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1.土木工程材料基本性质：物理性质：密度，孔隙率，含水率，几何尺寸。
力学性质：强度，弹性模量，抗冲击，抗剪性，抗扭曲性。
耐久性能：抗渗性，抗冻性，抗腐蚀性等。
2.胶凝材料：是在物理，化学作用下将其他物理胶结为具有一定力学强度的整体物质。
3.石灰：石灰的主要原料是以碳酸钙为主要成分的矿物，天然岩石，常用的有石灰石，白云石或贝壳等。
4.水泥：水泥是制造各种形式的混凝土，钢筋混凝土和预应力混凝土建筑物或构筑物的基本材料之一，它广泛应用于建筑，道桥，铁路，水利和国防等工程中。
5.水泥砂浆：水泥砂浆是以砂为主体材料，加入一定量的水泥或其他掺和料和水经拌和均匀而得到的稠状材料。
根据用途可分为：砌筑砂浆，抹灰砂浆，锚固砂浆，补修砂浆，保温砂浆等。
6.水泥混凝土：它是以水泥为胶凝材料，由粗细集料，水混合而成，必要时也可以加入适量的外加剂，掺和料以及其他改性材料改变其性能。
7.防水材料：是指能够防止雨水，地下水，工业污水，湿气等渗透的材料。
应具有防潮，防渗，防漏的功能，以及良好的变形性能与耐老化性能。
分为刚性防水（混凝土，防水砂浆），柔性防水防水卷材，防水涂料，密封材料等）8.绝热材料：是用于减少建筑结构物与环境热交换的一种功能材料。
按化学成分分为有机和无机两类。
按材料构造分为纤维状，松散粒状，多孔组织等。
9.装饰材料：装饰材料不但应具有良好的装饰性能外，还应具有良好的物理学性能，施工与加工性能以及房屋建筑所需的绿色环保特色。
装饰材料包括木，石，砖，石膏，石棉玻璃，陶瓷，金属等。
10.土木工程材料发展趋势：土木工程自身发展与其材料之间存在着相互依赖和相互促进的关系。
随着社会对工程安全，低碳，可持续额发展的需要，土木工程材料需向高强，轻质，耐久以及节能，环保，生态等方向发展。
11.地基：承受建筑物荷载的那一部分土层成为地基，建筑物向地基传递荷载的下部结结构称为基础。
地基与基础是保证建筑物安全和满足使用要求的关键之一。
材料的基本性质:1.密度:是指材料在干燥绝对密实状态下单位体积的质量.(不随环境而变）公式：，测量方法：磨碎用李氏密度瓶测量;2.表观密度:是指材料在自然状态下单位体积的质量。
公式:，测量方法：直接测几何尺寸或是在表面涂蜡用排水置换法测量体积；（注：表观密度通常是指在气干状态下，在烘干状态下是干表观密度)3.堆积密度：是指粉状或粒状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。
公式:4.密实度:材料内部材料的体积所占总体积的百分比。
公式：5.孔隙率：指散粒或粉状材料颗粒之间的空隙体积占总体积的百分率.公式：6.填充率：颗粒或粉状材料中材料表观密度占堆积密度的比值。
公式：7.空隙率:颗粒或粉状材料在堆积体积内空隙占总体积的比率.公式：8.孔隙率的影响:（1）表观密度的影响:材料孔隙率大,在相同体积下，它的表观密度就小。
而且材料的孔隙在自然状态下可能含水，随着含水量的不同，材料的质量和体积均会发生变化，则表观密度会发生变化。
（2）对强度的影响：孔隙减小了材料承受荷载的有效面积，降低了材料的强度，且应力在孔隙处的分布会发生变化，如：孔隙处的应力集中。
(3)对吸水性的影响：开口大孔，水容易进入但是难以充满；封闭分散的孔隙，水无法进入。
当孔隙率大，且孔隙多为开口、细小、连通时，材料吸水多.（4)对抗渗性的影响：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并连通开口时，材料具有较高的渗透性；如果孔隙率小，孔隙封闭不连通，则材料不易被水渗透。
(5)对抗冻性的影响：连通的孔隙多,孔隙容易被水充满时,抗冻性差.(6)对导热性的影响:如果材料内微小、封闭、均匀分布的孔隙多，则导热系数就小，导热性差，保温隔热性能就好。
如果材料内孔隙较大，其内空气会发生对流，则导热系数就大，导热性好。
（7）闭空孔含量愈大，则材料的保温性能愈好、耐久性愈好。
9.亲水性和憎水性的判断:润湿角θ,θ是亲水材料，θ是憎水材料；10.吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质。
