建筑材料第一章建筑材料的基本性质

1、建筑材料建筑材料第一章第一章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质第一节第一节 材料的基本物理性质材料的基本物理性质第二节第二节 材料的力学性质材料的力学性质第三节第三节 材料与水有关的性质材料与水有关的性质第四节第四节 材料的耐久性材料的耐久性第五节第五节 材料的热加工性质材料的热加工性质第六节第六节 材料的装饰性能材料的装饰性能第七节第七节 材料的组成、结构和构造材料的组成、结构和构造开口孔：常温下水能进入绝大多数材料都含孔隙。孔隙分为：闭口孔：常温下水不能进入一、材料与质量有关的性质（一、材料与质量有关的性质（4个密度）个密度）1.1 1.1 材料的基本物理性质材料的基本物理性质一、材料

2、与质量有关的性质（一、材料与质量有关的性质（4个密度）个密度）（一）密度（一）密度 材料在绝对密实状态下单位体积的质量称为材料在绝对密实状态下单位体积的质量称为密密度度，（，（绝对密实体积指不包括材料孔隙在内的体绝对密实体积指不包括材料孔隙在内的体积积）。）。用用表示。表示。mV密度密度，kg/m3；m材料在干燥状态下的质量材料在干燥状态下的质量，kg；V干燥材料的绝对密实体积干燥材料的绝对密实体积，m3。1.1 1.1 材料的基本物理性质材料的基本物理性质 钢材、玻璃等少数密实材料可根据外形尺钢材、玻璃等少数密实材料可根据外形尺寸求得体积。寸求得体积。 大多数有孔隙的材料，在测大多数有孔隙的

3、材料，在测定材料的密度时，应把材料磨成定材料的密度时，应把材料磨成细粉，干燥后用李氏瓶测定其体细粉，干燥后用李氏瓶测定其体积（积（排液法排液法）。材料磨的越细，）。材料磨的越细，测得的密度数值就越精确。砖、测得的密度数值就越精确。砖、石等材料的密度即用此法测得。石等材料的密度即用此法测得。1.1 1.1 材料的基本物理性质材料的基本物理性质（一）密度（一）密度请看密度试验动画 材料在自然状态下单位体积的质量成为材料在自然状态下单位体积的质量成为表观表观密度密度，用，用0表示。表示。0表观密度表观密度，kg/m3；m材料的质量材料的质量，kg；V0材料在自然状态下的体积材料在自然状态下的体积，m

4、3。 自然状态下的体积指包含材料内部孔隙的自然状态下的体积指包含材料内部孔隙的体积。体积。00mV1.1 1.1 材料的基本物理性质材料的基本物理性质（二）表观密度（二）表观密度 散粒或粉状材料，如砂、石子、水泥等，在散粒或粉状材料，如砂、石子、水泥等，在自然堆积状态下单位体积的质量称为自然堆积状态下单位体积的质量称为堆积密度堆积密度，用用0表示。表示。0 堆积密度堆积密度，kg/m3；m 材料的质量材料的质量，kg；V0 材料的自然堆积体积（包括材料颗粒体积和颗粒之材料的自然堆积体积（包括材料颗粒体积和颗粒之间空隙的体积）间空隙的体积），m3。 测定散粒材料的堆积密度时，按一定的方法将测定散

5、粒材料的堆积密度时，按一定的方法将散粒材料装入一定的容器中，则堆积体积为容器散粒材料装入一定的容器中，则堆积体积为容器的容积。的容积。00mV1.1 1.1 材料的基本物理性质材料的基本物理性质（三）堆积密度（三）堆积密度请看堆积密度试验动画请看堆积密度试验动画 指材料在包含内部闭口孔隙（开口孔隙除外）指材料在包含内部闭口孔隙（开口孔隙除外）条件下的单位体积的质量。条件下的单位体积的质量。mV V材料的自然状态下不含开口孔隙的体积。或直材料的自然状态下不含开口孔隙的体积。或直接用排水法测得实际体积的近似值。接用排水法测得实际体积的近似值。1.1 1.1 材料的基本物理性质材料的基本物理性质（四

