2-3 建筑材料的力学性质
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建筑结构材料的物理力学性能
将特定强度热轧钢筋通过加热、淬火和回火等调质工艺处理， 使强度得到较大幅度的提高，而延伸率降低不多。用于预应力 混凝土结构。
6
中高强钢丝和钢绞线
中强钢丝的强度为800~1200MPa，高强钢丝、钢绞线的为 1470 ~1860MPa；钢丝的直径3~9mm，外形有光面、刻痕和螺旋肋三 种。另有二股、三股和七股钢绞线，外接圆直径9.5~15.2 mm。 中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。
多功能性 可以制得不同物理力学性质的混凝土，基本上能满足所有不同工
程的要求。
可加工性 可以按照工程结构的要求，浇筑成不同形状和尺寸的整体结构或
预制构件。
和钢筋的兼容性 钢筋等有牢固的粘结力，与钢材有基本相同的线膨胀系数，能制
作钢筋混凝土结构和构件。
低能耗性 能源消耗较烧结砖及金属材料低，能耗大约是钢材的1/90。
有在春秋战国时期就已兴修水利如今仍然起灌溉作用的秦代李冰父子修建的都江堰水利工程所55在1400年前由料石修建的现存河北赵县的安济桥这是世界上最早的单孔敞肩式石拱桥桥长5082m宽约9m为拱上开洞既可节约石材且可减轻洪水期的水压力它无论在材料使用结构受力艺术造型和经济上都达到了相当高的成就该桥已被美国土木工程学会选入世界第12个土木工程里程碑
3.1 建筑钢材
钢材在建筑工程中与其它结构材料相比所具有的特性： 1．轻质高强 2．韧性好、抗冲击能力强、抗拉强度高 3．可焊接、铆接、易于装配 4．外表轻巧、华美、具有光泽 5．易腐 6．耐火性差
1
1、建筑结构常用的钢材类别
（1）结构钢材种类：
碳素钢
按含碳量不同可分为：
低碳钢（含碳量少于0.25%） 中碳钢（含碳量在0.25%～0.6%） 高碳钢（含碳量在0.6%～1.4%）
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中高强钢丝和钢绞线
中强钢丝的强度为800~1200MPa，高强钢丝、钢绞线的为 1470 ~1860MPa；钢丝的直径3~9mm，外形有光面、刻痕和螺旋肋三 种。另有二股、三股和七股钢绞线，外接圆直径9.5~15.2 mm。 中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。
多功能性 可以制得不同物理力学性质的混凝土，基本上能满足所有不同工
程的要求。
可加工性 可以按照工程结构的要求，浇筑成不同形状和尺寸的整体结构或
预制构件。
和钢筋的兼容性 钢筋等有牢固的粘结力，与钢材有基本相同的线膨胀系数，能制
作钢筋混凝土结构和构件。
低能耗性 能源消耗较烧结砖及金属材料低，能耗大约是钢材的1/90。
有在春秋战国时期就已兴修水利如今仍然起灌溉作用的秦代李冰父子修建的都江堰水利工程所55在1400年前由料石修建的现存河北赵县的安济桥这是世界上最早的单孔敞肩式石拱桥桥长5082m宽约9m为拱上开洞既可节约石材且可减轻洪水期的水压力它无论在材料使用结构受力艺术造型和经济上都达到了相当高的成就该桥已被美国土木工程学会选入世界第12个土木工程里程碑
3.1 建筑钢材
钢材在建筑工程中与其它结构材料相比所具有的特性： 1．轻质高强 2．韧性好、抗冲击能力强、抗拉强度高 3．可焊接、铆接、易于装配 4．外表轻巧、华美、具有光泽 5．易腐 6．耐火性差
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1、建筑结构常用的钢材类别
（1）结构钢材种类：
碳素钢
按含碳量不同可分为：
低碳钢（含碳量少于0.25%） 中碳钢（含碳量在0.25%～0.6%） 高碳钢（含碳量在0.6%～1.4%）
二建建筑的建筑材料性能
二建建筑的建筑材料性能建筑材料是指用于建造和修复各类建筑物的材料。
在二级建造师考试中，建筑材料的性能是一个重要的考点。
本文将从物理性能、力学性能和耐久性能三个方面介绍二建建筑常用材料的性能特点，帮助考生更好地理解和记忆相关知识。
一、物理性能物理性能是指建筑材料在外界环境下的各种物理特性。
常见的物理性能有密度、热传导性、声传导性、吸水性等。
1. 密度：密度是指单位体积内的质量，通常用千克/立方米表示。
在建筑中，不同材料的密度会对结构和施工产生影响。
例如，密度大的材料可以提供更好的隔音效果，而密度小的材料则更轻便。
2. 热传导性：热传导性是指材料传导热量的能力。
建筑材料的热传导性能对于保温和隔热非常关键。
一般而言，导热系数越小的材料，保温性能越好。
3. 声传导性：声传导性是指材料对声波的传导能力。
在建筑领域，隔音是一个重要的考虑因素。
各种建筑材料的声传导性能各异，如隔音板、隔音玻璃等可以有效隔离噪音。
4. 吸水性：受潮、吸湿是一些建筑材料的固有特性。
吸水性能对建筑物的耐久性和变形非常重要。
合理使用吸水性能较弱的建筑材料，可以减少由于湿度变化引起的开裂、变形等问题。
二、力学性能力学性能是指建筑材料在受力状态下的各种性质。
主要包括强度、刚度、韧性、抗压强度、抗拉强度等。
