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第二节 建筑材料
建筑材料是指建筑结构物中使用的各种材料及制品，它是一切建筑工程的物质基础。正确选择和合理使用建筑材料，对建筑结构物的安全、实用、美观、耐久及降低造价有着重大的意义。
一、材料的基本性质
(一)密度、表观密度和堆积密度
1.密度
密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。
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，绝大多数材料都有一些孔隙。
2.表观密度
表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量。
材料的表观体积是指包含内部孔隙的体积。当材料孔隙内含有水分时，其质量和体积均将有所变化，故测定表观密度时，须注明其含水情况。一般是指材料在气干状态(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。
3.堆积密度
堆积密度是指粉状或粒状材料，在堆积状态下，单位体积的质量。
测定散粒材料的堆积密度时，材料的质量是指填充在一定容器内的材料质量，其堆积体积是指所用容器的容积而言。因此，材料的堆积体积包含了颗粒之间的空隙。
(二)材料的密实度与孔隙率
1.密实度
指材料体积内被固体物质充实的程度。
2.孔隙率
孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。材料内部孔隙的构造，可分为连通的与封闭的两种。连通孔隙不仅彼此贯通且与外界相通，而封闭孔隙则不仅彼此不连通且与外界相隔绝。孔隙按尺寸大小又分为极微细孔隙、细小孔隙和较粗大孔隙。孔隙的大小及其分布对材料的性能(如热工、隔声)影响较大。
(三)材料与水有关的性质
1.亲水性与憎水性
水分与不同固体材料表面之间相互作用的情况是不同的。在材料、水和空气的交点处，沿水滴表面的切线与水和固体接触面所成的夹角(润湿边角)?越小，浸润性越好。如果润湿边角臼为零，则表示该材料完全被水所浸润;居于中间的数值表示不同程度的浸润。一般认为，当润湿边角≤90°时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子间的相互吸引力，此种材料称为亲水性材料。当日>90。时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子问的吸引力，则材料表面不会被水浸润，此种材料称为憎水性材料。
2.含水率
材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比，称为材料的含水率。
3.吸水性
材料与水接触吸收水分的性质，称为材料的吸水性。当材料吸水饱和时，其含水率称为吸水率。如果材料具有细微而连通的孔隙，则其吸水率较大;若是封闭孔隙，水分就不容易渗入。粗大的孔隙水分虽然容易渗入，但仅能润湿孔壁表面而不易在孔内存留。所以，封闭或粗大孔隙材料，其吸水率是较低的。
各种材料的吸水率相差很大，如花岗岩等致密岩石的吸水率仅为0.5%～0.7%，普通混凝土为2%～3%，黏土砖为8%～20%，而木材或其他轻质材料的吸水率则常大于100%。
4.吸湿性
材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。吸湿作用一般是可逆的，也就是说材料既可吸收空气中的水分，又可向空气中释放水分。
木材的吸湿性特别明显，它能大量吸收水气而增加重量，致使材料降低强度和改变尺寸。木门窗在潮湿环境往往不易开关，就是由于吸湿所引起的。保温材料如果吸收水分之后，将很大程度地降低其隔热性能。所以要特别注意采取有效的防护措施。
5.耐水性
材料抵抗水的破坏作用的能力称为耐水性。一般材料随着含水量的增加，会减弱其内部结合力，强度都有不同程度的降低，即使致密的石料也不能完全避免这种影响。例如，花岗岩长期浸泡在水中，强度将下降3%，普通黏土砖和木材所受影响更为显著。
6.抗渗性
材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性(或不透水性)。
材料抗渗性的好坏，与材料的孔隙率和孔隙特征有密切关系。孔隙率很低而且是封闭孔隙的材料具有较高的抗渗性能。对于地下建筑及水工构筑物，因常受到压力水的作用，所以要求材料具有一定的抗渗性，对于防水材料，则要求具有更高的抗渗性。
7.抗冻性
材料在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，也不严重降低强度的性质，称为材料的抗冻性。
材料的抗冻性用抗冻等级表示。抗冻等级是以规定的试件，在规定试验条件下，测得其强度降低不超过规定值，并无明显损坏和剥落时所能经受的冻融循环次数，以此作为抗冻等级，用符号“Fn”表示，其中n即为最大冻融循环次数，如F25、F50等。
(四)材料的热工性质
为了保证建筑物具有良好的室内温度，同时能降低建筑物的使用能耗，要求建筑材料必须具有一定的热工性能。建筑材料常用的热工性质有导热性、比热容等。
1.导热性
当材料两侧存在温度差时，热量将由温度高的一侧通过材料传递到温度低的一侧，材料的这种传导热量的能力，称为导热性。
材料的导热性可用导热系数表示。导热系数的物理意义是：厚度为1米的材料，当温度每改变1K时，在1h时间内通过1m2面积的热量。
材料的导热系数越小，表示其绝热性能越好。各种材料的导热系数差别很大，如泡沫塑料λ=0.035W/(m·K)，而大理石λ=3.48W/(m·K)。工程中通常把λ≤0.23W/(m·K)的材料称为绝热材料。
2.比热容
材料比热容的物理意义是指质量1kg的材料，在温度每改变1K时所吸收或放出的热量。
材料的导热系数和比热容是设计建筑物围护结构(墙体、屋盖)进行热工计算时的重要参数。设计时应选用导热系数较小而比热容较大的建筑材料，以使建筑物保持室内温度的稳定性。同时，导热系数是热工计算和确定绝热层厚度时的重要数据。
(五)材料的基本力学性质
建筑材料的力学性质是指材料在外力作用下，抵抗破坏的能力和变形方面的性质，它对合理选用材料非常重要，是建筑材料最重要的技术性质。
根据外力作用形式的不同，材料的强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度及抗剪强度等。
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