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第二章-建筑材料的基本性质前前 言言 在建筑物中，建筑材料要承受各种不同的作在建筑物中，建筑材料要承受各种不同的作在建筑物中，建筑材料要承受各种不同的作在建筑物中，建筑材料要承受各种不同的作用，因而要求建筑材料具有相应的不同性质，如用，因而要求建筑材料具有相应的不同性质，如用，因而要求建筑材料具有相应的不同性质，如用，因而要求建筑材料具有相应的不同性质，如防水、绝热、吸声、耐热、耐腐蚀等，因此必须防水、绝热、吸声、耐热、耐腐蚀等，因此必须防水、绝热、吸声、耐热、耐腐蚀等，因此必须防水、绝热、吸声、耐热、耐腐蚀等，因此必须熟悉和掌握各种材料的基本性质。熟悉和掌握各种材料的基本性质。熟悉和掌握各种材料的基本性质。熟悉和掌握各种材料的基本性质。1.1 1.1 材料的基本物理性质材料的基本物理性质1.1.1 1.1.1 1.1.1 1.1.1 材料与质量有关的性质材料与质量有关的性质材料与质量有关的性质材料与质量有关的性质1.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 材料与水有关的性能材料与水有关的性能材料与水有关的性能材料与水有关的性能1.1.3 1.1.3 1.1.3 1.1.3 材料的热工性能材料的热工性能材料的热工性能材料的热工性能 1.1.1 1.1.1 材料与质量有关的性质材料与质量有关的性质一一.材料的密度、表观密度与堆积密度材料的密度、表观密度与堆积密度名称名称名称名称 定义定义定义定义计算公式计算公式计算公式计算公式 单位单位单位单位 备注备注备注备注材料在绝对密实状态材料在绝对密实状态下下,单位体积的质量单位体积的质量g/cm3材料在自然状态下，材料在自然状态下，单位体积的质量单位体积的质量g/cm3材料在堆积状态下，材料在堆积状态下，单位体积的质量单位体积的质量/m3绝对密度绝对密度绝对密度绝对密度表观密度表观密度表观密度表观密度堆积密度堆积密度堆积密度堆积密度1.1.1 1.1.1 密实度与孔隙率密实度与孔隙率 孔隙率和密实度的关系孔隙率和密实度的关系孔隙率和密实度的关系孔隙率和密实度的关系 D+P=1D+P=1D+P=1D+P=1 名称名称名称名称 定义定义定义定义 计算公式计算公式计算公式计算公式密实度密实度密实度密实度指材料总体积内，固指材料总体积内，固指材料总体积内，固指材料总体积内，固体物质所占的比例体物质所占的比例体物质所占的比例体物质所占的比例D=v/vD=v/vD=v/vD=v/v0 0 0 0100%=100%=100%=100%=（0 0 0 0/）100%100%100%100%孔隙率孔隙率孔隙率孔隙率指材料内孔隙体积占指材料内孔隙体积占指材料内孔隙体积占指材料内孔隙体积占材料自然状态下总体材料自然状态下总体材料自然状态下总体材料自然状态下总体积的百分率积的百分率积的百分率积的百分率P=(vP=(vP=(vP=(v0 0 0 0-v)/v-v)/v-v)/v-v)/v0 0 0 0=1-v/v1-v/v1-v/v1-v/v0 0 0 0 =(1-=(1-=(1-=(1-0 0 0 0/)100%/)100%/)100%/)100%1.1.2 1.1.2 亲水性与憎水性亲水性与憎水性 1.1.1.1.原因原因原因原因 原因在于水分子间的内聚合和材料与水分子间的原因在于水分子间的内聚合和材料与水分子间的原因在于水分子间的内聚合和材料与水分子间的原因在于水分子间的内聚合和材料与水分子间的分子亲合力分子亲合力分子亲合力分子亲合力,亲亲亲亲 水性材料与水分子之间的分子亲合力水性材料与水分子之间的分子亲合力水性材料与水分子之间的分子亲合力水性材料与水分子之间的分子亲合力,大于水本身分大于水本身分大于水本身分大于水本身分子间的内聚力子间的内聚力子间的内聚力子间的内聚力,憎水性材料与水分子之间的亲合力憎水性材料与水分子之间的亲合力憎水性材料与水分子之间的亲合力憎水性材料与水分子之间的亲合力,小于水本身分子小于水本身分子小于水本身分子小于水本身分子间的内聚力。