6、）（四）* *视密度视密度 四种密度的关系：四种密度的关系： 对于同种材料（如一堆碎石），测得的四种密度的关对于同种材料（如一堆碎石），测得的四种密度的关系？系？mVmV 00mV00mV质量一样，而四种体积存在一个关系：质量一样，而四种体积存在一个关系： V是指实体体积是指实体体积 V=V+Vb V0 =V+Vb+Vk V0 =V+Vb+Vk+V空空故，故， 0 0 0 01.1 1.1 材料的基本物理性质材料的基本物理性质密度视密度表观密度堆积密度 二、与疏密度有关的性质二、与疏密度有关的性质（一）密实度（一）密实度D 指材料体积内被固体物质所填充的程度（即指材料体积内被固体物质所填充的程

7、度（即密实体积占自然体积的百分率）。密实体积占自然体积的百分率）。00100%100%VDV1.1 1.1 材料的基本物理性质材料的基本物理性质（二）孔隙率（二）孔隙率P 指材料的自然体积内，孔隙体积占自然体指材料的自然体积内，孔隙体积占自然体积的百分率。积的百分率。000100%1100%VVPV000100%100%kKVVVPVVbKPPP开口孔隙率：开口孔隙率：闭口孔隙率：闭口孔隙率： 孔隙率与密实度的关系：孔隙率与密实度的关系：P+D=11.1 1.1 材料的基本物理性质材料的基本物理性质（三）（三）* *填充率填充率D 指散粒材料的堆积体积中，被其颗粒填充指散粒材料的堆积体积中，被

8、其颗粒填充的程度（即自然体积占堆积体积的百分率）。的程度（即自然体积占堆积体积的百分率）。0000100%100%VDV空隙空隙1.1 1.1 材料的基本物理性质材料的基本物理性质（四）空隙率（四）空隙率P 散粒材料自然堆积体积中颗粒之间的空隙所散粒材料自然堆积体积中颗粒之间的空隙所占的比例称为散粒材料的空隙率，其计算公式为：占的比例称为散粒材料的空隙率，其计算公式为：00000100%1100%VVPV 空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。填充的致密程度。空隙空隙1.1 1.1 材料的基本物理性质材料的基本物理性质课堂练习：课堂练习：1、有

9、一卵石试样，洗净烘干后质量为、有一卵石试样，洗净烘干后质量为1000g，将其，将其浸水饱和，用布擦干表面称重为浸水饱和，用布擦干表面称重为1005g，再装入盛满，再装入盛满水后重为水后重为1840g的广口瓶内，然后称重为的广口瓶内，然后称重为2475g，试，试求试样的求试样的表观密度表观密度。解解： 表观密度表观密度 已知已知m=1000g， V0=V排开水排开水=3(1840 1005)24753701cm00Vm干30010002.70/V370mg cm干1.1 1.1 材料的基本物理性质材料的基本物理性质00mV2、一块标准尺寸的黏土砖、一块标准尺寸的黏土砖(240mm115mm53m

10、m)，干燥状态质量为干燥状态质量为2420g，吸水饱和后为，吸水饱和后为2640g，将其，将其烘干磨细后称取烘干磨细后称取50g，用排水法测得体积为，用排水法测得体积为19.2cm3，试求试求孔隙率孔隙率解解： 孔隙率孔隙率1.1 1.1 材料的基本物理性质材料的基本物理性质1.651100%36.5%2.6P0=m/V0=2420/(2411.55.3)=1.65g/cm3=m/V=50/19.2=2.60g/cm300100%VVPV01100%一、材料的强度一、材料的强度 材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为材料材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为材料的强度，以材料受外力破坏时单位面积上所承

11、受的强度，以材料受外力破坏时单位面积上所承受的外力表示。材料在建筑物上所承受的外力主要的外力表示。材料在建筑物上所承受的外力主要有拉力、压力、剪力和弯力，材料抵抗这些外力有拉力、压力、剪力和弯力，材料抵抗这些外力破坏的能力，分别称为破坏的能力，分别称为抗拉、抗压、抗剪和抗弯抗拉、抗压、抗剪和抗弯强度强度。 材料的这些强度是采用标准试件，通过试验材料的这些强度是采用标准试件，通过试验来测定的。来测定的。1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质f材料的抗拉、抗压、抗剪强度材料的抗拉、抗压、抗剪强度，MPa；F最大破坏载荷最大破坏载荷，N；A受力面积受力面积，mm2。1、抗拉、抗压、抗剪强度、抗

