【正文】 （）空隙率的大小，反映了散粒材料的顆粒之間相互填充的致密程度。常用建筑材料的密度、體積密度、。在材料、空氣、水三相交界處，沿水滴表面作切線，切線與材料表面（水滴一側(cè)）所的夾角θ，稱為潤濕角。一般認(rèn)為當(dāng)θ≤900時(shí)，水分子之間的內(nèi)聚力小于水分子與材料分子之間的吸引力，此種材料稱為親水性材料。 材料的潤濕示意圖瀝青、石蠟等少數(shù)材料屬于憎水性材料，表面不能被水潤濕。不僅可用作防水材料，還可以用于親水性材料的表面處理，以降低其吸水性。通?？蓪⒂H水性材料的含水情況分為四種基本狀態(tài)。（2）氣干狀態(tài)：材料的孔隙中所含水與大氣濕度相平衡。（4）濕潤狀態(tài)：材料不僅孔隙中含水飽和，而且表面上為水潤濕附有一層水膜。 材料的含水狀態(tài) 吸水性材料在浸水狀態(tài)下吸入水分的能力稱為吸水性。材料吸水達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，其內(nèi)部所含水分的多少，用吸水率表示。質(zhì)量吸水率是指材料吸水飽和時(shí)，所吸收水分的質(zhì)量與材料干燥質(zhì)量的百分比，用下式計(jì)算： ()式中 ——材料的質(zhì)量吸水率，％； 、——材料在干燥狀態(tài)與飽和面干狀態(tài)下的質(zhì)量，g。體積吸水率是指材料體積內(nèi)被水充實(shí)的程度，即材料吸水飽和時(shí)，所吸收水分的體積與干燥材料自然體積的百分比，用下式表示： （）式中 ——材料的體積吸水率，％； ——水的密度，g／cm3； ——干燥材料在自然狀態(tài)下的體積，cm3。材料吸水率的大小取決于材料的親水屬性及材料的構(gòu)造。封閉的孔隙，水分不易進(jìn)入；粗大開口的孔隙，水分不易存留，故材料的體積吸水率常小于孔隙率。對于某些輕質(zhì)材料，如加氣混凝土、軟木等，由于具有很多開口而微小的孔隙，所以它的質(zhì)量吸水率往往超過100%，即濕質(zhì)量為干質(zhì)量的幾倍，在這種情況下，最好用體積吸水率表示其吸水性。吸濕性的大小用含水率表示。材料的含水率除與材料的親水屬性、組織構(gòu)造有關(guān)外，還受周圍空氣的溫度和濕度影響，空氣的溫度越低、相對濕度越大，材料的含水率越大。如受潮后的材料表觀密度、導(dǎo)熱性增大，強(qiáng)度、抗凍性降低。一般情況下，潮濕的材料均較干燥時(shí)強(qiáng)度低，主要是浸入的水分削弱了材料微粒間的結(jié)合力，同時(shí)材料內(nèi)部往往含有一些易被水軟化或溶解的物質(zhì)（如粘土、石膏等）。軟化系數(shù)的大小反映材料浸水后強(qiáng)度降低的程度。受水浸泡或長期受潮的重要結(jié)構(gòu)材料，～；受潮較輕或次要的結(jié)構(gòu)材料，～。 抗?jié)B性材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)，稱為抗?jié)B性（或不透水性）。（1）滲透系數(shù)根據(jù)達(dá)西定律，在一定時(shí)間t內(nèi)，透過材料的水量Q與試件的過水?dāng)嗝娣eA及作用于試件的水頭差H成正比，與試件的厚度d成反比，比例系數(shù)K，稱為滲透系數(shù)。滲透系數(shù)反映材料內(nèi)部組織構(gòu)造的疏密程度。（2）抗?jié)B等級以規(guī)定的試件，在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法下試件不透水時(shí)所能承受的最大水壓力，稱為材料的抗?jié)B等級。——試件開始滲水時(shí)的水壓力，MPa。材料孔隙率小，且具有閉口孔隙的材料往往抗?jié)B能力較強(qiáng)?？