【正文】 51 第一章、建筑材料的基本性質(zhì)167。1材料的基本物理性質(zhì)一、 材料的密度、表觀密度與堆積密度密度：密度是材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。——密度 自身體積（不含孔隙） 磨成細(xì)粉消除內(nèi)部孔隙，材料的排水體積V計(jì)算式 ρ= m/v式中 ρ 材料的密度，g/㎝3 。m 材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，g 。v 材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積，㎝3 。表觀密度和容積密度：表觀密度（又稱為視密度、近似密度）表示材料單位細(xì)觀外形體積（包括內(nèi)部封閉孔隙）的質(zhì)量，容積密度（又稱為體積密度、表觀毛密度、容重）表示材料單位宏觀外形體積（包括內(nèi)部封閉孔隙和開口孔隙）的質(zhì)量?！碛^密度 細(xì)觀外形體積9（含閉口孔） 干燥材料浸入水中，待吸水飽和后，測(cè)量排開水的體積V計(jì)算式 ρ39。= m /v 39。 式中 ρ39。 材料的表觀密度，g/cm3 。 m 材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，g 。 v 39。 材料不含開口孔隙的 體積，cm3 。堆積密度：堆積密度是指散粒材料或粉狀材料，在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。——堆積密度 自然堆積體積 (含材料間空隙) 顆粒材料正好裝滿容器，測(cè)量該容器的容積V計(jì)算式 ρ039。= m/ v0 39。 =m /(V+ VP + Vv ) 式中 ρ039。 材料的堆積密度，kg/ m3 。 VP 顆粒內(nèi)部孔隙的體積，m3 。 Vv 顆粒間空隙的體積，m3 。 注意 ：自然堆積狀態(tài)下的體積含顆粒內(nèi)部的孔隙積及顆粒之間的空隙體積。二、 材料的密實(shí)度與孔隙率密實(shí)度（D）即材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度，D＝1－P。表達(dá)式 D =V/V0100 % =（ρ0 /ρ）100 % 孔隙率（P）指材料內(nèi)部孔隙體積占其總體積的百分率。表達(dá)式 P=[(V0V)/V0 ]=[1V/V0 ] =(1P0 /P)100 % 孔隙率和密實(shí)度的關(guān)系 D + P= 1材料孔隙率或密實(shí)度大小直接反映材料的密實(shí)程度。材料的孔隙率高，則表示密實(shí)程度小。計(jì)算式 P039。= m/ V0 39。 =m /(V+ VP + Vv ) 式中 P039。 材料的堆積密度，kg/ m3 。 VP 顆粒內(nèi)部孔隙的體積，m3 。 Vv 顆粒間空隙的體積，m3 。三、 材料的填充率與孔隙率9 填充率（D＝1－P）是散粒狀材料在某堆積體積中被其顆粒填充的程度。空隙率（P）是指在某堆積體積中，散粒狀材料顆粒之間的空隙體積所占的百分率?？紫堵实拇笮》从沉松⒁约疤畛渎屎涂紫堵实亩x、關(guān)系。要求能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。粒材料的顆粒之間互相填充的致密程度。表達(dá)式 P39。=Vv /V039。=(V039。V0 )/ V039。 =(1P039。/P0 )100 % 注意：對(duì)致密材料，如天然砂、石，可用表觀密度ρ′近似代替干燥時(shí)體積密度ρ0 。9總結(jié)：建筑材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)——密度、表觀密度、堆積密度之間的關(guān)系；材料密實(shí)度、孔隙率的定義和關(guān)系復(fù)習(xí)： 材料的密度、表觀密度、堆積密度的定義以計(jì)算方法 材料的密實(shí)度與孔隙率 材料的填充率與孔隙率167。