12、拉、抗压、抗剪强度拉力拉力压力压力剪力剪力FfA强度公式：强度公式：PPPPPP1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质2、抗弯强度、抗弯强度PlP/2P/2l=3aaaa抗弯强度的测试有两种方法如图所示抗弯强度的测试有两种方法如图所示:bh 试验时将试件放在两个支点上，中间作用一试验时将试件放在两个支点上，中间作用一集中载荷集中载荷P，则抗弯强度公式为：，则抗弯强度公式为：232fFlfbh 试验时将两个相等的集中载荷试验时将两个相等的集中载荷P/2分别作用在分别作用在试件两个支点间的三分点处，则抗弯强度公式为：试件两个支点间的三分点处，则抗弯强度公式为：2fFlfbh1.2 1.2 材

13、料的力学性质材料的力学性质3、影响材料强度的因素、影响材料强度的因素 材料强度的大小与材料的组成、结构、构造及测材料强度的大小与材料的组成、结构、构造及测定强度值的试验条件有关。定强度值的试验条件有关。 对于同种材料来说，孔隙率对于同种材料来说，孔隙率，强度，强度；对多数；对多数材料来说，温度材料来说，温度，强度，强度，含水率，含水率强度强度。例。例如：钢材温度升高时，强度会明显降低；砖、木材如：钢材温度升高时，强度会明显降低；砖、木材等含水率增加时，强度会降低。等含水率增加时，强度会降低。 试验条件的不同主要是指试件尺寸以及试验时的试验条件的不同主要是指试件尺寸以及试验时的加荷速度。试验时应

14、按照相关规范来进行操作。加荷速度。试验时应按照相关规范来进行操作。1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质4、图例和动画演示、图例和动画演示1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质4、图例和动画演示、图例和动画演示1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质4、图例和动画演示、图例和动画演示1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质4、图例和动画演示、图例和动画演示1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质4、图例和动画演示、图例和动画演示二、材料的弹性与塑性二、材料的弹性与塑性（一）弹性（一）弹性 材料在外力作用下产生变形，当外力除去后

15、，材料在外力作用下产生变形，当外力除去后，变形能完全恢复的性质称为弹性变形能完全恢复的性质称为弹性。这种能够完全恢。这种能够完全恢复的变形称为弹性变形。具有这种性质的材料称为复的变形称为弹性变形。具有这种性质的材料称为弹性材料。这种材料的变形服从虎克定律，应力与弹性材料。这种材料的变形服从虎克定律，应力与应变成正比。应变成正比。弹性材料的变形曲线弹性材料的变形曲线0A1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质（二）塑性（二）塑性 材料在外力作用下产生变形，当外力除去后，材料在外力作用下产生变形，当外力除去后，仍保持变形后的形状，并不破坏的性质称为塑性。仍保持变形后的形状，并不破坏的性质称为塑

16、性。这种不可恢复的变形称为塑性变形。这种不可恢复的变形称为塑性变形。塑性材料的变形曲线塑性材料的变形曲线0AB1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质实际上纯的弹性材料和塑性材料是没有的。实际上纯的弹性材料和塑性材料是没有的。有的材料受力时先发生弹性变形，再发生塑性变形，有的材料受力时先发生弹性变形，再发生塑性变形，如建筑钢材；如建筑钢材；有的材料在受力后弹性和塑性变形同时发生，这种有的材料在受力后弹性和塑性变形同时发生，这种材料称为弹塑性材料，如混凝土。材料称为弹塑性材料，如混凝土。1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质三、材料的脆性与韧性三、材料的脆性与韧性 材料在一定限度的外力

17、作用下无明显的塑性变材料在一定限度的外力作用下无明显的塑性变形时就突然破坏的性质称为形时就突然破坏的性质称为脆性脆性，具有这种性质的，具有这种性质的材料称为材料称为脆性材料脆性材料。 脆性材料达到破坏荷载时的变形值很小，受冲脆性材料达到破坏荷载时的变形值很小，受冲击和震动荷载的能力很差，宜做击和震动荷载的能力很差，宜做承压构件承压构件。如砖、。如砖、石材、混凝土等石材、混凝土等。1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质三、材料的脆性与韧性三、材料的脆性与韧性 材料在冲击或震动荷载作用下能承受很大的变材料在冲击或震动荷载作用下能承受很大的变形也不致破坏的性质称为形也不致破坏的性质称为韧性韧性