间的内聚力。间的内聚力。间的内聚力。2.2.2.2.判断判断判断判断 在材料、水和空气三相交点处，沿水滴在材料、水和空气三相交点处，沿水滴在材料、水和空气三相交点处，沿水滴在材料、水和空气三相交点处，沿水滴表面作切线，此切线和水与材料接触面所成的夹表面作切线，此切线和水与材料接触面所成的夹表面作切线，此切线和水与材料接触面所成的夹表面作切线，此切线和水与材料接触面所成的夹角角角角称为称为称为称为“润湿角润湿角润湿角润湿角”。润湿角润湿角润湿角润湿角90909090时，材料表现为亲水性。时，材料表现为亲水性。时，材料表现为亲水性。时，材料表现为亲水性。润湿角润湿角润湿角润湿角90909090时，材料表现为憎水性。时，材料表现为憎水性。时，材料表现为憎水性。时，材料表现为憎水性。3.3.3.3.意义意义意义意义 憎水材料具有较好的防水性、防潮性、憎水材料具有较好的防水性、防潮性、憎水材料具有较好的防水性、防潮性、憎水材料具有较好的防水性、防潮性、抗渗性，常用作防潮防水材料抗渗性，常用作防潮防水材料抗渗性，常用作防潮防水材料抗渗性，常用作防潮防水材料,也可用于亲水性也可用于亲水性也可用于亲水性也可用于亲水性材料的表面处理。混凝土、砖、石、木材、钢材材料的表面处理。混凝土、砖、石、木材、钢材材料的表面处理。混凝土、砖、石、木材、钢材材料的表面处理。混凝土、砖、石、木材、钢材等属于亲水性材料；大部分有机材料属于憎水性等属于亲水性材料；大部分有机材料属于憎水性等属于亲水性材料；大部分有机材料属于憎水性等属于亲水性材料；大部分有机材料属于憎水性材料，如沥青材料，如沥青材料，如沥青材料，如沥青 、塑料、石蜡和有机硅等。、塑料、石蜡和有机硅等。、塑料、石蜡和有机硅等。、塑料、石蜡和有机硅等。1.1.2 1.1.2 吸湿性与吸水性吸湿性与吸水性一一一一、吸湿性吸湿性吸湿性吸湿性 1 1 1 1.概念概念概念概念 指材料在空气中吸收水气的性质指材料在空气中吸收水气的性质指材料在空气中吸收水气的性质指材料在空气中吸收水气的性质 。2 2 2 2.表达式表达式表达式表达式 用含水率用含水率用含水率用含水率 m m m m 表示表示表示表示 m m m m=m=m=m=mw w w w/m100%/m100%/m100%/m100%式中式中式中式中 m m m mw w w w-材料在空气中吸收水分的量材料在空气中吸收水分的量材料在空气中吸收水分的量材料在空气中吸收水分的量,kg kg kg kg。m-m-m-m-材料干燥时的质量材料干燥时的质量材料干燥时的质量材料干燥时的质量,kg kg kg kg。3.3.3.3.注意注意注意注意 材料在与空气湿度相平衡时的含水率称为平衡材料在与空气湿度相平衡时的含水率称为平衡材料在与空气湿度相平衡时的含水率称为平衡材料在与空气湿度相平衡时的含水率称为平衡含水率含水率含水率含水率,建筑材料在正常状态下建筑材料在正常状态下建筑材料在正常状态下建筑材料在正常状态下,均处于平衡含水率状态。均处于平衡含水率状态。均处于平衡含水率状态。均处于平衡含水率状态。二、二、二、二、吸吸吸吸 水水水水 性性性性1 1 1 1.概念概念概念概念:指材料在水中吸收水分的性质。指材料在水中吸收水分的性质。指材料在水中吸收水分的性质。指材料在水中吸收水分的性质。2 2 2 2.表达式表达式表达式表达式:用质量吸水率用质量吸水率用质量吸水率用质量吸水率m m 或体积吸水率或体积吸水率或体积吸水率或体积吸水率v v 表示。表达式表示。表达式表示。表达式表示。