建筑材料与力学及热工有关的性质
造价员建筑材料复习 材料的热工性质及耐久性
材料的导热性
材料传递热量的性质称为导热性，以导热系数表
示，即
Hale Waihona Puke Qa At(T2 T1 )
式中：λ——材料的导热系数，w/（m· K）；
Q ——总传热量，J； a ——材料厚度，m； A ——热传导面积，m2；
t ——热传导时间，h；
T2-T1——材料两侧温度差，K。
式中 C ——材料的比热，J／(g· K)。 Q ——材料的热容量，J；
m ——材料的质量，g；
t1-t2 ——材料受热或冷却前后的温度差，K；
材料比热的物理意义是指1g重的材料，在温度每改 变1K时所吸收或放出的热量。
材料中热容量最大的是水，为C=4.19 J／(g· K)，故
材料含水量增加，比热增大。
1.3 材料的耐久性
耐久性:材料在长期使用过程中，能保持其原有
性能而不变质、不破坏的性质，统称之为，它是
一种复杂的、综合的性质,包括材料的抗冻性、耐
热性、大气稳定性和耐腐蚀性等。
材料在使用过程中，除受到各种外力作用外，还 要受到环境中各种自然因素的破坏作用，这些破 坏作用可分为物理作用、化学作用和生物作用。 物理作用主要有干湿交替、温度变化、冻融循环
等等，这些变化会使材料体积产生膨胀或收缩,或
导致内部裂缝的扩展，长久作用后会使材料产生破
坏。
化学作用主要是指材料受到酸、碱、盐等物质的 水溶液或有害气体的侵蚀作用，使材料的组成成 分发生质的变化，而引起材料的破坏。如钢材的 锈蚀等等。
生物作用主要是指材料受到虫蛀或菌类的腐朽作
用而产生的破坏。如木材等一类的有机质材料，
2 建筑材料的基本性质
1.2 材料与水有关的性质
影响材料吸水性的因素
材料的吸水率与其孔隙率有关，更与其孔隙特征 有关。因为水分是通过材料的开口孔吸入并经过连通 孔渗入内部的。材料内与外界连通的细微孔隙愈多， 其吸水率就愈大。对于细微连通孔隙，孔隙率愈大， 则 吸水率愈大，闭口孔隙水分不能进去，而开口大孔 虽然水分易进入，但不能存留，只能润 湿孔壁，所以 吸水率仍然较小。
K Wd AtH
式中：K——渗透系数,（cm / h）; W——渗水量， （cm3 ）； A——渗水面积,（cm2 ）； H——材料两侧的水压差，（cm）； d——试件厚度 （cm）；t——渗水时间 （h）。
材料的渗透系数越小，说明材料的抗渗性越强。
（2） 抗渗等级 材料的抗渗等级是指用标准方法进行透水试验时，材料
建筑材料的基本性质
建筑材料选择要求： 建筑材料是一切建筑工程的物质基础。对建筑材料的基本
要求是： （1）必须具备足够的强度，能安全地承受设计荷载; （2）材料自身的质量以轻为宜，以减小建筑下部结构和
地基的负荷; （3）具有与使用环境相适应的耐久性，以减小维修费用; （4）具有一定的装饰性，美化建筑; （5）具有相应的功能性，如隔热、防水，隔声等。
各种材料的吸水率很不相同，差异很大，如花岗 石的吸水 率只有0. 5%~0. 7%，混凝土的吸水率2%~3%， 粘土砖的吸水率达8%~20%，而木材的吸水率可超过 100%。
1.2 材料与水有关的性质
2. 材料的吸湿性
材料的吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的性质。
用含水率Ｗh表示，其计算公式为：
1 建筑材料的基本性质
1. 1 材料的物理性质 1. 2 材料与水有关的性质 1. 3 材料的力学性质 1. 4 材料的热工性质 1. 5 材料的化学性质 1. 6 材料的耐久性
建筑材料第一章 建筑材料的基本性质
二、材料与水有关的性质
（二）材料的吸湿性与吸水性
1 ．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。含水率是指材料内部所含水的质量占材料干燥质量的百分比，用公 式表示为：
W mk m1 100% m1
（1-9）
式中 W——材料的含水率（%）；
mk——材料吸湿后的质量（g）； m1——材料在绝对干燥状态下的质量（g）。