箖鲂栽囼?yàn)通常是將規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試件浸水飽和后，在零下15℃溫度條件下凍結(jié)一定時(shí)間，然后在室溫的水中融化，進(jìn)行反復(fù)凍融，試件強(qiáng)度降低及重量損失值不超過規(guī)定值、材料表面無明顯損傷，所對應(yīng)的最大循環(huán)次數(shù)，定為該材料的抗凍等級。凍結(jié)的破壞作用主要是材料孔隙中的水結(jié)冰膨脹所致。隨著凍融次數(shù)的增加，開裂加劇，材料表面逐漸剝落，強(qiáng)度也隨之降低。閉口孔隙不易進(jìn)水，粗大的開口孔隙水分不易充滿孔隙，都會(huì)使材料抗凍能力提高；材料的抗拉強(qiáng)度高，變形能力強(qiáng)，也會(huì)提高材料的抗凍能力。 材料與熱有關(guān)的性質(zhì)建筑材料除了須滿足必要的強(qiáng)度及其他性能的要求外，為了節(jié)約建筑物的使用能耗，以及為生產(chǎn)和生活創(chuàng)造適宜的條件，常要求材料具有一定的熱性質(zhì)。材料的導(dǎo)熱能力用導(dǎo)熱系數(shù)λ表示，計(jì)算公式如下： （）式中 ——材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W／（mK）； ——傳導(dǎo)的熱量，J； ——熱傳導(dǎo)面積，m2； δ——材料厚度，m； ——導(dǎo)熱時(shí)間，s； 、——材料兩側(cè)的溫度，K。密閉空氣的導(dǎo)熱系數(shù)很?。ǎ╩K）），故材料閉口孔隙率大時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)小。材料受潮時(shí)，由于水的導(dǎo)熱系數(shù)較大（／(mK)），導(dǎo)熱系數(shù)增大。有隔熱保溫要求的建筑物宜選用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料做圍護(hù)結(jié)構(gòu)。材料溫度升高（或降低）1K時(shí)，所吸收（或放出）的熱量，稱為材料的熱容量，1kg材料的熱容量，稱為材料的比熱容（簡稱比熱）。K）； ——材料的質(zhì)量，kg； （）——材料受熱或冷卻前后的溫差，K。熱容量值高的材料，對室溫的調(diào)節(jié)作用大。 常見材料的導(dǎo)熱系數(shù)及比熱材 料導(dǎo)熱系數(shù)W/(mK）材 料導(dǎo)熱系數(shù)W/(mK）銅鋼花崗巖普通混凝土普通粘土磚松木（順紋）37055絕熱纖維板玻璃棉板泡沫塑料冰水密閉空氣 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)主要是指材料在外力（荷載）作用下，有關(guān)抵抗破壞和變形的能力的性質(zhì)。當(dāng)外力除去后，能完全恢復(fù)原有形狀的性質(zhì)，稱為材料的彈性，這種變形，稱為彈性變形。在彈性變形范圍內(nèi)，用下式表達(dá)： （）式中 ——材料的應(yīng)變； ——材料的應(yīng)力，MPa； ——材料的彈性模量，MPa。材料在外力作用下產(chǎn)生變形，但不破壞，除去外力后材料仍保持變形后的形狀、尺寸的性質(zhì)，稱為材料的塑性，這種變形稱為塑性變形。通常在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，按規(guī)定的試驗(yàn)方法對材料加荷，按材料在破壞前有無顯著變形，將材料分為塑性材料和脆性材料兩類。反之則稱為彈性材料。引起材料徐變和應(yīng)力松弛的原因，主要是在材料中存在某些非晶體物質(zhì)，在外力作用下產(chǎn)生粘性流動(dòng)，晶體物質(zhì)在剪應(yīng)力作用下產(chǎn)生晶格錯(cuò)動(dòng)或滑移。