建筑材料的基本性质

    主要了解材料的组成、结构和构造对性质的影响;重点掌握材料的物理性质和力学性质。
一、材料的组成、结构及构造对性质的影响
    材料的组成:包括化学组成和矿物组成。它是决定材料各种性质的重要因素。
    材料的结构可分为宏观结构、细观结构和微观结构。它是决定材料各种性质的最重要因素。

1、宏观结构(构造):
    用肉眼或放大镜能够分辨的毫米级以上的粗大组织称为宏观结构,可分为:
    (1)致密结构-如钢材、有色金属、玻璃、塑料、致密的天然石材等,其特点是强度和硬度较高,吸水性小,抗渗和抗冻性较好。
    (2)多孔结构-如加气混凝土、泡沫塑料等,其特点是强度较低,吸水性大,抗渗和抗冻性较差,绝缘性较好。
    (3)微孔结构-如普通烧结砖、建筑石膏制品等,其特点与多孔结构材料特点相同。
    (4)纤维结构-如木材、竹材、玻璃纤维增强塑料、石棉制品等,其特点是平行纤维方向与垂直纤维方向的各种性质具有明显差异。
    (5)片状或层状结构-如胶合板、纸面石膏板、各种夹心板等,其特点是平面各向同性,同时提高了材料的强度、硬度等,综合性能好。
    (6)散粒结构-如砂子、石子、膨胀珍珠岩等,其特点是颗粒之间存在大量空隙,其空隙率大小主要取决于颗粒级配、颗粒形状及大小等。

2、细观结构:
    用光学显微镜所观察到的微米级组织结构称为细观结构。
    材料的细观结构对其力学性质、耐久性等影响很大。

3、微观结构:
    用电子显微镜、X射线衍射仪等手段来研究材料原子、分子级的微观组织称为微观结构,分为晶体与非晶体。

二、材料的物理性质
(一)密度、表观密度与堆积密度
    1、密度(ρ):是指材料在绝对密实状态下,单位体积的干质量。
    2、表观密度(ρo):是指材料在自然状态下,单位体积的干质量。
    3、堆积密度(ρoˊ):是指粒状或粉状材料在堆积状态下,单位体积的质量。
    重点比较三者之间的区别。
(二)材料的密实度与孔隙率
    1、 密实度(D):是指材料体积内被固体物质充实的程度,也就是固体体积占总体积的比例。
    2、孔隙率(P):指材料体积内,孔隙体积占总体积的百分率。
    D+P=1
(三)材料的填充率与空隙率
    1、填充率(Dˊ):是指散粒材料在堆积体积中,被其颗粒填充的程度。
    2、空隙率(Pˊ):是指散粒材料在堆积体积中,颗粒之间的空隙体积占堆
    积体积的百分率。
    Dˊ+Pˊ=1
(四)材料与水有关的性质
1、材料的亲水性与憎水性
    材料在空气中与水接触时,能被水湿润者为亲水性,具有亲水性的材料称为亲水材料;否则为憎水性,具有憎水性的材料称为憎水性材料。
2、材料的吸水性与吸湿性
    (1)含水率(Wh):指材料中所含水的质量占其干质量的百分率。
    (2)吸水性:指材料与水接触吸收水分的性质,其大小用吸水率表示,分为体积吸水率和体积吸水率。
    一般材料的孔隙率愈大,吸水性愈强;开口而连通的细小孔隙愈多,吸水性愈强;闭口孔隙,水分不易进入;开口的粗大孔隙,水分容易进入,但不能存留,故吸水性较小。
    材料的吸水性会对其性质产生不利影响。如材料吸水后,使其质量增加,体积膨胀,导热性增加,强度和耐久性下降。
3、材料的耐水性
    耐水性是指材料长期在水作用下,保持其原有性质的能力。结构材料的耐水性主要指强度的变化,用软化系数(KR)来表示。KR的大小,说明材料吸水饱和后其强度下降的程度。KR越大,表明材料吸水饱和后其强度下降越少,其耐水性越强;反之则耐水性越差。一般认为KR≥0.85的材料,称为耐水性材料。经常位于水中或受潮严重的重要结构物,应选用KR≥0.85的材料;受潮较轻的或次要结构物,应选用KR≥0.75的材料。
4、材料的抗渗性
    抗渗性是指材料抵抗压力水或其他液体渗透的性能。用抗渗系数K表示。
5、材料的抗冻性
    抗冻性是指材料在吸水饱和状态下,能经受多次冻融循环而不破坏,其强度也不严重降低的性质。用抗冻等级表示。
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www.dichanshequ.com bsp; 抗冻等级是以试件在吸水饱和状态下,经冻融循环作用,质量损失和强度下降均不超过规定数值的最大冻融循环次数来表示。
(五)材料的热性质
    1、导热性
    材料传递热量的性质称为材料的导热性。用导热系数λ表示。
    导热系数越小,材料的隔热保温性能越好。
    2、热容量
    材料受热时吸收热量、冷却时放出热量的性质,称为热容量。用Q表示
    3、热变形性
    材料随温度的升降而产生热胀冷缩变形的性质,称为材料的热变形性。用线膨胀系数α表示。线膨胀系数α越大,表明材料的热变形量越大。
    4、耐燃性
    材料在空气中遇火不着火燃烧的性能,称为材料的耐燃性。按照遇火时的反应将材料分为非燃烧材料、难燃烧材料和燃烧材料三类。

三、材料的力学性质
    1、强度:是指材料在外力(荷载)作用下不破坏时能承受的最大应力。根据外力作用方式的不同,材料强度有抗拉、抗压、抗弯(抗折)、抗剪强度等。
    2、强度等级:根据其极限强度的大小,划分成若干不同的等级,称为材料的强度等级。脆性材料主要根据其抗压强度来划分;塑性材料和韧性材料主要根据其抗拉强度来划分。
    3、比强度:材料的强度与其表观密度的比值,称为比强度。它是衡量材料轻质高强性能的一项重要指标。(来自:www.dichanshequ.com)比强度越大,则材料的轻质高强性能越好。
    4、弹性:材料在外力作用下产生变形,当取消外力后,能完全恢复到原形状的性质。
    5、塑性:材料在外力作用下产生变形,当取消外力后,仍保持变形后的形状和尺寸的性质。
    6、脆性:材料在外力作用下,直到破坏前并无明显的塑性变形而发生突然破坏的性质。
    7、韧性:材料在冲击或震动荷载的作用下,能吸收较大能量,并产生较大变形而不发生破坏的性质。

四、材料的装饰性
    建筑装饰材料的作用主要起装饰作用、保护作用和其他特殊作用(绝热、防潮、防火、吸声、隔音等),而装饰效果主要取决于装饰材料的色彩、质感和线型。

五、材料的耐久性
    材料在使用过程中,能抵抗周围各种介质的侵蚀而不破坏,也不失去其原有性能的性质。