【修改版】1材料的基本性质
第二章--建筑材料的基本性质全文编辑修改
4. 耐燃性
耐燃性是指材料在空气中遇火不着火燃烧的性 能，是影响建筑物防火、结构耐火等级的重要 因素。
根据材料的耐燃性可分为三类：
（1）非燃烧材料，砖、砂浆、混凝土，石材、 金属材料等
（2）难燃烧材料，石膏板、水泥石棉板、沥 青混凝土、板条抹灰等。
（3）燃烧材料，胶合板、纤维板、木材，苇 箔等
第三节 材料的力学性质
2、强度等级 强度等级：建筑材料根据其极限强度的大小，划 分成若干不同的等级 分类： （1）脆性材料按抗压强度分：如烧结普通黏土 砖（ Mu10,Mu15,Mu20 ）、石、水泥（32.5， 42.5）、混凝土（C10,C15,C25）等； （2）塑性材料和韧性材料按抗拉强度分：如钢 材；
3、比强度 定义：材料的强度与其表观密度的比值（f/ρ0）。 它是衡量材料轻质高强的一项重要指标。 材料比强度的性质： （1）比强度越大，则材料的轻质高强性能越好； （2）比强度大的材料或提高材料的比强度，对增 加建筑物高度、减轻结构自重、降低工程造价等具 有重大意义；
外因：材料孔隙中充水的程度、冻结温度、冻结 速度、冻融频率等。
五、材料的热性质
1. 导热性
材料传递热量的性质称为导热性。导热性的大小用导热
系数λ表示:
Qd
(T 2 T1) At
显然，导热系数越小，材料的隔热保温性能越好。
材料的导热系数决定于： (1)材料的化学组成、结构、构造； (2)孔隙率与孔隙特征、含水率以及温度。
材料的耐水性主要取决于其组成成分在水中 的溶解度和材料内部开口孔隙率的大小。
5. 抗渗性
材料抵抗压力水或其他液体渗透的性能称为抗渗性 （不透水性）。材料的抗渗性可用渗透系数来表示。
公式： K Qd AtH
第一章材料的基本性质
5、孔隙率－指材料体积内，孔隙体积与总体积 之比。直接反映材料的致密程度。
公式
孔隙率与密实度的关系 P+D=1 孔结构－孔隙率、孔径尺寸、开口形状 影响材料的：强度、 吸水性、耐久性、 导热
性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6、空隙率－散粒材料在某容器的堆积体积中， 颗粒之间的空隙体积占总体积的比率。 公式
式中 λ－热导率（W/m﹒K） 热阻 R=1/ λ Q－传导的热量（J） F－热传导面积（m2） a－材料的厚度（m） Z－热传导时间（s） (t2-t1)－材料两侧温差（K）
热工性质
材料的热导率越小，绝热性能越好。
影响热导率的因素：
•
材料内部的孔隙构造－密闭的空气使λ降
•
材料的含水情况－含水、结冰使λ增
与水有关的性质
3、吸湿性－材料在空气中吸收空气中水分 的性质。用含水率表示。 公式
式中 Wh－材料的质量含水率（％） ms－材料含水时的质量（g） mg－材料烘干到恒重的质量（g）
影响含水率大小的因素：
• 材料的本性－亲水性或憎水性材料
• 环境温度、湿度－气温越低、相对湿度 越大，材料的含水率越高
• 材料的构造---是指材料空隙、岩石层理、 木材纹理、疵病等宏观状态特征。
作业及复习题
吸湿性对材料的影响：
• 导热性增大、热阻降低－对围护结构材 料不利
• 体积膨胀－对木结构和木制品不利 • 湿胀干缩 -- 与周围环境平衡的平衡含
水率
与水有关的性质
4、耐水性－材料长期在饱水作用下不破坏， 其强度也不显著降低的性质。用软化系数表 示。 公式
式中
KR－材料的软化系数（K软＝0～1） fb－材料在饱水状态下的抗压强度（MPa） fg－材料在干燥状态下的抗压强度（MPa）
第一章材料的基本性质
返回
指通过用电子显微镜、X-射线衍射仪等手段
微 观 结 构 来研究的原子级或分子级结构。尺寸范围在
10-6-10-10m。
微观结构
常见材料
晶 原子、离子或分子按 金刚石、石英、石膏