18、，具有这种性质的材，具有这种性质的材料称为料称为韧性材料韧性材料。 如低碳钢、低合金钢等属于韧性材料。如低碳钢、低合金钢等属于韧性材料。1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质材料脆性、韧性破坏动画演示材料脆性、韧性破坏动画演示1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质四、材料的硬度四、材料的硬度 硬度是材料抗穿刺能力的度量，反映材料的耐硬度是材料抗穿刺能力的度量，反映材料的耐磨性和加工的难易程度。磨性和加工的难易程度。 压入法测量材料的压入法测量材料的布氏硬度布氏硬度。 用压力除以压痕面积所得用压力除以压痕面积所得到的值为布氏硬度值，可按下到的值为布氏硬度值，可按下式计算：式计算：FD

19、布氏压头布氏压头材料表面材料表面d1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质四、材料的硬度四、材料的硬度1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质 按按滑刻法滑刻法，矿物硬度由小到大分为，矿物硬度由小到大分为10级：滑石级：滑石1，石膏石膏2，方解石，方解石3，萤石，萤石4，鳞灰石，鳞灰石5，正长石，正长石6，石英，石英7，黄玉黄玉8，刚玉，刚玉9，金刚石，金刚石10。称为。称为莫氏硬度莫氏硬度回弹法回弹法用于测用于测定混凝土表面硬度，定混凝土表面硬度，并间接推算混凝土并间接推算混凝土的强度的强度1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质四、材料的硬度四、材料的硬度 压入法压入法指钢材指

20、钢材抵抗较硬物体压入抵抗较硬物体压入产生局部变形的能产生局部变形的能力，亦即钢材表面力，亦即钢材表面抵抗塑性变形的能抵抗塑性变形的能力。力。1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质四、材料的硬度四、材料的硬度电子布氏硬度计压入法测材料硬度动画演示压入法测材料硬度动画演示1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质课堂练习：课堂练习： 3、已知甲材料在绝对密实状态下的体积为、已知甲材料在绝对密实状态下的体积为40cm3，在自然状态下体积为在自然状态下体积为160 cm3；乙材料的密实度为；乙材料的密实度为80，求甲、乙两材料的孔隙率，并判断哪种材，求甲、乙两材料的孔隙率，并判断哪种材料较宜做

21、保温材料？料较宜做保温材料？解：（解：（1）甲材料的孔隙率）甲材料的孔隙率P甲甲（V0-V）/V0100（16040）/16010075（2）乙材料的孔隙率）乙材料的孔隙率P乙乙1D18020（3）P甲甲P乙乙 故甲材料宜做保温材料故甲材料宜做保温材料1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质4、一边长为、一边长为200mm的立方体试块，进行抗压强度的立方体试块，进行抗压强度试验时，破坏荷载为试验时，破坏荷载为1600KN，试求该试块抗压强，试求该试块抗压强度为多少？度为多少？ 解：解：fF/A1600103/(200200)=40.0 MPa1.2 1.2 材料的力学性质材料的力学性质 建

22、筑物中的材料在使用过程中经常会直接建筑物中的材料在使用过程中经常会直接或间接与水接触，如水坝、桥墩、屋顶等，为或间接与水接触，如水坝、桥墩、屋顶等，为防止防止建筑物受到水的侵蚀而影响使用性能建筑物受到水的侵蚀而影响使用性能，有，有必要研究材料与水接触后的有关性质。必要研究材料与水接触后的有关性质。1.3 1.3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质（一）材料的亲水性与憎水性（一）材料的亲水性与憎水性 材料容易被水润湿的性质称为材料容易被水润湿的性质称为亲水性亲水性。具。具有这种性质的材料称为亲水性材料，如砖、石、有这种性质的材料称为亲水性材料，如砖、石、木材、混凝土等。木材、混凝土等。 材料不

23、容易被水润湿的性质称为材料不容易被水润湿的性质称为憎水性憎水性，具，具有种性质的材料称为憎水性材料，如石蜡、沥有种性质的材料称为憎水性材料，如石蜡、沥青、油漆、塑料等。憎水性材料一般用于防水。青、油漆、塑料等。憎水性材料一般用于防水。1.3 1.3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质亲水性材料亲水性材料憎水性材料憎水性材料 材料的亲水性与憎水性可用润湿角材料的亲水性与憎水性可用润湿角来说明，来说明，当材料与水接触时，在材料、水、空气三相的交当材料与水接触时，在材料、水、空气三相的交点处，作沿水滴表面的切线，该切线与固体、液点处，作沿水滴表面的切线，该切线与固体、液体接触面的夹角称为体接触面的

