1、 建筑工程系建筑工程系建筑工程系建筑工程系力学性质力学性质：材料的强度、弹性和塑性、脆性与韧性；材料的强度、弹性和塑性、脆性与韧性；与水有关的性质：与水有关的性质：亲水性和疏水性、吸水性和吸湿亲水性和疏水性、吸水性和吸湿 性；耐水性；抗渗性和抗冻性；性；耐水性；抗渗性和抗冻性；热工性能：热工性能：比热、导热性；比热、导热性；耐久性能耐久性能:组成结构、构造与材料性质的关系组成结构、构造与材料性质的关系.教学重点、难点教学重点、难点:材料的物理、力学性质材料的物理、力学性质 物理性质：物理性质：密度、表观密度、堆积密度；孔隙率、密度、表观密度、堆积密度；孔隙率、填充率度和空隙率填充率度和空隙率建
2、筑工程系建筑工程系Vm 指的是材料在指的是材料在绝对密实状态绝对密实状态下，单位体积所具有下，单位体积所具有的质量，的质量，计算公式为：计算公式为：上式上式 密度（密度（g/cm3)；m材料在干燥状态下的质量（材料在干燥状态下的质量（g）；）；V材料在绝对密实状态下的体积（材料在绝对密实状态下的体积（cm3)。建筑工程系建筑工程系注意注意:绝对密实状态下的体积绝对密实状态下的体积是指不包含材料内是指不包含材料内部孔隙的真实体积；部孔隙的真实体积；对于对于致密材料致密材料（如钢材、玻璃等）而言，（如钢材、玻璃等）而言，内部是内部是不含孔隙不含孔隙的，故体积很容易测定；的，故体积很容易测定；但是对
3、于但是对于绝大多数材料绝大多数材料而言，在自然状而言，在自然状态下材料是态下材料是含有一些孔隙含有一些孔隙的；的；建筑工程系建筑工程系有有孔隙孔隙材料的体积测定方法：材料的体积测定方法：一般采用一般采用密度瓶法密度瓶法测定有孔材料的实体积测定有孔材料的实体积思考题：思考题：如何测量有孔隙材料的密度？如何测量有孔隙材料的密度？建筑工程系建筑工程系*测量有孔隙材料密度的方法与步骤：测量有孔隙材料密度的方法与步骤：取材料样品取材料样品烘烘 干干冷却到室温冷却到室温称量质量称量质量测定体积测定体积密密 度度烘箱烘箱105-110C干燥器干燥器天天 平平密度瓶密度瓶建筑工程系建筑工程系计算公式为：计算公
4、式为：00Vm上式上式 表观密度表观密度（kg/m3)0m材料在干燥状态下的质量（材料在干燥状态下的质量（kg）;Vo材料在自然状态下的体积（材料在自然状态下的体积（m3);*自然状态下的体积自然状态下的体积Vo=密实状态下的体积密实状态下的体积V+孔隙体积孔隙体积V孔孔建筑工程系建筑工程系思考题：如何测定思考题：如何测定 材料的表观密度？材料的表观密度？取材料样品取材料样品磨磨 细细烘烘 干干 烘箱烘箱1050C1100C冷却到室温冷却到室温 干燥器干燥器称量质量称量质量 m 天平天平一、测定材料的干质量一、测定材料的干质量m:建筑工程系建筑工程系（1）对于形状规则的材料，如砖、石块等：）对
5、于形状规则的材料，如砖、石块等：用用游标卡尺游标卡尺可定材料的自然体积；可定材料的自然体积；对于对于六面体六面体，测定长、宽、高；，测定长、宽、高；对于对于圆柱体圆柱体，测定其直径和高；，测定其直径和高；（2）对于）对于形状不规则的材料形状不规则的材料，如卵石、碎石，如卵石、碎石 等，采用等，采用排液法排液法确定其自然体积；确定其自然体积；建筑工程系建筑工程系*建筑工程系建筑工程系 ：o石石石石mmmmVmvm1200330/1)(cmgcmVgm水的密度为）：体积（：质量单位规定建筑工程系建筑工程系 指的是散粒（粒状、粉状或纤维状）材指的是散粒（粒状、粉状或纤维状）材料在自然料在自然堆积状态