m—— 材料的质量，kg。 v—— 材料在绝对密实状 态下的体积，m3。 测定方法：李氏瓶法、排水法、
几何法。
一、材料的密度、表观密度、堆积密度
材料的密度 表观密度 堆积密度
1、块体材料在自然状态下单位体积的重
量。 。 = m/v。 式中 。—— 表观密度，kg/m3。 m—— 材料的质量，kg。 V。—— 材料在自然状态下的体积
第一节 材料的组成、结构和构造
材料的组成
化学组成：
矿物组成：
------化学组成是指构成材 料的化学元素及化合物的种
矿物是具有一定化学成分和
类及数材量料。 的化学组成不同，结则构材特征料的的单矿质物或组化成合物就。不矿同物组成
-----金属材料常以各化学
元素含量表示
是指构成材料的矿物的种类和数量，
-----无机非金属材料常以
体 一定规律排列
、石灰岩、钢、铁及 部分有机化合物
非 原子、离子或分子以共价 玻璃、粒化高炉矿渣
晶 键、离子键或分子键结合 、火山灰、粉煤灰
体
，但为无序排列（短程有 序，长程无序）
胶 物质以极微小的质点（1- 建筑涂料为溶胶，水 体 100um）分散在介质中， 泥浆、胶粘剂为凝胶
分散粒子较少时形成溶胶 ，硅酸盐水泥主要水 结构，较多时发生凝聚， 化产物的最后形式为 形成凝胶结构，凝胶完全 干凝胶 脱水则成为干凝胶
材料基本性质
材料基本性质1吸水性与吸湿性：材料在水中通过毛细孔隙吸收水分的性质是吸水性，材料在潮湿空气中吸收水分的性质是吸潮性。
2强度：材料在外力作用下抵抗破坏的能力3亲水性与憎水性：材料与水接触，能被水润湿的性质是亲水性，不能被水润湿是憎水性4脆性材料与韧性材料：材料受外力作用，当外力达到一定限度后，材料突然破坏，但破坏坏时没有明显塑性变形的性质，是脆性材料。
材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大能量，产生较大变形而不至破坏的性质，称材料的韧性。
5耐水性及软化系数：材料长期在饱和水作用下不破坏，同时强度也不显著降低的性质为耐水性6胶体结构：物质以及其微小的颗粒分散在连续相介质中形成的结构7空隙特征：按空隙大小可分：微小空隙，细小空隙，粗大空隙，按常压下水能否进入孔隙中，可分：开口孔隙，闭口孔隙。
开口孔隙中彼此贯通的孔隙是连同孔。
8气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或发展其强度。
如石膏，石灰。
9石灰的熟化：指将生石灰加水，反应生成消石灰的过程。
10石灰的陈伏：为了消除熟石灰中过火石灰颗粒的危害，石灰浆应在储灰坑中静置2周以上再使用，此过程称为陈伏11建筑石膏：将天然二水石膏置于炉窑煅烧，得到& 型结晶的半水石膏，再经磨细，得到白色粉状物称建筑石膏。
12活性混合材料：为改善水泥性能，调节水泥等级的材料。
加入后不仅能在空气中硬化，而且能在水中继续硬化，并生成水硬性胶凝材料的水化材料。
13水泥的初凝及终凝：自加水时起至水泥浆开始失去可塑性所需的时间称初凝时间。
自加水起至水泥浆完全失去可塑性为终凝时间。
14水泥的体积安定性：水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。
15硅盐酸水泥：适当成分的生料，（石灰质原料）（黏土质原料）校正原料）烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的水泥熟料，并掺入约0~5%的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料。
16级配：指沙子大小不同的颗粒搭配的比例情况。
材料的基本性质
1
练习
39
实验室数据修约时拟舍去的数字最左一位为5,而后面有并非全为零数字，修约时说法错误的是（）。
A.直接舍去B.保留末位数为7
则进一
C.保留末位数为4则进一D.保留末位数为