1. 强度：强度是指材料抵抗破坏的能力。
对于建筑材料来说，强度是一个至关重要的指标。
在结构设计中，需要根据不同材料的强度来合理选择建筑材料，以确保结构的稳定可靠。
2. 刚度：刚度是指材料对应力的反应能力。
刚度越大，表示材料越难变形。
刚度较大的材料适合用于承重结构，如钢材和混凝土。
3. 韧性：韧性是指材料在受力过程中能够吸收和耗散大量的能量而不发生断裂。
在建筑中，一些受冲击力作用较大的部位需要具备韧性较好的材料，以增加结构的抗震性能。
4. 抗压强度和抗拉强度：抗压和抗拉强度是材料承受压力和拉力的能力。
在构建承重结构时，需要考虑材料的抗压和抗拉强度，以保证结构的稳定性。
建筑材料的力学性质
•
小田 @
材料的脆性与韧性
• 材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，材料发生突 然破坏，且破坏时无明显的塑性变形，这种性质称为脆性。 具有这种性质的材料称脆性材料。 • 脆性材料抵抗冲击荷载或振动荷载作用的能力很差。 其抗压强度远大于抗拉强度，可高达数倍甚至数十倍。所 以脆性材料不能承受振动和冲击荷载，也不宜用作受拉构 件，只适于用作承压构件。建筑材料中大部分无机非金属 材料均为脆性材料，如天然岩石、陶瓷、玻璃、普通混凝 土等。
小田 @
耐磨性
耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐磨性用磨损率 （B）表示，其计算公式为
B=（m1-m2）/A
式中: B——材料的磨损率（g／cm2）； m1、m2一分别为材料磨损前、后的质量（g）； A—试件受磨损的面积（cm2）。
材料的耐磨性与材料的组成成分、结构、强度、硬度等有 关。在建筑工程中，对于用作踏步、台阶、地面、路面等 的材料，应具有较高的耐磨性。一般来说，强度较高且密 实的材料，其硬度较大，耐磨性较好。
测试题
• 直径为20mm钢筋作拉伸试验， 测得能承受的最大拉力为145KN， 计算钢筋的抗拉强度（精确到 1MPa）
小田 @
比强度
为了对不同材料的强度进行比较，可采用比强度这一指标。 比强度反映材料单位体积质量的强度，其值等于材料强度与 体积密度之比。
比强度是衡量材料轻质高强的重要指标，优质的结构材料， 必须具有较高的比强度。
•
• 钢材易受氧化而锈蚀 • 无机金属材料常因氧化、风化、碳化、溶蚀、冻融、热应 力、干湿交替作用而破坏 • 有机材料因腐烂、虫蛀、老化而变质
小田 @
材料的等级
• 大部分建筑材料根据其极限强度的大小，可划分为若干 不同的强度等级。如：
建筑材料的基本性质
1）一般材料的孔隙率越大，吸水性越强。开口而连通的细 小的孔隙越多，吸水性越强；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， 故材料的体积吸水率常小于孔隙率，这类材料常用质量吸水 率表示它的吸水性。如木材 2）一般情况下都有质量吸水率来表示材料的吸水性，但是 轻质、吸水率强的材料其质量吸水率常大于100%,而采用 体积吸水率表示。如软木、海棉等
3）影响材料吸湿性的因素： (1)与吸水性相同。 材料的亲、憎水性 材料的孔隙率
材料的孔隙特征
(2)周围环境条件的影响，空气的湿度大、温度低时，材 料的吸湿性大，反之则小。
4)材料吸水与吸湿后对其性质的影响：会产生不利的影响， 如材料吸水或吸湿后，使其质量增加，体积膨胀，导热性增 大，强度和耐久性下降。
有一块砖重2625g，其含水率为5% ，该湿砖所含水
量为多少？ 解：
（二）材料的吸水性与吸湿性 1、 吸水性：
1）概念：材料在水中能吸收水的性质。 2）指标：吸水率为材料浸水后在规定时间内吸入水的 质量（或体积）占材料干燥质量（或干燥时体积）的百分比。
质量吸水率：材料吸水饱和状态,所吸水分质量占干质量的百分率 体积吸水率：材料吸水饱和状态,所吸收水分体积占干体积百分率 材料吸水饱和
开口细微连通且孔隙率大，吸水性强。
·
2.吸湿性：
1)概念:材料在潮湿空气中吸收水分的性质
2)指标
含水率：自然状态， 材料所含水的质量占材料干
燥质量的百分比。
m含 m干 mw W含 100 % 100 % m干 m干
材料的含水率随温度和空气湿度的变化而变 化。当材料中的湿度与空气湿度达到平衡时的 含水率称为平衡含水率。
与质量有关的性质
3）影响材料吸湿性的因素： (1)与吸水性相同。 材料的亲、憎水性 材料的孔隙率
材料的孔隙特征
(2)周围环境条件的影响，空气的湿度大、温度低时，材 料的吸湿性大，反之则小。
4)材料吸水与吸湿后对其性质的影响：会产生不利的影响， 如材料吸水或吸湿后，使其质量增加，体积膨胀，导热性增 大，强度和耐久性下降。
有一块砖重2625g，其含水率为5% ，该湿砖所含水
量为多少？ 解：
（二）材料的吸水性与吸湿性 1、 吸水性：
1）概念：材料在水中能吸收水的性质。 2）指标：吸水率为材料浸水后在规定时间内吸入水的 质量（或体积）占材料干燥质量（或干燥时体积）的百分比。
质量吸水率：材料吸水饱和状态,所吸水分质量占干质量的百分率 体积吸水率：材料吸水饱和状态,所吸收水分体积占干体积百分率 材料吸水饱和
开口细微连通且孔隙率大，吸水性强。