表达式分别如下分别如下分别如下分别如下 m m m m=m=m=m=msw sw sw sw /m100%=(m/m100%=(m/m100%=(m/m100%=(mswswswsw -m)/m 100%-m)/m 100%-m)/m 100%-m)/m 100%v v v v=v=v=v=vsw sw sw sw /v/v/v/v0 0 0 0100%=(m100%=(m100%=(m100%=(mswswswsw -m)/v-m)/v-m)/v-m)/v0 0 0 0/w w w w 100%100%100%100%式中式中式中式中 m m m msw sw sw sw -材料吸水饱和时所吸水的质量材料吸水饱和时所吸水的质量材料吸水饱和时所吸水的质量材料吸水饱和时所吸水的质量，g g g g 或或或或 kgkgkgkg m m m mswswswsw -材料吸水饱和时材料的质量材料吸水饱和时材料的质量材料吸水饱和时材料的质量材料吸水饱和时材料的质量，g g g g 或或或或 kgkgkgkg v v v vsw sw sw sw -材料吸水饱和时所吸水的体积材料吸水饱和时所吸水的体积材料吸水饱和时所吸水的体积材料吸水饱和时所吸水的体积，cmcmcmcm3 3 3 3 或或或或 m m m m3 3 3 3 w w w w -水的密度水的密度水的密度水的密度，g/cmg/cmg/cmg/cm3 3 3 3 或或或或 kg/mkg/mkg/mkg/m3 3 3 3 3.3.3.3.质量吸水率和体积吸水率的关系质量吸水率和体积吸水率的关系质量吸水率和体积吸水率的关系质量吸水率和体积吸水率的关系 v v v v=0 0 0 0m m m m 4.4.4.4.注意注意注意注意:对多孔吸水材料，其质量吸水率往往对多孔吸水材料，其质量吸水率往往对多孔吸水材料，其质量吸水率往往对多孔吸水材料，其质量吸水率往往超过超过超过超过100100100100，此时用体积吸水率表示；材料受潮后，此时用体积吸水率表示；材料受潮后，此时用体积吸水率表示；材料受潮后，此时用体积吸水率表示；材料受潮后导热性增大，故保温隔热材料需保持干燥状态。导热性增大，故保温隔热材料需保持干燥状态。导热性增大，故保温隔热材料需保持干燥状态。导热性增大，故保温隔热材料需保持干燥状态。1.1.2 1.1.2 耐水性耐水性 1.1.1.1.概念概念概念概念 指材料长期在水的作用下，保持其原有性质不变的能指材料长期在水的作用下，保持其原有性质不变的能指材料长期在水的作用下，保持其原有性质不变的能指材料长期在水的作用下，保持其原有性质不变的能力力力力,用软化系数用软化系数用软化系数用软化系数K K K KP P P P 表示表示表示表示 。2.2.2.2.表达式表达式表达式表达式 K K K KP P P P=f=f=f=fsw sw sw sw/f/f/f/fd d d d 式中式中式中式中 f f f fswswswsw-材料吸水饱和状态下的抗压强度材料吸水饱和状态下的抗压强度材料吸水饱和状态下的抗压强度材料吸水饱和状态下的抗压强度，MPa MPa MPa MPa。f f f fd d d d-材料在干燥状态下的抗压强度材料在干燥状态下的抗压强度材料在干燥状态下的抗压强度材料在干燥状态下的抗压强度，MPa MPa MPa MPa。3.3.3.3.意义意义意义意义 工程中将工程中将工程中将工程中将 K K K KP P P P 0.85 0.85 0.85 0.85 的材料称为耐水材料。经常位于的材料称为耐水材料。经常位于的材料称为耐水材料。经常位于的材料称为耐水材料。经常位于 水水水水中或受潮严重的重要结构中或受潮严重的重要结构中或受潮严重的重要结构中或受潮严重的重要结构,K K K KP P P P 不宜小于不宜小于不宜小于不宜小于0.850.850.850.85；受潮较轻或次要结构所用；受潮较轻或次要结构所用；受潮较轻或次要结构所用；受潮较轻或次要结构所用材料，材料，材料，材料，K K K KP P P P 不宜小于不宜小于不宜小于不宜小于0.70 0.70 0.70 0.70。1.1.2 1.1.2 抗渗性抗渗性 1.1.1.1.概念概念概念概念 指材料抵抗压力水指材料抵抗压力水指材料抵抗压力水指材料抵抗压力水(或其它液体或其它液体或其它液体或其它液体)渗透的性质渗透的性质渗透的性质渗透的性质 。