《土木工程材料》重要知识点一、材料基本性质（1）基本概念1.密度：状态下单位体积（包括材料实体及开口孔隙、闭口孔隙）的质量，俗称容重；3.表观密度：单位体积（含材料实体及闭口孔隙体积）材料的干质量，也称视密度；4.堆积密度：散粒状材料单位体积（含物质颗粒固体及其闭口孔隙、开口孔隙体积以及颗粒间孔隙体积）物质颗粒的质量；5.孔隙率：材料中的孔隙体积占自然状态下总体积的百分率6.空隙率：散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积（开口孔隙与间隙之和）占堆积体积的百分率；7.强度：指材料抵抗外力破坏的能力（材料在外力作用下不被破坏时能承受的最大应力）8.比强度：指材料强度与表观密度之比，材料比强度越大，越轻质高强；9.弹性：指材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能够完全恢复原来形状的性质；10.塑性：指在外力作用下材料产生变形，外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸，这种不能恢复的变形称为塑性变形；11.韧性：指在冲击或震动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不破坏的性质；12.脆性：指材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质；13.硬度：指材料表面抵抗其他物体压入或刻划的能力；14.耐磨性：材料表面抵抗磨损的能力；15.亲水性：当湿润角≤90°时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子之间的相互吸引力，这种性质称为材料的亲水性；16.憎水性：当湿润角＞90°时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子之间的吸引力，这种性质称为材料的憎水性；亲水性材料憎水性材料17.润湿边角：当水与材料接触时，在材料、水和空气三相交点处，沿水表面的切线与水和固体接触面所成的夹角称为湿润边角；18.吸水性：指材料在水中吸收水分的性质；19.吸湿性：指材料在潮湿空气中吸收水分的性质，以含水率表示；20.耐水性：指材料长期在水的作用下不破坏，而且强度也不显著降低的性质；21.抗渗性：指材料抵抗压力水渗透的性质；22.抗冻性：指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻结和融化作用（冻融循环）而不破坏、强度又不显著降低的性质；23.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；24.热容量：材料在温度变化时吸收和放出热量的能力。
1 土木工程材料的基本性质教学内容土木工程材料的基本性质：物理性质，力学性质，与水有关性质，热工性质，耐久性以及材料组成、结构及其对材料性质的影响。
土木工程材料的技术标准。
教学目的：1.了解材料的组成、结构和构造对性质的影响；2.掌握土木工程材料各种性质的基本概念、各种性能指标的数量关系。
3.理解各种因素对材料性质变化的影响及作用。
教学重点：1.材料各种性质的概念2.材料状态参数的计算分析3. 种因素对材料性质变化的影响及作用。
教学难点：1.材料三种密度的概念极其区别；2.材料的微观结构及其对性质的影响。
教学方法：该章内容涉及到中学物理学过的比重、弹性、吸湿等内容，需要结合材料在工程中的实际应用，重新认识和理解比重、弹性、吸湿等相关知识。
其它各种性质，应有针对性的学习和掌握，举例说明各种性质不同，材料选择的原则与方法不同。
对材料组成、结构是影响性质的本质只需掌握一种分析、研究的思维方法。
参考资料：1.《土木工程材料》湖南天津等大学联合编写中国建筑工业出版社出版2.《建筑材料》湖南同济等大学联合编写中国建筑工业出版社出版作业布置：1.P10 1、2、3、4、52.补充：1、2、3、4教学过程设计：1.1材料的组成、结构1.组成材料的组成：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。
2.结构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。
第1章土木工程材料的基本性质第1章土木工程材料的基本性质•1.1 材料的物理性质(physical properties)–1.1.1 材料的密度、表观密度与堆积密度•(1)密度(density)–近似密度（视密度）(apparent density)•(2)表观密度(apparent density)•(3)堆积密度（散粒体）(bulk density)(for particles)–压实密度（compacted density）1密实材料，如金属材料、花岗岩等材料的内部密实而没有孔隙VMρ密度：材料的密度－（1）密度2材料的内部有许多孔隙孔隙材料，如砖头、混凝土、木材等孔表观密度：V V M V M +==00ρ%V V 1000⨯=孔孔隙率%V V 