常用建筑材料物理性能资料汇编

常用建筑材料物理性能资料汇编引言建筑材料的物理性能是决定建筑结构安全、使用功能与耐久性的核心要素。从结构承载到保温隔热，从防水防渗到装饰美观，材料的密度、强度、热工性能、水理性能等指标直接影响工程设计、施工工艺与后期运维。本汇编系统梳理无机胶凝材料、墙体材料、结构材料、装饰材料、防水材料、保温隔热材料六大类常用建材的关键物理性能，为建筑行业从业者提供实用参考。一、无机胶凝材料（一）水泥（通用硅酸盐水泥）1.密度与堆积密度表观密度约3000-3100kg/m³（熟料矿物密度决定）；堆积密度因储存状态而异，散装水泥约1300-1500kg/m³，袋装约1600kg/m³。密度影响混凝土配合比设计（体积法计算）。2.细度以80μm方孔筛筛余表示（GB175-2023），Ⅰ型硅酸盐水泥筛余≤10%，其余品种≤15%。细度越细，水化速度越快，早期强度增长快，但需水量大、水化热集中。3.凝结时间初凝时间≥45min（防止施工中过快凝固），终凝时间≤600min（硅酸盐水泥≤390min）。凝结时间异常（如“假凝”“瞬凝”）会导致混凝土浇筑困难或强度缺陷。4.强度等级按28d抗压强度分为32.5、42.5、52.5等（带R为早强型）。例如P·O42.5R水泥，3d抗压强度≥22.0MPa，28d≥42.5MPa；抗折强度3d≥4.0MPa，28d≥6.5MPa。5.安定性由游离氧化钙、氧化镁或石膏过量引起体积膨胀，用雷氏夹法或试饼法检测，合格标准为雷氏夹膨胀值≤5.0mm，试饼无弯曲、龟裂。安定性不良会导致构件开裂。6.水化热硅酸盐水泥水化热高（3d放热量约250kJ/kg），大体积混凝土（如大坝）需选用低热矿渣水泥（3d≤200kJ/kg），避免温度裂缝。（二）石灰（气硬性胶凝材料）1.密度与堆积密度生石灰（CaO）表观密度约1100-1200kg/m³，熟石灰（Ca(OH)₂）约1300-1400kg/m³；堆积密度生石灰约800-1000kg/m³，熟石灰约600-800kg/m³。2.消解特性生石灰遇水剧烈熟化，体积膨胀1-2.5倍（需控制熟化速度，避免“爆灰”）。熟化后形成的石灰膏保水性好，可改善砂浆和易性，但硬化后强度低（28d抗压强度≤0.5MPa）、耐水性差（Ca(OH)₂遇水溶解）。3.碳化性能石灰硬化依赖空气中CO₂碳化：Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃+H₂O。碳化速度慢（表层几毫米/年），且需在干燥环境中进行，潮湿环境会延缓硬化。（三）石膏（建筑石膏、高强石膏）1.密度与堆积密度建筑石膏（β-CaSO₄·0.5H₂O）表观密度约2500-2800kg/m³，堆积密度约800-1000kg/m³；高强石膏（α-型）密度略高。2.凝结硬化加水后迅速水化（终凝时间≤30min），硬化时体积微膨胀（0.5%-1%），可填充模具缝隙，适合制作精密模型。硬化后强度较低（建筑石膏28d抗压强度≤6MPa），但防火性优异（脱水吸热，阻止火焰蔓延）。3.耐水性石膏硬化体遇水软化（软化系数≤0.2），不宜用于潮湿环境（如卫生间、地下工程），需做防水处理或与防水剂复合。二、墙体材料（一）烧结砖（烧结普通砖、烧结多孔砖）1.表观密度烧结普通砖（实心）约1600-1800kg/m³，烧结多孔砖（孔洞率≥25%）约1200-1500kg/m³。密度影响墙体自重与保温性能。2.吸水率与抗冻性烧结普通砖吸水率10%-20%（黏土砖偏高，页岩砖偏低）；北方地区用砖需满足抗冻性（冻融循环15次后，质量损失≤2%，强度损失≤25%）。3.