1-1 建筑材料学-状态物理性质-2014
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建筑材料的物理性质
几种材料的强度比较
材料 低碳钢
表观密度 (kg/m3)
7860
强度f (MPa)
415
比强度 （f/ρo）
0.053
松木
500
34.3
0.059
混凝土
2400
60
0.025
三、弹性与塑性
σ ? 材料在外力作用下产生变形，
外力撤掉后变形能完全恢复 的性质，称为弹性。
E? ? ?
ε
? 材料在外力作用下产生变形， 若除去外力后仍保持变形后 的形状和尺寸，并且不产生 裂缝的性质称为塑性。
（三）吸湿性
? 定义：材料在空气中，吸收空气中水分的性 质，称为吸湿性。其大小用含水率表示。
W含
?
m含 - m 干 m干
? 100%
影响吸湿性的因素
影响吸湿性的因素： ? 材料的本身的性质，如亲水性或憎水性； ? 材料的孔隙率； ? 孔隙构造特征，如孔径大小、开口与否等； ? 周围空气的温度和湿度 。
(a) 亲水性材料
(b) 憎水性材料
请看亲水性与憎水性动画演示
（二）吸水性
? 定义：吸水性是指材料在水中吸收水分的性 质，其大小用吸水率表示。
W质 ?
m吸 ? m干 m干
? 100%
影响吸水性的因素
影响吸水性的因素： ? 材料的本身的性质，如亲水性或憎水性； ? 材料的孔隙率； ? 孔隙构造特征，如孔径大小、开口与否等 。
? 受潮较轻的或次要结构物的材料，其 K软≥0.75； ? K软≥0.80的材料，一般称为耐水的材料。
(五)材料的抗渗性
? 定义：材料抵抗压力水渗 H
透的性质称为抗渗性。
Q
衡量指标：
A
材料 低碳钢
表观密度 (kg/m3)
7860
强度f (MPa)
415
比强度 （f/ρo）
0.053
松木
500
34.3
0.059
混凝土
2400
60
0.025
三、弹性与塑性
σ ? 材料在外力作用下产生变形，
外力撤掉后变形能完全恢复 的性质，称为弹性。
E? ? ?
ε
? 材料在外力作用下产生变形， 若除去外力后仍保持变形后 的形状和尺寸，并且不产生 裂缝的性质称为塑性。
（三）吸湿性
? 定义：材料在空气中，吸收空气中水分的性 质，称为吸湿性。其大小用含水率表示。
W含
?
m含 - m 干 m干
? 100%
影响吸湿性的因素
影响吸湿性的因素： ? 材料的本身的性质，如亲水性或憎水性； ? 材料的孔隙率； ? 孔隙构造特征，如孔径大小、开口与否等； ? 周围空气的温度和湿度 。
(a) 亲水性材料
(b) 憎水性材料
请看亲水性与憎水性动画演示
（二）吸水性
? 定义：吸水性是指材料在水中吸收水分的性 质，其大小用吸水率表示。
W质 ?