6、堆积状态下，单位体积的质量；下，单位体积的质量；计算公式为：计算公式为：00Vm 堆积密度（堆积密度（kg/m3)m材料在干燥状态下的质量（材料在干燥状态下的质量（kg）；）；材料在堆积状态下的体积（材料在堆积状态下的体积（m3);00V建筑工程系建筑工程系？（1）首先采用前述方法测定其干质量首先采用前述方法测定其干质量m;（2）然后采用然后采用容量升容量升来测定砂子、石子的堆积来测定砂子、石子的堆积体积体积 ，方法如下：，方法如下：a）砂子砂子采用采用1L、5L的容量升的容量升来测堆积体积来测堆积体积；b）石子石子采用采用10L、20L、30L的容量升的容量升来测定来测定其堆积体积；其堆积体
7、积；（3）利用公式计算堆积密度：利用公式计算堆积密度：0V00Vm建筑工程系建筑工程系2.1.2 材料的密实度和孔隙率材料的密实度和孔隙率2.1.2.1密实度密实度：是是指指材料体积内被固体物质充实的程度，材料体积内被固体物质充实的程度，也就是固体物质的体积占总体积的比例，用也就是固体物质的体积占总体积的比例，用D来来表示。表示。%100VVD0%100VVD0 或%100)m()m(0%1000 建筑工程系建筑工程系2.1.2.2 孔隙率：孔隙率：是是指指材料体积内，孔隙体积占总体积的百材料体积内，孔隙体积占总体积的百分率，用分率，用P表示。表示。P=（V0-V）/V0100%=（1-V/V
8、0）100%100)1(0 1 DP建筑工程系建筑工程系v密实度和孔隙率反映了材料的致密程度。密实度和孔隙率反映了材料的致密程度。一般来说，同一种材料，孔隙率越小，连接孔一般来说，同一种材料，孔隙率越小，连接孔隙越少，则：隙越少，则：其强度越高；其强度越高；吸水越少；吸水越少；抗渗性和抗冻性越好；抗渗性和抗冻性越好；但是导热性差；但是导热性差；P7表表2.1 常用材料的密度、表观密度、堆积密度和常用材料的密度、表观密度、堆积密度和 孔隙率孔隙率建筑工程系建筑工程系2.1.3 材料的填充率与空隙率：材料的填充率与空隙率：2.1.3.1填充率填充率 是指散粒材料（如砂子、石子等）在某容是指散粒材料
9、（如砂子、石子等）在某容器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度。器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度。填充率一般用填充率一般用D来表示，按下式计算：来表示，按下式计算：%10000 VVD或%10000 D建筑工程系建筑工程系2.1.3.2空隙率空隙率空隙率是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间空隙率是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间的的空隙体积占堆积体积的百分率空隙体积占堆积体积的百分率，用，用P表示：表示：%100000 vvvp%100100 v空隙率的大小反映了散粒空隙率的大小反映了散粒 材料的颗粒之间材料的颗粒之间相互填充的致密程度；相互填充的致密程度；思考：空隙率与孔隙率有什么区别？思考：空
10、隙率与孔隙率有什么区别？建筑工程系建筑工程系2.1.4 材料与水有关的性质材料与水有关的性质2.1.4.1亲水性和憎水性亲水性和憎水性（1）亲（憎）水性：）亲（憎）水性：材料在空气中与水接触时，能被水湿润的，称材料在空气中与水接触时，能被水湿润的，称为亲水性，否则为憎水性；为亲水性，否则为憎水性；（2）亲（憎）水性材料：）亲（憎）水性材料：具有亲水性的材料称为亲水性材料，如木材、具有亲水性的材料称为亲水性材料，如木材、砖、混凝土、石等；反之为憎水性材料，如沥青，砖、混凝土、石等；反之为憎水性材料，如沥青，石蜡、塑料等；石蜡、塑料等；？思考：？思考：1）材料亲水和憎水的原因是什么？）材料亲水和憎
