小、多少、形态影响材料的性质，通过控制材料的孔隙，可以改善材料的性质，满足不同工程的需要。第二节 材料结构状态的基本参数一、不同结构状态下的密度一、不同结构状态下的密度1、密度、密度: 绝对密实状态下单位体积的质量。 （无孔、无水） 2
4、、表现密度、表现密度: 自然状态下单位体积的质量。 （有孔、无水） 3、堆积密度、堆积密度： 散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量。 （有孔、有空、无水） 材料的绝干质量，g 或 kg材料的体积，cm3 或 m3材料的密度，g/cm3 或 kg/m3二、密实度与孔隙率块体材料（一）密实度（一）密实度自然状态，材料体积内固体物质的充实程序密实度（二）孔隙率（二）孔隙率自然状态，材料内部所有孔隙体积占材料总体积的百分率. (或P =1D)三、三、空隙率散粒材料散粒材料在自然堆积状态下，颗粒间空隙的体积占材料总体积的百分率空隙率。 第三节 材料的力学性质一、材料的受力变形（一）弹性变形（一）弹性变
5、形材料在外力作用下变形，外力取消后，完全恢复原状。 E越大，材料越不易变形。（二）塑性变形（二）塑性变形材料受力变形，外力取消后，保持变形后的形状和尺寸，且不产生裂纹。（三）徐变（三）徐变恒定荷载下，材料随时间缓慢增长产生不可恢复的变形。 二、脆性与韧性1、脆性、脆性受荷载作用，材料在破坏前无明显塑性变形，而发生突发性破坏的性质。2、韧性、韧性在冲击荷载作用下材料吸收能量产生一定变形，而不致被破坏的性质。三、材料的强度 1MPa=103KPa=106Pa 1、概念、概念：在外力作用下，材料抵抗破坏的能力。2、表示、表示：以材料破坏,单位面积上承受的最大应力值表示. 式中：f材料的强度（MPa）
6、 F破坏荷载（N） A受荷面积（mm2）3、分类、分类 P13表2.34、强度等级（或标号）、强度等级（或标号）材料按强度值的高低划分为若干等级称为标号。 如 普通混凝土、砖、石材。 5、强度等级的应用、强度等级的应用（1）同一种材料）同一种材料强度越大，抵抗破坏的能力越大，越不易被破坏。（2）不同的材料）不同的材料最好采用比强度：比强度是按单位质量计算的材料强度。 衡量材料轻质高强主要指标。表2.4，将松木、低碳钢、混凝土进行比较。四、硬度与耐磨性四、硬度与耐磨性1、硬度、硬度 材料抵抗硬物压入、刻划 的能力。 （1）木材、钢材、砼多采用钢球压入法测量 P168图8.6（2）石材用刻划法测定
7、，分十级）石材用刻划法测定，分十级滑石滑石 石膏石膏 方解石方解石 萤石萤石 磷灰石磷灰石 正长石正长石 石英石英 黄玉黄玉 刚玉刚玉 金刚石金刚石 1 2 3 4 5 6 7 8 9 102、耐磨性、耐磨性材料表面抵抗磨损的能力。以磨损前后单位表面的质量损失来表示。 B磨损率， g/ cm2 ； m0 m1材料磨损前后的质量，g； A试件受磨损的面积，cm2；通常，硬度大的材料耐磨性较强，但不易加工。第四节 与水有关性质一、材料的亲水性与憎水性1、现象、现象水滴在不同的地面上，表现不同。润湿角:通过s、l、g三态交点,沿水滴表面做切线的交角. P8图2.32、判断、判断3、应用、应用二、吸水
8、性、吸湿性1、吸水性、吸水性：材料在浸水状态下吸入水分的能力。（1）质量吸水率：）质量吸水率：材料吸水饱和时，吸入水分的质量与干燥时材料质量之比。（2）体积吸水率：材料吸水饱和时，吸入水分的体积与干燥时材料自然体积之比。 2、吸湿性、吸湿性：材料自发吸收空气中水分子的能力。（2）用含水率表示：空气中，吸入空气中水分的质量与干燥时材料质量之比。3、材料含水对性质的影响、材料含水对性质的影响材料含水后：隔热保温性能 ；耐腐蚀性；表观密度堆积密度密度；内部组分之间结合力降低，其强度降低。三、耐水性1、含义、含义材料长期在饱和水作用下而不破坏,其强度也不显著降低的性质。2、表示方法、表示方法 K软0.
