【正文】 表示，其計算公式為： 顯然，材料的含水率受所處環(huán)境中空氣濕度的影響。當空氣中濕度在較長時間內穩(wěn)定時，材料的吸濕和干燥過程處于平衡狀態(tài)，此時材料的含水率保持不變，其含水率叫作材料的平衡含水率。 4. 材料的耐水性 材料的耐水性是指材料長期在飽和水的作用下不破壞，強度也不顯著降低的性質。衡量材料耐水性的指標是材料的軟化系數(shù) KR： 軟化系數(shù)反映了材料飽水后強度降低的程度，是材料吸水后性質變化的重要特征之一。一般材料吸水后，水分會分散在材料內微粒的表面，削弱其內部結合力，強度則有不同程度的降低。當材料內含有可溶性物質時（如石膏、石灰等），吸入的水還可能溶解部分物質，造成強度的嚴重降低。 材料耐水性限制了材料的使用環(huán)境，軟化系數(shù)小的材料耐水性差，其使用環(huán)境尤其受到限制。軟化系數(shù)的波動范圍在 0 至 1 之間。工程中通常將 Ｋ Ｒ ＞ 的材料稱為耐水性材料，可以用于水中或潮濕環(huán)境中的重要工程。用于一般受潮較輕或次要的工程部位時， 材料軟化系數(shù)也不得小于 。 5. 抗凍性 材料吸水后，在負溫作用條件下，水在材料毛細孔內凍結成冰，體積膨漲所產生的凍脹壓力造成材料的內應力，會使材料遭到局部破壞。隨著凍融循環(huán)的反復，材料的破壞作用逐步加劇，這種破壞稱為凍融破壞。 %100???ggbm m mmW%10010 ???? Wgbv V mmW ?%100???ggsh m mmW抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經受反復凍融循環(huán)作用而不破壞，強度也不顯著降低的性能。 抗凍性以試件在凍融后的質量損失、外形變化或強度降低不超過一定限度時所能經受的凍融循環(huán)次數(shù)來表示，或稱為抗凍等級。 材料的抗凍等級可分為Ｆ 1Ｆ 2Ｆ 50、Ｆ 100、Ｆ 200 等，分別 表示此材料可承受 15 次、 25次、 50 次、 100 次、 200 次的凍融循環(huán)。材料的抗凍性與材料的強度、孔結構、耐水性和吸水飽和程度有關。 6. 材料的抗?jié)B性 抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。土木建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，當材料兩側的水壓差較高時，水可能從高壓側通過內部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側。這種壓力水的滲透，不僅會影響工程的使用，而且滲入的水還會帶入能腐蝕材料的介質，或將材料內的某些成分帶出，造成材料的破壞。 滲透系數(shù) 材料的滲透系數(shù)可通過下式計算 : ? 抗?jié)B等級 材料的抗?jié)B等級是指用標準方法進行透水試驗時，材料標準試件在透水前所能承受的最大水壓力，并以字母 P 及可承受的水壓力（以 為單位）來表示抗?jié)B等級。 ?如 P P P P10… 等，表示試件能承受逐步增高至 、 、 、 …的水壓而不滲透。 二 . 材料的熱工性質 1. 導熱性 當材料兩面存在溫度差時，熱量從材料一面通過材料傳導至另一面的性質，稱為材料的導熱性。導熱性用導熱系數(shù) λ 表示。導熱系數(shù)的定義和計算式如下所示： 2. 熱容量和比 熱 材料在受熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質稱為材料的熱容量。單位質量材料溫度升高或降低 1Ｋ所吸收或放出的熱量稱為熱容量系數(shù)或比熱。比熱的計算式如下所示： 3. 熱阻和傳熱系數(shù) 熱阻是材料層（墻體或其它圍護結構）抵抗熱流通過的能力，熱阻的定義及計算式 為： Ｒ＝ｄ /λ 式中 Ｒ ——材料層熱阻，（ m2K ） /W； ｄ ——材料層厚度，ｍ； λ ——材料的導熱系數(shù)，Ｗ／ (ｍ K) 熱阻的倒數(shù)１／Ｒ稱為材料層（墻體或其它圍護結構）的傳熱系數(shù)。傳熱系數(shù)是指材料兩面溫AtHQdK?度差為 1Ｋ時 ，在單位時間內通過單位面積的熱量。 4. 材料的溫度變形性 材料的溫度變形是指溫度升高或降低時材料的體積變化。 