m吸 ? m干 m干
? 100%
影响吸水性的因素
影响吸水性的因素： ? 材料的本身的性质，如亲水性或憎水性； ? 材料的孔隙率； ? 孔隙构造特征，如孔径大小、开口与否等 。
? 受潮较轻的或次要结构物的材料，其 K软≥0.75； ? K软≥0.80的材料，一般称为耐水的材料。
(五)材料的抗渗性
? 定义：材料抵抗压力水渗 H
透的性质称为抗渗性。
Q
衡量指标：
A
建筑材料课件第01章 建筑材料的基本性质
孔、容量仅700 kg/m3的加气混凝土砌块。在 抹灰前采用同样方式往墙上浇水，发觉原使 用的普通烧结粘土砖易吸足水量，但加气混 凝土砌块表面看来浇水不少，但实则吸水不 多，请分析原因。
第 15页
3.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：
Wh
ms m
材料的理论抗拉强度可用下式表示：
fm
E
d
式中：fm——理论抗拉强度，N/m2； E——弹性模量； γ——单位表面能，J/m2； d——原子间的距离。（平均为2×10－8cm）。
按理论计算，材料的抗拉强度fm≈1/10·E。
第 28页
由于材料中都有缺陷，使破坏应力大大低于 理论强度。缺陷主要有：
的性质，可用下式表示：
Q m C (T1 T2 )
式中Q ——材料的热容量，kJ；
m ——材料的重量，kg；
T1-T2 ——材料受热或冷却前后的温度差，K； C ——材料的比热，kJ／(kg·K)。
材料比热的物理意义是指1kg重的材料，在温度每改
变1K时所吸收或放出的热量。
第 21页
材料名称 钢 铜
花岗岩 普通混凝土
水泥砂浆 普通粘土砖 粘土空心砖
松木 泡沫塑料
冰 水 静止空气
导热系数W/(m·K) 55 370
2.91～3.08 1.28～1.51
0.93 0.4～0.7
0.64 0.17～0.35
0.03 2.20 0.60 0.025
比热J/(g·K) 0.46 0.38 0.92 0.88 0.84 0.84 0.92 2.51 1.30 2.05 4.19
2.导热性
第 15页
3.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：
Wh
ms m
材料的理论抗拉强度可用下式表示：
fm
E
d
式中：fm——理论抗拉强度，N/m2； E——弹性模量； γ——单位表面能，J/m2； d——原子间的距离。（平均为2×10－8cm）。
按理论计算，材料的抗拉强度fm≈1/10·E。
第 28页
由于材料中都有缺陷，使破坏应力大大低于 理论强度。缺陷主要有：
的性质，可用下式表示：
Q m C (T1 T2 )
式中Q ——材料的热容量，kJ；
m ——材料的重量，kg；
T1-T2 ——材料受热或冷却前后的温度差，K； C ——材料的比热，kJ／(kg·K)。
材料比热的物理意义是指1kg重的材料，在温度每改
变1K时所吸收或放出的热量。
第 21页
材料名称 钢 铜
花岗岩 普通混凝土
水泥砂浆 普通粘土砖 粘土空心砖
松木 泡沫塑料
冰 水 静止空气
导热系数W/(m·K) 55 370
2.91～3.08 1.28～1.51
0.93 0.4～0.7
0.64 0.17～0.35
0.03 2.20 0.60 0.025
比热J/(g·K) 0.46 0.38 0.92 0.88 0.84 0.84 0.92 2.51 1.30 2.05 4.19
2.导热性
材料课件1建筑材料的基本性质
f = 3 FL / 2 b h2
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【材料课件】1建筑材料的基本性质
•
1.2 材料的力学性质
1.2.4 强 度 等 级 1. 概念 为便于应用，按材料强度值高低划分的若干等级。脆性材料主要抗 压强度来划分，如水泥、混凝土、砖等，塑性材料和韧性材料主要以抗 拉强度来划分，如钢材等 。 2. 强度等级与强度的异同 二者都是描述材料抵抗外力作用时的破坏能力, 而 前者是按强度大小确定的等级, 后者是概念性名词 。
a --- 材料的厚度，m 。
T1 - T2 --- 材料两侧的温差，k 。 A --- 材料传热面的面积，㎡。 t ---传热的时间，s 或 h 。
(3) 意义 通常把λ<0.23 W/(m·k) 的材料称为绝热材 料， 在运输、存放、施工及使用过程中，须保持干燥状态 。
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1.2.5 比 强 度 1. 概念 是指材料强度与体积密度的比值（f /ρ0） 。 2. 意义 比强度是衡量材料轻质高强性能的一项重要指标。选用比强度大的
材料对增加建筑高度、减轻结构自重、降低工程造价等具有重大意义 。
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【材料课件】1建筑材料的基本性质
•
1.2 材料的力学性质
绪
建筑材料在建筑物中，受到如下作用。
一. 周围介质作用