11、水的原因是什么？2）防水防潮材料应优先选用哪种材料？）防水防潮材料应优先选用哪种材料？建筑工程系建筑工程系是指材料与水接触吸收水分的性质，吸水性的大是指材料与水接触吸收水分的性质，吸水性的大小用吸水率表示，吸水率用两种表示方式。小用吸水率表示，吸水率用两种表示方式。1）质量吸水率：）质量吸水率：%100干干湿质mmmW)%gmgmW量（材料在干燥状态下的质的质量（材料在吸水饱和状态下）材料的质量吸水率（其中干湿质2.1.4.2吸水率吸水率建筑工程系建筑工程系材料在吸水饱和状态下，所吸收水的体积占材料材料在吸水饱和状态下，所吸收水的体积占材料自然体积的百分率。自然体积的百分率。%100)(%10
12、0V00VmmVW水干湿水体330/0.1);%cmgcmVW水的密度，常温下取的体积（干燥材料在自然状态下）材料的体积吸水率（其中，水体思考：材料的亲水性和吸水性有什么区别？思考：材料的亲水性和吸水性有什么区别？2）体积吸水率：）体积吸水率：建筑工程系建筑工程系是指材料在潮湿空气中吸收空气中水分的性质是指材料在潮湿空气中吸收空气中水分的性质；吸湿性的大小用吸湿性的大小用含水率含水率表示。表示。含水率含水率是指材料中所含是指材料中所含水的质量占其干质量的百分水的质量占其干质量的百分率率用用W 含含表示；表示；计算公式如下：计算公式如下：%100干干含含mmmW)%gmgmW量（材料在干燥状态下
13、的质量（材料在含水状态下的质）材料的含水率（其中干含含2.1.4.3 吸湿性吸湿性建筑工程系建筑工程系干干燥燥的的材材料料吸收空气中吸收空气中的水分的水分潮潮湿湿的的材材料料平衡含水率平衡含水率平衡含水率：平衡含水率：当材料中所含水分与空气湿度达到当材料中所含水分与空气湿度达到相对平衡时的含水率。相对平衡时的含水率。释放水分释放水分建筑工程系建筑工程系2.1.4.4耐水性耐水性 耐水性：是指材料长期在饱和水的作用下，耐水性：是指材料长期在饱和水的作用下，其强度也没有显著下降的性质其强度也没有显著下降的性质；一般用一般用软化系数软化系数表示：表示：干饱压极限强度材料在干燥状态下的抗的抗压极限强度
14、材料在吸水饱和状态下ffk 建筑工程系建筑工程系2.1.4.5 抗渗性抗渗性 抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质；抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质；AtHQdK 建筑工程系建筑工程系2.1.5 材料的热性质：材料的热性质：2.1.5.1材料的导热性：材料的导热性：是指材料存在温差时，热量能从材料的一面是指材料存在温差时，热量能从材料的一面通过材料本身传到另一面的性质通过材料本身传到另一面的性质导热性一般用导热性一般用 导热系数导热系数 表示表示At)TT(Qd12 ）；材料的传热面积（）；材料的厚度（）；传导的热量（）；（导热系数（其中2d./mAmJQKmW建筑工程系建筑工程系（1）导热系数越
