建筑材料的基本性质

建筑材料的基本性质分为物理性质（质量有关的性质，与水有关的性质，与热有关的性质）；力学性质（强度，比强度，弹性，弹性变性，塑性，脆性，韧性，硬度，耐磨性）；材料的耐久性。

建 筑 材 料 的 基 本 性 质

• 物理性质
  • 与质量有关的性质
    • 密度
      • 材料在绝对密实状态下单位体积的质量
        • p＝m／v
    • 表观密度
      • 材料在自然状态下单位体积的质量
        • p。＝m／v。
    • 堆积密度
      • 疏松状（小块 颗粒 纤维）材料在堆积状态下单位体积的质量
        • p'。＝m／v'。
    • 密实度
      • 材料体积内被固体物质所充实的程度
        • D＝v／V。× 100％＝p。／p×100％
    • 孔隙率
      • 材料体积内孔隙（开口的和闭口的）体积所占的比例
        • p＝v。－v／v。×100％＝（1－v／v。）×100％＝（1－p。／p）×100％＝1－D
      • 孔隙率的大小可直接反映材料的密实程度，材料的孔隙率越高，表示材料的密实程度越小
      • 孔隙构造特征主要是指孔隙的形状和大小
    • 填充率
      • 颗粒状材料的堆积体积内，被颗粒所填充的程度
        • D′＝v。／v′。×100％ D′＝p′。／p。×100％
    • 空隙率
      • 散粒状材料的堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的百分率
        • p′＝v′。－v。／v′。×100％＝（1－p′。／p。）×100％
  • 与水有关的性质
    • 亲水性和憎水性
      • 当材料与水接触时，有些材料能被水润湿，有些材料则不能被水润湿。前者称材料具有亲水性，后者称材料具有憎水性。
      • 材料被水湿润的情况可用润湿角θ表示
      • 当材料与水接触时，在材料(固)、水(液)、空气(气)三相的交点处，沿水滴表面的切线和水接触面的夹角θ，称为润湿角
      • 当θ≤90º为亲水性材料 当θ＞90º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
      • 憎水性材料经常作为防水材料或亲水性材料表面的憎水处理
    • 吸水性
      • 材料浸入水中吸收水分的能力 吸水性的大小以吸水率表示
      • 质量吸水率
        • 材料吸水饱和时，所吸水分的质量占材料干煤质量的百分率
          • W质＝m湿－m干／m干×100％
      • 体积吸水率
        • 材料吸水饱和时，所吸水分的体积占干燥材料自然体积的百分率
          • W体＝m湿－m干／Ⅴ¹×1／Pw×100％
      • 质量吸水率与体积吸水率的关系为W体=W质Po
      • 材料的吸水率大小首先取决于材料本身的性质，视其是亲水性材料还是憎水性材料;其次与材料的孔隙率和孔隙特征有关。
    • 吸湿性
      • 材料在潮湿空气中吸收水分的性质
      • 含水率指材料所含水质量占材料干燥质量的百分率
      • 材料吸湿性的大小取决于材料本身的组织结构和化学成分，其含水率的大小与周围空气的相对湿度和温度有关
    • 耐水性
      • 材料长期在饱和水作用下不破坏，其强度也不显著降低的性质
        • K软＝f饱／f干
      • 材料的软化系数范围在0~1之间
      • 用于严重受水侵蚀或潮湿环境的材料，其软化系数应大于0.85 ，用于受潮较轻的或次要的结构物的材料，则不宜小干0.70
    • 抗渗性
      • 材料抵抗压力水、油等液体渗透的性质
      • 地下建筑及水工建筑物，因常受到压力水的作用，所以要求材料具有一定的抗渗性
      • 材料的抗渗性与其孔隙率和孔隙特征有关，封闭孔隙且孔隙率小的材料抗渗性好，连通孔隙且孔隙率大的材料抗渗性差
      • 常用渗透系数K表示
      • 渗透系数K反映水在材料中流动的速度。K越大,说明水在材料中流动的速度越快，其抗渗性越差
      • 建筑工程中大量使用的砂浆、混凝土等材料，其抗渗性用抗渗等级P来表示。抗渗等级用材料所能抵抗的最大水压力来表示，如P6、P8、P10、P2等，分别表示材料可抵抗0.6、0.8、1.0、1.2 MPa的水压力作用而不渗水
    • 抗冻性
      • 材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，其强度也不严重降低的性质
      • 材料的抗冻性用抗冻等级F来表示
      • 质量损失和强度下降均不超过规定数值的最大冻融循环次数来表示，如F25、F50、F100、F150
  • 与热有关的性质
    • 导热性
      • 材料传递热量的性质
      • 用异热系数λ表示
      • 材料的导热系数λ越小，则材料的导热性越差，绝热保温性越好
      • 金属材料的导热系数大于非金属材料的导热系数。材料的孔隙率越大，导热系数越小。细小而封闭的孔隙,导热系数较小
    • 热容量
      • 材料的热容量是指材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质
      • 材料的热容量大，则材料在吸收或放出较多的热量时，其自身的温度变化不大，即有利于保证室内温度相对稳定
    • 耐火性
      • 材料在高热或火的作用下，保持其原有性质而不损坏的性能，用耐火度表示
      • 根据材料耐火度的不同分
        • 耐火材料 耐火度不低于1580℃的材料，如各类耐火砖
        • 难熔材料 耐火度为1350~1580℃的材料，如难熔黏土砖、耐火混凝土
        • 易熔材料 耐火度低于1350℃的材料，如普通黏土砖、玻璃
    • 耐燃性
      • 材料能经受火焰和高温的作用而不破坏，强度也不显著降低的性能
      • 不燃材料 混凝土、天然石材、砖、玻璃和金属
      • 难燃材料 沥青混凝土和经防火处理的木材
      • 可燃材料 木材、沥青
      • 易燃材料 纤维织物
    • 温度变形
      • 材料在温度变化时产生的体积变化
      • 线膨胀系数用α表
• 力学性质
  • 强度
    • 材料在外力(荷载)作用下抵抗破坏的能力
    • 材料抵抗这些外力破坏的能力，分别称为抗拉、抗压、抗弯和抗剪
  • 比强度
    • 单位体积质量的材料强度与其表观密度之比，它是衡量材料是否轻质、高强的指标
  • 弹性
    • 材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，能够完全恢复原来形状的性质
  • 弹性变形
    • 能够完全恢复的变形
  • 塑性
    • 材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，仍保持变形后的形状和尺寸，并有不产生裂缝的性质
  • 脆性
    • 材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质，如混凝土、玻璃、陶瓷
  • 韧性
    • 材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，产生一定的变形而不破坏的性质，如建筑钢材、木材、沥青
  • 硬度
    • 材料表面抵抗其他硬物压入或刻划的能力
  • 耐磨性
    • 材料表面抵抗磨损的能力。耐磨性常以磨损率衡量，以“G”表示
• 材料的耐久性
  • 材料在使用过程中，能抵抗周围各种介质的侵蚀而不破坏，也不失去其原有性能的性质,称为耐久性。材料的耐久性是一项综合性质，一般包括抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性、老化性、抗碳化性、耐热性、耐溶蚀性、耐磨性、耐光性