如水、蒸气、热、光、腐蚀性气体和液体等的物理和化学作用。
二. 荷载作用
上部构件传递或自重的荷载。 因此, 材料必须具有抵抗各种作用的能力，即应具备相应的基 本性质┄ 物理性质、化学性质(民用建筑中可忽略)、力学性质等。
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【材料课件】1建筑材料的基本性质
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【材料课件】1建筑材料的基本性质
•
1.2 材料的力学性质
1.2.4 强 度 等 级 1. 概念 为便于应用，按材料强度值高低划分的若干等级。脆性材料主要抗 压强度来划分，如水泥、混凝土、砖等，塑性材料和韧性材料主要以抗 拉强度来划分，如钢材等 。 2. 强度等级与强度的异同 二者都是描述材料抵抗外力作用时的破坏能力, 而 前者是按强度大小确定的等级, 后者是概念性名词 。
a --- 材料的厚度，m 。
T1 - T2 --- 材料两侧的温差，k 。 A --- 材料传热面的面积，㎡。 t ---传热的时间，s 或 h 。
(3) 意义 通常把λ<0.23 W/(m·k) 的材料称为绝热材 料， 在运输、存放、施工及使用过程中，须保持干燥状态 。
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1.2.5 比 强 度 1. 概念 是指材料强度与体积密度的比值（f /ρ0） 。 2. 意义 比强度是衡量材料轻质高强性能的一项重要指标。选用比强度大的
材料对增加建筑高度、减轻结构自重、降低工程造价等具有重大意义 。
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【材料课件】1建筑材料的基本性质
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1.2 材料的力学性质
绪
建筑材料在建筑物中，受到如下作用。
一. 周围介质作用
如水、蒸气、热、光、腐蚀性气体和液体等的物理和化学作用。
二. 荷载作用
上部构件传递或自重的荷载。 因此, 材料必须具有抵抗各种作用的能力，即应具备相应的基 本性质┄ 物理性质、化学性质(民用建筑中可忽略)、力学性质等。
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【材料课件】1建筑材料的基本性质
建筑材料的基本性质1
材料名称
密度 g/cm3
表观密度 堆积密度
g/cm3
kg/m3
钢材
7.85
——
——
松木
1.55
0.40~0.80
——
水泥
2.80~3.20
——
900~1300
砂
2.66
2.65
1450~1650
碎石(石灰石) 2.60~2.80
2.60
1400~1700
普通混凝土 2.60 普通粘土砖 2.60
1.95~2.50 1.6~1.90
单位：kg/ m3 ，g/ cm3
材料在绝对密实状态下的体积是指构成材料的固体物质 本身的体积，或称实体积。
在建筑材料中，除金属、玻璃等少数材料外，都含有一些
孔隙。为了测得含孔材料的密度，应把材料磨成细粉，除去孔
隙，经干燥后用李氏瓶测定其实体积。材料磨得越细，所测得
的体积越接近绝对体积。
v
V闭 V开
§1-1 材料的物理性质 §1-2 材料的力学性质 §1-3 材料的耐久性
建筑材料在建筑物中要起各种不同的作用，因此，要 求建筑材料应具有相应的不同性质。
§1-1 材料的物理性质
材料与质量有关的性质 一、密度
材料在绝对密实状态下单位体积的质量，用ρ表示。
ρ=
m v
M—材料在干燥状态下的质量,kg； V —材料在绝对密实状态下的体积,m3；
（二）吸水性
定义：材料在水中吸收水分的性质。用吸水率表示。
质量吸水率：材料吸水饱合时，所吸水分质量占干质量 的百分率。
W质=
m湿－m干 m干
×100%
体积吸水率：材料吸水饱和时，所吸收水分体积占干体 积的百分率。
土木建筑工程材料的物理力学性质
1、土木建筑工程材料的物理力学性质材料的物理状态参数（1）密度。
材料在绝对密实状态下，单位体积的质量用下式表示:密度(g/cm³，kg/m³)= 材料在干燥状态的质量/材料的绝对密实体积材料的绝对密实体积是指固体物质所占体积，不包括孔隙在内。
密实材料如钢材、玻璃等的体积可根据其外形尺寸求得。
其它材料多或少含有孔隙，测定含孔隙材料绝对密实体积的简单方法，是将该材料磨成细粉，干燥后用排液法测得的粉末体积，即为绝对密实体积。
由于磨得越细，内部孔隙消除得越完全，测得的体积也就越精确，一般要求细粉的粒径至少小于0.20mm。
（2）表观密度。
即体积密度，是材料在自然状态下单位体积的质量，用下式表示:表观密度(kg/m3)= 材料的重量/ 材料在自然状态下的外形体积测定材料自然状态体积的方法较简单，若材料外观形状规则，可直接度量外形尺寸，按几何公式计算。
若外观形状不规则，可用排液法求得，为了防止液体由孔隙渗入材料内部而影响测值，应在材料表面涂蜡。
另外，材料的表观密度与含水状况有关。