k Qd HAt
（1-13）
式中 Q——透过材料试件的水量（cm3）； H——水头差（cm）； A——渗水面积（cm2）； d——试件厚度（cm）； t——渗水时间（h）； k——渗透系数（cm/h）。
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二、材料与水有关的性质
（五）材料的抗冻性
材料在吸水饱和状态下能经受多次冻融循环作 用而不被破坏，强度不显著降低，且其质量也不显 著减小的性质称为抗冻性。
E 100% E0
（1-18）
式中 α——材料的吸声系数； E0——传递给材料的全部入射声能； E——被材料吸收（包括透过）的声能。
章目录
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四、材料的声学性能
（二）隔声性
1．隔空气声
声波在空气中传播遇到密实的围护结构（如墙 体）时，声波将激发墙体产生振动，并使声音透过墙 体传至另一空间中。空气对墙体的激发服从“质量定 律”，即墙体的单位面积质量越大，隔声效果越好。
节目录
二、材料与水有关的性质
（二）材料的热容量与比热
2．材料的比热 比热c是真正反映不同材料热容性差别的参数，
它可由式（1-15）导出：
c Q m(T2 T1 )
（1-16）
材料的比热值大小与其组成和结构有 关。通常所说材料的比热值是指其干燥状态 下的比热值。
建筑材料常见问题解答--基本性质
建筑材料常见问题解答----- 建筑材料的基本性质1．一般的讲，建筑材料的基本性质可归纳为哪几类？答：一般的讲，建筑材料的基本性质可归纳为以下几类：物理性质：包括材料的密度、孔隙状态、与水有关的性质、热工性能等。
化学性质：包括材料的的抗腐蚀性、化学稳定性等，因材料的化学性质相异较大，故该部分内容在以后各章中分别叙述。
力学性质：材料的力学性质应包括在物理性质中，但因其对建筑物的安全使用有重要意义，故对其单独研究，包括材料的强度、变形、脆性和韧性、硬度和耐磨性等。
耐久性：材料的耐久性是一项综合性质，虽很难对其量化描述，但对建筑物的使用至关重要。
2．什么是材料的化学组成？答：材料化学组成的不同是造成其性能各异的主要原因。
化学组成通常从材料的元素组成和矿物组成两方面分析研究。
材料的元素组成，主要是指其化学元素的组成特点，材料的矿物组成主要是指元素组成相同，但分子团组成形式各异的现象。
3．建筑材料的微观结构主要有哪几种形式？各有何特点？建筑材料的微观结构主要有晶体、玻璃体和胶体等形式。
晶体的微观结构特点是组成物质的微观粒子在空间的排列有确定的几何位置关系。
一般来说，晶体结构的物质具有强度高、硬度较大、有确定的熔点、力学性质各向异性的共性。
建筑材料中的金属材料（钢和铝合金）和非金属材料中的石膏及水泥石中的某些矿物等都是典型的晶体结构。
玻璃体微观结构的特点是组成物质的微观粒子在空间的排列呈无序浑沌状态。
玻璃体结构的材料具有化学活性高、无确定的熔点、力学性质各向同性的特点。
粉煤灰、建筑用普通玻璃都是典型的玻璃体结构。
胶体是建筑材料中常见的一种微观结构形式，通常是由极细微的固体颗粒均匀分布在液体中所形成。
胶体与晶体和玻璃体最大的不同点是可呈分散相和网状结构两种结构形式，分别称为溶胶和凝胶。
溶胶失水后成为具有一定强度的凝胶结构，可以把材料中的晶体或其他固体颗粒粘结为整体。
如气硬性胶凝材料水玻璃和硅酸盐水泥石中的水化硅酸钙和水化铁酸钙都呈胶体结构。
建筑材料的基本性质
最新编辑ppt
李氏瓶
4
２. 表观密度 (Apparent Density）
γ L 材料的润湿最示新意编辑图ppt
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3.亲水性材料与憎水性材料
用润湿边角θ来反映
θ角愈小，表明材料愈易被水润湿。
当θ＜90°时，材料表面吸附水，材料能被水润γ L湿而表 现出亲水性，这种材料称亲水性材料。
θ当>θ9=0°0°时时，，材表料明表材面料不完吸全附被水水，γ 润S 此湿称。憎水性θ 材γ 料SL 。