24、夹角称为润湿角润湿角。 润湿角润湿角越小，越小，表明材料越易被润湿。实表明材料越易被润湿。实验表明，当润湿角验表明，当润湿角90时，这种材料称为亲时，这种材料称为亲水性材料；当润湿角水性材料；当润湿角 90时，称为憎水性材时，称为憎水性材料。料。1.3 1.3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质(1)亲水性材料干砖砖表面滴水后(2)憎水性材料塑料塑料表面滴水后（二）材料的吸水性（二）材料的吸水性 材料浸入水中吸收水的能力称为材料的材料浸入水中吸收水的能力称为材料的吸水吸水性性，常用质量吸水率来表示。吸水率包括质量，常用质量吸水率来表示。吸水率包括质量吸水率吸水率(Wm)和体积吸水率（和体积吸

25、水率（Wv）两种。）两种。Wm材料的质量吸水率材料的质量吸水率，；m干干材料干燥状态下的质量材料干燥状态下的质量，g；m饱饱材料吸水饱和状态下的质量材料吸水饱和状态下的质量，g。1、质量吸水率、质量吸水率1.3 1.3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质Wv材料的体积吸水率材料的体积吸水率，；V0材料干燥状态下的体积材料干燥状态下的体积，cm3；V水水材料吸水饱和状态下的体积材料吸水饱和状态下的体积， cm3 。2、体积吸水率、体积吸水率1.3 1.3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质0VVVmmW干水饱v0水 Wv 与与Wm 之间的关系：之间的关系： Wv=Wm0。0为材料在干燥状态下

26、的表观为材料在干燥状态下的表观密度。密度。00mmV干饱1.3 1.3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质 材料的吸水率的大小主要取决于材料的吸水率的大小主要取决于材料本身的材料本身的亲水性与憎水性亲水性与憎水性，但与材料的，但与材料的孔隙率大小和孔隙孔隙率大小和孔隙隙特征隙特征也有关系。也有关系。 对于亲水性材料，孔隙率越大，吸水性越强。对于亲水性材料，孔隙率越大，吸水性越强。但若是闭口孔隙水分也不易进入，粗大的开口孔但若是闭口孔隙水分也不易进入，粗大的开口孔隙，水分不易吸满和保留；具有隙，水分不易吸满和保留；具有密集微细连通而密集微细连通而开口孔隙的材料开口孔隙的材料，吸水率才最大。，吸

27、水率才最大。1.3 1.3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质 材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿吸湿性性，吸湿性常用质量含水率来表示。，吸湿性常用质量含水率来表示。00100%hmmWmWh材料的含水率材料的含水率，；m0材料干燥状态下的质量材料干燥状态下的质量，g；m材料含水时的质量材料含水时的质量，g。 材料的吸水性和吸湿性大对材料的性能都是材料的吸水性和吸湿性大对材料的性能都是不利不利的。的。材料吸水或吸湿后质量增加，体积膨胀，材料吸水或吸湿后质量增加，体积膨胀，产生变形，影响材料的各种使用性能。产生变形，影响材料的各种使用性能。（三）材料的吸湿

28、性（三）材料的吸湿性1.3 1.3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质5 5、有、有100g100g湿砂，含水率为湿砂，含水率为10%10%，请问干砂，请问干砂有多少？有多少？v答：干砂答：干砂90g90g。错错gmm9.90%101100W1含含 干00100%hmmWm课堂练习：课堂练习： （四）材料的耐水性（四）材料的耐水性 材料长期在水作用下不破坏，且其强度也不显材料长期在水作用下不破坏，且其强度也不显著降低的性质称为著降低的性质称为耐水性耐水性，材料的耐水性用软化，材料的耐水性用软化系数表示。系数表示。10RfKfKR材料的软化系数；材料的软化系数；f0材料干燥状态下的强度材料干燥