2.2.2.2.表达式表达式表达式表达式 工程上工程上工程上工程上(混凝土、砂浆等混凝土、砂浆等混凝土、砂浆等混凝土、砂浆等)常用抗渗等级来表常用抗渗等级来表常用抗渗等级来表常用抗渗等级来表 示抗渗性。以符号示抗渗性。以符号示抗渗性。以符号示抗渗性。以符号 P P P Pn n n n 表示表示表示表示,其中其中其中其中n n n n 为该材料所能承受为该材料所能承受为该材料所能承受为该材料所能承受 的最大水压的最大水压的最大水压的最大水压(0.1(0.1(0.1(0.1Mpa)Mpa)Mpa)Mpa)如如如如P P P P2 2 2 2、P P P P4 4 4 4、P P P P6 6 6 6、P P P P8 8 8 8 等分别表示材等分别表示材等分别表示材等分别表示材 料最大能承受料最大能承受料最大能承受料最大能承受0.20.20.20.2、0.40.40.40.4、0.60.60.60.6、0.8 0.8 0.8 0.8 MPa MPa MPa MPa 的水压力而不的水压力而不的水压力而不的水压力而不 渗水。渗水。渗水。渗水。材料的抗渗性用渗透系数材料的抗渗性用渗透系数材料的抗渗性用渗透系数材料的抗渗性用渗透系数 K(cm/h)K(cm/h)K(cm/h)K(cm/h)来表示。来表示。来表示。来表示。1.1.2 1.1.2 抗冻性抗冻性 1.1.1.1.概念概念概念概念 指材料吸水饱和状态下，能够经受多次冻融循环而指材料吸水饱和状态下，能够经受多次冻融循环而指材料吸水饱和状态下，能够经受多次冻融循环而指材料吸水饱和状态下，能够经受多次冻融循环而不破坏，也不严重降低强度的性能不破坏，也不严重降低强度的性能不破坏，也不严重降低强度的性能不破坏，也不严重降低强度的性能 。2.2.2.2.表达式表达式表达式表达式 用抗冻等级用抗冻等级用抗冻等级用抗冻等级(F F F Fn n n n)表示。其中表示。其中表示。其中表示。其中n n n n为材料在为材料在为材料在为材料在 吸水吸水吸水吸水饱和状态下饱和状态下饱和状态下饱和状态下,经冻融循环作用经冻融循环作用经冻融循环作用经冻融循环作用,强度损失和质量损失均不超强度损失和质量损失均不超强度损失和质量损失均不超强度损失和质量损失均不超过规定值时所能承受的冻融循环次数。如过规定值时所能承受的冻融循环次数。如过规定值时所能承受的冻融循环次数。如过规定值时所能承受的冻融循环次数。如F F F F25252525、F F F F50505050、F F F F100 100 100 100 等。等。等。等。3.3.3.3.材料在冻融循环作用下破坏的原因材料在冻融循环作用下破坏的原因材料在冻融循环作用下破坏的原因材料在冻融循环作用下破坏的原因 由于材料内部毛细孔由于材料内部毛细孔由于材料内部毛细孔由于材料内部毛细孔中的水结冰时体积膨胀（约中的水结冰时体积膨胀（约中的水结冰时体积膨胀（约中的水结冰时体积膨胀（约9%9%9%9%）,对材料孔壁产生巨大压力，对材料孔壁产生巨大压力，对材料孔壁产生巨大压力，对材料孔壁产生巨大压力，使材料内部产生微裂缝，循环往复以致强度下降。使材料内部产生微裂缝，循环往复以致强度下降。使材料内部产生微裂缝，循环往复以致强度下降。使材料内部产生微裂缝，循环往复以致强度下降。1.1.3 1.1.3 材料的热工性质材料的热工性质一、导一、导一、导一、导 热热热热 性性性性 1 1 1 1.概念概念概念概念 指材料传导热量的性质指材料传导热量的性质指材料传导热量的性质指材料传导热量的性质 。2 2 2 2.表达式表达式表达式表达式 用导热系数用导热系数用导热系数用导热系数表示表示表示表示 。=Q=Q=Q=Q a a a a /(T/(T/(T/(T1 1 1 1-T-T-T-T2 2 2 2)A t)A t)A t)A t 式中式中式中式中 -导热系数，导热系数，导热系数，导热系数，w/(m w/(m w/(m w/(m.k)k)k)k)。