也称容重 ，是指材料在自然状态下，单位体积所具有 的质量，按下式计算：
作 用 ：
0
m V0
计
算 构
式中 ρ0—材料的表观密度（g/cm3或 kg/m3 ）
件
m —材料的质量（g或 kg)
的 自 重
V0—材料在自然状态下的体积，或称表观体积 （cm3或 m3 ）, 包含内部空隙在内的体积（规则几何 形状、松散体积用排液法）
１.实际密度(Density) 以前称比重、真实密度(True Density)，简称密度(Density)。
实际密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量。
m
V
式中：ρ— 实际密度（g/cm3）
m— 材料的质量（g）
V— 材料在绝对密实状最新态编辑下pp的t 体积（cm3 ）
3
１.实际密度(Density)
上述概念也适用于其它液体对固体的润湿情况，相应
《建筑材料》课程标准
《建筑材料》课程标准1.课程说明《建筑材料》课程标准课程编码:35440 承担单位:建筑工程学院制定: 制定日期:2022.10.10审核:建工学院专业指导委员会审核日期:2022.10.23批准: 批准日期:2022.10.25（1）课程性质：本门课程是工程造价专业的必修课。
（2）课程任务：主要针对资料员、试验员等岗位开设，主要任务是培养学生在资料员、试验员岗位的使学生了解和掌握常用建筑材料的品种、规格、技术性质、质量标准、检验方法、应用范围和储存运输等方面的知识，培养学生能正确合理地选择和使用材料，以及对常用建筑材料的主要技术指标进行检测的方法，同时要了解新型建筑材料，对新型建筑材料要具备认识和鉴别能力。
（3）课程衔接：在课程设置上，前导课程无，后续课程有《建筑施工技术》、《建筑工程预算》、《建筑工程质量控制》等。
2.学习目标通过学习该课程，使学生掌握土木工程中常用材料的组成、结构、性能及技术指标，并能够在设计中合理的选材，施工中正确的用材，通过实践环节培养学生的工程实践能力和创新能力，并为后继专业课提供材料的基础知识和理论。
（1）能够叙述土木工程中常用材料的组成、结构、性能及技术指标等知识；（2）能在工程设计和施工中能正确合理地选材、用材；（3）能够运用土木工程中常用材料的质量检测方法。
（4）能够使用土木工程材料试验的仪器，设备的性能。
（3）能够进行试验数据的处理，正确评定材料的质量。
（4）能够绘制编制合格的试验报告。
3.课程设计本课程以工程造价专业施工试验员岗位为载体，针对岗位任职要求，与本课程的教学团队共同研究、开发和设计课程教学内容，选取6个情景作为学习情境；根据岗位（群）工作任务要求，确定学习目标及学习任务内容；本课程采取行动导向教学模式，通过设置学习情境，融入任务驱动、理论实践一体化的项目课程理念，引导学生积极主动地参与教学活动，把学生学习的主动性、探究性、参与性与创造性很好的结合在一起，全面培养学生的技能操作水平、工作态度等。
土木工程材料建筑材料的基本性质
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土木工程材料
二、密度、表观密度和堆积密度
密度 表观密度 堆积密度
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土木工程材料
1.密 度 (specific density)
定义：
材料在绝对密实状态下单位体积旳质量。
绝密体积：材料在绝对密实状态下旳体积。
不涉及内部孔隙旳体积。如图：
计算式： m
V
绝对密实材料
测定措施：李氏瓶法、排水法。 注意：测试时，材料必须是绝对干燥状态。
10
土木工程材料
试 验 演 示
1.密 度(specific density)
李氏瓶法
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土木工程材料
2.表观密度(relative density)
定义：材料在自然状态下单位体积旳质量。