2材料與水有關(guān)的性質(zhì)一、 親水性與憎水性材料與水接觸時(shí)能被水潤濕的性質(zhì)稱為親水性。材料與水接觸時(shí)不能被水潤濕的性質(zhì)稱為憎水性。材料的親水性與憎水性可用潤濕邊角θ來說明。θ愈小，表明材料易被水潤濕。當(dāng)θ≤90176。時(shí)，該材料被稱為親水性材料；當(dāng)θ＞90176。時(shí)，稱為憎水性材料。二、 吸水性吸水性：材料在水中吸收水分的能力稱為吸水性。吸水性的大小常以吸水率表示。有以下兩種表示方法： 質(zhì)量吸水率（Wm）：指材料吸水飽和時(shí)，所吸水量占材料絕干質(zhì)量的百分率。 體積吸水率（WV）：指材料吸水飽和時(shí)，所吸水分的體積占絕干材料自然體積的百分率。體積吸水率在數(shù)值上等于開口孔隙率。表達(dá)式 用質(zhì)量吸水率ωm 或體積吸水率ωv 表示。表達(dá)式分別如下。 ωm = mSw / m100% = [( msw39。 m )/ m ]100% ωv =VSw /v0100% = [( msw‘ m )/v0 /ρw ]100% 式中 msw 材料吸水飽和時(shí)所吸水的質(zhì)量，g 或 kg 。 ωSw‘ 材料吸水飽和時(shí)材料的質(zhì)量，g 或 kg 。 VSw 材料吸水飽和時(shí)所吸水的體積，cm3 或 m3 。 ρw 水的密度，g/cm3 或 kg/m3 。 質(zhì)量吸水率和體積吸水率的關(guān)系 ωv = ρ0ωm注意 ： 對(duì)多孔吸水材料，其質(zhì)量吸水率往往超過100％，此時(shí)用體積 吸水率表示；材料受潮后導(dǎo)熱性增大，故保溫隔熱材料需保持干燥狀態(tài)。 三、吸濕性材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)稱為吸濕性。材料的吸濕性常以含水率（W含）表示，含水率等于含水量占材料絕干質(zhì)量的百分率。含水率隨環(huán)境溫度和空氣濕度的變化而改變。當(dāng)與空氣溫濕度相平衡時(shí)的含水率稱為平衡含水率。用含水率ω39。m 表示 ω39。m = mw /m100% 式中 mw 材料在空氣中吸收水分的量, kg 。 m 材料干燥時(shí)的質(zhì)量, kg 。注意 ：材料在與空氣濕度相平衡時(shí)的含水率稱為平衡含水率, 建筑材料在正常狀態(tài)下, 均處于平衡含水率狀態(tài)。 材料的親水性越大，連通微細(xì)孔越多，則吸水率、含水率越大。四、耐水性材料長期在飽和水作用下不破壞，而且強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性。材料的耐水性用軟化系數(shù)（K軟＝f軟／f干）表示。軟化系數(shù)愈小，表示材料的耐水性愈差。工程上，通常將K軟≥。表達(dá)式： 用軟化系數(shù)KP 表示 。 KP = fsw / fd 式中 fsw 材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，MPa 。 fd 材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，MPa 。五、抗?jié)B性材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性（不透水性）。材料的抗?jié)B性可用滲透系數(shù)K或抗?jié)B等級(jí)S或P表示。滲透系數(shù)愈小或抗?jié)B等級(jí)愈大，表示材料的抗?jié)B性愈好。材料抗?jié)B性好壞，與其孔隙率和孔隙特征有關(guān)。絕對(duì)密實(shí)的材料和具有閉口孔隙的材料，或具有極細(xì)孔隙的材料，可以認(rèn)為是不透水的。開口大孔材料抗?jié)B性最差。此外，親水性材料的毛細(xì)孔由于毛細(xì)作用而有利于水的滲透六、抗凍性材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，同時(shí)也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性質(zhì)稱為抗凍性。