·
2.吸湿性：
1)概念:材料在潮湿空气中吸收水分的性质
2)指标
含水率：自然状态， 材料所含水的质量占材料干
燥质量的百分比。
m含 m干 mw W含 100 % 100 % m干 m干
材料的含水率随温度和空气湿度的变化而变 化。当材料中的湿度与空气湿度达到平衡时的 含水率称为平衡含水率。
与质量有关的性质
建筑材料 基本性质
玻璃体微观结构的特点是组成物质的微观粒子在空间的排列呈无序浑沌状态。玻 璃体结构的材料具有化学活性高、无确定的熔点、力学性质各向同性的特点。粉煤灰、 建筑用普通玻璃都是典型的玻璃体结构。
胶体是建筑材料中常见的一种微观结构形式，通常是由极细微的固体颗粒均匀分 布在液体中所形成。胶体与晶体和玻璃体最大的不同是可呈分散相和网状结构两种结 构形式，分别祢为溶胶和凝胶。溶胶失水后成为具有一定强度的凝胶结构，可以把材 料中的晶体或其他固体颗粒粘结为整体，如气硬性胶凝材料水玻璃和硅酸盐水泥石中 的水化硅酸钙和水化铁酸钙都呈胶体结构。
(2)体积密度 也称容重，是指材料在自然状态下，单位体积所具有的质量，按下式计算
材料在自然状态下的体积是指包含材料内部孔隙在内的体积。 当材料含有水分时，其质量和体积就均有所变化。故测定体积密度时，须注明 含水情况。 在烘干状态下的体积密度，称为干体积密度。
(3)堆积密度 堆积密度是指粉状、颗粒或纤维材料在自然堆积状态下，单位体积（包含颗粒
材料的含水率大小，除与材料本身的特性有关外，还与周围环境的温度、湿度 有关。气温越低、相对湿度越大，材料的含水率也就越大。材料堆放在工地现场， 不断向空气中挥发水分，又同时从空气中吸收水分，其稳定的含水率是达到挥发与 吸收动态平衡时的一种状态。在混凝土施工配合比设计中要考虑砂、石料含水率的 影响。
材料含水或吸水对材料的影响：会使材料的表观胀，木材腐朽等结果。
5．层状构造 该种构造形式最适合于制造复合材料，可以综合各层材料的性能优势， 其性能往往呈各向异性。胶合板、复合木地板、纸面石膏板、夹层玻璃都 是层状构造。
2.1.4 建筑材料的孔隙
材料实体内部和实体间常常部分被空气所占据，一般称材料实体内部 被空气所占据的空间为孔隙，而材料实体之间被空气所占据的空间称为空 隙。孔隙状况对建筑各种基本性质具有重要的影响。
胶体是建筑材料中常见的一种微观结构形式，通常是由极细微的固体颗粒均匀分 布在液体中所形成。胶体与晶体和玻璃体最大的不同是可呈分散相和网状结构两种结 构形式，分别祢为溶胶和凝胶。溶胶失水后成为具有一定强度的凝胶结构，可以把材 料中的晶体或其他固体颗粒粘结为整体，如气硬性胶凝材料水玻璃和硅酸盐水泥石中 的水化硅酸钙和水化铁酸钙都呈胶体结构。
(2)体积密度 也称容重，是指材料在自然状态下，单位体积所具有的质量，按下式计算
材料在自然状态下的体积是指包含材料内部孔隙在内的体积。 当材料含有水分时，其质量和体积就均有所变化。故测定体积密度时，须注明 含水情况。 在烘干状态下的体积密度，称为干体积密度。
(3)堆积密度 堆积密度是指粉状、颗粒或纤维材料在自然堆积状态下，单位体积（包含颗粒
材料的含水率大小，除与材料本身的特性有关外，还与周围环境的温度、湿度 有关。气温越低、相对湿度越大，材料的含水率也就越大。材料堆放在工地现场， 不断向空气中挥发水分，又同时从空气中吸收水分，其稳定的含水率是达到挥发与 吸收动态平衡时的一种状态。在混凝土施工配合比设计中要考虑砂、石料含水率的 影响。
材料含水或吸水对材料的影响：会使材料的表观胀，木材腐朽等结果。
5．层状构造 该种构造形式最适合于制造复合材料，可以综合各层材料的性能优势， 其性能往往呈各向异性。胶合板、复合木地板、纸面石膏板、夹层玻璃都 是层状构造。
2.1.4 建筑材料的孔隙
材料实体内部和实体间常常部分被空气所占据，一般称材料实体内部 被空气所占据的空间为孔隙，而材料实体之间被空气所占据的空间称为空 隙。孔隙状况对建筑各种基本性质具有重要的影响。
材料的力学性质和应力分析
材料的力学性质和应力分析材料的力学性质是指材料在受到外力作用下的表现和特性。
了解材料的力学性质对于工程设计和制造具有重要意义，可以帮助我们优化结构和提高材料的使用效能。
本文将从基本概念入手，介绍材料的力学性质以及应力分析的相关内容。
一、弹性模量弹性模量（Young's modulus）是一个衡量材料刚度或者变形能力的物理量。
它定义为单位应力下材料所产生的应变。
一般表示为E，单位是帕斯卡（Pa）。
弹性模量越大，材料的刚性越高，变形能力越小。
常见的材料如钢材、铝合金等具有较高的弹性模量，而橡胶等弹性材料则具有较低的弹性模量。
二、屈服强度屈服强度是指材料在受到外力作用时开始产生塑性变形的应力值。
一般表示为σy，单位仍为帕斯卡。
屈服强度是材料抗应力能力的重要指标之一，反映了材料的强度和韧性。
一般来说，屈服强度越高，材料的抗应力能力越强。
三、断裂韧性断裂韧性是材料在受到外力作用时破坏前所能吸收的能量。
它是一个衡量材料抗断裂性能的指标，常用单位是焦耳/平方米。
高断裂韧性的材料能够在承受冲击或挤压等外力时具有较强的韧性和延展性，不容易发生断裂。
如钢材、陶瓷等材料具有较高的断裂韧性。
四、材料的应力分析应力是材料单位面积上的力，通常表示为σ，单位为帕斯卡。