15、小，材料的隔热保温性能越好；导热系数越小，材料的隔热保温性能越好；（2）金属材料的导热系数大于非金属材料的导金属材料的导热系数大于非金属材料的导 热系数热系数（3）细小而封闭的孔隙，导热系数越小；开口细小而封闭的孔隙，导热系数越小；开口 而粗大、连通的孔隙，导热系数越大；而粗大、连通的孔隙，导热系数越大；注意：注意：建筑工程系建筑工程系2.1.5.2比热容：比热容：是指是指材料受热时吸收热量、冷却时放出热量的性质。材料受热时吸收热量、冷却时放出热量的性质。*什么叫比热：什么叫比热：是指是指单位质量的材料，在温度升高或下降单位质量的材料，在温度升高或下降1K时，吸收或放出的热量。时，吸收或放出的
16、热量。)(12TTmQCP12几种常见材料的导热系数和比热几种常见材料的导热系数和比热隔热材料要注意防潮？并由此说明为什么保温的导热性能哪个最大？问题：空气、水和冰建筑工程系建筑工程系2.1.5.4 热变形性热变形性：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，亦称为温度变形；材料的热变形性，亦称为温度变形；v温度变形一般用热膨胀系数温度变形一般用热膨胀系数 表示表示2.1.5.3 保温隔热性能保温隔热性能：材料导热系数越小，其热阻值越大，则材料的导热性能材料导热系数越小，其热阻值越大，则材料的导热性能越差，其保温隔热性能越好。越
17、差，其保温隔热性能越好。建筑工程系建筑工程系2.2 材料的材料的力学性质力学性质2.2.1 材料的强度、比强度材料的强度、比强度1、材料的强度、材料的强度材料的强度是指材料在外力作用下材料的强度是指材料在外力作用下不破坏时所能承受的最大应力不破坏时所能承受的最大应力；2bh2PL3f 建筑工程系建筑工程系强度等级的定义：强度等级的定义：大多数建筑材料根据其大多数建筑材料根据其极限强度极限强度的大小，把的大小，把材料划分为若干不同的等级，称为材料的强材料划分为若干不同的等级，称为材料的强度等级；度等级；材料强度等级划分的标准：材料强度等级划分的标准：a)脆性材料脆性材料主要根据其主要根据其抗压强
18、度抗压强度来划分强度等级，来划分强度等级，如混凝土、水泥、粘土砖等；如混凝土、水泥、粘土砖等；例：混凝土的强度等级划分为例：混凝土的强度等级划分为16级级C15.C80;b)韧性材料韧性材料主要根据其主要根据其抗拉强度抗拉强度来划分强度等级，来划分强度等级，如钢材等；如钢材等；建筑工程系建筑工程系 比比强度：强度：是指材料的强度与其表观密度的比是指材料的强度与其表观密度的比值；值；比强度的意义：比强度的意义：（1）衡量材料轻质高强性能的一项重要指标；）衡量材料轻质高强性能的一项重要指标；（2）选用比强度高的材料或者提高材料的比强）选用比强度高的材料或者提高材料的比强 度，对大跨度、高高度建筑十
19、分有利；度，对大跨度、高高度建筑十分有利；普通混凝土、低碳钢、松木的比强度分别为普通混凝土、低碳钢、松木的比强度分别为0.012，0.053，0.069；建筑工程系建筑工程系2.2.2 材料的弹性和塑性材料的弹性和塑性1、弹性：、弹性：是指材料在外力作用下产生变形，当取消外力是指材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，后，能完全恢复原形状的性质能完全恢复原形状的性质，称为弹性；，称为弹性；2、塑性：、塑性：是指材料在外力作用下产生变形，当取消外力是指材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，后，仍保持变形后的形状和尺寸的性质仍保持变形后的形状和尺寸的性质，称为塑性；，称为塑性；例如：低碳钢为弹塑