當(dāng)應(yīng)力未超過某一極限時(shí)，徐變會(huì)隨時(shí)間延長逐漸減小，最后徐變變形停止發(fā)展；當(dāng)應(yīng)力超過某一極限值時(shí)，徐變變形會(huì)隨時(shí)間延長而逐漸加大，直至材料破壞。 材料的靜力強(qiáng)度 靜力強(qiáng)度材料抵抗靜荷載作用而不破壞的能力，稱為靜力強(qiáng)度。根據(jù)外力作用方式不同，靜力強(qiáng)度可分為抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎（折）強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度。塑性材料的抗壓及抗拉強(qiáng)度大致相同。應(yīng)根據(jù)材料在工程中的受力特性合理選用。 常用材料的靜力強(qiáng)度 （單位：MPa）材料靜力強(qiáng)度材料靜力強(qiáng)度抗壓抗拉抗彎抗壓抗拉抗彎花崗巖普通粘土磚普通混凝土100～150～30～605～81～410～14～4～8松木（順紋）建筑鋼材30～50240～150080～120240～150060～100 比強(qiáng)度及強(qiáng)度等級比強(qiáng)度是指材料單位質(zhì)量的強(qiáng)度，常用來衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)的性質(zhì)。 鋼材、木材和混凝土的比強(qiáng)度材料表觀密度（kg/m3）抗壓強(qiáng)度（MPa）比強(qiáng)度低碳鋼松木普通混凝土78605002400415(順紋)比強(qiáng)度高的材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)的特性，可用于高層、大跨度的結(jié)構(gòu)材料。為方便設(shè)計(jì)及對工程材料進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)，對于以力學(xué)性質(zhì)為主要性能指標(biāo)的材料，通常按材料的極限強(qiáng)度劃分為若干不同的強(qiáng)度等級。一般脆性材料按抗壓強(qiáng)度劃分強(qiáng)度等級，塑性材料按抗拉強(qiáng)度劃分強(qiáng)度等級。材料強(qiáng)度除受內(nèi)在因素的影響外，還受外在因素的影響，外在因素主要包括材料的表觀密度、孔隙率、含水率、環(huán)境溫度等。受試件與承壓板表面摩擦的影響，棱柱體形狀等長試件的抗壓強(qiáng)度較立方體等短試件的抗壓強(qiáng)度低；大試件由于材料內(nèi)部缺陷出現(xiàn)機(jī)會(huì)的增多，強(qiáng)度比小試件低一些；表面凸凹不平的試件受力面受力不均，強(qiáng)度也會(huì)降低；試件含水率的增大，環(huán)境濕度的升高，都會(huì)使材料強(qiáng)度降低；由于材料破壞是其變形達(dá)到極限變形而破壞，而應(yīng)變發(fā)展總是滯后于應(yīng)力發(fā)展，故加荷速度越快，所測強(qiáng)度值也越高。 材料的其他力學(xué)性質(zhì) 沖擊韌性材料抵抗沖擊或振動(dòng)荷載作用而不破壞的能力，稱為沖擊韌性。沖擊試驗(yàn)是用帶缺口的試件做沖擊抗彎試驗(yàn)。橋梁、路面、吊車梁及某些設(shè)備基礎(chǔ)等有沖擊抗震要求的結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮材料的沖擊韌性。 硬度材料表面抵抗其他較硬物體壓人或刻劃的性能稱為硬度。硬度大的材料具有耐磨性較強(qiáng)、強(qiáng)度較高的特點(diǎn)，但不易機(jī)械加工。材料在摩擦和沖擊同時(shí)作用下，其質(zhì)量和體積減小的現(xiàn)象，稱為磨耗。磨損及磨耗統(tǒng)稱為材料的耐磨性。