应力分析是研究材料在受到外力作用时，应力如何分布和变化的过程。
常见的应力分析方法有静力学和动力学两种。
静力学应力分析是指在力平衡的条件下，通过解析或者数值方法计算材料的应力分布。
动力学应力分析则考虑了外界作用下材料的惯性效应和动态变化，对于研究材料在高速运动或者冲击载荷下的应力响应非常重要。
结论材料的力学性质和应力分析对于工程设计和制造过程具有重要的指导意义。
通过了解材料的弹性模量、屈服强度和断裂韧性等性质，可以选择合适的材料类型，提高工程结构的可靠性和安全性。
同时，对于材料在受到外力作用时的应力分布和变化进行分析，可以帮助我们预测材料的受力情况，设计合理结构以及降低材料失效的风险。
建筑材料-第一章 建筑材料的基本性质
第一章建筑材料的基本性质内容提要了解和掌握材料的基本性质，对于合理选用材料至关重要。
本章主要介绍材料的基本物理、力学、化学性质和有关参数及计算公式。
在建筑物中，建筑材料要承受各种不同的作用，因而要求建筑材料具有相应的不同性质。
如用于建筑结构的材料要受到各种外力的作用，因此，选用的材料应具有所需要的力学性能。
又如，根据建筑物各种不同部位的使用要求，有些材料应具有防水、绝热、吸声等性能；对于某些工业建筑，要求材料具有耐热、耐腐蚀等性能。
此外，对于长期暴露在大气中的材料，要求能经受风吹、日晒、雨淋、冰冻而引起的温度变化、湿度变化及反复冻融等的破坏作用。
为了保证建筑物的耐久性，要求在工程设计与施工中正确的选择和合理的使用材料，因此，必须熟悉和掌握各种材料的基本性质。
1.1 建筑材料的基本物理性质建筑材料在建筑物的各个部位的功能不同，均要承受各种不同的作用，因而要求建筑材料必须具有相应的基本性质。
物理性质包括密度、密实性、空隙率、孔隙率（计算材料用量、构件自重、配料计算、确定堆放空间）一、材料的密度、表观密度与堆积密度密度是指物质单位体积的质量。
单位为g/cm3或kg/m3。
由于材料所处的体积状况不同，故有实际密度（密度）、表观密度和堆积密度之分。
（1）实际密度 (True Density）以前称比重、真实密度)，简称密度(Density)。
实际密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量，按下式计算：式中: ρ－实际密度（g/cm3）；m－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（cm3）。
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、玻璃等少数接近于绝对密实的材料外，绝大多数材料都有一些孔隙，如砖、石材等块状材料。
在测定有孔隙的材料密度时，应把材料磨成细粉以排除其内部孔隙，经干燥至恒重后，用密度瓶（李氏瓶）测定其实际体积，该体积即可视为材料绝对密实状态下的体积。
材料磨得愈细，测定的密度值愈精确。
建筑材料基本性质介绍
陶瓷：用于墙面、 地面等建筑材料， 具有强度高、耐 久性好等特点
玻璃：用于门窗、 幕墙等建筑材料， 具有透光性好、 耐久性好等特点
石材：用于墙面、 地面等建筑材料， 具有强度高、耐 久性好等特点
有机材料
01
04
沥青：天然有机材料， 具有良好的防水、防潮 性能
03
橡胶：合成有机材料， 具有优良的弹性、耐磨 性和耐腐蚀性
景观装饰：使用各种建筑材料，如雕塑、喷泉、 绿化等，提升建筑物周边的景观效果
建筑构件装饰：使用各种建筑材料，如门窗、栏 杆、屋顶等，增强建筑物的艺术感和功能性
建筑功能
结构功能：支撑建筑物， 承受荷载
围护功能：保护建筑物内部 空间，抵御外界环境影响
装饰功能：美化建筑物外观， 节能功能：降低建筑物能耗，
提高建筑物的艺术价值
提高能源利用效率
环保功能：减少环境污染， 提高建筑物的环保性能
智能功能：实现建筑物的智 能化控制和管理，提高建筑 物的使用效率和舒适性。
02
塑料：合成有机材料， 具有轻质、耐腐蚀、易 成型等特点
木材：天然有机材料， 具有优良的保温、隔音 性能
复合材料
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
复合材料是由两种 或两种以上的材料 通过物理或化学方 法结合而成的材料。
复合材料的优点包 括：强度高、重量 轻、耐腐蚀、耐高 温、耐磨损等。
常见的复合材料包括： 玻璃纤维增强塑料 （FRP）、碳纤维增 强塑料（CFRP）、 金属基复合材料 （MMC）等。
10
耐老化性：抵 抗老化的能力
力学性质
● 强度：材料抵抗外力破坏的能力 ● 弹性：材料在外力作用下产生变形，外力消失后恢复原状的能力 ● 塑性：材料在外力作用下产生永久变形的能力 ● 硬度：材料抵抗外力压入的能力 ● 韧性：材料抵抗冲击破坏的能力 ● 耐磨性：材料抵抗磨损的能力 ● 耐腐蚀性：材料抵抗化学物质侵蚀的能力 ● 导热性：材料传递热量的能力 ● 导电性：材料传递电流的能力 ● 磁性：材料在磁场中表现出的性质
建筑材料有哪些性质-建筑材料的性质
建筑材料有哪些性质-建筑材料的性质
建筑材料质量的好坏是影响建筑行业可持续发展和相关工程项目建设质量的关键因素。
下面，为大家分享建筑材料的性质，希望对大家有所帮助!
