教案42(材料的物理性质)

课题1：建筑材料的基本性质

1.2材料的物理性质

提问：1、什么是建筑装饰材料?

2、建筑装饰材料是怎样分类的？

建筑装饰材料在建筑工程中，无论是运输还是安装都会遭受到碰撞或者承受一定的外力作用，还要承受各种介质（风、水、蒸汽、腐蚀性气体和流体等）的作用及各种无力作用（摩擦、温度差、湿度差、压强等）。因此，建筑装饰材料不仅要有良好的装饰效果外，还必须具有抵抗上述各种作用的能力，必须具有一定的防水、防腐、防火、保湿、吸声、隔热等性能。所以，我们还应该掌握装饰材料的基本性质，正确选用和合理使用建筑装饰材料。

提出任务

1. 什么是材料的耐水性？

2. 什么是材料的耐久性？

介绍知识

（一）材料的孔隙率和密实度

孔隙率是指在材料体积内，孔隙体积所占的比例，以P 表示。可按下式计算： 孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。孔隙率越小，说明材料越密实。同一材料:密实度+孔隙率=1.

材料内部孔隙可分为连通孔隙和封闭孔隙两种构造。连通孔隙不仅彼此连通而且与外界相通，封闭孔隙不仅彼此封闭且与外界相隔绝。孔隙按其孔径尺寸大小可分为细小孔隙和粗大孔隙。材料的许多性能，如表观密度、强度、吸湿性、导热性、耐磨性、耐久性等，都与0000p=1(1)100%

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材料孔隙率的大小和孔隙特征有关。

（二）材料与水有关的性质

（1）吸水性

材料在水中吸收水分的性质称为吸水性。材料吸水性的大小常用质量吸水率表示。质量吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸收水分的质量占材料干燥质量的百分率。

（2）吸湿性

材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。吸湿性的大小用含水率表示。含水率是指材料含水的质量占材料干燥质量的百分率。

（3）耐水性

耐水性是指材料长期在饱和水作用下，保持其原有功能，抵抗破坏的能力。

对于结构材料，耐水性主要指强度变化；对装饰材料则主要指颜色、光泽、外形等的变化，以及是否起泡、起层等。

（4）抗渗性

材料抵抗压力水（也可指其它液体）渗透的性质称为抗渗性。建筑工程中许多材料常含有孔隙、空洞或其它缺陷，当材料两侧的水压差较高时，水可能从高压侧通过材料内部的孔隙、空洞或其它缺陷渗透到低压侧。这种压力水的渗透，不仅会影响工程的使用，而且渗入的水还会带入腐蚀性介质或将材料内的某些成分带出，造成材料的破坏。

（5）抗冻性

材料的抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性质。冰冻的破坏作用是由于材料孔隙内的水分结冰而引起的，水结冰时体积约增大9%，从而对孔隙产生压力而使孔壁开裂。当冰被融化后，某些被冻胀的裂缝中还可能再渗入水分，再次受冻结冰时，材料会受到更大的冻胀和裂缝扩张。如此反复冻融循环，最终导致材料破坏。

（6）亲水性与憎水性

材料与水接触时能被水润湿的性质称为称为亲水性。具备这种性质的材料称为亲水性材料。大多数建筑材料，如砖、混凝土、木材、砂、石、钢材、玻璃等都属于亲水性材料。

材料与水接触时不能被水润湿的性质称为称为憎水性。具备这种性质的材料称为憎水性材料，如沥青、石蜡、塑料等。憎水性材料一般能阻止水分渗入毛细管中，因而可用作防水材料，也可用于亲水性材料的表面处理，以降低其吸水性。

二、材料的力学性质

（一）材料的强度与比强度

（1）强度

材料在外力（荷载）作用下抵抗破坏的能力称为强度。当材料承受外力作用时，内部产生应力，随着外力增大，内部应力也相应增大。直到材料不能够再承受时，材料即破坏，此时材料所承受的极限应力值就是材料的强度。

根据所受外力的作用方式不同，材料强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度及抗剪强度等。各种强度指标均要根据国家规定的标准方法来测定。

（2）比强度

比强度是材料强度与其表观密度的比值，是衡量材料轻质高强的重要指标。对建筑物的大部分材料来说，相当一部分的承载能力用于承受材料本身的自重，对于装饰材料来说，其自重越大，对建筑物造成的荷载就越大。因此，为了减轻建筑物的自重，就应选择轻质高强材料。在高层建筑及大跨度结构工程中也常采用比强度高的材料，这类轻质高强材料，是未来建筑材料发展的主要方向。

（二）材料的变形性质

1.弹性与塑性

材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。这种可恢复的变形称为弹性变形。

材料在外力作用下产生变形，但不破坏，当外力取消后不能自动恢复到原来形状的性质称为塑性。这种不可恢复的变形称为塑性变形。

工程实际中，完全的弹性材料或完全的塑性材料是不存在的，大多数材料的变形既有弹性变形，也有塑性变形。例如建筑钢材在受力不大的情况下，仅产生弹性变形；当受力超过一定限度后产生塑性变形。再如混凝土在受力时弹性变形和塑性变形同时发生，当取消外力后，弹性变形可以恢复，而塑性变形则不能恢复。

2. 材料的脆性与韧性

当外力作用达到一定限度后，材料突然破坏且破坏时无明显的塑性变形，材料的这种性质称为脆性。具有这种性质的材料称为脆性材料，如混凝土、砖、石材、陶瓷、玻璃等。一般脆性材料的抗压强度很高，但抗拉强度低，抵抗冲击荷载和振动作用的能力差。

材料在冲击或振动荷载作用下，能产生较大的变形而不致破坏的性质称为韧性。具有这种性质的材料称为韧性材料，如建筑钢材、木材等。韧性材料抵抗冲击荷载和振动作用的能力强，可用于桥梁、吊车梁等承受冲击荷载的结构和有抗震要求的结构。

（三）材料的硬度和耐磨性

（1）硬度

硬度是材料抵抗较硬物体压入或刻划的能力。为了保持建筑物装饰的使用性能或外观，常要求材料具有一定的硬度，以防止其他物体对装饰材料磕碰、刻划造成材料表面破损或外观缺陷。

（2）耐磨性

材料的耐磨性，是指材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐磨性用磨损率表示。

三、材料的耐久性

(1)耐久性

装饰材料的耐久性是指材料在使用过程中能抵抗周围各种介质的侵蚀而不破坏，并能长期保持原有性能的性质称为材料的耐久性。在实际工程中，由于各种原因，建筑材料常会因