材料的抗凍性用抗凍等級(jí)（D或F）表示，即在一定條件下能夠經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)。材料的孔隙率低、孔徑小、開口孔隙少，則抗凍性好。另外還與材料吸水飽和的程度、材料本身的強(qiáng)度以及凍結(jié)條件等有關(guān)。167。3材料的力學(xué)性質(zhì)一、 理論強(qiáng)度 材料受外力作用而引起破壞的原因：由于拉力造成質(zhì)點(diǎn)間結(jié)合鍵斷裂，或由于剪力或切應(yīng)力而造成的破壞。二、 強(qiáng)度、比強(qiáng)度強(qiáng)度：材料在外力作用下抵抗破壞的能力稱為強(qiáng)度。比強(qiáng)度：比強(qiáng)度是按單位體積的質(zhì)量計(jì)算的材料強(qiáng)度，其值等于材料強(qiáng)度與其容積密度之比。比強(qiáng)度是評(píng)價(jià)材料是否輕質(zhì)高強(qiáng)的重要指標(biāo)。選用比強(qiáng)度大的材料對(duì)增加建筑高度、減輕結(jié)構(gòu)自重、降低工程造價(jià)等具有重大意義 。三、 材料的變形性質(zhì)彈性：材料受力就發(fā)生變形，外力撤除后變形可完全恢復(fù)的性質(zhì)塑性：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力除去后，材料仍保留一部分殘余變形、且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱為塑性。脆性：外力作用于材料并達(dá)到一定限度后，材料無明顯塑性變形而發(fā)生突然破壞的性質(zhì)稱為脆性。韌性：在沖擊或震動(dòng)荷載作用下，材料能吸收較大能量，同時(shí)產(chǎn)生較大變形，而不發(fā)生突然破壞的性質(zhì)稱為材料的沖擊韌性（簡(jiǎn)稱韌性）。167。4材料的熱工性質(zhì)一、 導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性：材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)稱為導(dǎo)熱性。大小用導(dǎo)熱系數(shù)表示導(dǎo)熱系數(shù)：評(píng)價(jià)材料導(dǎo)熱能力的指標(biāo)。其物理意義為單位面積、單位厚度的材料，在單位溫差下，單位時(shí)間內(nèi)傳導(dǎo)的熱量。表達(dá)式 用導(dǎo)熱系數(shù)λ表示 。 λ= Q a / ( T1 T2 ) A t 式中 λ 導(dǎo)熱系數(shù)，w/(m .k ) 。 Q 傳遞的熱量，J 。 a 材料的厚度，m 。 T1 T2 材料兩側(cè)的溫差，k 。 A 材料傳熱面的面積，㎡。 t 傳熱的時(shí)間，s 或 h 。 意義：通常把λ w/(mk) 的材料稱為絕熱材料，在運(yùn)輸、存放、施工及使用過程中，須保持干燥狀態(tài) 。導(dǎo)熱系數(shù)越小，材料的絕熱性越好材料含水，導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)明顯增大；高溫下比常溫下大；順纖維方向?qū)嵯禂?shù)也會(huì)大些。二、 熱容量熱容量：材料受熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)，稱為熱容量，其值為比熱C與材料重量m的乘積。表達(dá)式 用比熱C 表示,又稱比熱容或熱容量系數(shù),其表達(dá)式為： C = Q / m ( T2 T1 ) 　　 式中 C 材料的比熱容，J / (kg . K ) 。 　　 Q 材料吸收（或放出）的熱量，J 。 　　　 m 材料的質(zhì)量，kg 。 (T2 T1) 材料受熱（或冷卻）前后的溫度差，K 。比熱：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的材料溫度變化一度吸收或放出的熱量。