材料力学性质
材料的力学性质就是指材料在外力作用下产生变形和抵抗破坏的性质
强度
①材料的强度
②强度等级
③比强度
材料的变形性质
①弹性和塑性
弹性：材料在外力作用下产生变形，当去掉外力后，变形能完全恢复的性质称为材料的弹性。
塑性：材料在外力作用下产生的变形，去掉外力后，材料仍保持变形后形状和尺寸的性质，称为材料的塑性。
②脆性和韧性
脆性：材料在外力作用下，未发生显著变形而突然破坏的性质，具有这种性质的材料称为脆性材料。
韧性：材料在冲击、振动荷载作用下，能承受较大的变形而不发生突发性破坏的性质，具有这种性质的材料称为韧性材料。
材料的耐久性
材料的物理性质
材料与质量有关的性质
①不同构造状态下的密度(密度、表观密度、体积密度、堆积密度)
②密实度和孔隙率(密实度、空隙率)
③填充率与孔隙率(填充率、孔隙率)
材料与水有关的性质
①亲水性与憎水性
②吸水性与吸湿性
③耐水性
④抗渗性
⑤抗冻性
材料与热有关的性质
①导热性
②热容量。
建筑材料与检测绪论模块1建筑材料的基本性质
0.4.1 本课程的性质
对高职高专院校建筑工程技术专业的学生而言，本 课程是一门非常重要的专业基础课。与其他课程相比， 建筑材料课程存在下述特点:范围广，品类繁；综合性强 ，逻辑性差；实践性强，系统性差；入门易，学好难。
0.4.2 本课程的内容要求
根据建筑材料教学的总体要求及课程的特点，对学习 本课程提出以下要求：
1.3.3 材料的脆性和韧性
材料在冲击、振动荷载作用下抵抗破坏的性能，称为冲 击韧性。根据荷载作用的方式不同，分冲击抗压、冲击抗拉、 冲击抗弯等。冲击韧性以材料冲击破坏时消耗的能量表示。 有些材料在破坏前有显著的塑性变形，如低碳钢、有色金属、 木材等。这类材料在冲击、振动荷载作用下，能吸收较大的 能量，有较高的韧性。
0.4.3 本课程的学习方法
本课程在学习过程中要注意以下几点： (1)点线面结合，突出重点 (2)对比法 (3)理论联系实际 (4)建筑材料试验是本课程的重要教学环节
Байду номын сангаас
1.什么是建筑材料？建筑材料需要满足什么要求？ 2.简述建筑材料的发展方向。 3.试举出五种以上住宅中用到的建筑材料及其使用部位。 4.结合个人情况谈谈怎么学好这门课程。
(1)了解材料的组成，掌握材料的性质及技术要求。 (2)了解材料的组成及结构对材料性质的影响。 (3)了解外界因素对材料性质和应用的影响。 (4)理解材料各主要性质间的相互关系。
0.4.2 本课程的内容要求
(5)掌握常用建筑材料的试验方法，理解材料试验结 果的影响因素。
(6)掌握常用建筑材料的选用要点和检验标准。 (7)理解混凝土的配合比设计的基本理论，掌握普通 混凝土的配合比设计。 (8)掌握常用建筑材料的国家标准或行业标准。
环境影响因素
建筑材料基本性能
材料的抗拉、抗压和抗剪强度的计算式为：
fF A
材料的抗弯强度与试件受力情况、截面形状 以及支承条件有关。通常是将矩形截面的条形试 件放在两个支点上，中间作用一集中荷载。
材料的抗弯强度的计算式为：
f
3FL 2bh2
材料的强度主要取决于它的组成和结构。一
般说材料孔隙率越大，强度越低，另外不同的受
力形式或不同的受力方向，强度也不相同。
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1.1.1.3 堆积密度
堆积密度是指粉状、颗粒状或纤维状材料在 堆积状态下单位体积的质量。计算式为：
' m
V 0
'
0
砂子、石子等散粒材料的堆积体积，是在特
定条件下所填充的容量筒的容积。材料的堆积体
积包含了颗粒之间或纤维之间的孔隙。
常用建筑材料的有关数据见表1.1。
表1.1 常用建筑材料的密度、表观密度、堆积 密度和孔隙率
PD1
1.1.2 材料与水有关的性质
1.1.1.1 亲水性与憎水性 材料在空气中与水接触时，根据材料表面被
水润湿的情况，分亲水性材料和憎水性材料两类 当材料分子与水分子间的相互作用力大于水
分子间的作用力时，材料表面就会被水所润湿。 此时在材料、水和空气的三相交点处，沿水滴表 面所引切线与材料表面所成的夹角θ≤90°［图 1.1(a)］，这种材料属于亲水性材料。
fF A
材料的抗弯强度与试件受力情况、截面形状 以及支承条件有关。通常是将矩形截面的条形试 件放在两个支点上，中间作用一集中荷载。
材料的抗弯强度的计算式为：
f
3FL 2bh2
材料的强度主要取决于它的组成和结构。一
般说材料孔隙率越大，强度越低，另外不同的受
力形式或不同的受力方向，强度也不相同。
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1.1.1.3 堆积密度
堆积密度是指粉状、颗粒状或纤维状材料在 堆积状态下单位体积的质量。计算式为：
' m
V 0
'
0
砂子、石子等散粒材料的堆积体积，是在特
定条件下所填充的容量筒的容积。材料的堆积体
积包含了颗粒之间或纤维之间的孔隙。
常用建筑材料的有关数据见表1.1。
表1.1 常用建筑材料的密度、表观密度、堆积 密度和孔隙率
PD1
1.1.2 材料与水有关的性质
1.1.1.1 亲水性与憎水性 材料在空气中与水接触时，根据材料表面被
水润湿的情况，分亲水性材料和憎水性材料两类 当材料分子与水分子间的相互作用力大于水
分子间的作用力时，材料表面就会被水所润湿。 此时在材料、水和空气的三相交点处，沿水滴表 面所引切线与材料表面所成的夹角θ≤90°［图 1.1(a)］，这种材料属于亲水性材料。
建筑材料的基本性质
混凝土强度等级：C30、C35等 硅酸盐水泥强度等级：42.5级、52.5级等
强度值与强度等级不能混淆，强度 值是表示材料力学性质的指标，强度等 级是根据强度值划分的级别。
(3)比强度
思考：不同的材料如何比较强度？
比强度是衡量材料轻质高强的一个 指标，材料的强度与其表观密度之比，即：
比强度 f
0
几种主要材料的比强度值
材料
低碳钢 烧结普通砖
松木 普通混凝土
表观密度
' 0
(kg/m3)
7850
1700
500
2400
强度f (MPa)
420 10 100 40
比强度（f/ρo）
0.054 0.006 0.200 0.017
