建筑材料的基本物理性质
建筑材料的基本性质
建筑材料的基本性质第⼀章建筑材料的基本性质1.建筑材料的基本物理性质密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。
表观密度：材料在⾃然状态下单位体积的质量堆积密度：散粒或粉状材料，如砂、⽯⼦、⽔泥等，在⾃然堆积状态下单位体积的质量。
孔隙率：在材料⾃然体积内孔隙体积所占的⽐例。
空隙率：散粒材料⾃然堆积体积中颗粒之间的空隙体积所占的⽐例。
空隙率的⼤⼩反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。
材料的压实度：散粒堆积材料被碾压或振压等压实的程度。
相对密度：散粒材料压实程度的另⼀种表⽰⽅法。
2．材料与⽔有关的性质①亲⽔性：材料能被⽔润湿的性质（亲⽔性材料与⽔分⼦的亲和⼒⼤于⽔分⼦⾃⾝的内聚⼒）憎⽔性：材料不能被⽔润湿的性质。
②吸⽔性：材料浸⼊⽔中吸收⽔的能⼒（材料吸⽔率是固定的）吸湿性：材料在潮湿空⽓中吸收⽔分的性质。
【平衡含⽔率】：在⼀定温度和湿度条件下，材料与空⽓湿度达到平衡时的含⽔率。
③耐⽔性：材料长期在⽔作⽤下不破坏，且其强度也不显著降低的性质。
④抗渗性：材料抵抗压⼒⽔渗透的性质。
⑤抗冻性：材料在吸⽔饱和状态下，能经受多次冻融作⽤⽽不破坏，且强度和质量⽆显著降低的性质。
3.①材料的强度：材料在外⼒作⽤下抵抗破坏的能⼒。
影响材料强度的因素：孔隙率低，强度⾼温度⾼含⽔率⾼，强度低②材料的⽐强度：是材料的强度与其表观密度的⽐值③材料的理论强度：指结构完整的理想固体从材料结构的理论上分析，材料所能承受的最⼤应⼒。
4.弹性：材料在外⼒作⽤下产⽣变形，当外⼒除去后，变形能完全恢复的性质。
塑性：材料在外⼒作⽤下产⽣变形，外⼒除去后，仍保持变形后的形状，并不破坏的性质5.耐久性：材料在所处环境下，抵抗所受破坏作⽤，在规定的时间内，不变质、不损坏，保持其原有性能的性质。
6.材料（微观结构）：晶体、玻璃体、胶体晶体类型：原⼦晶体，离⼦晶体，分⼦晶体，⾦属晶体第三章⽓硬性胶凝材料1.胶凝材料：在⼀定条件下，通过⾃⾝的⼀系列变化⽽把其他材料胶结成具有强度的整体的材料①有机胶凝材料：以天然或⼈⼯合成的⾼分⼦化合物为主要成分的胶凝材料。
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。
建筑材料教材
第一章、建筑材料的基本性质§2、1材料的基本物理性质一、材料的密度、表观密度与堆积密度1、密度：密度是材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。
——密度自身体积（不含孔隙）磨成细粉消除内部孔隙，材料的排水体积 V计算式ρ= m/v式中ρ--- 材料的密度，g/㎝3。
m --- 材料在干燥状态下的质量，g 。
v --- 材料在绝对密实状态下的体积，㎝3。
2、表观密度和容积密度：表观密度（又称为视密度、近似密度）表示材料单位细观外形体积（包括内部封闭孔隙）的质量，容积密度（又称为体积密度、表观毛密度、容重）表示材料单位宏观外形体积（包括内部封闭孔隙和开口孔隙）的质量。
——表观密度细观外形体积（含闭口孔）干燥材料浸入水中，待吸水饱和后，测量排开水的体积 V计算式ρ'= m /v '式中ρ'--- 材料的表观密度，g/cm3 。
m --- 材料在干燥状态下的质量，g 。
v '--- 材料不含开口孔隙的体积，cm3。
3、堆积密度：堆积密度是指散粒材料或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。
——堆积密度自然堆积体积(含材料间空隙) 颗粒材料正好装满容器，测量该容器的容积V计算式ρ0'= m/ v0 ' =m /(V+ V P + V v )式中ρ0'--- 材料的堆积密度，kg/ m3。
V P--- 颗粒内部孔隙的体积，m3。
Vv --- 颗粒间空隙的体积，m3 。
注意：自然堆积状态下的体积含颗粒内部的孔隙积及颗粒之间的空隙体积。
二、材料的密实度与孔隙率1、密实度（D）即材料体积内被固体物质充实的程度， D＝1－P。
表达式 D =V/V0×100 % =（ρ0 /ρ）×100 %2、孔隙率（P）指材料内部孔隙体积占其总体积的百分率。