9、8耐水材料。 平板玻璃、密实塑料K软1 花岗岩K软0.99 K软01 砂岩K软0.98 石灰岩K软0.97 红砖K软0.7-0.8 粘土K软03、应用、应用（1）用于水中或潮湿环境的重要工程，要求K软0.85 .（2）受潮较轻或次要工程 K软0.75。（3）相同的结构，江南要求K软大些，西北要求K软小些。 四、抗渗性1、含义、含义 指材料抵抗压力水或其它有压液体渗透性质。2、表示、表示 用抗渗标号（等级）表示。如砼P4、P6、P8、P10、P12，分别表示可抵抗0.4、0.6、0.8、1.0、1.2Mpa的压力水，不透水。五、抗冻性1、含义、含义 指材料在吸水饱和状态下，抵抗冻融循环作用，保持
10、原有性质的能力。2、材料受冻破坏原因：水结冰体积增大约9%。3、影响因素（1）材料的吸水饱和程度；（2）材料抵抗水结冰体积膨胀产生的压力。第五节 材料的热性质一、导热性（一）含义（一）含义材料传导热量的能力导热性。导热系数 Q 传热量（J） d 材料的厚度（m） T1-T2 材料两侧温差（K） A 热传导面积（m2） t 传热的时间（s）入越小，隔热保温性越好。入0.175的材料称绝热材料。（二）影响因素（二）影响因素1、材料的组成不同，导热系数不同。 2、材料的孔隙率大小和孔隙类型 （1）孔隙率大小不同，导热系数不同。 （2）孔隙类型不同，导热系数不同。（3）孔隙大小不同，导热系数不同。3、
11、材料含水或含冰时，导热系数增大。水 =0.58 w/m.k 冰=2.2w/m.k 空气=0.023w/m.k水和冰的导热系数分别是空气的25倍和95倍，隔热保温差。二、热容量材料对于外界温度变化的敏感性1、几个概念、几个概念1）热容量：材料加热时吸收热量，冷却时放出热量的性质 。2）比热（容）：1g材料在温度变化1时，吸收或放出的热量多少。P12表2.23）热容量值比热（容） 质量热容量值大，表示材料在吸收或放出较多的热量时，其本身的温度变化不大，室内温度稳定性好，保温好。2、应用、应用 木房子砼房子 海洋性气候内陆气候第六节 声学性质（P124）一、声波作用于材料一、声波作用于材料 ，分解（
12、示意图）第一部分反射，产生回音； 第二部分传给材料，由声能转化为动能、热能；第三部分穿透材料，不隔音。二、吸声性二、吸声性1、含义声波穿透材料和被材料消耗的性质称为吸声性。2、表示 0.2吸声材料材料的吸声系数；E0传递给材料的全部声能；E被材料吸收的声能（第二部分第三部分）。 3、不同的材料，受到声能的作用时，吸声的形式不同。孔隙，将声能热能，将声音消耗掉。结论：多孔隙的材料，能将声能较多地消耗掉，故常用的吸声材料为多孔材料。4、应用、应用 在音质要求较高的场所，必须使用吸声材料； 噪声大的厂房，为改善劳动条件，也应使用吸声材料。5、施工、施工（1）可以将吸声材料直接安装在内墙或顶棚上；（2
13、）也可采用空间吸声体悬吊在顶棚下面。（3）也可采用穿孔吸声板如铝合金板、胶合板、纤维板、石膏板等，将其周边固定在龙骨上，并在背后设置空气层或充填多孔材料构成。（4）帘幕吸声体。 采用通气性好的纺织品，安装在离墙面一定距离处，背后设置空气层。对中、高频吸声效果好。二、隔声性二、隔声性减少穿透材料的声能隔声分： 隔绝空气声通过空气传播的声音； 隔绝固体声通过撞击、振动空气传播的声音。1、隔绝空气声、隔绝空气声（1）隔声机理）隔声机理隔声服从质量定律，即材料的密度越大，隔声效果越好。（2）工程中采取的措施）工程中采取的措施 采用密度大的材料；轻质材料隔声性较差，可以通过使用密实的材料将轻质材料分割做
14、成夹层结构，达到隔声的目的。2、隔绝固体声、隔绝固体声（1）隔声机理）隔声机理: 通过柔性、弹塑性材料的变形减小撞击声。（2）工程中采取的措施）工程中采取的措施 在材料的表面设置弹性面层 如楼板上设木板、放置地毯.第七节材料的耐久性一、含义一、含义材料在使用时，受各种内外因素及有害介质的作用，能长久保持其原有性能的能力耐久性。二、影响因素二、影响因素1、内因、内因（1）组成）组成：材料的组分易溶于水或易与其它成分发生化学反应时，耐久性差。（2）结构）结构：孔隙多尤其是开口孔隙多时,抗渗性、抗冻性、耐水性都降低，其耐久性也差。2、外因、外因物理作用：物理作用：主要包括干湿的变化、温度的变化和冻融
15、等，引起材料的收缩和膨胀，降低耐久性。化学作用：化学作用：含酸、碱、盐等物质的溶液或气体，对材料的侵蚀，降低耐久性。生物作用：生物作用：昆虫、菌类等对材料的蛀蚀、腐蚀，使材料破坏，降低耐久性。 3、普通建筑材料的破坏、普通建筑材料的破坏（1）砖、石料、混凝土等无机非金属材料，多受到物理作用而破坏；（2）金属材料则主要由化学、电化学作用引起的锈蚀而破坏； （3）木材等有机材料常因生物作用而破坏；（4）沥青材料、高分子材料在阳光、空气、热的作用下,老化变脆或开裂而破坏。 补补 充充 题题1、材料的组成、 孔隙对其性质的影响。2、材料含水对性质的影响 3、一块绝干质量为2500g的烧结普通粘土砖，浸水饱和后的质量为2800g，将此砖磨细烘干后取55g，用密度瓶测得其排开水的体积为21.15cm3。求（1）该砖的密度 （2）表观密度（砖的尺寸取其标准规格尺寸） （3）孔隙率 （4）质量吸水率几种典型材料的热性质材料名称钢材混凝土松木粘土空心砖花岗岩空气水比热容J/gk0.480.842.720.920.9214.18导热系数W/mK581.510.17-0.350.643.490.023 0.58