材料的熱容量對(duì)保持建筑物內(nèi)部溫度穩(wěn)定有重要意義，能在熱流變動(dòng)或采暖設(shè)備供暖不均勻時(shí)，緩和室內(nèi)溫度的波動(dòng)。167。5材料的耐久性定義：材料在長期使用過程中，抵抗周圍各種介質(zhì)的侵蝕而不破壞的性質(zhì)，稱為耐久性。內(nèi)容：材料的耐久性是一項(xiàng)綜合性能,包括有抗?jié)B性、抗凍性、耐腐性、抗老化性、 耐磨性、耐光性等。影響因素：內(nèi)部因素是造成材料耐久性下降的根本原因。內(nèi)部因素包括材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)等。外部因素是影響耐久性的主要因素。第二章 石材三、變質(zhì)巖沉積巖變質(zhì)，性質(zhì)提高，如石灰?guī)r變質(zhì)的大理石。深成巖變質(zhì)，性質(zhì)下降，如花崗巖變質(zhì)的片麻巖。167。3．2 天然石材的技術(shù)性質(zhì)一、表觀密度分為輕質(zhì)石材和重質(zhì)石材，分界點(diǎn)1800kg/m3二、吸水性波動(dòng)很大，巖石吸水后強(qiáng)度降低，抗凍性、耐久性下降，分為低、中、高三類吸水性的巖石。三、耐水性含有粘土或易溶于水的物質(zhì)耐水性低，分為低、中、高三類耐水性的巖石。四、抗凍性是衡量石材耐久性的重要指標(biāo)，室外飾面石材，抗凍次數(shù)大于25次。五、耐熱性造巖礦物高溫分解變質(zhì)，各種礦物熱膨脹系數(shù)不同，產(chǎn)生崩裂。六、強(qiáng)度采用邊長為70mm的立方體試塊測(cè)試，飾面石材可采用50mm的試塊測(cè)試。代碼為MU。七、硬度取決于礦物成分和構(gòu)造八、耐磨性石材的強(qiáng)度越高，耐磨性能越好。分為耐磨損性和耐磨耗性。九、抗風(fēng)化性由化學(xué)水、冰等因素造成巖石開裂或剝落的過程稱為風(fēng)化。十、放射性若超過相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)人體不利。167。3．3建筑中常用巖石的特性與應(yīng)用一、花崗巖其品質(zhì)決定于礦物組成和晶體結(jié)構(gòu)。按晶粒大小分為粗晶、細(xì)晶、微晶三種。結(jié)晶顆粒細(xì)而均勻的強(qiáng)度高,達(dá)120～150MPa。其名稱以產(chǎn)地及顏色命名,如泰山青、墨玉、黑色等?；◢徥逋庥^穩(wěn)重大方、抗壓強(qiáng)度高，耐磨性，耐水、耐風(fēng)化、耐腐蝕及抗凍性均較好，適于內(nèi)外墻面、地面及柱面的裝飾。使用年限達(dá)75200年。耐火性差，800℃以上晶格轉(zhuǎn)化，體積膨脹，開裂。二、大理巖 天然大理石又稱云石。大理石質(zhì)地密實(shí)，強(qiáng)度可達(dá)300MPa，具有灰色、綠色、紅色、白色、黑色等多種色彩，而且?guī)в谢y。純大理巖為白色，常稱為漢白玉。因空氣中的二氧化硫遇水生成亞硫酸，與大理石中的碳酸鈣反應(yīng)，生成易溶于水的硫酸鈣，使表面失去光澤，變得粗糙多孔，故大理石不宜用于室外裝飾。三、石灰?guī)r天然石灰石板又稱“灰?guī)r”或“青石”，主要化學(xué)成分為碳酸鈣。常呈灰白或淺灰色，有時(shí)因雜質(zhì)而呈現(xiàn)灰黑、淺黑、淺紅等色。表面具有自然紋理，抗壓強(qiáng)度較前兩種低（為20～120MPa），不屬高檔飾面材料。工程上可用作建筑物墻面或路面裝飾，并可作建材生產(chǎn)原料。四、砂巖分為硅質(zhì)、鈣質(zhì)、鐵質(zhì)、泥質(zhì)砂巖，純白色砂巖俗稱白玉石，可用于雕刻及作裝飾。167。3．4 石材的加工類型與選用原則一、石材的加工類型 塊狀石材（1）毛石：分為亂毛石和平毛石，一般用于砌筑，配混凝土或鋪路。（2）料石：至少有一個(gè)邊角整齊，便于合縫，分為毛料石、粗細(xì)料石、半細(xì)料石、細(xì)料石，可用于砌筑及裝飾。板材（1）天然花崗石板，分為剁斧板材、機(jī)刨板材、粗魔板材、磨光板材，分有為普通板材(N)和異形板材(S)；