5则进一
A
1
练习
40
实验室数据修约时拟舍去的数字最左一位为5,而后面有并非全为零数字，修约时说法正确的是（）。
A.保留末位数为0则舍去B.保留末位数
错
1
练习
35
数字1.6975修约成四位有效数位，修约后为1.698。
对
1
练习
36
数字1.9587修约成三位有效数位，修约后为1.96。
对
1
练习
37
实验室数据修约时拟舍去的数字最左一位为5,而其后无数字或全部为零，则进一。
错
1
练
习
38
实验室数据修约时拟舍去的数字最左一位为5,而其后跟有并非全部为零的数字则进一。
（）。
A.吸水性B.耐水性
C.抗渗性D.抗冻性
D
1
练习
21
材料的抗渗性是指材料抵抗（）渗透的性质。
A.水B.潮气
C.压力水D.饱和水
C
1
练习
22
材料的耐水性指材料（）而不破坏，其强度也不显著降
低的性质。
A.在水作用下B.在压力水作用下
C.长期在饱和水作用D.长期在潮湿环境下
C
1
练习
23
当某材料的孔隙率增大时，其吸水率（）。
31
砂的堆积密度试验时测定的结果为1.795006g/cm3,修约后为1.79g/cm3。
错
1
练习
材料的基本性质
材料的基本性质材料的基本性质是指材料具有的一些普遍的特性，这些特性影响着材料的使用和性能。
以下是材料的一些基本性质。
1. 密度：密度是材料单位体积的质量，通常以克/立方厘米计算。
不同材料的密度差异很大，如金属材料通常较重，而塑料和泡沫材料通常较轻。
密度会影响材料的重量以及材料所占空间的大小。
2. 强度：强度是材料抵抗外部力量的能力。
不同材料的强度差异很大，大多数金属材料具有高强度，而塑料和木材等材料的强度较低。
强度对材料的耐用性和承载能力非常重要。
3. 刚度：刚度是材料抵抗形变的能力，即材料受力时的弹性恢复能力。
刚度与材料的弹性模量密切相关，刚度越高，材料越不容易发生形变。
金属材料通常具有较高的刚度，而橡胶等弹性材料具有较低的刚度。
4. 耐磨性：材料的耐磨性指的是材料抵抗磨损的能力。
耐磨性是材料在与其他表面摩擦时不容易磨损的特性，对于需要长时间使用的材料，耐磨性非常重要。
5. 导热性：导热性是材料传导热量的能力。
金属材料通常是很好的导热材料，可以快速传导热量，而绝缘材料如塑料则具有较低的导热性。
6. 导电性：导电性是指材料导电的能力。
金属是优秀的导电材料，而塑料等绝缘材料则是不导电的。
导电性对于电子器件等应用非常重要。
7.化学惰性：化学惰性是指材料对化学物质不容易发生化学反应的特性。
化学惰性材料对化学腐蚀和化学反应具有较强的耐受能力。
8. 可加工性：可加工性是指材料经过适当的工艺流程能够制成所需形状和尺寸的能力。
不同材料的可加工性差异很大，金属材料通常是易于加工的，而陶瓷等脆性材料则较难加工。
9. 可塑性：可塑性是指材料具有在外力作用下发生塑性变形的能力，即材料能够被拉伸和压缩而不破裂。
金属材料通常具有较好的可塑性，而脆性材料如玻璃则具有较差的可塑性。
以上是材料的一些基本性质，不同材料在这些性质上的差异也是材料选择和应用的重要依据。
1建筑材料的基本性质
V固
m V
性质判断
V固 V闭 V开 V固 V闭 V开 V空
m 0 V0
m 0 V0
应用
用量、体积计算
1.1.2 材料的孔隙率与密实度 1）孔隙率
是指材料内部孔隙体积占其自然状态下总体积的百分率。 按下式计算：
(1.4)
式中：P——材料的孔隙率，%。
的塑性变形，这种性质称为脆性(brittleness) 。
材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时产生
较大的变形而不破坏，这种性质称为韧性(toughness)。
脆性材料如玻璃、陶瓷、花岗岩、大理石、粘土砖、砼等。
抗压强度远大于其抗拉强度，可高达数十倍； 抵抗冲击载荷或振动作用的能力较差； 只适合用作承压构件。