多泥砂河流上水閘的消能結(jié)構(gòu)的材料，要求使用耐磨性較強(qiáng)的材料?；钚圆牧先菀缀推渌镔|(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成新物質(zhì)，改變材料原有的技術(shù)性質(zhì)；非活性材料在周圍環(huán)境介質(zhì)中或與其他材料配合時(shí)不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能較好地保持其原有的化學(xué)成分和技術(shù)性質(zhì)的穩(wěn)定性。材料抵抗化學(xué)介質(zhì)侵蝕作用不破壞，其性質(zhì)也不發(fā)生顯著改變的性質(zhì)，稱為化學(xué)穩(wěn)定性。選用材料時(shí)，要考慮材料的使用環(huán)境，從材料的組成成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造方面著手，提高材料的抗侵蝕能力。例如?；郀t礦渣。材料的工作性能是指材料在使用過程中所必需具備的物理、化學(xué)及力學(xué)性質(zhì)。改變材料工作性能的因素，除了外力的作用，還與材料所處的工作環(huán)境有關(guān)。這些因素或單獨(dú)或交互發(fā)生，具有復(fù)雜多變的關(guān)系。對材料耐久性的判斷，需要在使用條件下進(jìn)行長期的觀察和測定。由于礦物質(zhì)材料的抗凍性可以綜合反映材料抵抗溫度變化、干濕變化等風(fēng)化作用的能力，因此抗凍性可作為礦物質(zhì)材料抵抗周圍環(huán)境物理作用的耐久性綜合指標(biāo)。 耐久性與環(huán)境破壞因素關(guān)系名 稱破壞作用環(huán)境因素評定指標(biāo)抗?jié)B性抗凍性沖磨氣蝕碳化化學(xué)侵蝕老化銹蝕堿骨料反應(yīng)腐朽蟲蛀耐熱耐火物理物理物理化學(xué)化學(xué)化學(xué)物理、化學(xué)物理、化學(xué)生物生物物理物理壓力水水、凍融流水、泥沙COHO2酸、堿、鹽及其溶液陽光、空氣、水H2O、OCI、電流K2O、活性骨料H2O、O菌昆蟲濕熱、冷熱交替高溫、火焰滲透系數(shù)、抗?jié)B等級抗凍等級磨損率碳化深度**銹蝕率***** 注 *表示可參考其強(qiáng)度變化率、裂縫開裂情況、變形情況進(jìn)行評定。鋼材具有強(qiáng)度高，有一定塑性和韌性，能承受沖擊和振動(dòng)荷載，可以焊接或鉚接，便于裝配等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)主要是易銹蝕，維護(hù)費(fèi)用大，耐火性差，生產(chǎn)能耗大。 概述 鋼的冶煉鋼是將煉鋼生鐵在1700℃左右的煉鋼爐中冶煉，把生鐵中的雜質(zhì)氧化，%以下，并將其他元素調(diào)整到規(guī)定范圍。建筑鋼多是平爐鋼、頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐鋼和側(cè)吹堿性轉(zhuǎn)爐鋼。由于冶煉時(shí)間長，鋼的化學(xué)成分較易控制，除渣較凈，成品質(zhì)量高，可生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼或特殊要求的專用鋼，但投資大、能耗大、冶煉周期長。但是，在吹煉時(shí)易混入氮、氫等有害氣體使鋼質(zhì)變壞，控制鋼的成分較難。頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐法是將純氧從轉(zhuǎn)爐頂部吹入爐內(nèi)，克服了空氣轉(zhuǎn)爐法的缺點(diǎn)，效率較高，鋼質(zhì)也易控制，近來較多采用。因此，必須在冶煉后期脫氧。鋼材交貨時(shí)，必須對所用爐種以規(guī)定的代號作出標(biāo)志，脫氧狀態(tài)也是鋼質(zhì)標(biāo)志的內(nèi)容。