除個別材料以外，多數(shù)材料在溫度升高時體積膨脹，溫度下降時體積收縮。這種變化表現(xiàn)在單向尺寸時，為線膨脹或線收縮，相應的技術指標為線膨脹系數(shù)（ α ）。 材料的單向線膨脹量或線收縮量計算公式為： Δ L =（ t2 t1） α L 式中 Δ L線膨脹或線收縮量 （ mm 或 cm） (t2t1） 材料升（降）溫前后的溫度差（Ｋ） α 材料在常溫下的平均線膨脹系數(shù) (１／Ｋ ) L材料原 來的長度（ｍｍ或ｍ） 第四節(jié) 材料的力學性質 1. 材料的強度 材料的強度是材料在應力作用下抵抗破壞的能力。通常情況下，材料內部的應力多由外力（或荷載）作用而引起，隨著外力增加，應力也隨之增大，直至應力超過材料內部質點所能抵抗的極限，即強度極限，材料發(fā)生破壞。 根據(jù)外力作用方式的不同，材料強度有抗拉、抗壓、抗剪、抗彎（抗折）強度等。材料的抗拉、抗壓、抗剪強度的計算式如下： ?材料的抗彎強度與受力情況有關，一般試驗方法是將條形試件放在兩支點上，中間作用一集中荷載，對矩形截面試件，則其抗彎 強度用下式計算： 2. 彈性和塑性 材料在外力作用下產生變形，當外力取消后能夠完全恢復原來形狀的性質稱為彈性。這種完全恢復的變形稱為彈性變形（或瞬時變形）。 ?材料在外力作用下產生變形，如果外力取消后，仍能保持變形后的形狀和尺寸，并且不產生裂縫的性質稱為塑性。這種不能恢復的變形稱為塑性變形（或永久變形）。 3. 脆性和韌性 材料受力達到一定程度時，突然發(fā)生破壞，并無明顯的變形，材料的這種性質稱為脆性。大部分無機非金屬材料均屬脆性材料，如天然石材，燒結普通磚、陶瓷、玻璃、普通混凝土、砂漿等。脆性材料的 另一特點是抗壓強度高而抗拉、抗折強度低。在工程中使用時，應注意發(fā)揮這類材料的特性。 材料在沖擊或動力荷載作用下，能吸收較大能量而不破壞的性能，稱為韌性或沖擊韌性。韌性以試件破壞時單位面積所消耗的功表示。計算公式如下： 4. 硬度和耐磨性 ①硬度 材料的硬度是材料表面的堅硬程度，是抵抗其它硬物刻劃、壓入其表面的能力。通常用刻劃法，回彈法和壓入法測定材料的硬度。 刻劃法用于天然礦物硬度的劃分，按滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、長石、石英、黃晶、剛玉、金剛石的順序，分為１０個硬度等級。 回彈法用于測定混凝土表面硬度，并間接推算混凝土的強度；也用于測定陶瓷、磚。砂漿、塑料、橡膠、金屬等的表面硬度并間接推算其強度。 ②耐磨性 耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力。材料的耐磨性用磨耗率表示，計算公式如下： 第五節(jié) 材料的耐久性 材料的耐久性是泛指材料在使用條件下，受各種內在或外來自然因素及有害介質的作用，能長久地保持其使用性能的性質。 材料在建筑物之中，除要受到各種外力的作用之外，還經常要受到環(huán)境中許多自然因素的破壞作用。這些破壞作用包括物理、化學、機械及生物的作用。 物理作用可有干 濕變化、溫度變化及凍融變化等。這些作用將使材料發(fā)生體積的脹縮，或導致內部裂縫的擴展。時間長久之后即會使材料逐漸破壞。在寒冷地區(qū)，凍融變化對材料會起著顯著的破壞作用。在高溫環(huán)境下，經常處于高溫狀態(tài)的建筑物或構筑物，所選用的建筑材料要具有耐熱性能。在民用和公共建筑中，考慮安全防火要求，須選用具有抗火性能的難燃或不燃的材料。 化學作用包括大氣、環(huán)境水以及使用條件下酸、堿、鹽等液體或有害氣體對材料的侵蝕作用。 ?機械作用包括使用荷載的持續(xù)作用，交變荷載引起材料疲勞，沖擊、磨損、磨耗等。 ?生物作用包括菌類、昆蟲等的作用 而使材料腐朽、蛀蝕而破壞。 磚、石料、混凝土等礦物材料，多是由于物理作用而破壞，也可能同時會受到化學作用的破壞。金屬材料主要是由于化學作用引起的腐蝕。木材等有機質材料常因生物作用而破壞。瀝青材料、高分子材料在陽光、空氣和熱的作用下，會逐漸老化而使材料變脆或開裂。 材料的耐久性指標是根據(jù)工程所處的環(huán)境條件來決定的。例如處于凍融環(huán)境的工程，所用材料的耐久性以抗凍性指標來表示。處于暴露環(huán)境的有機材料，其耐久性以抗老化能力來表示。 例 11 材料的密度、表觀密度、堆積密度有何區(qū)別？如何測定？材料含水后對三者有什么影 響？ ?