55
370 3.49 28 0.93 0.81 0.64
0.46
0.38 0.92 0.88 0.84 0.84 0.92
松木
泡沫塑料 冰 水 静止空气
0.17～0.35
0.03 2.20 0.60 0.025
2.51
1.30 2.05 4.19
【讨论】：孔隙对材料性质的影响
某工程顶层欲加保温层，以下两图为两种材料的剖面。请 问选择何种材料？
强 度
料，其强度与孔隙率之间存在近似直线 的反比关系。
孔隙率 强度与孔隙率的关系
按强度值的大小划分为若干个强度等级。 硅酸盐水泥按抗压强度和抗折强度分为6个强度等级； 普通混凝土按其抗压强度分为14个强度等级。
3）比强度: 反映材料轻质高强的力学参数。
单位体积质量材料强度，强度与表观密度之比（f /ρ0）。
某地发生历史罕见的洪水。洪水退后，许多砖房倒 塌，砌墙砖多为未烧透的红砖，见图。请分析原因。
1建筑材料的基本性质
1建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质指的是材料在建筑工程中所表现出来的特性和本质。
建筑材料的基本性质对于建筑设计、施工和维护具有重要的影响，下面将介绍建筑材料的几个基本性质。
1.强度和稳定性：建筑材料的强度是指材料抵抗外部力的能力。
建筑材料应具有足够的强度来承受荷载和维持结构的稳定。
不同的建筑材料具有不同的强度，如混凝土、钢材和木材等。
此外，建筑材料还应具有稳定性，即在长期使用和环境变化的情况下，材料的性能应保持稳定。
2.耐久性：建筑材料的耐久性是指在长期使用和环境条件下材料的性能是否能够保持。
耐久性对于建筑工程的整体安全和使用寿命至关重要。
一般来说，建筑材料应具有耐久性，能够抵抗腐蚀、变形、老化等现象。
3.导热性：建筑材料的导热性是指材料对热的传导能力。
建筑中需要考虑材料的导热性，以确保室内温度的控制和节能效果的实现。
例如，保温材料通常具有较低的导热性，能够防止室外热量传导到室内。
4.导电性：建筑材料的导电性是指材料对电流的传导能力。
对于一些建筑结构，如电气系统和照明系统，需要考虑材料的导电性以确保电流的安全传输。
5.吸声性：建筑材料的吸声性是指材料对声音的吸收能力。
在室内设计中，吸声性是非常重要的，可以减少噪音的传播和反射，提供良好的声学环境。
6.抗震性：建筑材料的抗震性是指材料在地震或其他振动情况下的稳定性和抵抗能力。
建筑材料应具有足够的抗震性能，以确保在地震等自然灾害中建筑结构的安全性。
7.可塑性和可加工性：建筑材料的可塑性和可加工性是指材料能够通过加工和成型来满足建筑设计的要求。
可塑性通常指材料的变形能力，而可加工性指材料的加工难易程度。
8.轻质性和重质性：建筑材料的轻质性和重质性是指材料的密度和重量。
不同的建筑材料具有不同的重量和密度特性，这将直接影响到建筑结构的设计和施工成本。
9.可回收性：建筑材料的可回收性是指材料能否进行再利用或回收利用。
建筑工程产生的废弃材料对环境造成很大的影响，因此可回收性成为了现代建筑施工的一个重要考量因素。
材料的基本物理性质
表观密度的测定(实验)
自然状态下的体积：包括材料实体积和内部孔隙（闭口和开口）的外观几何形状的体积。 测定方法：材料在包含孔隙条件下的体积可采用排液置换法或水中称重法测量。
对形状规则的材料：烘干－量测几何体积－称重－代入公式计算 对形状不规则的材料： 表观密度的测量
材料的抗渗性与其孔隙率和孔隙特征的关系：
细微连通的孔隙，水容易渗入，故这种孔隙愈多，材料的抗渗性愈差。闭口孔隙，水不能渗入，因此闭口孔隙率大的材料，其抗渗性仍然良好。开口大孔，水最易渗入，故其抗渗性最差。 材料的抗渗性还与材料的增水性和亲水性有关，憎水性材料的抗渗性优于亲水性材料。 材料的耐久性与材料抗渗性的有着密切的关系。
材料名称
密度（g/cm3）
