建筑材料的物理性质

建筑材料的物理性质

材料是构成建筑物的物质基础。直接关系建筑物的安全性、功能性、耐久性和经济性。用于建工.程的材料要承受各种不同的力的作用。例如结构中的梁、板、柱应其有承受荷载作用的力学性能；墙体的材料应接有抗冻、绝热、隔声等性能;地而的材料应具有耐磨性能等。一般来说.材料的性质可以分为4个方面：物理性质、力学性质、化学性质和耐久性。

一、物理性能

1、密度

密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。按式（2-1）计算：

材料在绝对密实状态下的体积.是指不包括材料孔隙在内的体积。建筑材料中，除钢材、玻璃等少数材料接近于绝对密实外，绝大多数材料都含有一定的孔隙，如砖、石材等。而孔隙又可分为开口孔隙和闭口孔隙。

在测定有孔隙材料的密度时，为了排除其内部孔隙，应将材料磨成细粉(粒径小于0.2mm)，经干燥后用密度瓶测定其体积。材料磨得越细，测得的密度就越准确。

2、表观密度

表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量。按式（2-2）计算：

材料的表观体积是指包含材料内部孔隙在内的体积。对外形规则的材料，其几何体积即为表观体积，对外形不规则的材料，可用排水法求得，但要在材料表面预先涂上蜡，以防水分渗入材料内部而使测值不准。当材料的孔隙内含有水分时，其质量和体积均有所变化，表观密度一般变大。所以测定材料的表观密度有气干状态下测得的值和绝对干燥状态下测得的值(干表观密度)口在进行材料对

比试验时，以干表观密度为准。

3、堆积密度

堆积密度是指散粒或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。按式（2-3）计算：

材料的堆积体积既包含了颗粒内部的孔隙，又包含了颗粒之间的空隙。堆积密度的大小不但取决于材料颗粒的表观密度，而且还与堆积的密实程度、材料的含水状态有关。

表2-1 常用建筑材料的密度、表观密度、堆积密度

4、密实度

密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程度。以D表示，按式（2-4）计算：

密实度反映了材料的密实程度，含有孔隙材料的密实度均小于1.

5、孔隙率

孔隙率是指材料内部孔隙体积占材料总体积的百分率。以P表示，按式（2-5）计算：

材料的密实度和孔隙率是从不同角度反映材料的致密程度。密实度和孔隙率的关系为D+P=1

生态建筑材料的强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等都与材料的孔隙率有关，这些性质还与空隙的孔径大小、形状、分布、连通与否等构造特征密切相关。

6、填充率

填充率是指散粒材料在某堆积体积内，被其颗粒填充的程度。以表示，按式（2-6）计算：

7、空隙率

空隙率是指散粒材料在某堆积体积内，颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率。以表示，按式（2-7）计算：

散粒材料的填充率和空隙率之和等于1，即。。空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒之间相互填充的致密程度。

二、吸水性能

材料在水中吸收水分的能力称为吸水性。吸水性的大小用吸水率表示。吸水率有质量吸水率和体积吸水率两种表示方法。

1质量吸水率（Wm）

材料吸水饱和时，其吸收水分的质量占材料干燥状态下质量的百分率。按式

（2-8）计算：

2 体积吸水率（Wv）

材料吸水饱和时，其吸收水分的体积占干燥材料自然体积的百分率。可按式（2-9）计算：

质量吸水率和体积吸水率存在如下关系：

材料的吸水率的大小不仅取决于材料是亲水的还是憎水的，而且与材料的孔隙率的大小及孔隙特征密切相关。在一定范围内，一般孔隙率越大。材料的吸水性越强。

水分的吸收会给材料带来不良的影响，因而使材料的部分性质发生改变，如体积膨胀、强度降低、保温性能下降、抗冻性变差等。

3 吸湿性

材料在潮湿的空气中吸收水分的能力，称为吸湿性。吸湿性的大小用含水率表示。可按式（2-11）计算：

材料含水率的大小不仅取决于材料的自身特点（亲水性、空隙率等），还与材料周围环境温度和湿度有关。一般情况温度，相对湿度越大，材料的含水率也越大。当材料的含水率达到与环境涅度保持相对平衡状态时的含水率时，称为平衡含水率。

4 耐水性

材料长期在饱和水作用下而不破坏，强度也不显著降低的性质称为耐水性。

材料的耐水性用软化系数表示，可按式（2-12）计算：

软化系数一般在0-1之间，其值越小。说明材料吸水饱和后的强度降低越多，其耐水性越差。不同的材料，k值相差很大，如粘土k=0，金属k= 1。通常将软化系数大于0.8的材料称为耐水性材料。对于经常位于水中或处于潮湿环境的重要建筑物，材料的软化系数不得低于0.85。对于受潮湿较轻或次要结构所用材料，软化系数不宜小于0.75.

5 抗渗性

材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质称为抗渗性（不透水性）。材料的抗渗性用渗透系数K表示：

材料的渗透系数越小，表示其抗渗性越好。对于混凝土和砂浆材料，其抗渗性常用抗渗等级表示。用字母P及可承受的水压力值(以0.1MPa为单位)来表示。例如。混凝土的抗渗等级为P6、P12，.表示其分别能承受,0.6MPa、1.2MPa的水压而不渗水。P越大，材料的抗渗性越好。材料的抗渗性是防水工程、地下建筑物及水工建筑物所必须考虑的重要性质之一。

6 抗冻性

材料在吸水饱和状态下经受多次冻融循环而不破坏。同时也不显著降低强度的性质称为抗冻性。

材料的抗冻性用抗冻等级F表示，混凝土的抗冻等级为F15，F25，F50、F100。如F10表示经过10次冻融循环，质量损失不超过5%，强度损失不超过25%。通常采用材料吸水饱和后，在-15℃冻结、再在20℃的水中融化。这样的一个过程称为一次冻融循环。

材料的抗冻性主要与其强度、孔隙率、吸水性及抵抗胀裂等因素有关。因此，抗冻性常作为评价材料耐久性的一个重要指标。材料的变形能力大、强度高时，其抗冻性较高。一般认为软化系数小于0.8的材料，其抗冻性较差。对于室外温