材料含水时，重量要增加，体积也会发生不同程度的变化。
因此，一般测定表观密度时，以干燥状态为准，而对含水状态下测定的表观密度，须注明含水情况。
（3）堆密度。
也称堆积密度，系指粉状或粒状材料，在堆积自然状态下，材料的堆积体积包括材料内部孔隙和松散材料颗粒之间的空隙在内的体积。
堆密度是材料在自然堆积状态下单位体积的质量，按下式计算:堆密度(kg/m3)= 材料的重量/材料的堆积体积散粒材料堆积状态下的外观体积，既包含了颗粒自然状态下的体积，又包含了颗粒之间的空隙体积。
散粒材料的堆积体积，常用其所填充满的容器的标定容积来表示。
散粒材料的堆积方式是松散的，为自然堆积；也可以是捣实的，为紧密堆积。
由紧密堆积测试得到的是紧密堆积密度。
（4）密实度。
指材料体积内被固体物质所充实的程度，用下式表示:密实度(％)= [表观密度/密度]*100%（5）孔(空)隙率。
建筑材料的物理性质
建筑材料的物理性质概述建筑材料是指用于建筑构造、装修和装饰的各种材料，对于一个建筑物的质量、结构和安全起着至关重要的作用。
物理性质是指材料在物理层面上的特性和表现，如密度、热胀冷缩性、导热性等。
本文将从物理性质的角度来介绍几种常见的建筑材料及其特性。
密度密度是指材料单位体积的质量，通常用千克/立方米（kg/m³）来表示。
建筑材料的密度对结构设计和施工具有重要影响。
例如，使用密度较大的材料可以增加建筑结构的稳定性，而较小的密度则可以减轻负载。
以下是几种常见建筑材料的密度：•混凝土：2400kg/m³•钢材：7850kg/m³•砖块：1900-2300kg/m³•玻璃：2500kg/m³热胀冷缩性热胀冷缩性是指材料在温度变化时的体积变化率。
建筑材料的热胀冷缩性需要在设计和施工过程中予以考虑，以确保建筑物的结构不会因温度变化而产生不可预测的变形和破坏。
•混凝土的热胀冷缩系数约为10×10^-6/℃；•钢材的热胀冷缩系数约为12×10^-6/℃；•砖块的热胀冷缩系数约为4-6×10^-6/℃；•玻璃的热胀冷缩系数约为9-11×10^-6/℃。
导热性导热性是指材料传导热量的能力。
建筑材料的导热性直接影响建筑物的保温性能和能耗，在建筑设计和节能方面具有重要意义。
•混凝土的导热系数约为1.7-2.1W/(m·K)；•钢材的导热系数约为50-80W/(m·K)；•砖块的导热系数约为0.7-1.4W/(m·K)；•玻璃的导热系数约为0.8-1.2W/(m·K)。
声学性能建筑材料的声学性能对于建筑物的吸声、隔声和声传播起着重要作用。
以下是几种常见建筑材料的声学性能指标：•混凝土的声传播特性较差，需要采取吸音措施；•钢材具有良好的声传播特性，常用于音乐厅等声学要求较高的场所；•砖块的吸声性能较好，常用于消音墙等场合；•玻璃的声传播特性较好，需要考虑降低噪音的需求。
建筑材料的基本性质课件
建筑材料的基本性质
27
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２.２ 建筑材料的力学性质
• ２. 材料的强度等级、比强度 • 大多数建筑材料可根据其极限强度的大小划分为若干不同等级，称为
材料的强度等级。脆性材料如混凝土、水泥、石材等，主要根据其抗 压强度来划分等级；塑性材料如钢材等，主要根据其抗拉强度来划分 等级。 • 不同强度的材料进行比较，可采用比强度这个指标。比强度等于材料 的强度与其表观密度之比。比强度是评价材料是否轻质高强的指标。 表２-１所列是几种主要材料的比强度值。
• ５. 材料的抗渗性
建筑材料的基本性质
18
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２.１ 建筑材料的物理性质
• 材料的抗渗性是指其抵抗压力水渗透的性质。抗渗性用渗透系数表示， 渗透系数按照达西定律以下式表示：
• 渗透系数K反映水在材料中流动的速度。K值越大，说明水在材料中流 动的速度越快，其抗渗性能越差。
• 材料的抗渗性能也可用抗渗等级来表示，抗渗等级用材料抵抗最大水 压力来表示，如Ｐ６、Ｐ８、Ｐ１０、Ｐ１２等，分别表示材料可抵 抗０．６ＭＰａ、０．８ＭＰａ、１．０ＭＰａ和１．２ＭＰａ的水 压力而不渗水。
建筑材料的基本性质
19
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２.１ 建筑材料的物理性质
• 材料的抗渗性不仅与材料本身的亲水性和憎水性有关，而且还与孔隙 率及孔隙特征有关。材料的孔隙率越小且封闭孔隙越多，其抗渗性能 越强。地下建筑、水工建筑和防水工程所用的材料均要求有足够的抗 渗性，应根据所处环境的最大水力梯度提出不同的抗渗指标。
分率。
• 综上所述，含孔材料的体积组成如图２-１所示，散粒状材料的体积 组成如图２-２所示。
建筑材料的基本性质
6
第一章建筑材料的基本性质(1-3节)
石子的孔隙率P为：
V0 V 0 V 2.61 P 1 1 1 1.51% V0 V0 2.65 石子的空隙率P，为：
V0 V0 V0 0 1.68 P 1 1 1 35.63% V0 V0 0 2.61
二、材料与水有关的性质