表观密度kg/m3
堆积密度kg/m3
钢
7.85
7850
花岗岩
2.80
2500～2900
碎石（石灰石）
2.65
1400～1700
砂
2.63
1450～1700
粘土
2.60
1600～1800
水泥
3.10
1100～1300
烧结普通砖
2.70
1600～1900
材料中所含水分与空气的湿度相平衡时的含水率，称为平衡含水率
K软 值越小，材料的耐水性？
式中：K软 ---材料的软化系数； f饱 ---材料在吸水饱和状态下的抗压强度,MPa f干 ---材料在干燥状态的抗压强度，MPa 。 定义：材料抵抗水破坏作用的性质。 度量指标：软化系数，即
三、耐水性
材料的软化系数的范围在0～1之间。
式中：β ---材料质量吸水率，%； m--- 材料干燥状态下质量，g; m1--- 材料吸水饱和面干状态下质量。
1建筑材料的基本性质
1建筑材料的基本性质建筑材料是构筑建筑物的基础，其性质直接影响建筑物的质量、寿命和安全性。
基本的建筑材料包括石材、木材、金属和混凝土等，每种材料都有其独特的性质和特点。
下面将介绍建筑材料的基本性质。
1.强度：建筑材料的强度是其最基本的特性之一、强度可以分为抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等。
各种材料的强度不同，因此在选材时需根据实际需要进行选择。
一般来说，混凝土的抗压强度较高，适合用于承受大量压力的结构，而钢材的抗拉强度较高，适合用于受拉受力较大的部位。
2.耐久性：建筑材料的耐久性是指其在环境中长期使用时的稳定性和耐用性。
耐久性取决于材料的化学性质、力学性能和物理性质等因素。
一些材料容易受到环境因素的影响而产生老化或破损，因此在选材时需考虑到其耐久性。
3.导热性和隔热性：建筑材料的导热性和隔热性直接影响建筑物的保温能力。
导热性较好的材料能够迅速传递热量，而隔热性较好的材料可以有效减少热量的传递。
因此，在建筑物的设计中，需根据当地气候条件和建筑的用途选择合适的材料以确保室内温度的舒适度。
4.吸水性和防水性：建筑材料的吸水性和防水性直接关系到建筑物的防水和防潮能力。
吸水性较好的材料会吸收大量水分，在潮湿环境中容易发生腐蚀和变质，因此建筑材料的防水性是十分重要的。
一些材料的表面会经过特殊处理以提高其防水性能。
5.施工性能：建筑材料的施工性能包括其加工性、粘接性、可塑性等。
这些性能直接影响建筑物的施工工艺和施工质量。
一些材料的施工性能较差，可能会导致施工过程中出现问题，因此在选材时需考虑其施工性能。
综上所述，建筑材料的基本性质包括强度、耐久性、导热性和隔热性、吸水性和防水性、施工性能等。
选择合适的建筑材料对于建筑物的质量、寿命和安全性至关重要，需要综合考虑各种因素并根据实际需要进行选择。
建筑材料的性质直接关系到建筑物的整体质量和性能，因此在设计和建造过程中需对建筑材料进行科学合理的选用和应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4
1.2.1材料的强度和比强度
强度
材料在荷载作用下抵抗破坏的能力
材料内部抵抗破坏的极限应力
F A
两支点中心加载
抗压、抗拉、抗剪强度
f
fm
3Fl 2bh 2
抗弯强度
三分点处作用两个相等荷载
fm
Fl bh 2
1.2.1材料的强度和比强度
强度
强度
孔隙率
与其组成、构造 等因素有关
与其含水状态及 温度有关
1.1.5材料的热工性质
导热性
材料将热量从温度 Q 高的一侧传递到温 At(T2 T1 ) 度低的一 侧 的 能 力 ， 用导热系数表示。
R=δ/λ(m2· K/W)
热阻
热量通过材料层时 所受到的阻力
材料的热工性质
材料受热时吸收热 量、冷却时放出热 Q 量的性质，用比热 c m(T1 T2 ) 容表示。 材料的热容量对保 持室内温度 的 稳定 、 减少能耗、冬季施 工等有很重要的作 用。