1000⨯=密实度3内部有孔隙材料的材料破碎成颗粒堆积在一起，如石子、砂砾等堆积材料颗粒的内部有许多孔隙堆积材料颗粒之间存在许多空隙空孔堆积密度：V V V M V M ++='='00ρ%V V 1000⨯'=空空隙率%V V 10000⨯'=填充率end第1章土木工程材料的基本性质–1.1.2 材料的密实度与孔隙率»(1)密实度(density)»(2)孔隙率(porosity)第1章土木工程材料的基本性质–1.1.3 材料的填充率与空隙率（散粒体）•(1)填充率(filling ratio)•(2)空隙率(voids ratio, void content, void volume)»表1.1 常用材料的密度、表观密度、堆积密度第1章土木工程材料的基本性质• 1.1.4 材料与水有关的性质–(1) 材料的亲水性与憎水性•亲水性（被水润湿θ 90°）(hydrophilic nature)•憎水性（润湿角θ>90°）(hydrophobic nature)–(2) 材料的吸水性与吸湿性•吸水性(water absorptivity)»吸水率(water absorption)•吸湿性(hydroscopic nature)»含水率(moisture content)–(3) 材料的耐水性(抗水性)(water resistance)»软化系数(softening coefficient)第1章土木工程材料的基本性质–1.1.5 材料的抗冻性与抗渗性•(1)抗冻性(frost resistance)»水结冰时体积约增大9％，从而对孔隙产生压力而使孔壁开裂。
»冻融循环(freezing and thawing circle)»抗冻等级(grade) D15(Dong)→F15(Freeze)•(2)抗渗性(impermeability)»渗透系数(coefficient of permeability)»抗渗等级S(Shen) →P(Permeate)材料的抗冻性o C-20-101020304050601. 材料的内部一般都充满着孔隙，2. 如果浸入水中，孔隙中便会吸水3. 气温下降，孔隙中的水会结冰并膨胀4. 气温上升，孔隙中的冰会逐渐融化5. 经过反复的浸水、冰冻、融化、干燥，材料的内部逐渐出现裂缝，表面会逐渐脱落，使材料的强度逐渐损失，质量变小。
6. 材料的质量损失>5％，强度损失>25％时，冻融的循环次数为材料的抗冻等级end 由于结冰产生的膨胀会导致材料的表面部分破裂，内部产生裂纹。
第1章土木工程材料的基本性质•1.2 材料的基本力学性质–1.2.1 材料的强度(strength)•(1)材料的抗压、抗拉及抗剪强度•(2)材料的抗弯强度»表1.3 常用材料的强度/MPa–1.2.2 材料的弹性与塑性–1.2.3 材料的脆性与韧性第1章土木工程材料的基本性质• 1.3 材料的热工、声学性质及材料的耐久性–1.3.1 材料的热工性质•(1)材料的导热性（thermal conductivity)–导热系数–影响材料导热系数的主要因素»①材料的表观密度»②孔隙大小与构造»③湿度»④温度»⑤热流方向•(2)材料的热容量(heat capacity)–比热容第1章土木工程材料的基本性质•(3)耐燃性（防失火）(flame resistance)建筑物失火时，材料能经受高温与火的作用不破坏，强度不严重下降的性能。
–材料根据耐燃性可分为三大类：»1)不燃烧类，如石材、混凝土、砖、石棉等；»2)难燃烧类，如沥青混凝土、经防火处理的木材等；»3)燃烧类，如木材、沥青等。
第1章土木工程材料的基本性质•(4)耐火性（耐高温）（耐热性）(fire resistance)材料在长期高温作用下，保持不熔性并能工作的性能。
–按耐火性高低可将材料分为以下3类：»1)耐火材料，耐火度>15800C，如耐火砖中的硅砖、镁砖、铝转、铬砖等；»2)难熔材料，耐火度13500C~15800C，如难熔粘土砖、耐火混凝土等；»3)易熔材料，耐火度<13500C，如普通粘土砖。
第1章土木工程材料的基本性质–1.3.2 材料的声学性质•(1)吸声性(sound absorption)–吸声系数(sound-absorption coefficient)•(2)隔声性(sound insulation)隔声与吸声不同隔声量（R）第1章土木工程材料的基本性质–1.3.3 材料的耐久性(durability)•作用于材料的自然因素和有害介质可概括为以下几个方面：–(1)物理作用,如干湿、冷热、冻融变化等；–(2)化学作用，如酸、盐、碱等溶液的侵蚀。
–(3)生物作用，如虫蛀、腐朽。