表达式P=[(V0-V)/V0 ]=[1-V/V0 ] =(1-P0 /P)×100 %孔隙率和密实度的关系 D + P= 1材料孔隙率或密实度大小直接反映材料的密实程度。
建筑材料的基本性质整理
建筑材料的基本性质整理-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN1、建筑材料的物理性质①材料的密度、表观密度、堆积密度（1）密度：材料在绝对密度状态下单位体积的重量。
（2）表观密度：材料在自然状态下单位体积德重量。
（3）堆积密度：粉状或散粒材料在堆积状态下单位体积德重量。
②材料的孔隙率空隙率（1）孔隙率：材料体积内空隙体积所占的比例。
（2）空隙率：散装粒状材料在某堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比列。
③材料的亲水性和憎水性（1）润湿角的材料为亲水材料，如建材中的混凝土、木材、砖等。
亲水材料表面做憎水处理，可提高其防水性能。
（2）润湿角的材料为亲水材料，如建材中的沥青、石蜡等。
④材料的吸水性和吸湿性（1）吸水性：在水中能吸收水分的性质。
吸水率（2）吸湿性：材料吸收空气中水分的性质。
含水率。
⑤材料的耐水性、抗渗性和抗冻性（1）耐水性：材料长期在饱和水的作用下不破坏，而且强度也不显着降低的性质。
（2）抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质。
一般用渗透系数K或抗渗等级P表示。
混凝土材料的抗渗等级P=10H-1，H-六个试件中三个试件开始渗水时的水压力。
K越小或P越高，表明材料的抗渗性越好。
（3）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破坏、强度又不明显降低的性质，常用抗冻等级F表示。
孔隙率小及具有封闭孔的材料有较高的抗渗性和抗冻性；具有细微而连通的空隙对材料的抗渗性和抗冻性不利。
（4）材料的导热性导热性：材料传到热量的性质。
用导热系数表示，通常将的材料称为绝热材料。
孔隙率越大、表观密度越小，导热系数越小。
2、建筑材料的力学性能①强度与比强度强度是材料抵抗外力破坏的能力。
强度分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度。
孔隙率越大，强度越低。
比强度是按单位重量计算的材料强度，等于材料的强度与其表观密度之比。
②弹性与塑性（1）弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，能完全恢复原来形状的性质。
第一章 建筑材料的基本性质
耐久性是一个综合性性能
耐久性主要包括：
耐水性 抗渗性 抗冻性 抗腐蚀性
耐水性
抗渗 性 抗老化性
耐久性
耐磨性
抗冻性
抗老化性
耐磨性
抗腐蚀性
42
建筑材料
1. 耐水性
广义定义：材料抵抗水破坏作用的能力。 狭义定义：材料浸水饱和后不被破坏，强度也不显著 降低的性质。 指标：软化系数KR 材料吸水饱和时的抗压强度,MPa
ε
B
A
混凝土的弹塑性变形曲线图
33
建筑材料
三、材料的脆性与韧性
脆性：材料在外力作用下突然破坏，无明显塑性变形。
韧性：冲击、振动荷载下，能吸收较大的能量，产生一定
变形不破坏。
脆性材料：石、砖、砼、陶瓷、玻璃、铸铁等 韧性材料：低碳钢、木材、玻璃钢等。
34
建筑材料
案例分析
1. 铸铁造桥酿成灾祸 概况：1876年6月，英国人用铸铁在北海的Tay湾上建造了全长
加气混凝土砌块虽多孔，但其气孔大多数为“墨水瓶”
结构，肚大口小，毛细管作用差，只有少数孔是水分蒸发 形成的毛细孔。故吸水及导湿均缓慢，材料的吸水性不仅 要看孔数量多少，还需看孔的结构。
11
建筑材料
五、材料的热工性质
导热性 热容量
12
建筑材料
（一） 导热性
定义：材料传导热量的能力。 指标：导热系数λ
温隔热性↑ ； P ↑ ，连通孔、粗孔↑ （孔隙粗大或贯通，空气对流
孔隙率和孔隙特征
作用加强），λ↑，导热性↑，保温隔热性↓ 。
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建筑材料
影响导热性的因素：
棉袄浸水后保暖 性变差？
建筑材料的物理性质