• 材料的吸水率与其孔隙率有关，更 与其孔特征有关。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
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。干燥的材料处 在较潮湿的空气中时，便会吸收空
气中的水分；而当较潮湿的材料处
在较干燥的空气中时，便会向空气 中放出水分。
水的作用下不破坏，强度也不显著
降低的性质。衡量材料耐水性的指
标是材料的软化系数K软：
K软 材料在水饱和状态下的抗压强度 材料在干燥状态下的抗压强度
• 软化系数反映了材料饱水后强度降
低的程度，是材料吸水后性质变化 的重要特征之一。一般材料吸水后，
水分会分散在材料内微粒的表面，
削弱其内部结合力，强度则有不同
程度的降低。
• 当材料内含有可溶性物质时（如 石膏、石灰等），吸入的水还可
能溶解部分物质，造成强度的严
重降低
• 经常位于水中或受潮严重的重要 结构，其材料的软化系数不宜小
于0.85-0.90； • 受潮较轻或者次要结构，材料软
化系数不宜小于0.70-0.85
例： 某石材在气干、绝干、水饱和情况下测得的 抗压强度分别为174、178、165 MPa，求该石材 的软化系数，并判断该石材可否用于水下工程
• 解：
m=105g,V0=40cm3,V=33cm3 密 度：ρ=m/V=105/33=3.18g/cm3 表观密度：ρ0=m/V0=105/40=2.625g/cm3 孔隙率：P=(V0-V)/V=(40-33)/33=17.5%
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孔隙率； 孔径分布(或称孔级配)； 孔几何学。
0.05
Log Differential Intrusion (mL/g)
0.04
30
第一章
基本性质
2.玻璃体结构
4
玻璃体结构定义：晶态物体在高温下熔融变为液态， 当温度骤然下降到低于凝固点温度时，熔体内部质 点来不及排列成有序结构而凝固成固体状态。 玻璃体结构是无定形物质(或非晶体)，质点排列无 规律，无一定的几何外形，各向同性。 玻璃体没有一定的熔点，只出现软化现象。 玻璃体是化学不稳定结构。
第一章
基本性质
有关表观与体积密度的几点说明
说明1：表观或体积密度值必须注明含水情况，未注明 者常指气干状态(表面干燥状态)； 绝干状态下的表观或体积密度称为干表观或干体积密度。
2014/9/14
Science of Building Materials
10
第一章
基本性质
说明2
对于粉末材料，表观密度，特别是干表观 密度值与密度值可视为相等。
m v
ρ ——材料密度(g/cm3); m ——材料烘干至恒重时的质量(g); V ——材料在绝对密实状态下的体积，即不包含孔 隙在内的固态所占的实体积，cm3。测定
2014/9/14 Science of Building Materials 5
第一章
基本性质
2.表观密度与体积密度**
第一章
基本性质
固体材料的体积构成
2014/9/14
Science of Building Materials
7
第一章
基本性质
V
V0
Vb
Vk
Va=V+Vb
2014/9/14
V0=V+Vk+Vb
8
Science of Building Materials
第一章
基本性质
体积密度
体积密度是指材料在自然状态下单位体积（包括材料
2014/9/14 Science of Building Materials 33
第一章
基本性质
** (三)宏观结构
1.定义与分类
宏观结构亦称构造，是指用肉眼或放大镜 能够分辨材料的组织。
其分辨率约为毫米级大小。10-3m。
2014/9/14
Science of Building Materials
基元是构成材料最基本单元。 无机非金属材料的基元是矿物； 有机高分子化合物的基元是链节。
2014/9/14
Science of Building Materials
22
第一章
基本性质
概念解释
矿物*：是指具有一定化学组成及结构特征的组织结构，它 具有一定的分子结构和性质，是决定材料性质的主要因素。 链节：有机高分子化合物是由特定的结构单元多次重复构 成。结构单元称为链节，其重复个数称为聚合度。如聚氯 乙稀的链：
晶体结构类型
4
原子晶体——原子共价键 高强、高硬、高熔点 金刚石、石英、刚玉… 离子晶体——离子键 高强、高硬、高熔点（波动大） 分子晶体——分子间力 硬度小、熔点低 冰、有机化合物… 金属晶体——金属键 自由电子 导电、导热、延展性
2014/9/14
Science of Building Materials
基本性质
几种密度的比较
比较项目
材料状态
密度
绝对密实
表观密度
自然状态
堆积密度
堆积状态
V0
材料体积 计算公式
应用
2014/9/14
V
m V
判断材料性质
Va
m a va
Science of Building Materials
m 0 ' V0 '
用量计算、体积计算
18
第一章
基本性质
二、材料的组成
第一章
建筑材料的基本性质
