建筑材料的基本性质

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1、第一章建筑材料的基本性质内容提要本章主要讲述建筑材料的基本物理性质、力学性质和耐久性，并从材料的组成和结构出发阐述了影响材料性质的内在因素。本章的学习要求是：：1．掌握材料的密度、表观密度、堆积密度、孔隙率和空隙率的定义及计算。2．掌握材料与水有关的性质、热工性质、力学性能和耐久性。3．了解材料孔隙率和孔隙特征对材料性能的影响。构成建筑物的建筑材料在使用过程中要受到各种因素的作用，例如用于各种受力结构的材料要受到各种外力的作用；用于建筑物不同部位的材料还可能受到风吹、日晒、雨淋、温度变化、冻融循环、磨损、化学腐蚀等作用。为了保证建筑物经久耐用，就要求所选用的建筑材料要能够

2、抵抗各种因素的作用。而要能够合理地选用材料，就必须掌握各种材料的性质。本章所讲述的材料基本性质，是指材料处于不同的使用条件和使用环境时，必须考虑的最基本的、共有的性质。对于不同种类的材料，由于在建筑物中所起的作用不同，应考虑的基本性质也不尽相同。第一节材料的基本物理性质一、材料的密度、表观密度与堆积密度（一）密度密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。用下式表示：（1-1）式中——密度，g/cm3；——材料在干燥状态的质量，g；——材料在绝对密实状态下的体积，cm3。材料在绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积。除了钢材、玻璃等少数材料外，绝大多数材料内部都存

3、在一些孔隙。在测定有孔隙的材料密度时，应把材料磨成细粉，干燥后，用密度瓶（李氏瓶）测定其体积，用李氏瓶测得的体积可视为材料绝对密实状态下的体积。材料磨得越细，测得的密度值越精确。（二）表观密度20表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量。用下式表示：（1-2）式中——表观密度，g/cm3或kg/m3；——材料的质量，g或kg；——材料在自然状态下的体积，cm3或m3。材料在自然状态下的体积又称表观体积，是指包含材料内部孔隙在内的体积。几何形状规则的材料，可直接按外形尺寸计算出表观体积；几何形状不规则的材料，可用排液法测量其表观体积，然后按用1-2计算出表观密度。当材料

4、含有水分时，其质量和体积将发生变化，影响材料的表观密度。故在测定表观密度时，应注明其含水情况。一般情况下，材料的表观密度是指在气干状态（长期在空气中干燥）下的表观密度。在烘干状态下的表观密度，称为干表观密度。（三）堆积密度堆积密度是指粉状（水泥、石灰等）或散粒材料（砂子、石子等）在堆积状态下，单位体积的质量。用下式表示：（1-3）式中——堆积密度，kg/m3；——材料的质量，kg；——材料的堆积体积，m3。材料的堆积体积包含了颗粒内部的孔隙和颗粒之间的空隙。测定材料的堆积密度时，按规定的方法将散粒材料装入一定容积的容器中，材料质量是指填充在容器内的材料质量，材料的堆积体积

5、则为容器的容积。在建筑工程中，计算材料的用量和构件的自重，进行配料计算以及确定材料的堆放空间时，经常要用到密度、表观密度和堆积密度等数据。表1-1列举了常用建筑材料的密度、表观密度和堆积密度。20表1-1常用建筑材料的密度、表观密度和堆积密度材料名称密度/（g/cm3）表观密度/（kg/m3）堆积密度/（kg/m3）建筑钢材7.857850—普通混凝土—2100～2600—烧结普通砖2.50～2.701600～1900—花岗岩2.70～3.02500～2900—碎石（石灰岩）2.48～2.762300～27001400～1700砂2.50～2.60—1450～1650粉煤

6、灰1.95～2.40—550～800木材1.55～1.60400～800水泥2.8～3.1—1200～1300普通玻璃2.45～2.552450～2550—铝合金2.7～2.92700～2900—二、材料的密实度与孔隙率、填充率与空隙率（一）密实度与孔隙率1．密实度密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度，以表示。可按下式计算：（1-4）2．孔隙率孔隙率是指在材料体积内，孔隙体积所占的比例，以表示。可按下式计算：（1-5）材料的密实度和孔隙率之和等于1，即：。孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。孔隙率越小，说明材料越密实。材料内部孔隙可分为连通孔隙和封闭孔隙两种构造。连

7、通孔隙不仅彼此连通而且与外界相通，封闭孔隙不仅彼此封闭且与外界相隔绝。孔隙按其孔径尺寸大小可分为细小孔隙和粗大孔隙。材料的许多性能（如强度、吸水性、吸湿性、耐水性、抗渗性、抗冻性、导热性等）都与孔隙率的大小和孔隙特征有关。（二）填充率与空隙率1．填充率填充率是指散粒材料在堆积体积中，被其颗粒所填充的程度，以20表示。可按下式计算：（1-6）2．空隙率空隙率是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间的空隙所占的比例，以表示。可按下式计算：（1-7）材料的填充率和空隙率之和等于1，即：。空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒之间互相填充的致密程