第一节 材料的基本物理性质
一、材料与质量有关的基本物理性质 （一）材料的密度、表观密度与堆积密度
名称
定义
表达式 单位 备注
密度
材料在绝对密实状态下, 单位体积的质量。
m
v
g/cm3
表观密度 堆积密度
材料在自然状态下，单 位体积的质量。
第一章 建筑材料的基本性质
本章教学目标
掌握：材料各种基本性质的概念、指标的计算。
熟悉：主要技术性质的物理意义、影响因素及 对其它性质的影响。
了解：材料的各性质在工程实践中的意义。
本章内容
❖ 第一节 材料的基本物理性质 ❖ 第二节 材料的力学性质 ❖ 第三节 材料的耐久性
建筑材料的分类
❖ 按化学组成分为：无机材料、有机材料及复 合材料。
❖材料的抗压、抗拉、抗剪强度。 单位：MPa ，1MPa=1N/mm2
f F A
❖材料的抗弯强度
f弯
3Fl 2bh2
二、材料的比强度 比强度
衡量材料轻质高强的一个指标，材料的强度与其 表观密度之比，即：比强度 f
0
比强度材料的强度与其表观密度的比值（f/ρo），
它是评价材料是否轻质高强的指标。
（四）材料的耐水性
❖ 定义：材料在长期饱和水作用下，其强度也不 显著降低的性质，称为耐水性。其衡量指标为：
K软
f饱 f干
❖ 软化系数越小，说明材料吸水饱和后的强度降 低越多，其耐水性越差。
工程材对料材软料化软系化数系的数要的求要求
• 对经常处于水中或受潮严重的重要结构物（如 地下构筑物、基础、水工结构）的材料，其K软 ≥0.85；
第二章 建筑材料的基本性质(1)
m 0 V0
材料的表观体积是指包含孔隙的体积。一般 是指材料长期在空气中干燥，即气干状态下的 表观密度。称为气干表观密度。在烘干状态下 的表观密度，称为干表观密度。
一、测定材料的干质量m:
取材料样品
烘干
冷却到室温
烘箱1050C~1100C
干燥器 天平
称量质量 m
二、测定材料的自然体积Vo-----分两种情况：
比较项目 材料状态
近似密度 近似绝对 密实状态
表观密度 自然状态Байду номын сангаас
堆积密度 堆积状态
V0
材料体积 计算公式
应用
V
m V
V
m ' V'
V0
0 m0
V0
0'
m0 V0'
判断材料性质
材料用量及体积的计 算
2、材料的密实度与孔隙度
1) 密实度 密实度是指材料体积内被固体物质所充实 的程度，也就是固体物质的体积占总体积的 比例。密实度反映材料的致密程度。以D表示：
材料的抗渗性也可用抗渗等级表示。抗渗 等级是以规定的试件，在标准试验方法下所 能承受的最大水压力来确定，以符号“Pn” 表示，如P4、P6、P8等分别表示材料能承受 0. 4、0. 6、0.8MPa的水压而不渗水。 例如：某防水混凝土的抗渗等级为P6，表 示该混凝土试件经标准养护28d后，按照规定 的试验方法在0.6MPa压力水的作用下无渗透 现象。
憎水性孔壁难以使水吸入。
拓展思考—— 1、为什么房屋一楼特别潮湿？ 2、如何解决？
1、地下水沿材料毛细管上升，然后 在空气中挥发。 2、解决问题的原理与办法 阻塞毛细通道，技术措施？ 对材料中的毛细管壁进行憎水 处理
建筑材料物理性能
2.1 建筑材料的基本物理性质建筑材料在建筑物的各个部位的功能不同，均要承受各种不同的作用，因而要求建筑材料必须具有相应的基本性质。
物理性质包括密度、密实性、空隙率、孔隙率（计算材料用量、构件自重、配料计算、确定堆放空间）一、材料的密度、表观密度与堆积密度密度是指物质单位体积的质量。
单位为g/cm3或kg/m3。
由于材料所处的体积状况不同，故有实际密度（密度）、表观密度和堆积密度之分。
（1）实际密度 (True Density）以前称比重、真实密度)，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，按下式计算：式中: ρ－实际密度（g/cm3）；m－材料在干燥状态下的质量（g）；V－材料在绝对密实状态下的体积（cm3）。
绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积。
除了钢材、玻璃等少数接近于绝对密实的材料外，绝大多数材料都有一些孔隙，如砖、石材等块状材料。
在测定有孔隙的材料密度时，应把材料磨成细粉以排除其内部孔隙，经干燥至恒重后，用密度瓶（李氏瓶）测定其实际体积，该体积即可视为材料绝对密实状态下的体积。