本章基本要求：
1.了解建筑材料的微观组成与结构； 2.掌握建筑材料的状态参数、孔结构、力学 性质、耐久性、化学稳定性。
2014/9/14
Science of Building Materials
1
第一章
基本性质
“建筑材料的基本性质”的概念
建筑材料的基本性质： 指各种建筑材料的普遍的共性。
Fe2O3
MgO
SO3
Alkali Loss on cont igni ent tion
Insolub le mat ter 0.70
21
64.32
20.81
2014/9/14
4.53
3.03
1.05
2.30
0.54
2.65
Science of Building Materials
第一章
基本性质
* (二)基元组成
CH2CHCl [CH2CHCl]n
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Science of Building Materials
23
第一章
基本性质
举
例
水泥化学组成 O Ca Si Al Fe Na CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 Na2O
水泥矿物组成 2CaO .SiO2 3CaO .Al2O3 细胞
材料的组成是决定材料性质的最基本因素。 (一)化学组成 (二)基元组成
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Science of Building Materials
19
第一章
基本性质
* (一)化学组成
5
化学组成是指材料的化学成份。
无机非金属材料：氧化物含量； 金属材料：化学元素含量； 有机高分子材料：基元。 基元：由一种或几种简单的低分子化合物重复连 接而成。例如聚氯乙稀就是由氯乙稀单体聚合而 成，即[CH2CHCl]n。
堆积密度(kg/m3)
-
3.10
2.66 2.60～2.80
2.60 2.50
2.65 2.60
2.10～2.60 1.60～1.80
Science of Building Materials
1000～1600
1450～1650 1400～1700
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普通混凝土 普通粘土砖
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第一章
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Science of Building Materials
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第一章
基本性质
3.胶体结构
6
胶体：是指高度分散的分散体，更严格的说是胶态分散体。 由分散相和分散介质两相组成。
是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的 一类分散体系。
胶粒粒径：10-7-10-10 m。 分类： 溶胶：胶粒少。 凝胶：胶粒多。 建材：凝胶具有固体性质，长期应力 作用下又具粘性液体流动性质。 特点：强度低，变形大。
材料的组成与结构及与其相关的密度、 状态物理性质： 孔隙率等概念。
工 程
性 质： 材料的力学、变形、破坏特性及耐久性。
功能物理性质： 指材料表现出的声、光、热等物理特性。
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第一章
基本性质
第一节
状态物理性质
3
一、材料的状态参数 二、材料的组成 三、材料的结构
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第一章
基本性质
说明3
对于砂石类散粒状材料自然状态下的表观密度 体积包括固体实体积和闭口孔隙体积，而不包 括其开口孔隙和颗粒间隙体积。 测定演示
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第一章
基本性质
1.晶体结构
晶体：把相同质点(原子、分子、离子等)在空间 作周期排列而形成的具有固定几何外形的固体。
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第一章
基本性质
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第一章
基本性质
一、材料的状态参数
1.密 度 2.表观密度 3.堆积密度
3
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第一章
基本性质
* 1.密度
密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。
表观密度是指材料在自然状态下单位体积（含材料 实体及闭口孔隙体积）的质量，也称视密度。
m a va