%～%。碳素鋼按含碳量又可分為：低碳鋼（%）、中碳鋼（%～%）和高碳鋼（%）三種。（2）合金鋼合金鋼是指在煉鋼過程中，有意識地加入一種或多種能改善鋼材性能的合金元素而制得的鋼種。按合金元素總含量的不同，合金鋼可以分為低合金鋼（合金元素總含量小于5%）、中合金鋼（合金元素總含量為5%～10%）和高合金鋼（合金元素總含量大于10%）。 按冶煉時(shí)脫氧程度分類（1）沸騰鋼煉鋼時(shí)僅加入錳鐵進(jìn)行脫氧，脫氧不完全。沸騰鋼組織不夠致密，成分不太均勻，硫、磷等雜質(zhì)偏析較嚴(yán)重，故質(zhì)量較差。（2）鎮(zhèn)靜鋼煉鋼時(shí)采用錳鐵、硅鐵和鋁錠等作脫氧劑，脫氧完全，且同時(shí)能起去硫作用。鎮(zhèn)定鋼雖成本較高，但其組織致密，成分均勻，性能穩(wěn)定，故質(zhì)量好。（3）半鎮(zhèn)定鋼脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)定鋼之間，為質(zhì)量較好的鋼，其代號為“b”。 按有害雜質(zhì)含量分類按鋼中有害雜質(zhì)磷（P）和硫（S）含量的多少，鋼材可分為以下四類：（1）普通鋼。（2）優(yōu)質(zhì)鋼。（3）高級優(yōu)質(zhì)鋼。（4）特級優(yōu)質(zhì)鋼。 按用途分類（1）結(jié)構(gòu)鋼。（2）工具鋼。（3）特殊鋼。建筑鋼材的產(chǎn)品一般分為型材、板材、線材和管材等幾類。線材包括鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土用的鋼筋、鋼絲和鋼鉸線等。管材主要用于鋼桁架和供水、供氣（汽）管線等。將鋼錠加熱到1150～1300℃后進(jìn)行熱軋，所得的產(chǎn)品為熱軋鋼材。一般建筑鋼材以熱軋為主。無縫鋼管是對實(shí)心鋼坯進(jìn)行穿孔，經(jīng)熱軋、擠壓、冷軋、冷拔等工藝而制得。力學(xué)性能主要包括拉伸性能、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度、硬度等；工藝性能是鋼材在加工制造過程中所表現(xiàn)的特性，包括冷彎性能、焊接性能、熱處理性能等。鋼材從拉伸到拉斷，在外力作用下的變形可分為四個(gè)階段，即彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段和頸縮階段。A點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力σp稱為比例極限。所以，e點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力σe稱為彈性極限。當(dāng)荷載繼續(xù)增大，線段呈曲線形,開始形成塑性變形。把此時(shí)應(yīng)力不增加，應(yīng)變增加時(shí)的應(yīng)力σs，定義為屈服極限強(qiáng)度。該階段為屈服階段?？估瓘?qiáng)度σb是鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定的依據(jù)。超過C點(diǎn)后，塑性變形迅速增大，試件出現(xiàn)頸縮，應(yīng)力隨之下降，試件很快被拉斷，CD為頸縮階段。因此，在不發(fā)生塑性變形的條件下，所能承受的應(yīng)力就越大。試件拉斷后，將拉斷后的兩段試件拼對起來，量出拉斷后的標(biāo)距長。伸長率是衡量鋼材塑性的重要指標(biāo)，其值越大說明鋼材的塑性越好。標(biāo)距的大小影響伸長率的計(jì)算結(jié)果，通常以δ5和δ10分別表示=5d0和=10d0時(shí)的伸長率。某些線材的標(biāo)距用=100mm，伸長率用δ100表示。這類鋼材由于沒有明顯的屈服階段，不能測定屈服點(diǎn)，%原標(biāo)