1.2.2 弹性和塑性
材料在外力作用下产生变形，外力撤 掉后变形能完全恢复的性质，称为弹性。 相应的变形称为弹性变形。
V0
0
2）空隙率
指散粒材料在其堆积体积中，颗粒之 间空隙体积占材料堆积体积的百分率 。
P ' V0 V0 100% (1 0 ) 100% 1 D
V0
0
P’+D’=1
1.1.2 材料与水有关的性质
思考：水滴在粘土砖表面和塑料表面有什 么不同？
材料在与水接触时，不同材料遇水后 和水的互相作用情况是不一样的，根据材 料表面被水润湿的情况，分为亲水性材料 和憎水性材料。
W含
m含 - m干 m干
100%
影响吸湿性的因素：
材料本身的性质，如亲水性或憎水性； 孔隙大小及孔隙特征等； 周围空气的温度和湿度 。 平衡含水率：与空气湿度相平衡时的含水率。
例：有100g湿砂，含水率为10%， 请问干砂有多少？
建筑材料的基本性质(7)
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7
堆积密度的测量
堆积体积－是指包含颗粒内部孔隙和颗粒 之间的空隙在内的体积。
堆积密度的测量：
1）容器法： 散粒材料装入容器－量测体积－称净重－
代入公式
2）自然堆积法： 堆积成一定形状－量测几何体积－称重－
代入公式
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8
常用材料的状态参数
见教材P5－表1－1
可整理ppt
9
二、材料的状态参数
第二章 建筑材料的基本性质
内容：
2.1材料的基本物理性质
2.2材料的基本力学性质
2.3材料的耐久性
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1
2.1 材料的基本物理性质
内容： 材料的状态参数 材料的结构参数 材料与水有关的性质 材料的热工性质
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2
一、材料的状态参数
1、实际密度（密度）－材料在绝对密实状态 下单位体积的质量。单位g/cm3或kg/m3。
1、密实度－指材料体积内被固体物质所充实的 程度。反映材料的致密程度。
公式
DV o 10% 0
Vo
影响材料的： 强度 吸水性 耐久性 导热性
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10
状态参数
2、孔隙率－指材料体积内，孔隙体积与总体积 之比。直接反映材料的致密程度。
公式
PV oV oV1V V o(1o)10 % 0
孔隙率与密实度的关系 P+D=1
依达西定律
K ＝ Wd AtH
式中 K－材料的渗透系数（ml/cm2.s） W－透过材料试件的水量（ml） t－透水时间（s） A－透水面积（ cm2 ） H－静水压力水头（cm） d－试件的厚度（cm）
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22
建筑材料的基本物理性质
建筑材料的基本物理性质建筑材料的基本物理性质二、建筑材料的基本物理性质(一)材料的密度、表观密度和堆积密度1.密度(ρ)密度是材料在绝对密实状态下,单位体积的重量。
按下式计算:ρ＝m/V式中ρ一一密度, g/cm3;m一一材料的重量, g;V一一材料在绝对密实状态下的体积, cm3。
这里指的"重量"与物理学中的"质量"是同一含义,在建筑材料学中,习惯上称之为“重量”。
对于固体材料而言, rn是指干燥至恒重状态下的重量。
所谓绝对密实状态下的体积是指不含有任何孔隙的体积。
建筑材料中除了钢材、玻璃等少数材料外,绝大多数材料都含有一定的孔隙、如砖、石材等块状材料。
对于这些有孔隙的材料,测定其密度时，应先把材料磨成细粉,经干燥至恒重后,用比重瓶(李氏瓶)测定其体积,然后按上式计算得到密度值。
材料磨得越细,测得的数值就越准确。
2.表观密度(ρo)表现密度是指材料在自然状态下,单位体积的重量。
按下式计算:Ρo＝m/V0ρo一一表观密度, g/cm3或kg/m3;m一一材料的重量, g或kg;Vo一一材料的自然状态下的体积, cm3或m3材料在自然状态下的体积包含了材料内部孔隙的体积。
当材料含有水分时,它的重量积都会发生变化。
一般测定表观密度时,以干燥状态为准,如果在含水状态下测定表度,须注明含水情况。
在试验室中测定的通常为烘干至恒重状态下的表观密度。
质地坚硬的散粒状材料,如砂、石,要磨成细粉测定密度需耗费很大的能量,一般测定其密度,在应用过程中(如混凝土配合比计算过程)近似代替其密度。
3.堆积密度(ρ'0)堆积密度是指粉状或散粒状材料在堆积状态下,单位体积的重量。
按下式计算:ρ'0=m/V'0(10-1-3 )其中ρ'0一一堆积密度, kg/m3;M一一材料的重量, kg;V'0一一材料的堆积体积, m3。
这里,材料的重量是指自然堆积在一定容器内材料的重量;其堆积体积是指所用容器的容积。
2 建筑材料的基本性质
1.2 材料与水有关的性质
(四)材料的抗渗性(不透水性) 抗渗性(不透水性) 抗渗性
抗渗性是材料在压力水作用下抵抗水渗透的性能.用渗 透系数或抗渗等级表示.
(1)渗透系数 材料的渗透系数K可通过下式计算:
Wd K= AtH
式中:K——渗透系数,(cm / h); W——渗水量, (cm3 ); A——渗水面积,(cm2 ); H——材料两侧的水压差,(cm); d——试件厚度 (cm);t——渗水时间 (h).
1.1 建筑材料的物理性质
(二)材料的孔隙率 空隙率 孔隙率与空隙率 孔隙率
2. 材料的空隙率 . 材料的空隙率 材料的空隙率是散粒材料在其堆集体积中, 颗粒之间的空隙体积 空隙率是 空隙率 所占的比例.按下式计算: .
′ V0′ V0 V0 ρ0 P′ = = 1 = 1 V0′ V′ ρ0
式中: 式中: ρ0—材料的表观密度;ρ0,—材料的堆积密度 ρ 空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度.空隙率 可作为控制混凝土骨料级配与计算含砂率的依据.