强度等级按抗压强度分为MU10、MU15、MU20等（如MU15砖，抗压强度平均值≥15.0MPa，单块最小值≥10.0MPa）。多孔砖孔洞率大，强度略低于同材质实心砖。4.热工性能导热系数约0.5-0.6W/(m·K)，通过增加孔洞率（如烧结空心砖孔洞率≥40%）可降低至0.3-0.4W/(m·K)，提升保温效果。（二）加气混凝土砌块1.表观密度按密度等级分为B03、B04…B08（如B06砌块，表观密度≤600kg/m³），轻质特性显著降低墙体自重（仅为黏土砖的1/3-1/5）。2.导热系数约0.1-0.2W/(m·K)（密度越低，导热系数越小），保温性能优于普通砖砌体，适合夏热冬冷地区围护结构。3.强度与干缩性强度等级A3.5、A5.0等（A5.0砌块抗压强度≥5.0MPa）；干缩率较大（0.5-0.8mm/m），砌筑时需控制含水率（≤30%），并设置伸缩缝防止开裂。4.吸水率吸水速度快（24h吸水率≥30%），但饱和吸水率低（≤50%），墙面需做界面处理（如刷防水剂）防止抹灰层空鼓。（三）纸面石膏板1.表观密度普通纸面石膏板约800-1200kg/m³，耐火石膏板（双层纸+耐火芯材）约1000-1400kg/m³。2.力学性能抗弯强度（断裂荷载）：12mm厚板≥160N（纵向）、≥100N（横向）；可钉、可锯、可粘，施工便捷。3.防火与隔声石膏芯材脱水吸热（耐火极限≥0.5h），配合双层板+空气层，隔声量可达40-50dB（100-3150Hz）。4.含水率国标要求≤1.0%（受潮后变形，需避免长期接触水），潮湿环境需选用防水石膏板（表面覆PVC膜，含水率≤5%）。三、结构材料（一）建筑钢材（碳素钢、低合金钢）1.密度与弹性模量密度约7850kg/m³；弹性模量E=2.06×10⁵MPa（与强度等级无关，设计中取定值），决定构件变形特性。2.强度指标屈服强度fᵧ：Q235钢fᵧ=235MPa，HRB400钢筋fᵧ=400MPa（屈服后塑性变形，保证结构延性）。抗拉强度fᵤ：Q235钢fᵤ≥375MPa，HRB400钢筋fᵤ≥540MPa（安全储备，防止脆性断裂）。3.塑性与韧性伸长率δ：Q235钢δ≥20%（标距5d时），表征塑性变形能力；冲击韧性αₖ：-20℃时Q235D钢αₖ≥34J/cm²（低温环境需用镇静钢、低合金钢）。4.冷弯性能以d=a（弯心直径=钢筋直径）、180°弯曲无裂纹为合格，检验钢材的冷加工塑性（如钢筋焊接后需冷弯检测）。（二）混凝土（普通混凝土、特种混凝土）1.密度与强度普通混凝土表观密度约2400kg/m³（骨料密度决定）；强度等级C20-C80（如C30混凝土，28d抗压强度≥30.0MPa，抗拉强度≈2.0-2.2MPa）。2.弹性模量与徐变弹性模量E_c≈0.022×f_cu^(3/2)（f_cu为立方体抗压强度），C30混凝土E_c≈3.0×10⁴MPa；徐变系数（长期荷载下变形/弹性变形）约2-4，影响大跨度结构挠度。3.收缩与抗裂干燥收缩率约(2-5)×10⁻⁴（1年内完成80%），碳化收缩率约(1-2)×10⁻⁴；掺入膨胀剂（如UEA）可补偿收缩，防止裂缝。4.耐久性指标抗渗等级P4-P12（P6混凝土0.6MPa水压下不渗水）；抗冻等级F50-F300（F100混凝土冻融100次后强度损失≤25%）；碳化深度：C30混凝土50年碳化深度约20-30mm，需保证保护层厚度（≥20mm）。（三）木材（针叶材、阔叶材）1.表观密度与强度表观密度400-800kg/m³（松木约500kg/m³，水曲柳约700kg/m³）；顺纹抗压强度（主要受力方向）：松木≥30MPa，水曲柳≥50MPa；顺纹抗拉强度远高于抗压（松木≥80MPa），但横纹强度仅为顺纹的1/10-1/30。