【正文】 a k 材料的沖擊韌性， J/mm2 Ｗ k試件破壞時(shí)所消耗的功， J； A材料受力截面積。通常用刻劃法，回彈法和壓入法測定材料的硬度。 回彈法用于測定混凝土表面硬度，并間接推算混凝土的強(qiáng)度；也用于測定陶瓷、磚。 （ 2)耐磨性 耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力。 例 14 影響材料強(qiáng)度測試結(jié)果的試驗(yàn)條件有那些？ 解答 : 影響材料強(qiáng)度測試結(jié)果的因素很多。 三、材料與水有關(guān)的性質(zhì) 定義： 與水接觸時(shí)，材料表面能被水潤濕的性質(zhì)稱為 親水性； 材料表面不能被水潤濕的性質(zhì)稱為 憎水性 。 其中潤濕角θ愈小，表明材料愈易被水潤濕。—? 親水性材料：潤濕角θ≤ 90176。 水分子間內(nèi)聚力＞材料分子間吸引力 定義： 材料在水中吸收水分的能力，稱為材料的吸水性。 100%bgmgmmW m??? 式中： mb——材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（ g 或 kg）； mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（ g 或 kg）。 01 100%bgvWmmW V ??? ? ? 式中 : mb——材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（ g 或 kg）； mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（ g 或 kg）。 （ 3）影響材料吸水性的因素 材料的吸水率與其孔隙率有關(guān)，更與其孔特征有關(guān)。 材料內(nèi)與外界連通的細(xì)微孔隙愈多，其吸水率就愈大。用含水率 Ｗ h 表示 100%sghgmmW m??? 式中： ms——材料吸濕狀態(tài)下的質(zhì)量（ g 或 kg） mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（ g 或 kg）。 ★吸水率與含水率的區(qū)別 與空氣中水分平衡通常小于吸水率達(dá)到飽和吸收水量吸收水分的質(zhì)量比吸收水分的質(zhì)量比或體積比表示方法在空氣中吸收水分在水中吸收水分適用場合含水率吸水率比較項(xiàng)目與空氣中水分平衡通常小于吸水率達(dá)到飽和吸收水量吸收水分的質(zhì)量比吸收水分的質(zhì)量比或體積比表示方法在空氣中吸收水分在水中吸收水分適用場合含水率吸水率比較項(xiàng)目 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(qiáng)度也不 顯著降低的性質(zhì)。 ? 軟化系數(shù)反映了材料飽水后強(qiáng)度降低的程度 ，是材料吸水后性質(zhì)變化的重要特征之一。 當(dāng)材料內(nèi)含有可溶性物質(zhì)時(shí)（如石膏、石灰等），吸 入的水還可能溶解部分物質(zhì)，造成強(qiáng)度的嚴(yán)重降低。 ① KR＞ 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。 例 15 某石材在氣干、絕干、水飽和情況下測得的抗壓強(qiáng)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。 ? 抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受反復(fù)凍融循環(huán)作用而不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性能。隨著凍融循環(huán)的反復(fù)，材料的破壞作用逐步加劇，這種破壞稱為 凍融破壞 。 ? 材料的抗凍等級可分為 F1 F2 F50、 F100、 F200 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)。 (2).材料的孔隙特征 開口孔隙越多則其抗凍性越差。 (4).材料的耐水性 耐水性越好則其抗凍性也越好。 抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。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(zhì)，或?qū)⒉牧蟽?nèi)的某些成分帶出，造成材料的破壞。 （ 1）滲透系數(shù) QdK AtH? 材料的滲透系數(shù)越小，說明材料的抗?jié)B性越強(qiáng) （ 2） 抗?jié)B等級 材料的抗?jié)B等級是指用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行透水試驗(yàn)時(shí)，材料標(biāo)準(zhǔn)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。 （ 3）影響材料抗?jié)B性的因素 10 ? 材料親水性和憎水性 通常憎水性材料其抗?jié)B性優(yōu)于親水性材料； ? 材料的密實(shí)度 密實(shí)度高的材料其抗?jié)B性也較高； ? 材料的孔隙特征 具有開口孔隙的材料其抗?jié)B性較差。 ? 材料在建筑物之中，除 要受到各種外力的作用之外，還經(jīng)常要受到環(huán)境中許多自然因素的破壞作用。 ① 物理 作用可有 干濕變化、溫度變化及凍融變化 等。 ③ 機(jī)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。 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(shí)會受到化學(xué)作用的破壞。木 材等有機(jī)質(zhì)材料常因生物作用而破壞。 五、材料的熱工性質(zhì) 當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量提高建筑材料傳遞的性質(zhì)，稱為材料的導(dǎo)熱性。 2. 熱容量和比熱 材料在受熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)稱為材料的熱容量。21QC m t t? ?（ ） 熱阻 是材料層（墻體或其它圍護(hù)結(jié)構(gòu)）抵抗熱流通過的能力 Ｒ ＝ ｄ /λ 熱阻的倒數(shù)１／Ｒ稱為材料層（墻體或其它圍護(hù)結(jié)構(gòu)）的 傳熱系數(shù) 。 材料的溫度變形是指溫度升高或降低時(shí)材料的體積變化。 ΔL =（ t2 － t1） L 材料 的線膨脹系數(shù)與材料的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)，常選擇合適的材料來滿足工程對溫度變形的要求。 ——天然的，人工燒制的。 ? 非晶體 ——不定形。 如玻璃體 ,(粉煤灰、?；郀t礦渣、火山灰 )都屬玻 璃體 ,化學(xué)潛能大 ,一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 3. 材料的構(gòu)造對性能的影響 具有特定性質(zhì)的材料結(jié)構(gòu)單元間的相互組合搭配情況。 如材料的 (孔隙、層理、紋理、疵病等 ) ? 作業(yè) ? (1)當(dāng)某一建筑材料的孔隙率增大時(shí)，材料的密度、表觀密度、強(qiáng)度、吸水率、抗凍性及導(dǎo)熱性是下降、上升還是不變 ? ? (2)材料的密度、近似密度、表觀密度、堆積密度有何差別 ? ? (3)材料的孔隙率和空隙率的含義如何 ?如何測定 ?