表观体积：整体材料旳外观体积V0 （如图） （V0=闭口孔+开口孔+实体）
计算公式：
0
测定措施
m V0
➢ 规则材料：几何法
亲水性材料旳吸水（湿）性比憎水性材料强 ➢亲水性孔壁使水自动吸入； ➢憎水性孔壁难以使水吸入。
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土木工程材料
思索题
1.为何房屋一楼潮湿？怎样处理？
原因：地下水沿材料毛细管上升，然后 在空气中挥发。 处理问题旳原理与方法
➢ 阻塞毛细通道，掺加引气剂 ➢ 对材料中旳毛细管壁进行憎水处理。
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土木工程材料
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土木工程材料
4. 抗渗性
➢定义：材料抵抗压力水渗透旳性质。 ➢指标：
渗透系数 or 抗渗等级
在一定时间t内，透过材料试件 在原则试验措施下进行透
旳水量Q，与试件旳渗水面积 A及水头差H成正比，与渗透 距离(试件旳厚度)d成反比。
《建筑材料》材料的热工性质
PART TWO
01
热工性能——导热性 热容量 保温隔热性能
思考：2min找出热导能力称为导热性，材料导热能力的大小可用热导率λ表示， 在数值上等于当材料两侧的温差为1K时，在单位时间（1s）内，通过单位面积 （1m2），透过单位厚度（1m）材料所传导的热量。
考一考
关于材料的导热系数，一下哪个说法不正确（ ） A.表观密度小，导热系数小 B.含水率高，导热系数大 C.孔隙不连通，导热系数大 D.固体比空气导热系数大
考一考
关于材料的导热系数，一下哪个说法不正确（ ） A.表观密度小，导热系数小 B.含水率高，导热系数大 C.孔隙不连通，导热系数大 D.固体比空气导热系数大
材料的热导率越小，绝热性能越好。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。
热容量和比热容
材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质称为热容量。用比热容表示热 容量的大小，比热容指1g材料温度升高（或降低）1K时，所吸收（或放出）的 热量。
比热是反应材料吸热或放热能力大小的物理量。材料的比热对保持材料温度的稳定性有很大 作用，采用热大的材料，能在热流变动或采暖设备供热不均匀时缓和室内的温度波动。
保温隔热性能
在建筑工程中，评定建筑材料保温隔热性能的重要指标有热导
率λ和热阻R（常把1/λ称为材料的热阻，用R表示）。
习惯把防止室内热量的散失称为保温，把防止外部热量的进入 称为隔热，将保温隔热称为绝热。
材料的热导率越小，其热阻值越大，则材料的导热性能越差， 其绝热性能越好。在建筑工程中，常将λ≤0.175W/（m·K）的材料 称为绝热材料。
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fw
3Fm a xL 2bh2
式中 fw------材料的抗弯强度， MPa Fmax---材料受弯破坏时的最大荷载，N A------试件受力面积，mm2 L------两支点的间距，mm b、h---试件横截面的宽及高，mm
2. 弹性和塑性 材料在外力作用下产生变形，当外力取
消后能够完全恢复原来形状的性质称为弹性。 这种完全恢复的变形称为弹性变形（或瞬时 变形）。材料在外力作用下产生变形，如果 外力取消后，仍能保持变形后的形状和尺寸， 并且不产生裂缝的性质称为塑性。这种不能 恢复的变形称为塑性变形（或永久变形）。
第二章 建筑材料与力学及热工有关的性质（三）
教学重点： 1.建筑材料的强度与强度等级的概念及 2.建筑材料的导热性的影响因素及导热系数的表达式. 3.材料的耐久性的概念及耐久性的影响因素
教学难点：：
1.建筑材料的导热性的影响因素及导热系数的表达式. 2.材料的耐久性的概念及耐久性的影响因素 教学方法：多媒体 教学课时：2时