29、状态下的强度，MPa；f1材料在吸水饱和状态下的强度材料在吸水饱和状态下的强度，MPa。1.3 1.3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质 KR0.85为耐水性材料。为耐水性材料。KR越小，说明材料吸越小，说明材料吸水后强度下降越多，耐水性越差。对于经常位于水水后强度下降越多，耐水性越差。对于经常位于水中或受潮严重的重要结构的材料，中或受潮严重的重要结构的材料，KR0.85；受潮；受潮较轻的或次要结构物的材料，较轻的或次要结构物的材料，KR0.75。1.3 1.3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质课堂练习：课堂练习： 6、一质量为、一质量为8.1kg的干混凝土试块，体积为的干混凝土试块，

30、体积为150mm150mm150mm ，质量吸水率为，质量吸水率为4，试求，试求混凝土试块的表观密度及体积吸水率。混凝土试块的表观密度及体积吸水率。解解： 已知条件：已知条件：m干干8100g；V0(自然状态下的体积自然状态下的体积)15cm15cm15cm3375cm3；Wm4；求：；求：0、Wv （V0自然状态下的体积自然状态下的体积) Wv= Wm0=4%2.4=9.6%303081002.4/3375mgg cmVcm干1.3 1.3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质7、红砖干燥时表观密度为、红砖干燥时表观密度为1900Kg/m3，密度为，密度为2.5 g/ cm3，质量吸水率为，

31、质量吸水率为10，试求该砖的孔隙率和体，试求该砖的孔隙率和体积吸水率。积吸水率。解：解： 已知条件：已知条件：01900Kg/m3；2.5g/cm3；Wm10；求：；求：P、Wv 000100%1100%1.91100%24%2.5VVPV（V0为自然状态下体积，为自然状态下体积，V为实际体积为实际体积）Wv= Wm0=10%1.9=19%1.3 1.3 材料与水有关的性质材料与水有关的性质 材料的耐久性是指材料在所处环境条件下，材料的耐久性是指材料在所处环境条件下，抵抗所受破坏作用，在规定的时间内，不变质、抵抗所受破坏作用，在规定的时间内，不变质、不损坏，保持其原有性能的性质。不损坏，保持其

32、原有性能的性质。 耐久性是衡量材料乃至结构在长期使用条件耐久性是衡量材料乃至结构在长期使用条件下的安全性能。下的安全性能。1.4 1.4 材料的耐久性材料的耐久性建筑物中材料所受的破坏作用归纳如下：建筑物中材料所受的破坏作用归纳如下：（1）物理作用物理作用 包括温度变化、干湿交换、冻融循包括温度变化、干湿交换、冻融循环作用。环作用。（2）化学作用化学作用 包括大气和环境水中的酸、碱、盐包括大气和环境水中的酸、碱、盐等溶液的侵蚀和日光、紫外线等对材料的作用。等溶液的侵蚀和日光、紫外线等对材料的作用。（3）机械作用机械作用 包括荷载的持续作用，交变荷载对包括荷载的持续作用，交变荷载对材料引起的疲劳

33、、冲磨、气蚀作用。材料引起的疲劳、冲磨、气蚀作用。（4）生物作用生物作用 主要指菌类、昆虫等危害，导致材主要指菌类、昆虫等危害，导致材料发生腐朽、虫蛀等。料发生腐朽、虫蛀等。1.4 1.4 材料的耐久性材料的耐久性 材料的耐久性是一项综合性能，工程中材料常常材料的耐久性是一项综合性能，工程中材料常常是发生一种或几种破坏，所以必须针对材料所处的环是发生一种或几种破坏，所以必须针对材料所处的环境来讨论才有实际意义。为提高材料的耐久性，延长境来讨论才有实际意义。为提高材料的耐久性，延长建筑物的使用寿命和减少维修费用，可根据实际情况建筑物的使用寿命和减少维修费用，可根据实际情况和材料的破坏特点采取相应

34、的措施。和材料的破坏特点采取相应的措施。 如：如：金属材料主要考虑化学作用而引起的锈蚀；金属材料主要考虑化学作用而引起的锈蚀； 沥青和高分子材料主要是受热、空气、阳光作沥青和高分子材料主要是受热、空气、阳光作用氧化而老化变脆；用氧化而老化变脆； 混凝土材料主要发生物理和机械破坏作用；混凝土材料主要发生物理和机械破坏作用； 木材最易受生物作用而腐蚀、腐朽。木材最易受生物作用而腐蚀、腐朽。1.4 1.4 材料的耐久性材料的耐久性 材料的耐久性是指材料在所处环境条件下，材料的耐久性是指材料在所处环境条件下，抵抗所受破坏作用，在规定的时间内，不变质、抵抗所受破坏作用，在规定的时间内，不变质、不损坏，保