了解它們有何意義 ? ? (4)親水性材料與憎水性材料是 怎樣區(qū)分的 ?舉例說明怎樣改變材料的親水性與憎水性 ? ? (5)普通粘土磚進(jìn)行抗壓實(shí)驗(yàn)，浸水飽和后的破壞荷載為 183kN，干燥狀態(tài)的破壞荷載為 207kN(受壓面積為 115mm l20mm)，問此磚是否宜用于建筑物中常與水接觸的部位 ? ? (6)塑性材料和脆性材料在外力作用下，其變形性能有何區(qū)別 ? ? (7)材料的耐久性應(yīng)包括哪些內(nèi)容 ? 第二章 天然石材 天然石材是最古老的建筑材料之一。具有強(qiáng)度高、裝飾性好、耐久性高、來源廣等特點(diǎn)。 （ 古羅馬斗獸場 、開羅法老胡夫金字塔、 圣彼得大教堂 、 石砌的山道 ） 一、巖石的形成與分類 ? 巖石是由礦物組成的，土木工程材料中最常見的造巖礦物有石英 (quartz)、長石、云母、角閃石、輝石、橄欖石、方解石、白云石、菱鎂礦、石膏 (gypsum)等。沉積巖花崗巖玄武巖輝綠巖熔融巖漿上升到地表附近或噴出地表，冷卻凝結(jié)而成巖。 二 、 建筑石材的 主要技術(shù)性質(zhì) 物理性質(zhì) ： 表觀密度－分輕質(zhì)、重質(zhì)石材 吸水性－分低（ ）中、高（ ）吸水率 耐水性－軟化系數(shù)表示 抗凍性－分 5～ 200 號 導(dǎo)熱性 力學(xué)性質(zhì)： 抗壓強(qiáng)度－分 MU100～ MU10 九級 沖擊韌性 硬度 耐磨性 工藝性質(zhì)： 加工性－劈解、破碎、鑿磨等 磨光性－能否磨成光滑的表面 抗鉆性－連接孔（干掛法） 三、建筑中常用的巖石 ? 主要成分： CaO、 MgO、 SiO2 等 ? 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)致密、容易加工、裝飾性好、耐磨性和抗風(fēng)化能力稍差。 ? 常用品種：云灰大理石、白色大理石、彩色大理石。 ? 主要化學(xué)成分： SiO2,Al2O3,CaO,MgO 等。 ? 多用于室內(nèi)外地面、墻面等的裝飾。 ① 亂毛石：形狀布規(guī)則，主要用于砌筑基礎(chǔ)、勒角、墻身、堤壩、擋土墻等； ② 平毛石：亂毛石經(jīng)粗略加工而成，主要用于砌筑基礎(chǔ)、墻身、勒角、橋墩、涵洞等。 ① 毛料石：外觀大致方正 ② 粗料石： ③ 細(xì)料石：經(jīng)過細(xì)加工，外觀規(guī)則 （ 2） 板材： 天然大理石板材 天然花崗巖板材 （ 3） 顆粒狀石料： 碎石、卵石、石渣 石材的選用 ? 適用性－室內(nèi)外、使用部位、施工方式、使用環(huán)境、周圍材料的拼接、使用保護(hù)、使用年限等 經(jīng)濟(jì)性－投資、當(dāng)?shù)夭牧?、運(yùn)輸距離 ? 五、常用裝飾用石材的品種、性能及應(yīng)用 品 種 性性 能能 應(yīng)應(yīng) 用用 天然大理石板材 耐化學(xué)腐蝕和抗風(fēng)化性 能較差 主要應(yīng)用于室內(nèi)裝飾 天然花崗石板材 強(qiáng)度高、耐磨、抗風(fēng)化、 耐腐蝕性能好 用于室內(nèi)、室外裝飾 細(xì)面板材 鏡面板材 粗面板 材 青石裝飾板材 屬于砂巖 具有古建筑的獨(dú)特風(fēng)格 14 例 21 選用天然石材的原則是什么？為什么一般大理石板材不宜用于室外？ 答：選用天然石材時(shí)應(yīng)滿足以下幾方面的要求： 1．適用性。如對于結(jié)構(gòu)用石材，主要要求指標(biāo)是石材的強(qiáng)度、耐水性、抗凍性等；飾面用石材，主要技術(shù)要求是尺寸公差、表面平整度、光澤度和外觀缺陷等； ２．經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，天然巖石雕琢加工困難，加工費(fèi) 工耗時(shí)，成本高。 ３．色彩。