ρ a—材料表观密度(g/cm3)或(kg/m3); Va —材料在包含闭口孔隙条件下的体积（即只含内部 闭口孔，不含开口孔），m3或cm3。Va= V+Vb
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第一章
基本性质
(一)微观结构
微观结构:（显微结构）是指材料内部原子、 分子、离子等微观质点的空间排列方式。 分辨程度: Å=10-10m 微观结构决定材料的许多性质：强度、硬度、 熔点、导热性、导电性等。 1.晶体结构； 2.玻璃体结构； 3.胶体结构。
0.05
Log Differential Intrusion (mL/g)
0.04
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第一章
基本性质
2.玻璃体结构
4
玻璃体结构定义：晶态物体在高温下熔融变为液态， 当温度骤然下降到低于凝固点温度时，熔体内部质 点来不及排列成有序结构而凝固成固体状态。 玻璃体结构是无定形物质(或非晶体)，质点排列无 规律，无一定的几何外形，各向同性。 玻璃体没有一定的熔点，只出现软化现象。 玻璃体是化学不稳定结构。
第一章
基本性质
有关表观与体积密度的几点说明
说明1：表观或体积密度值必须注明含水情况，未注明 者常指气干状态(表面干燥状态)； 绝干状态下的表观或体积密度称为干表观或干体积密度。
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第一章
基本性质
说明2
对于粉末材料，表观密度，特别是干表观 密度值与密度值可视为相等。
m v
ρ ——材料密度(g/cm3); m ——材料烘干至恒重时的质量(g); V ——材料在绝对密实状态下的体积，即不包含孔 隙在内的固态所占的实体积，cm3。测定
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第一章
基本性质
2.表观密度与体积密度**
第一章
基本性质
固体材料的体积构成
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第一章
基本性质
V
V0
Vb
Vk
Va=V+Vb
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V0=V+Vk+Vb
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第一章
基本性质
体积密度
体积密度是指材料在自然状态下单位体积（包括材料
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第一章
基本性质
** (三)宏观结构
1.定义与分类
宏观结构亦称构造，是指用肉眼或放大镜 能够分辨材料的组织。
其分辨率约为毫米级大小。10-3m。
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基元是构成材料最基本单元。 无机非金属材料的基元是矿物； 有机高分子化合物的基元是链节。
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第一章
基本性质
概念解释
矿物*：是指具有一定化学组成及结构特征的组织结构，它 具有一定的分子结构和性质，是决定材料性质的主要因素。 链节：有机高分子化合物是由特定的结构单元多次重复构 成。结构单元称为链节，其重复个数称为聚合度。如聚氯 乙稀的链：
晶体结构类型
4
原子晶体——原子共价键 高强、高硬、高熔点 金刚石、石英、刚玉… 离子晶体——离子键 高强、高硬、高熔点（波动大） 分子晶体——分子间力 硬度小、熔点低 冰、有机化合物… 金属晶体——金属键 自由电子 导电、导热、延展性
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基本性质
几种密度的比较
比较项目
材料状态
密度
绝对密实
表观密度
自然状态
堆积密度
堆积状态
V0
材料体积 计算公式
应用
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V
m V
判断材料性质
Va
m a va
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m 0 ' V0 '
用量计算、体积计算
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第一章
基本性质
二、材料的组成
第一章
建筑材料的基本性质
本章基本要求：
1.了解建筑材料的微观组成与结构； 2.掌握建筑材料的状态参数、孔结构、力学 性质、耐久性、化学稳定性。
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第一章
基本性质
“建筑材料的基本性质”的概念
建筑材料的基本性质： 指各种建筑材料的普遍的共性。
Fe2O3
MgO
SO3