35、持其原有性能的性质。不损坏，保持其原有性能的性质。 耐久性是衡量材料乃至结构在长期使用条件耐久性是衡量材料乃至结构在长期使用条件下的安全性能。下的安全性能。1.4 1.4 材料的耐久性材料的耐久性建筑物中材料所受的破坏作用归纳如下：建筑物中材料所受的破坏作用归纳如下：（1）物理作用物理作用 包括温度变化、干湿交换、冻融循包括温度变化、干湿交换、冻融循环作用。环作用。（2）化学作用化学作用 包括大气和环境水中的酸、碱、盐包括大气和环境水中的酸、碱、盐等溶液的侵蚀和日光、紫外线等对材料的作用。等溶液的侵蚀和日光、紫外线等对材料的作用。（3）机械作用机械作用 包括荷载的持续作用，交变荷载对包括荷载的

36、持续作用，交变荷载对材料引起的疲劳、冲磨、气蚀作用。材料引起的疲劳、冲磨、气蚀作用。（4）生物作用生物作用 主要指菌类、昆虫等危害，导致材主要指菌类、昆虫等危害，导致材料发生腐朽、虫蛀等。料发生腐朽、虫蛀等。1.4 1.4 材料的耐久性材料的耐久性 材料的耐久性是一项综合性能，工程中材料常常材料的耐久性是一项综合性能，工程中材料常常是发生一种或几种破坏，所以必须针对材料所处的环是发生一种或几种破坏，所以必须针对材料所处的环境来讨论才有实际意义。为提高材料的耐久性，延长境来讨论才有实际意义。为提高材料的耐久性，延长建筑物的使用寿命和减少维修费用，可根据实际情况建筑物的使用寿命和减少维修费用，可根

37、据实际情况和材料的破坏特点采取相应的措施。和材料的破坏特点采取相应的措施。 如：如：金属材料主要考虑化学作用而引起的锈蚀；金属材料主要考虑化学作用而引起的锈蚀； 沥青和高分子材料主要是受热、空气、阳光作沥青和高分子材料主要是受热、空气、阳光作用氧化而老化变脆；用氧化而老化变脆； 混凝土材料主要发生物理和机械破坏作用；混凝土材料主要发生物理和机械破坏作用； 木材最易受生物作用而腐蚀、腐朽。木材最易受生物作用而腐蚀、腐朽。1.4 1.4 材料的耐久性材料的耐久性（一）材料的导热性（一）材料的导热性 材料的传导热量的能力称为材料的导热性，其大材料的传导热量的能力称为材料的导热性，其大小以导热系数小以

38、导热系数表示。表示。12()QdAZ tt导热系数，导热系数，W/(mK)；Q总传热量总传热量，J；d材料厚度，材料厚度，m；A热传导面积热传导面积，m2；Z热传导时间热传导时间，h；T2-T1材料两面温度差材料两面温度差，K或或。1.5 1.5 材料的热工性质材料的热工性质 材料的导热性取决于其化学组成、结构、材料的导热性取决于其化学组成、结构、孔孔隙率与孔隙特征隙率与孔隙特征、含水率含水率及导热时的温度。及导热时的温度。 一般情况下材料的孔隙率越大，导热系数一般情况下材料的孔隙率越大，导热系数越小；粗大和连通的孔隙使导热系数增大，微越小；粗大和连通的孔隙使导热系数增大，微小和闭口孔隙减小导

39、热系数。小和闭口孔隙减小导热系数。1.5 1.5 材料的热工性质材料的热工性质 孔隙中的介质对导热系数影响较大，静态孔隙中的介质对导热系数影响较大，静态空气的空气的为为0.023 W/(mK)，水的水的为为0.58 W/(mK)，为空气的为空气的20倍，冰的倍，冰的为为2.33W/(mK)，是空气的是空气的80倍。倍。 所以当材料的含水率增大时，导热系数也所以当材料的含水率增大时，导热系数也增大，当孔隙中的水结成冰时，导热系数更大。增大，当孔隙中的水结成冰时，导热系数更大。1.5 1.5 材料的热工性质材料的热工性质（二）材料的热容量（二）材料的热容量 热容量是指材料受热时吸收热量或冷却放出热