因此選用天然石材時(shí)，必須認(rèn)真考慮所選石材的顏色與紋理，力爭取得最佳裝飾效果。當(dāng)大理石長期受雨水沖刷，特別是受酸性雨水沖刷時(shí)，可能使大理石表面的某些物質(zhì)被侵蝕，從而失去原貌和光澤，影響裝飾效果，因此一般大理石板材不宜用于室外裝飾。 ? (2)比較花崗巖、大理巖的性質(zhì)和用途，并分析它們具有不同性質(zhì) 的原因 ? (3)工程上常應(yīng)用的巖石哪些種類耐火性最差 ?哪些巖石耐酸性最差 ? ? (4)選擇天然石材應(yīng)考慮哪些原則 ?為什么 ? 第三章 燒土制品及玻璃 燒土制品是以粘土為主要原料，經(jīng)成型、干燥、高溫焙（ b232。建筑工程中常用的墻體材料、屋面材料、裝飾材料和衛(wèi)生潔具等都離不開燒土制品，如燒結(jié)粘土磚和瓦、內(nèi)墻面磚、外墻面磚、地磚、琉璃制品、衛(wèi)生陶瓷制品和耐火制品等。 粘土質(zhì)材料在一定溫度下，其中的鋁硅酸鹽礦物部分熔融，冷卻后將其余礦物顆粒粘結(jié)成一體，保持磚坯的形體，并具有一定的物理、力學(xué)性能。燒結(jié)普通磚俗稱小磚、 標(biāo)準(zhǔn)磚、實(shí)心磚等。 ②產(chǎn)品有：普通粘土磚（ N），頁巖磚（ Y），煤矸石磚（ M），粉煤灰磚（ F）。 210ii11s f f9??????????? _kf f ?? sf? ?? 燒結(jié)普通磚強(qiáng)度等級劃分規(guī)定 （ MPa） 強(qiáng)度等級 抗壓強(qiáng)度平均值 f— ≥ 變異系數(shù) ? ≤ 變異系數(shù) ? ＞ 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fk≥ 單塊最小抗壓強(qiáng)度值 fmin≥ MU 30 MU 25 MU 20 MU 15 MU 10 e. 質(zhì)量等級 ——依據(jù)外觀質(zhì)量、泛霜和石灰爆裂三項(xiàng)指標(biāo)分為 : 優(yōu)等品（ A） ——用于清水墻 、 合格品（ C） ——用于混水墻、內(nèi)墻 A. 外觀質(zhì)量： 兩條面高度差、彎曲、雜質(zhì)凸出高度、缺棱掉角、裂紋長度、完整面和顏色等。常見在磚表面形成絮團(tuán)狀斑點(diǎn)，嚴(yán)重的會起粉、掉角或脫皮。 f. 抗風(fēng)化性能 表征耐久性： 根據(jù)其地區(qū)風(fēng)化程度而定， 常以抗凍性、吸水率及飽和系數(shù)等指標(biāo)判別。 ? 缺點(diǎn) ? 塊體小，施工效率低； ? 自重大； ? 產(chǎn)生能耗高； ? 粘土磚所用原料粘土，需毀田取土，擠占耕地 ； ? 抗震性能差。 ? 發(fā)展 ? 孔洞率較大的多孔磚和空心磚； ? 利用工業(yè)廢料； ? 砌塊和墻用板材。 答： 焙燒是制磚最重要的環(huán)節(jié)。若磚坯在氧化氣氛中燒成后，再經(jīng)澆水悶窯，使窯內(nèi)形成還原氣氛，促使磚內(nèi)的紅色高階氧化鐵（ Fe2O3）還原成青灰色的低價(jià)氧化鐵 (FeO)，即制得青磚。這是由于磚中的 著色礦物，如在氧化氣氛中保溫、冷卻時(shí)，鐵形成了呈紅色的 Fe2O3 之故。這時(shí)，磚中形成的是呈青灰色的氧化鐵 (FeO)，制得青磚。泛霜的磚用于建筑中的 潮濕部位時(shí)，由于大量鹽類的溶出和結(jié)晶膨脹會造成磚砌體表面粉化及剝落，內(nèi)部孔隙率增大，抗凍性顯著下降。石灰有時(shí)也由摻入的內(nèi)燃料（煤渣）帶入。 石灰爆裂對磚砌體影響較大，輕者影響外觀，重者將使磚砌體強(qiáng)度降低直至破壞。 ＧＢ 5101—2020 規(guī)定，優(yōu)等品磚不允許有泛霜現(xiàn)象，一等品磚不允許出現(xiàn)中等泛霜，合格品磚不允許出 現(xiàn)嚴(yán)重泛霜。 例 33 某燒結(jié)普通磚試驗(yàn)， 10 塊磚樣的抗壓強(qiáng)度值