材料的耐久性指标是根据工程所 处的环境条件来决定的。例如处于冻 融环境的工程，所用材料的耐久性以 抗冻性指标来表示。处于暴露环境的 有机材料，其耐久性以抗老化能力来 表示。
•根据外力作用方式的不同，材料强度有抗拉、抗 压、抗剪、抗弯（抗折）强度等。材料的抗拉、抗 压、抗剪强度的计算式如下：
f Fmax A
式中 f------材料强度， MPa Fmax--材料破坏时的最大荷载，N A------试件受力面积，mm2
材料的抗弯强度与受力情况有关，一般试验方法 是将条形试件放在两支点上，中间作用一集中荷载， 对矩形截面试件，则其抗弯强度用下式计算：
在物理意义上，导热系 数为单位厚度(1m)的材料、 两面温度差为1Ｋ时、在 单位时间(1s)内通过单位 面积(1㎡)的热量。
2. 热容量和比热 材料在受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质称为
材料的热容量。单位质量材料温度升高或降低1Ｋ所吸收 或放出的热量称为热容量系数或比热。比热的计算式如下 所示：
Q C
m(T2 T1)
式中 C---材料的比热，J/（g·K） Q--材料吸收或放出的热量(热容量) m---材料质量，g （t2 - t1）--材料受热或冷却前后的温差，K
材料的温度变形性 材料的温度变形是指温度升高或降低
时材料的体积变化。 除个别材料以外，多数材料在温度升
高时体积膨胀，温度下降时体积收缩。 这种变化表现在单向尺寸时，为线膨胀 或线收缩，相应的技术指标为线膨胀系 数（α）。
第五节 材料的耐久性
材料的耐久性是泛指材料在使用条件下， 受各种内在或外来自然因素及有害介质的作 用，能长久地保持其使用性能的性质。
材料在建筑物之中，除要受到各种外力的 作用之外，还经常要受到环境中许多自然因 素的破坏作用。这些破坏作用包括物理、化 学、机械及生物的作用。
物理作用可有干湿变化、温度变化及冻融 变化等。这些作用将使材料发生体积的胀 缩，或导致内部裂缝的扩展。时间长久之 后即会使材料逐渐破坏。在寒冷地区，冻 融变化对材料会起着显著的破坏作用。在 高温环境下，经常处于高温状态的建筑物 或构筑物，所选用的建筑材料要具有耐热 性能。在民用和公共建筑中，考虑安全防 火要求，须选用具有抗火性能的难燃或不 燃的材料。
•3. 脆性和韧性 材料受力达到一定程度时，突然发生破
坏，并无明显的变形，材料的这种性质称为 脆性。大部分无机非金属材料均属脆性材料， 如天然石材，烧结普通砖、陶瓷、玻璃、普 通混凝土、砂浆等。脆性材料的另一特点是 抗压强度高而抗拉、抗折强度低。在工程中 使用时，应注意发挥这类材料的特性。
第四节. 材料的热工性质
第三节 材料的力学性质
1.材料的强度 材料的强度是材料在应力作用下抵抗破坏的能
力。通常情况下，材料内部的应力多由外力（或荷 载）作用而抵抗的极限，即强 度极限，材料发生破坏。
在工程上，通常采用破坏试验法对材料的强度进行实 测。将预先制作的试件放置在材料试验机上，施加外力 （荷载）直至破坏，根据试件尺寸和破坏时的荷载值，计 算材料的强度。
1. 导热性
当材料两面存在温度差时，热量从材料一面通过材料传导至 另一面的性质，称为材料的导热性。导热性用导热系数 λ 表示。 导热系数的定义和计算式如下所示：
Q
At(T2 T1)
•式中 λ——导热系数，Ｗ／ （ｍ·Ｋ）； Ｑ－传导的热量，Ｊ &—材料厚度，ｍ； A——热传导面积，m2 t一热传导时间，h； （T2-T1）－材料两面温度差，K
化学作用包括大气、环境水以及使用条 件下酸、碱、盐等液体或有害气体对材 料的侵蚀作用。
机械作用包括使用荷载的持续作用，交 变荷载引起材料疲劳，冲击、磨损、磨 耗等。
生物作用包括菌类、昆虫等的作用而使 材料腐朽、蛀蚀而破坏。
砖、石料、混凝土等矿物材料，
多是由于物理作用而破坏，也可能同 时会受到化学作用的破坏。金属材料 主要是由于化学作用引起的腐蚀。木 材等有机质材料常因生物作用而破坏。 沥青材料、高分子材料在阳光、空气 和热的作用下，会逐渐老化而使材料 变脆或开裂。