材料磨得愈细，测定的密度值愈精确。
（2）表观密度 (Apparent Density)以前称容重、有的也称毛体积密度。
表观密度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：式中: ρ0－表观密度（g/cm3或kg/m3）；m－材料的质量（g或kg）；V0－材料在自然状态下的体积，或称表观体积（cm3或m3）。
材料在自然状态下的体积是指材料的实体积与材料内所含全部孔隙体积之和。
对于外形规则的材料，其测定很简便，只要测得材料的重量和体积，即可算得表观密度。
不规则材料的体积要采用排水法求得，但材料表面应预先涂上蜡，以防水分渗人材料内部而影响测定值。
（3）堆积密度 (Bulk Density)散粒材料在自然堆积状态下单位体积的重量称为堆积密度。
可用下式表示：式中: ρ0'－堆积密度（kg/m3）；m－材料的质量（kg）；V0'－材料的堆积体积（m3）。
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2.1 建筑材料的基本物理性质
建筑材料的基本物理性质，是指表示建筑材料物理状态特点的性质。
它主要有密度、表观密度、堆积密度、密实度和孔隙率等。
1．密度
密度是指建筑材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。
密度(ρ)可用下式表示：
V
m
=
ρ (2—1) 式中：ρ——密度，g ／cm 3；
m ——材料的质量，g ；
V ——材料在绝对密实状态下的体积，cm 3。
绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积。
除了钢材、玻璃等少数材料外，绝大多数材料是有一些孔隙的。
测定有孔隙材料的密度时，应将材料磨成细粉，干燥后，用李氏瓶测定其体积。
砖、石材等都用这种方法测定其密度。
2．表观密度
表观密度是指建筑材料在自然状态下，单位体积的质量。
表观密度(o ρ)可用下式表示：
o
o V m
=
ρ (2—2) 式中：o ρ——表观密度，g ／cm 3或kg ／m 3。
m ——材料的质量，g 或kg ；
V 0——材料在自然状态下的体积，cm 3或m 3。
材料的表观体积是指包含内部孔隙的体积。
当材料内部孔隙含水时，其质量和体积均变化，故测定材料的表观密度时，应注意其含水情况。
一般情况下，表观密度是指气干状况下的表观密度；而在烘干状态下的表观密度，称为干表观密度。
3．堆积密度
堆积密度是指粉状或粒状材料在堆积状态下，单位体积的质量。
堆积密度（o
ρ'）可用下式表示：
o
ρ'=/
0V m
(2—3) 式中：ρ'——堆积密度，kg/m 3; m ——材料的质量，kg ；
O
V '——材料的堆积体积，m 3。
测定材料的堆积密度的时，材料的质量是指填充在一定容器内的材料质量，其堆积体积
是指所用容器的体积，因此，材料的堆积体积包含了颗粒之间的空隙
4．密实度与孔隙率
密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度。
密实度（D ）可用下列式计算：
D=
%100%1000⨯=⨯ρ
ρo V V
(2—4) 式中：D ——密实度，%；
V ——材料中固体物质体积，cm 3或m 3。
O V ——材料体积（包括内部孔隙体积），cm 3或m 3。
o ρ——表观密度，g/cm 3或kg/m 3。
ρ——密度，g/cm 3或kg/m 3
孔隙率是指材料中，孔隙体积所占整个体积的比例。
孔隙率（P ）可用下列计算： D V V V p o o o -=⨯-=⨯-=
1%1001%100）（ρ
ρ （2—5） 对于砂石等散粒材料，无需计算每个颗内部的孔隙，可用空隙率来表示颗粒之间的紧密程度。
空隙率，是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。
空隙率（ρ'）用下式表示：
%100)1(%100/
0/0⨯'-
=⨯-=
'o
o
o
V V V ρρρ （2—6） 几种常用建筑材料的密度、表观密度和孔隙率，见表2–1。
几种常用建筑材料的密度、表观密度和孔隙率 表2–1。