1.4.2 材料的结构
大理岩的致密表面
加气混凝土砌块的多孔构造
1.4.2 材料的结构
胶合板的层状构造
竹的纤维构造
1.4.2 材料的结构
陶粒的粒状构造
1.4.2 材料的结构
细观结构
指在光学显微镜下能观察到的结构
原子晶体 晶体 离子晶体 分子晶体 金属晶体 玻璃体
微观结构
胶体
指用电子显微镜、扫描电子显微镜或x射线来分析研究材料的原子、分子 层次的结构特征。
D V0 100% 0 100% V0 0
空隙率
散粒状材料堆积体积中，颗粒间空隙的体积占其总体积的百分率
P V0 V0 100% (1 0 ) 100% V0 0
P D 1
计算配合比 粗集料空隙被细集料填充，细集料空隙被 细粉填充，细粉空隙被胶凝材料填充，以 达到节约胶凝材料的效果。
第一章 材料的基本性质
北京科技大学 刘娟红
1 材料的基本性质
1 2 3
材料的基本物理性质 材料的基本力学性质 材料的耐久性 材料的组成、结构和构造
4
1 材料的基本性质
1 2 3
材料的基本物理性质 材料的基本力学性质 材料的耐久性 材料的组成、结构和构造
4
1.1 材料的基本物理性质
1 2 3 4 5
化学组成
指构成材料的基本化合物或化学元素的种类和数量
Hale Waihona Puke 矿物组成构成材料的矿物种类和数量
决定材料性质的主要因素
将材料中结构相近、性质相同的均匀部分称为相
相组成
凡由两相或两相以上物质组成的材料称为复合材料
1.4.2 材料的结构
孔隙 特征
致密结构
致密结构指孔隙率很低或趋近为零、结构致密的材料
宏 观 结 构
1.2.1材料的强度和比强度
（a）
（b）
环箍效应作用示意图 （a）因环箍效应引发的试件内应力分布 （b）立方体试件破坏后形状
混凝土路面砖抗折强度试验
混凝土路面砖抗压强度试验
钢筋抗拉强度试验
1.2.2 材料的弹性与塑形
弹性
材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，变形能完全恢复的性质
弹性体的变形曲线是一条闭合曲线，即弹性变形属于可逆变形
多孔结构
多孔结构指材料内部有粗大孔隙的结构
微孔结构
微孔结构指材料内部有分布较均匀的微细孔隙的结构
1.4.2 材料的结构
组织 结构
聚集结构
由集料与具有胶粘性或粘结性物质胶结而成的结构
纤维结构
宏 观 结 构
由纤维状物质构成的材料结构
层状结构
天然形成或人工粘结等方法将材料叠合成层状的结构
散粒结构
材料呈松散颗粒状结构
1.1.4材料与水相关的性质 亲水性与 憎水性
吸水性与 吸湿性
抗冻性
材料与水相关 的性质
耐水性
抗渗性
1.1.4材料与水相关的性质
亲水性与憎水性
θ
亲水性材料
憎水性材料
亲水性材料
当θ 90°时为亲水性材料
憎水性材料
当θ>90°时为亲水性材料
1.1.4材料与水相关的性质
亲水性与憎水性 当材料与水接触时可以发现，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，后者称具有憎
100～250
80～120
5～8
60～100
10～14
1.2.1材料的强度和比强度
比强度
按单位体积质量计算的材料强度，其值等于材料的强度与其表观密度的 比值。比强度是衡量材料轻质高强的重要指标，比强度值越大，材料轻 质高强的性能越好。
常用结构的比强度
材 料 强度（MPa） 420 40 100 450 表观密度（kg/m3） 7850 2400 500 2000 比强度 0.054 0.017 0.200 0.225 低碳钢 普通混凝土（抗压） 松木（顺纹抗拉） 玻璃钢（抗弯）
水性。
1.1.4材料与水相关的性质
吸水性与吸湿性
质量吸水率
Wm m1 m 100 % m
吸水性
吸水率
Wm WV
材料与水接触时吸收水分的性质