Alkali Loss on cont igni ent tion
Insolub le mat ter 0.70
21
64.32
20.81
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4.53
3.03
1.05
2.30
0.54
2.65
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第一章
基本性质
* (二)基元组成
CH2CHCl [CH2CHCl]n
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第一章
基本性质
举
例
水泥化学组成 O Ca Si Al Fe Na CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 Na2O
水泥矿物组成 2CaO .SiO2 3CaO .Al2O3 细胞
材料的组成是决定材料性质的最基本因素。 (一)化学组成 (二)基元组成
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第一章
基本性质
* (一)化学组成
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化学组成是指材料的化学成份。
无机非金属材料：氧化物含量； 金属材料：化学元素含量； 有机高分子材料：基元。 基元：由一种或几种简单的低分子化合物重复连 接而成。例如聚氯乙稀就是由氯乙稀单体聚合而 成，即[CH2CHCl]n。
堆积密度(kg/m3)
-
3.10
2.66 2.60～2.80
2.60 2.50
2.65 2.60
2.10～2.60 1.60～1.80
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1000～1600
1450～1650 1400～1700
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普通混凝土 普通粘土砖
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3.胶体结构
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胶体：是指高度分散的分散体，更严格的说是胶态分散体。 由分散相和分散介质两相组成。
是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的 一类分散体系。
胶粒粒径：10-7-10-10 m。 分类： 溶胶：胶粒少。 凝胶：胶粒多。 建材：凝胶具有固体性质，长期应力 作用下又具粘性液体流动性质。 特点：强度低，变形大。
材料的组成与结构及与其相关的密度、 状态物理性质： 孔隙率等概念。
工 程
性 质： 材料的力学、变形、破坏特性及耐久性。
功能物理性质： 指材料表现出的声、光、热等物理特性。
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状态物理性质
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一、材料的状态参数 二、材料的组成 三、材料的结构
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对于砂石类散粒状材料自然状态下的表观密度 体积包括固体实体积和闭口孔隙体积，而不包 括其开口孔隙和颗粒间隙体积。 测定演示
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1.晶体结构
晶体：把相同质点(原子、分子、离子等)在空间 作周期排列而形成的具有固定几何外形的固体。
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一、材料的状态参数
1.密 度 2.表观密度 3.堆积密度
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基本性质
* 1.密度
密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。
表观密度是指材料在自然状态下单位体积（含材料 实体及闭口孔隙体积）的质量，也称视密度。
m a va
ρ a—材料表观密度(g/cm3)或(kg/m3); Va —材料在包含闭口孔隙条件下的体积（即只含内部 闭口孔，不含开口孔），m3或cm3。Va= V+Vb
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(一)微观结构
微观结构:（显微结构）是指材料内部原子、 分子、离子等微观质点的空间排列方式。 分辨程度: Å=10-10m 微观结构决定材料的许多性质：强度、硬度、 熔点、导热性、导电性等。 1.晶体结构； 2.玻璃体结构； 3.胶体结构。