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12-09-2006 Vermelding onderdeel organisatie 段海娟 hjduan@sjtu.edu.cn建筑材料的基本性质 材料的组成 无机非金属材料 化学成分: 氧化物含量的百分数(%) 矿物组成 e.g.：水泥 金属材料 化学成分: 元素含量的百分数(%) 有机高分子材料 主要元素C、H、O、N、P、S→聚合物 材料的化学组成和矿物组成是影响材料性质的决定性因素。 材料的结构 材料宏观结构的分类 按孔隙尺寸分： 致密结构：金属、玻璃、致密的天然石材 微孔结构：水泥制品、粘土砖瓦 多孔结构：加气混凝土、泡沫塑料 按构成形态分： 聚集结构：混凝土、塑料 纤维结构：木材、岩棉 层状结构：复合墙板、胶合板 散粒结构：砂、石、粉煤灰 材料的宏观结构是影响材料性质的重要因素。 用于不同工程部位的材料处于不同的环境条件,应具有相应的性质: 梁、板、柱、承重墙 — 承受各种荷载作用 屋面 — 承受风霜雨雪、保温、防水 基础 — 承受建筑物全部荷载 — 承受冰冻及地下水的侵蚀 墙体 — 抗冻、隔声、保温隔热 材料基本性质的分类 物理性质: 与各种物理过程（水、热作用）有关的性质 力学性质: 材料在荷载作用下的变形及抵抗变形的能力 耐久性: 材料在使用环境中，在多种因素（物理、化学及生物等）作用下能经久不变质、不破坏而保持其性能的能力  材料的物理性质 材料与构造状态有关的性质(结构特征参数) （一）材料的密度 （二）材料的密实度与孔隙率 （三）材料的填充率与空隙率 材料与水有关的性质 （一） 亲水性与憎水性 （二） 吸湿性与吸水性 （三） 耐水性 材料的热物理性质 （一） 导热性 （二） 比热与热容量 表观密度 固态颗粒材料的致密堆积 结构特征参数的测定及应用 含孔材料的密度 — 李氏瓶法：把材料磨成尽可能细的粉末，除去孔隙，经干燥后测定其接近于绝对体积的实体积 表观密度—一般指材料在气干状态下的干体积密度，测定体积密度时应注明其含水程度 在建筑工程中进行配料计算、确定材料堆放空间及运输量、材料用量及构件自重等经常用到材料的密度、表观密度以及堆积密度的数值，如下页表中所示： 常用材料的密度、表观密度、堆积密度 结构特征参数（二） 密实度与孔隙率 密实度D : 指材料体积内，被固体物质充实的程度。 计算式: D = V / V0 · 100% 孔隙率P : 指材料体积内，孔隙体积所占有的比例。 计算式: P =（ V0 -V ）/ V0 = 1- V / V0 = （ 1- ρ0 / ρ ） · 100% 孔隙率与密实度从两个不同侧面来反映材料的致密程度，即D + P = 1  结构特征参数（三）填充率与空隙率 填充率D : 指粉状或颗粒状材料的堆积体积中，被固体颗粒填充的程度。 计算式: D = V0 / V0 · 100% 空隙率P : 指粉状或颗粒状材料的堆积体积中，颗粒间空隙体积所占的比例。 计算式: P =（ V0 - V0 ）/ V0 = 1- V0 / V0 = （ 1- ρ0 / ρ0 ） · 100% 填充率与空隙率从两个不同侧面反映粉状或颗粒状材料的颗粒相互填充的疏密程度，即D + P = 1  材料的力学性质 （一）强度与强度等级 （二）材料的受力变形(弹性、塑性) （三）脆性与韧性 （四）硬度和耐磨性 材料的力学性质（一）强度与强度等级 根据外力作用方式的不同，材料的强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度（或抗折强度）及抗剪强度等 材料抗压、抗拉、抗剪强度的计算公式: f = F / A f — 材料的强度，MPa F — 材料破坏时的最大荷载，N A — 材料受力截面积，mm2 材料抗弯强度的计算公式: fm =3FL / (2bh2) 材料的力学性质（一）强度与强度等级 影响材料强度的因素: 内因：材料的组成和结构 实验条件：试件的形状、尺寸、表面状态、温度、湿度及试验时的加荷速度等 强度等级: 为了掌握材料的力学性质，合理选择材料，将材料按极限强度(或屈服点)划分成的不同的等级 如石材、混凝土、红砖等脆性材料主要用于抗压，因此以其抗压极限强度来划分等级； 钢材主要用于抗拉，故以其屈服点作为划分等级的依据。 材料的力学性质（二）材料的受力变形 材料受外力作用，其内部会产生一种用来抵抗外力作用的内力，同时还伴随着材料的变形。 根据变形的特点，可将变形分为： 弹性变形和塑性变形。 弹性: 材料在外力作用下产生变形