W O
材料吸水会使材料的强度降低，表 观密度和热导率增大，体积膨胀， 往往对材料性质产生不利影响。
WV
m1 m 1 100% V0 W
抗冻性
材料在吸水饱和状态下，能抵抗多次冻融循环作用而不破坏，同时强度 也不严重降低的性质。
抗冻等级
强度损失率不超过25%且质量损失率不超过5%
2
相对动弹性模量 高抗冻性 混凝土 快冻法 质量损失率
f P n2 f0
Wn
G0 Gn 100 G0
冻融破坏的大坝坝面
使用20年的高速公路桥梁
工程所消耗的材料数量巨大，生产这些材料不但破坏生态、
污染环境、资源枯竭。
案例 我国东北寒冷地区的路面常有很严重的剥落现象。有许多大型水
电站如丰满、云峰等也遭受到严重的冻融破坏，有些防波堤的混凝土
块受海水侵蚀，不到几年时间就严重破坏。
1.3.3 耐久性试验方法原理
材料在实际环境中的耐久性指标需要经过长期观察 或测定才能获得，不可能像强度指标那样由破坏试验直接 获得强度值。
E
E值越大，表明材料越不容易变形，即刚性好
塑形
物体在外力作用下产生变形，当取消外力后，有一部分变形不能恢复
1.2.2 材料的弹性与塑形
荷载 A 荷载 A B
O
a 变形
O
b 变形
图1-4 弹性材料的变形曲线
图1-5 塑性材料的变形曲线
荷载
O
b
a 变形
图1-6弹塑性材料的变形曲线
1.2.2 材料的弹性与塑形
f1 f0
1.1.4材料与水相关的性质
抗渗性
渗透系数 材料抵抗压力水渗透的性质
K Qd AtH
抗渗等级
P 10 H 1
P——六个试件四个未渗水时的最大水压 H——六个试件三个渗水时的水压
渗透系数越小， 材料抗渗性也越 好
与材料的孔隙率、孔隙特征及亲水性、 憎水性有密切关系
1.1.4材料与水相关的性质
P D 1
P
V0 V 100% (1 0 )100% V0
孔径大小、孔隙特征对材料的性能也具有 重要的影响
1.1.2材料的密实度与孔隙率
材料孔隙特征直接影响材料的多种性质
吸水、透水、 吸声
强度、抗渗
抗冻、耐久性
1.1.3材料的填充率与空隙率
填充率
在某堆积体积中，被散粒状所填充的程度
A
脆性
外力作用于材料，并达到一定值时，材料并不 产生明显变形即发生突然破坏的性质
荷载
变形
图1-7脆性材料的变形曲线
韧性
材料在冲击、振动荷载作用下能吸收大量能量 并能承受较大的变形而不突然破坏的性质
1 材料的基本性质
1 2 3
材料的基本物理性质 材料的基本力学性质 材料的耐久性 材料的组成、结构和构造
0
m V0
材料的表观体积是包含内部孔隙的体积
m V0
堆积密度
粉状或散粒材料在自然状态下单位体积的质量
0
材料的堆积体积包含了颗粒之间的空隙
3
1.1.1材料的密度、表观密度、堆积密度
土木工程中常用材料密度
材料名称
钢材 铝合金 石灰石 花岗石 砂 粘土 粉煤灰 水泥 普通混凝土 空心砖 玻璃 红松木 石油沥青 泡沫塑料
同时，材料耐久性包括多方面内容，是一个综合性
质。 耐久性包括的内容很多，许多性能指标的试验方法 还不成熟，对于试验结果与实际环境中材料耐久性能之间 的关系研究还不深入。
1 材料的基本性质
1 2 3
材料的基本物理性质 材料的基本力学性质 材料的耐久性 材料的组成、结构和构造
4
1.4.1 材料的组成
4
1.3 材料的耐久性
1 2 3
材料的耐久性与安全
材料的耐久性与经济
耐久性试验方法原理
1.2.2 材料的耐久性与安全
材料在长期使用过程中，抵抗其自身和环境的长期破坏作用， 保持其原有性能不破坏的能力称为材料的耐久性。
机械作用 物理作用
耐久性
化学作用 生物作用
1.3.1 材料的耐久性与安全
案例
北京地区的立交桥，由于冻融循环和除冰盐腐蚀破损严重。国内最
火山灰 pozzolana 粉煤灰 fly ash 水淬高炉矿渣 granulated blast-furnace slag