第1章土木工程材料的基本性质•1.4 材料的组成、结构与构造及其对材料性质的影响–1.4.1 材料的组成•(1)化学组成(chemical composition)•(2)矿物组成(mineral composition)•(3)相组成(phases)第1章土木工程材料的基本性质– 1.4.2 材料的结构和构造(structure & constitution)•(1)宏观结构(＞10-3mm的尺度, macro-structure)按孔隙特征可分为：–1)致密结构–2)多孔结构–3)微孔结构按存在状态或构造特征分为：–1)堆聚结构–2)纤维结构-–3)层状结构–4)散粒结构•(2)细观结构(亚微观结构)(10-3~ 10-6mm 尺度,submicro-)–金属材料的金相组织–木材的木纤维–混凝土内的微裂缝等第1章土木工程材料的基本性质•(3)微观结构(10-6~ 10-10mm原子、分子尺度, micro-structure)–1)晶体(crystal)»①原子晶体(atomic crystal)»②离子晶体(ionic crystal)»③分子晶体(molecular crystal)»④金属晶体(metal crystal)–2)玻璃体(glass)–3)胶体(gel)第1章土木工程材料的基本性质–习题：•(1)某石灰岩的密度为2.62g/cm3，孔隙率1.2%。
今将石灰岩破碎成碎石，碎石的堆积密度为1580kg/m3。
求此碎石的表观密度和空隙率。
•(2)一块烧结普通砖的外型尺寸为240⨯115 ⨯53，吸水饱和后重为2940g，烘干至恒重为2580g。
今将该砖磨细并烘干后取50g ,用李氏瓶测得其体积为18.58cm3。
试求该砖的密度、表观密度、孔隙率、质量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。
•(3)某材料的体积吸水率为10%，密度为3,0g/cm3，绝干时的表观密度为1500kg/m3。
试求该材料的质量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率，并估计该材料的抗冻性如何？第1章土木工程材料的基本性质•思考题•(1)当某一建筑材料的孔隙率增大时，材料的密度、表观密度、强度、吸水率、抗冻性及导热性是下降、上升还是不变?•(2)材料的密度、近似密度、表观密度、堆积密度有何差别?•(3)材料的孔隙率和空隙率的含义如何?如何测定?了解它们有何意义?•(4)亲水性材料与憎水性材料是怎样区分的?举例说明怎样改变材料的亲水性与憎水性?•(5)普通粘土砖进行抗压实验，浸水饱和后的破坏荷载为183kN，干燥状态的破坏荷载为207kN(受压面积为115mm×l20mm)，问此砖是否宜用于建筑物中常与水接触的部位?第1章土木工程材料的基本性质•(6)塑性材料和脆性材料在外力作用下，其变形性能有何区别?•(7)材料的耐久性应包括哪些内容?•(8)建筑物的屋面、外墙、基础所使用的材料各应具备哪些性质?END OFTHIS CHAPTER附录材料的密度材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。
按下式计算：式中：ρ——密度，g ／cm 3；m ——材料在干燥状态的质量，g ；V ——材料的绝对密实体积，cm 3。
()1.1V m =ρ材料的表观密度材料在自然状态下，单位体积的质量。
按下式计算：式中：ρ0——表观密度，kg／m3；m——材料的质量，kg；V0——材料在自然状态下的外形体积，m3。
()2.10Vm=ρ材料为散粒或粉状，如砂、石子、水泥等，在堆积状态下，单位体积的质量。
按下式计算：式中：——材料的堆积密度，kg ／m 3；m ——材料的质量，kg ；——材料的自然(松散)堆积体积(包括材料颗粒体积和颗粒之间空隙的体积)，m 3。
材料的堆积密度()3.1'0'0V m =ρ'0ρ'0V材料的密实度材料体积内被固体物质充实的程度。
按下式计算：()4.1%100%10000⨯=⨯=ρρD V V D 或材料的孔隙率材料体积内，孔隙体积所占的比例。
按下式计算：即：D ＋P=1或密实度＋孔隙率=1。
()5.1%100)1(10000⨯-=-=-=ρρV V V V V P材料的填充率散粒材料堆积体积中，颗粒填充的程度。
按下式计算：()6.1%100'%100'0'0'00⨯=⨯=ρρD V V D 或材料的空隙率散粒材料堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。
用下式计算：即：D’＋P’=1或填充率＋空隙率=1。
()7.1%100)1(1'0'0'00'00'0⨯-=-=-=ρρV V V V V P材料的吸水率材料在水中通过毛细孔隙吸收并保持水分的性质，用吸水率表示，即式中：W m ——材料质量吸水率，%；m ——材料干燥状态下质量，g ；m 1——材料吸水饱和状态下质量，g 。