Q Q Q Q -传递的热量，传递的热量，传递的热量，传递的热量，J J J J。a a a a -材料的厚度，材料的厚度，材料的厚度，材料的厚度，m m m m。T T T T1 1 1 1-T-T-T-T2 2 2 2 -材料两侧的温差，材料两侧的温差，材料两侧的温差，材料两侧的温差，k k k k。A A A A -材料传热面的面积，。材料传热面的面积，。材料传热面的面积，。材料传热面的面积，。t t t t -传热的时间，传热的时间，传热的时间，传热的时间，s s s s 或或或或 h h h h。3.3.3.3.意义意义意义意义 通常把通常把通常把通常把0.23 W/(mk)0.23 W/(mk)0.23 W/(mk)0.23 W/(mk)的材料称为绝热材料，的材料称为绝热材料，的材料称为绝热材料，的材料称为绝热材料，在运输、存放、施工及使用过程中，须保持干燥状态。在运输、存放、施工及使用过程中，须保持干燥状态。在运输、存放、施工及使用过程中，须保持干燥状态。在运输、存放、施工及使用过程中，须保持干燥状态。二二二二、热热热热 容容容容 量量量量1 1 1 1.概念概念概念概念 指材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。指材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。指材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。指材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。2 2 2 2.表达式表达式表达式表达式 用比热用比热用比热用比热C C C C 表示表示表示表示,又称比热容或热容量系数又称比热容或热容量系数又称比热容或热容量系数又称比热容或热容量系数,其表达其表达其表达其表达式为：式为：式为：式为：C=Q/m(TC=Q/m(TC=Q/m(TC=Q/m(T2 2 2 2-T-T-T-T1 1 1 1)式中式中式中式中 C-C-C-C-材料的比热容，材料的比热容，材料的比热容，材料的比热容，J/(kg.K)J/(kg.K)J/(kg.K)J/(kg.K)Q-Q-Q-Q-材料吸收（或放出）的热量，材料吸收（或放出）的热量，材料吸收（或放出）的热量，材料吸收（或放出）的热量，J J J J m-m-m-m-材料的质量，材料的质量，材料的质量，材料的质量，kg kg kg kg (T (T (T (T2 2 2 2-T-T-T-T1 1 1 1)-)-)-)-材料受热（或冷却）前后的温度差，材料受热（或冷却）前后的温度差，材料受热（或冷却）前后的温度差，材料受热（或冷却）前后的温度差，K K K K 3.3.3.3.意义意义意义意义 比热比热比热比热C C C C 与质量与质量与质量与质量m m m m 乘积称为热容。热容量大乘积称为热容。热容量大乘积称为热容。热容量大乘积称为热容。热容量大,则材料在则材料在则材料在则材料在吸热或放热时吸热或放热时吸热或放热时吸热或放热时,其自身的温度变化小其自身的温度变化小其自身的温度变化小其自身的温度变化小,即有利于保证室内温即有利于保证室内温即有利于保证室内温即有利于保证室内温度相对稳定为保证建筑物室内温度稳定性度相对稳定为保证建筑物室内温度稳定性度相对稳定为保证建筑物室内温度稳定性度相对稳定为保证建筑物室内温度稳定性,在设计围护结在设计围护结在设计围护结在设计围护结构构构构(墙体、屋面等）时，应选择导热系数较小，比热较大墙体、屋面等）时，应选择导热系数较小，比热较大墙体、屋面等）时，应选择导热系数较小，比热较大墙体、屋面等）时，应选择导热系数较小，比热较大的材料。的材料。的材料。的材料。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