2.含水率与变形纤维饱和点（W=30%）为变形临界点：W>30%时，木材仅湿胀（径向胀缩率2%-6%，弦向4%-12%，顺纹<0.1%）；W<30%时，干缩湿胀同时发生。使用前需干燥至平衡含水率（与环境湿度匹配，如北方室内W=10%-15%）。3.热工与声学性能导热系数顺纹约0.17W/(m·K)，横纹约0.35W/(m·K)，保温性能优于钢材、混凝土；隔声量（100-3150Hz）约20-40dB（实木地板+龙骨+空腔可提升隔声）。四、装饰材料（一）天然石材（花岗岩、大理石）1.密度与孔隙率花岗岩表观密度2600-2800kg/m³，孔隙率<1%（致密）；大理石2500-2700kg/m³，孔隙率<0.5%（钙质石材易被酸腐蚀）。2.强度与耐磨性花岗岩抗压强度≥100MPa，莫氏硬度6-7（耐磨，适合地面）；大理石抗压强度≥50MPa，莫氏硬度3-5（易划伤，适合墙面）。3.吸水率与放射性花岗岩吸水率<1%，大理石<0.5%；放射性指标：A类石材（内照射指数≤1.0，外照射指数≤1.3）可用于室内，B类仅限室外或非居室内墙。（二）陶瓷砖（瓷质砖、炻质砖、陶质砖）1.密度与吸水率瓷质砖（吸水率<0.5%）表观密度2300-2500kg/m³，炻质砖（3%-6%）2200-2400kg/m³，陶质砖（>10%）2000-2200kg/m³。吸水率决定使用场景：瓷质砖用于地面，陶质砖（如劈开砖）用于外墙。2.耐磨性与抗冻性地面砖耐磨性（转数法）：瓷质砖≥4000转，炻质砖≥1500转；寒冷地区外墙砖抗冻性（冻融循环50次）：质量损失≤5%，强度损失≤20%。3.光泽度与色差抛光砖光泽度≥55光泽单位（GB/T3810.16）；同批砖色差≤3（CIELab色差仪检测），保证装饰效果均匀。（三）建筑涂料（乳胶漆、溶剂型涂料）1.密度与固体含量乳胶漆密度1.3-1.5g/cm³，固体含量≥65%（成膜物质比例，影响涂布率）；溶剂型涂料密度0.8-1.0g/cm³，固体含量≥45%。2.耐候与耐洗刷外墙乳胶漆耐候性（人工加速老化）：保色性≤2级，粉化≤1级；内墙乳胶漆耐洗刷性≥3000次（GB/T9756），外墙≥____次。3.附着力与毒性附着力（划格法）：1级（切割后涂层无剥落）为优；环保指标：乳胶漆VOC≤80g/L，溶剂型涂料≤200g/L（GB____-2020）。五、防水材料（一）沥青及改性沥青1.密度与针入度石油沥青密度1.0-1.1g/cm³；针入度（25℃，100g，5s）：道路沥青A-100针入度80-100（0.1mm），表征粘稠度（针入度小，粘度大）。2.软化点与延伸度软化点（环球法）：道路沥青≥45℃（夏季不流淌）；延伸度（15℃，5cm/min）：A-100沥青≥100cm（表征低温塑性，延伸度小易脆裂）。3.闪点与燃点开口闪点：道路沥青≥230℃（施工安全指标，加热温度≤闪点-20℃）；燃点比闪点高10-30℃，需远离明火。（二）防水卷材（SBS、APP、高分子卷材）1.物理力学性能SBS改性沥青卷材：拉力≥500N/50mm，延伸率≥400%，耐热度90℃不流淌，低温柔性-20℃无裂纹，不透水性0.3MPa×30min。PVC高分子卷材：拉伸强度≥16MPa，断裂伸长率≥200%，耐热度70℃，低温柔性-20℃，不透水性0.3MPa×2h。2.厚度与重量SBS卷材厚度3-5mm，每平方米重量3.5-5.5kg；高分子卷材厚度1.2-2.0mm，重量1.5-3.0kg（轻量化，适合高层建筑）。（三）防水涂料（聚氨酯、JS复合涂料）1.固体含量与强度