40、量的热容量是指材料受热时吸收热量或冷却放出热量的性能。性能。 材料的热容量大小可用比热（容）表示。比热是指质材料的热容量大小可用比热（容）表示。比热是指质量为量为1g的材料，当温度升高（或降低）的材料，当温度升高（或降低）1K（或（或）时所吸）时所吸收（或释放）的热量。用公式表示为收（或释放）的热量。用公式表示为1.5 1.5 材料的热工性质材料的热工性质21()Qcm ttc材料的比热容材料的比热容，J/(gK)或或J/(g) ； Q材料吸收或放出的热量材料吸收或放出的热量，J；m材料的质量，材料的质量，g；t2-t1材料受热或冷却前后的温度差材料受热或冷却前后的温度差，K或或。例如：水的比

41、热大概为例如：水的比热大概为4.2 J/(gK) （一）装饰材料（一）装饰材料 主要是指内外墙面、地面和顶棚等的饰面材料。主要是指内外墙面、地面和顶棚等的饰面材料。（二）装饰材料的基本要求（二）装饰材料的基本要求颜色：材料对光谱的反射；是一种感受；选材的重要因素。颜色：材料对光谱的反射；是一种感受；选材的重要因素。光泽：光线射于物体，受其表面反射或曲折变化而发生的光辉。光泽：光线射于物体，受其表面反射或曲折变化而发生的光辉。表面组织及形状尺寸。表面组织及形状尺寸。质感：人们对材料质地的感受。质感：人们对材料质地的感受。1.6 1.6 材料的装饰性能材料的装饰性能（三）装饰材料的选用原则（三）装

42、饰材料的选用原则建筑物的使用要求。表面美观兼具多种功能。建筑物的使用要求。表面美观兼具多种功能。与所处的环境、所在的部位相协调。与所处的环境、所在的部位相协调。1.6 1.6 材料的装饰性能材料的装饰性能1.6 1.6 材料的装饰性能材料的装饰性能 环境是影响材料性质的环境是影响材料性质的外部因素外部因素，材料的组成，材料的组成和结构是影响材料性质的和结构是影响材料性质的内部因素内部因素。一、材料的组成一、材料的组成（一）化学组成（一）化学组成 指构成材料的基本指构成材料的基本化学元素或化合物化学元素或化合物的种类和数的种类和数量。如水泥的化学组成有量。如水泥的化学组成有CaO、SiO2、Al

43、2O3、Fe2O3等。等。1.7 1.7 材料的组成、结构和构造材料的组成、结构和构造（二）矿物组成（二）矿物组成 指构成材料的指构成材料的矿物种类和数量矿物种类和数量。无机非金属材料。无机非金属材料中具有特定的晶体结构、特定的物理力学性能的组中具有特定的晶体结构、特定的物理力学性能的组织结构称为矿物。如水泥熟料的矿物组成有硅酸三织结构称为矿物。如水泥熟料的矿物组成有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙等。钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙等。（三）金属材料的晶体组织（三）金属材料的晶体组织 金属材料多为合金，组成合金的固溶体、化合金属材料多为合金，组成合金的固溶体、化合物以及它们之间的混

44、合物都可以称为一种晶体组织。物以及它们之间的混合物都可以称为一种晶体组织。1.7 1.7 材料的组成、结构和构造材料的组成、结构和构造二、材料的结构和构造二、材料的结构和构造（一）微观结构（一）微观结构 微观结构是指用高倍显微镜、电子显微镜或微观结构是指用高倍显微镜、电子显微镜或X射线衍射仪等手段来研究的结构。其分辨尺寸在射线衍射仪等手段来研究的结构。其分辨尺寸在纳纳米米10-6mm以上。材料在微观结构层次上可分为晶体、以上。材料在微观结构层次上可分为晶体、玻璃体、胶体。玻璃体、胶体。 （1）晶体）晶体 物质中的分子、原子、离子等质点在空间呈周物质中的分子、原子、离子等质点在空间呈周期性规则排列的结构称为晶体期性规则排列的结构称为晶体。根据晶体的质点及。根据晶体的质点及化学键的不同分为：原子晶体、离子晶体、分子晶化学键的不同分为：原子晶体、离子晶体、分子晶体、金属晶体。体、金属晶体。1.7 1.7 材料的组成、