解 密度： 表觀密度： 堆積密度： 對于含孔材料，三者的測試方法要點如下：測定密度時，需先將材料磨細，之后采用排出液體或水的方法來測定體積。測定表觀密度時，直接將材料放入水中，即直接采用排開水的方法來測體積；測定堆積密度時，將材料直接裝入已知體積的容量筒中，直接測試其自然堆積狀態(tài)下體積。 例 12 某工地所用卵石材料的密度為 、表觀密度為 、堆積密度為 1680 kg/m3，計算此石子的孔隙率與空隙率？ ?解 ?石子的孔隙率 P 為： 例 13 某石材在氣干、絕干、水飽和 情況下測得的抗壓強度分別為 17 17 165 MPa，求該石材的軟化系數(shù)，并判斷該石材可否用于水下工程。 ?解 ?該石材的軟化系數(shù)為 : 第三章 建筑砂漿 砂漿是由膠結料、細骨料、摻加料和水按照適當比例配制而成的建筑材料。 第一節(jié) 砌筑砂漿 將磚、石、砌塊等粘結成為砌體的砂漿稱為砌筑砂漿。砌筑砂漿起著膠結塊材和傳遞荷載的作用，是砌體的重要組成部分。 （ 1）膠結料及摻加料 砌筑砂 漿常用的膠凝材料有水泥、石灰膏、建筑石膏等。 砌筑砂漿用水泥的強度等級應根據(jù)設計要求進行選擇。水泥砂漿采用的水泥，其強度等級不宜大于 級；水泥混合砂漿采用的水泥，其強度等級不宜大于 級。 為改善砂漿和易性，降低水泥用量，往往在水泥砂漿中摻入部分石灰膏、粘土膏或粉煤灰等，這樣配制的砂漿稱水泥混合砂漿。這些材料不得含有影響砂漿性能的有害物質，含有顆粒或結塊時應用３ｍｍ的方孔篩過濾。消石灰粉不得直接用于砌筑砂漿中。 (２ ) 細集料 砌筑砂漿用砂宜選用中砂，其中毛石砌體宜選用粗砂。砂的含 泥量不應超過５％。強度等級為Ｍ 的水泥混合砂漿，砂的含泥量不應超過１０％。 (3）對外加劑的要求 與混凝土中摻加外加劑一樣，為改善砂漿的某些性能，也可加入塑化、早強、防凍、緩凝等作用的外加劑。一般應使用無機外加劑，其品種和摻量應經試驗確定。 （ 4）砂漿用水的要求與混凝土的要求相同。 2．砌筑砂漿拌和物的技術性質 (1)砂漿的流動性 表示砂漿在自重或外力作用下流動的性能稱為砂漿的流動性，也叫稠度。表示砂漿流動性大小的指標是沉入度，它是以砂漿稠度儀測定的，其單位為ｍｍ。工程中對砂漿稠度選擇的依據(jù)是砌體類型和施工氣候條件，可參考表 5－ 1 選用（《砌體工程施工及驗收規(guī)范》（ GB512031998))。 ?影響砂漿流動性的因素有：砂漿的用水量、膠凝材料的種類和用量、集料的粒形和級配、外加劑的性質和摻量、拌和的均勻程度等。 （ 2）砂漿的保水性 攪拌好的砂漿在運輸、停放和使用過程中，阻止水分與固體料之間、細漿體與集料之間相互分離，保持水分的能力為砂漿的保水性。 加入適量的微沫劑或塑化劑，能明顯改善砂漿的保水性和流動性。 砂漿的保水性用砂漿分層度儀測定，以分層度（㎜）表示。分層度過大，表示砂漿易產 生分層離析不利于施工及水泥硬化。砌筑砂漿分層度不應大于 ３０㎜。分層度過小，容易發(fā)生干縮裂縫，故通常砂漿分層度不宜小于１０㎜。 ?(3) 凝結時間 建筑砂漿凝結時間，以貫入阻力達到 a 為評定依據(jù)。水泥砂漿不宜超過８ｈ，水泥混合砂漿不宜超過 10ｈ，加入外加劑后應滿足設計和施工的要求。 ?3. 砌筑砂漿硬化后的技術性質 強度與強度等級 砂漿以抗壓強度作為其強度指標。標準試件尺寸為 ㎜立方體試件一組 ６塊，標養(yǎng)至 28ｄ，測定其抗壓強度平均值（ MPa）。砌筑砂漿按抗壓強度劃分為 Ｍ Ｍ 1Ｍ 、Ｍ 、Ｍ 等六個強度等級。砂漿的強度除受砂漿本身的組成材料及配比影響外，還與基層的吸水性能有關。 對于水泥砂漿，可采用下列強度公式估算： （１） 不吸水基層（如致密石材）這時影響砂漿強度的主要因素與混凝土基本相同，即主要決定于水泥強度和水灰比。計算公式如下： 式中 fm——砂漿 28ｄ抗壓強度（ MPa）； ｆ ce—水泥的實測強度（ MPa）； C/W—灰水比。 （２） 吸水基層（如粘土磚及其他多孔材料）這時由于基層能吸水，當其吸 水后，砂漿中保留水分的多少取決于其本身的保水性，而與水灰比關系不大。因而，此時砂漿強度主要決定于水泥強度及水泥用量。計算公式如下： 式中 Ｑ c——每立方米砂漿中水泥用量（㎏） Ａ 、 Ｂ —— 砂 漿 的 特 征 系 數(shù) ， A= ， B=－ 各地區(qū)也可用本地區(qū)試驗資料確定Ａ、Ｂ值，統(tǒng)計用的試驗組數(shù)不得少于 30