1 建筑材料的基本性质
西南民族大学化学与环境学院
建筑材料的基本性质
建筑材料基本性质是指材料处于不同的使用条 建筑材料基本性质 材料处于不同的使用条 件和使用环境时,通常必须考虑的最基本的, 件和使用环境时,通常必须考虑的最基本的, 共有的性质.因为建筑材料所处建( 共有的性质.因为建筑材料所处建(构)筑物 的部位不同,使用环境不同, 的部位不同,使用环境不同,人们对材料的使 用功能要求不同,所起的作用就不同, 用功能要求不同,所起的作用就不同,要求的 性质也就有所不同. 性质也就有所不同. 因此在工程设计和施工中必须充分了解和 掌握各种材料的性质和特点,才能正确选择和 合理使用材料.
国开作业建筑材料(A)-即学即练2.3 材料的力学性质43参考（含答案）
题目：材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为 ( )
选项A：强度
选项B：刚度
选项C：韧性
选项D：脆性
答案：强度
题目：材料在外力作用下发生变形，当外力解除后，能完全恢复到变形前形状的性质称为材料的 ( )
选项A：塑性
选项B：刚性
选项C：韧性
选项D：弹性
答案：弹性
题目：下列关于材料弹性和塑性说法有误的一项是( )
选项A：弹性和塑性主要描述的是材料变形的可恢复特性
选项B：弹性和塑性是材料的变形性能
选项C：弹性模量E值愈大，说明材料在相同外力作用下的变形愈大
选项D：完全弹性的材料实际是不存的，大部分材料是弹性、塑性分阶段或同时发生的
答案：弹性模量E值愈大，说明材料在相同外力作用下的变形愈大
题目：在冲击、震动荷载作用下，材料可吸收较大的能量产生一定的变形而不破坏的性质称为 ( )
选项A：刚性
选项B：弹性
选项C：韧性或冲击韧性
选项D：脆性
答案：韧性或冲击韧性
题目：下列关于韧性和脆性说法有误的一项是 ( )
选项A：与韧性材料相比，脆性材料对抵抗冲击荷载和承受震动作用是相当不利的
选项B：脆性材料的力学性能特点是抗压强度远小于于抗拉强度，破坏时的极限应变值极大
选项C：砖、石材、陶瓷、玻璃、混凝土、铸铁等都是脆性材料
选项D：路面、桥梁、吊车梁及有抗震要求的结构都要考虑材料的韧性
答案：脆性材料的力学性能特点是抗压强度远小于于抗拉强度，破坏时的极限应变值极大。
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2.弹性和塑性
卸载后材料的变形行为： 变形可完全恢复 变形不可恢复或部分恢复
材料在外力作用下产生变形，当外力取消
后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状
的性质，称为弹性。
这种当外力取消后瞬间即可完全消失的变 这种变形属于可逆变形，其数值的大小与 形，称为弹性变形。 外力成正比。其比例系数E称为弹性模量。
2.3、材料的力学性质
3.脆性和韧性 材料在冲击或震动荷载作用下，能吸收较 大能量，并产生较大变形而不发生破坏，材料
的这种性质称为韧性。
如钢材、木材、橡胶等。 脆性材料的特点是塑性变形大，抗冲击和 振动荷载的能力好，抗压和抗拉都高。
4 材料的硬度和耐磨性
硬度是材料表面抵抗其他物体压入或刻划 按刻划法，材料的硬度可划分为1~10级
的能力。硬度的测定方法有刻划法和压入法。 (莫氏硬度)。木材、混凝土、钢材等的硬度常 用钢球压入法测定（布氏硬度HB）。 耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力，常用 磨损率表示：
m1 m2 B A
本节结束 再见！
2.3、材料的力学性质
3.脆性和韧性 材料在外力作用下，达到一定程度时，突 然发生破坏，并无明显的塑性变形，材料的这
种性质称为脆性。
大部分无机非金属材料均属脆性材料，如 天然石材，烧结普通砖、陶瓷、玻璃、普通混 凝土、砂浆等。 脆性材料的特点是塑性变形小，抗冲击和
振动荷载的能力差，抗压强度高而抗拉。
3Fmax L fw 2bh 2
式中：fw——材料的弯强度， MPa； Fmax——材料受弯破坏时的最 大荷载，N；A——试件受力面 积，mm2；L 、b 、 h ——两支 点的间距，试件横截面的宽及高， mm。
静力强度分类
强度类别 抗压强度 fc(MPa) 举例 计算式 fc=F/A F—破坏荷载(N) ft=F/A 附注
抗拉强度 ft(MPa)
抗剪强度 fv(MPa)
A—受荷面积(mm2) l—跨度(mm)
b—断面宽度(mm)
fv=F/A
h—断面高度(mm)
ftm=3Fl/(2bh2)
抗弯强度 ftm(MPa)
钢材、木材和混凝土的强度比较 材料 表观密度ρ0 （kg/m3） 抗压强度fc （MPa） 比强度fc/ρ0
第二章 材料的基本性质
2.3、材料的力学性质
材料的力学性能，就是指材料在外力（荷载）作用下，抵 抗破坏和变形的能力。
1.材料的强度
材料的强度是材料在外力作用下抵抗破坏的能力（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、抗剪、抗 弯强度等。
抗拉
抗压
抗剪
抗弯
材料在建筑物上所承受的力，主要有拉力、 压力、弯曲力及剪应力等。材料抵抗上述外力 破坏的能力，分别称为抗拉、抗压、抗弯和抗 剪强度。静力强度的分类和计算公式见表1.3。 大部分建筑材料，根据极限强度的大小， 可划分为若干不同的强度等级。
3，比强度
比强度：是指材料的强度与其表观密度的比值； 比强度的意义： （1）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0.012， 0.053，0.069。
2.3、材料的力学性质
材料的强度与材料本身的组成、结构和构 造等有很大关系。钢材的抗拉、抗压强度都很 高，如表1.4所示。