20、性材料；例如：低碳钢为弹塑性材料；建筑工程系建筑工程系建筑工程系建筑工程系低碳钢的低碳钢的曲线曲线=P/A L/L=b p s A B C D 低碳钢受拉时应力-应变曲线 0 分段的弹性变形和塑性变形建筑工程系建筑工程系2.2.3 材料的脆性和韧性材料的脆性和韧性1、脆性：、脆性：是指材料在外力作用下，直到是指材料在外力作用下，直到破坏前无明显的塑破坏前无明显的塑性变形而发生突然破坏的性质性变形而发生突然破坏的性质，称为脆性，如玻璃、混，称为脆性，如玻璃、混凝土、水泥等；凝土、水泥等；2、韧性：、韧性：是指材料在冲击或震动荷载的作用下，能吸收较是指材料在冲击或震动荷载的作用下，能吸收较大能量，
21、并产生较大变形而不发生大能量，并产生较大变形而不发生破坏的性质破坏的性质，称为韧，称为韧性，如钢材、木材、橡胶等；性，如钢材、木材、橡胶等；问题：脆性材料和塑性材料的主要区别是什么？问题：脆性材料和塑性材料的主要区别是什么？建筑工程系建筑工程系2.2.4 材料的硬度、耐磨性材料的硬度、耐磨性n1.硬度：硬度：是指材料表面抵抗较硬物体压入或刻划的能力；是指材料表面抵抗较硬物体压入或刻划的能力；n2.耐磨性耐磨性:是指材料抵抗磨损的能力；是指材料抵抗磨损的能力；*一般用磨损率来表示，计算公式如下：一般用磨损率来表示，计算公式如下：AmmN21 ）；试件受磨面积（）；材料磨损后的质量（）；材料磨损前
22、的质量（）；材料的磨损率（其中2212cmAgmgmcm/gN建筑工程系建筑工程系2.3 材料的耐久性材料的耐久性 耐久性：材料在使用过程中，能抵耐久性：材料在使用过程中，能抵抗周围各种介质的侵蚀而不破坏，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，称为也不失去其原有性能的性质，称为耐久性；耐久性；温度变化和冻融变化；物理作用：干湿变化、)1虫等的侵害；）生物作用：菌类、昆3类的腐蚀化学作用：酸、碱、盐)2建筑工程系建筑工程系建筑工程系建筑工程系1，新建的房屋保暖性差，到了冬季更甚，新建的房屋保暖性差，到了冬季更甚，这是为什么？这是为什么？（提示：从导热系数的影响因素考虑）（提示：
23、从导热系数的影响因素考虑）2，同种材料，如孔隙率越大，则材料的强度，同种材料，如孔隙率越大，则材料的强度 ，保温性越，保温性越 ，吸水率，吸水率 。3，软化系数表示材料的软化系数表示材料的 A,抗渗性；抗渗性；B,抗冻性；抗冻性；C，耐水性；耐水性；D，吸湿性吸湿性4，在在100g含水率为含水率为3的湿砂中，其中水的的湿砂中，其中水的质量为质量为 A，3.0g;B，2.5g;C，3.3g;D，2.9g;建筑工程系建筑工程系小结：小结：1、材料的密度、表现密度与堆积密度、材料的密度、表现密度与堆积密度.2、材料的密实度与孔隙率、材料的密实度与孔隙率3、材料的填充率与空隙率、材料的填充率与空隙率4
24、、材料与水有关的性质、材料与水有关的性质 建筑工程系建筑工程系思考题：思考题：单项选择题1孔隙率增大，材料的孔隙率增大，材料的_降低。降低。A、密度、密度 B、表观密度、表观密度 C、憎水性、憎水性 D、抗冻性、抗冻性 2材料在水中吸收水分的性质称为材料在水中吸收水分的性质称为_。A、吸水性、吸水性 B、吸湿性、吸湿性 C、耐水性、耐水性 D、渗透性、渗透性3含水率为含水率为10%的湿砂的湿砂220g，其中水的质量为，其中水的质量为_。A、19.8g B、22g C、20g D、20.2g4材料的孔隙率增大时，其性质保持不变的是材料的孔隙率增大时，其性质保持不变的是_。A、表观密度、表观密度 B、堆积密度、堆积密度 C、密度、密度 D、强度、强度 建筑工程系建筑工程系作业：作业：P16,1建筑工程系建筑工程系本章结束谢谢！