材料的强度
抗压强度、抗拉强度、抗剪强 度的计算： 抗弯强度的计算： 中间作用一集中荷载，对矩 形截面试件，则其抗弯强度用下 式计算：
Fmax f A
式中：f——材料强度， MPa； Fmax——材料破坏时的 最大荷载，N； A——试件受力面积， mm2。
塑性阶段
σy ε 2 ε1
弹性阶段 1 4
弹性区 斜率=弹性模量 屈服强度 塑性区 极限拉伸强度 应变硬化 断裂
2，材料的强度等级
大多数建筑材料根据其极限强度的大小，把材料划分为若 干不同的等级，称为材料的强度等级； 材料强度等级划分的标准：
a)脆性材料主要根据其抗压强度来划分强度等级，如混凝土、 水泥、粘土砖等； 例：混凝土的强度等级划分为9级： C15，C20~C55; b)韧性材料主要根据其抗拉强度来划分强度等级，如钢材等； 如钢材分为Q195,215,235,255,275等；
普通混凝土
低碳钢 松木
2400
7860 500
29.4
415 34.3(顺纹)
0.012
0.053 0.069
2.3、材料的力学性质
抗 压 强 度 测 试
四 点 弯 曲 试 验
抗压试验
拉伸试验视频 演示
钢材拉变硬化
颈缩
断裂 5 2
卸载后材料的变形行为： 变形可完全恢复 变形不可恢复或部分恢复
材料在外力作用下产生变形，当外力取消
后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状
的性质，称为弹性。
这种当外力取消后瞬间即可完全消失的变 这种变形属于可逆变形，其数值的大小与 形，称为弹性变形。 外力成正比。其比例系数E称为弹性模量。
2.3、材料的力学性质
3.脆性和韧性 材料在冲击或震动荷载作用下，能吸收较 大能量，并产生较大变形而不发生破坏，材料
的这种性质称为韧性。
如钢材、木材、橡胶等。 脆性材料的特点是塑性变形大，抗冲击和 振动荷载的能力好，抗压和抗拉都高。
4 材料的硬度和耐磨性
硬度是材料表面抵抗其他物体压入或刻划 按刻划法，材料的硬度可划分为1~10级
的能力。硬度的测定方法有刻划法和压入法。 (莫氏硬度)。木材、混凝土、钢材等的硬度常 用钢球压入法测定（布氏硬度HB）。 耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力，常用 磨损率表示：
m1 m2 B A
本节结束 再见！
2.3、材料的力学性质
3.脆性和韧性 材料在外力作用下，达到一定程度时，突 然发生破坏，并无明显的塑性变形，材料的这
种性质称为脆性。
大部分无机非金属材料均属脆性材料，如 天然石材，烧结普通砖、陶瓷、玻璃、普通混 凝土、砂浆等。 脆性材料的特点是塑性变形小，抗冲击和
振动荷载的能力差，抗压强度高而抗拉。
3Fmax L fw 2bh 2
式中：fw——材料的弯强度， MPa； Fmax——材料受弯破坏时的最 大荷载，N；A——试件受力面 积，mm2；L 、b 、 h ——两支 点的间距，试件横截面的宽及高， mm。
静力强度分类
强度类别 抗压强度 fc(MPa) 举例 计算式 fc=F/A F—破坏荷载(N) ft=F/A 附注
抗拉强度 ft(MPa)
抗剪强度 fv(MPa)
A—受荷面积(mm2) l—跨度(mm)
b—断面宽度(mm)
fv=F/A
h—断面高度(mm)
ftm=3Fl/(2bh2)
抗弯强度 ftm(MPa)
钢材、木材和混凝土的强度比较 材料 表观密度ρ0 （kg/m3） 抗压强度fc （MPa） 比强度fc/ρ0
第二章 材料的基本性质
2.3、材料的力学性质
材料的力学性能，就是指材料在外力（荷载）作用下，抵 抗破坏和变形的能力。
1.材料的强度
材料的强度是材料在外力作用下抵抗破坏的能力（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、抗剪、抗 弯强度等。
抗拉
抗压
抗剪
抗弯
材料在建筑物上所承受的力，主要有拉力、 压力、弯曲力及剪应力等。材料抵抗上述外力 破坏的能力，分别称为抗拉、抗压、抗弯和抗 剪强度。静力强度的分类和计算公式见表1.3。 大部分建筑材料，根据极限强度的大小， 可划分为若干不同的强度等级。
3，比强度
比强度：是指材料的强度与其表观密度的比值； 比强度的意义： （1）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0.012， 0.053，0.069。
2.3、材料的力学性质
材料的强度与材料本身的组成、结构和构 造等有很大关系。钢材的抗拉、抗压强度都很 高，如表1.4所示。
材料的强度
抗压强度、抗拉强度、抗剪强 度的计算： 抗弯强度的计算： 中间作用一集中荷载，对矩 形截面试件，则其抗弯强度用下 式计算：
Fmax f A
式中：f——材料强度， MPa； Fmax——材料破坏时的 最大荷载，N； A——试件受力面积， mm2。
塑性阶段
σy ε 2 ε1
弹性阶段 1 4
弹性区 斜率=弹性模量 屈服强度 塑性区 极限拉伸强度 应变硬化 断裂
2，材料的强度等级
大多数建筑材料根据其极限强度的大小，把材料划分为若 干不同的等级，称为材料的强度等级； 材料强度等级划分的标准：
a)脆性材料主要根据其抗压强度来划分强度等级，如混凝土、 水泥、粘土砖等； 例：混凝土的强度等级划分为9级： C15，C20~C55; b)韧性材料主要根据其抗拉强度来划分强度等级，如钢材等； 如钢材分为Q195,215,235,255,275等；
普通混凝土
低碳钢 松木
2400
7860 500
29.4
415 34.3(顺纹)
0.012
0.053 0.069
2.3、材料的力学性质
抗 压 强 度 测 试
四 点 弯 曲 试 验
抗压试验
拉伸试验视频 演示
钢材拉变硬化
颈缩
断裂 5 2