建筑材料第一章緒論

土木工程材料

CivilEngineeringMaterials第一章緒論第二章建筑鋼材第三章氣硬性膠凝材料第四章水泥第五章混凝土第六章建筑砂漿第七章燒結磚第八章合成樹脂第九章瀝青材料第十章木材第十一章其他工程材料第十二章土木工程材料試驗

緒論建筑材料的發(fā)展是隨著人類社會生產力的不斷發(fā)展和人民生活水平不斷提高而向前發(fā)展的。隨著社會生產力的發(fā)展，對建筑物的規(guī)模、質量等方面的要求愈來愈高，這種要求與建筑材料的數量、品種、質量等都有著相互依賴和相互矛盾的關系。

建筑材料的生產與使用就是在不斷的解決這個矛盾的過程中不斷向前發(fā)展的。同時相關學科的進步也為建筑材料的發(fā)展提供了有利的條件。

一、建材發(fā)展的歷程古代人類最初是“穴居巢處”。

天然材料：木材、巖石、竹、粘土火的利用使人類學會了燒制磚、瓦、陶瓷與石灰。鐵器時代以后有了簡單的工具，建筑材料（木材、磚、石等）才由天然材料進入人工生產階段，為較大規(guī)模的土木工程和人類需要的其他建筑物建立了基本條件。

金字塔（2000-3000BC）:石材、石灰、石膏

萬里長城（200BC）：條石、大磚、石灰砂漿在漫長的封建社會中，生產力停滯不前，建筑材料的發(fā)展也極為緩慢，長期限于磚、石、木材作為結構材料。

資本主義的興起，城市的出現與擴大，工業(yè)的迅速發(fā)展，交通的日益發(fā)達，需要建造大規(guī)模的建筑物構筑物和建筑設施。例如大跨度的工業(yè)廠房，高層的公用建筑以及橋梁、港口等，推動了建筑材料的前進，在18~19世紀相繼出現了鋼材、水泥、混凝土以及鋼筋混凝土成為了主要的結構材料，使建筑業(yè)的發(fā)展進入了一個新階段.

18世紀中葉：鋼材、水泥（J.Aspdin1824獲水泥專利）19世紀：鋼筋混凝土（1890-1892）工業(yè)的發(fā)展使一些具有特殊功能的材料，如絕熱材料，吸聲材料、耐熱、耐腐蝕、抗?jié)B透以及防輻射材料應運而生。人民生活水平的提高，對建筑物修飾的要求愈來愈高，于是各種裝飾材料層出不窮。

20世紀：預應力混凝土、高分子材料、塑料

21世紀：輕質、高強、節(jié)能、高性能綠色建材

吉薩金字塔群

埃及開羅附近的吉薩高原,包括三座金字塔及獅身人面像，第四王朝法老胡夫的金字塔最大，底面正方形，邊長230.5m，高146.59m。230余塊巨石壘砌，每塊石頭平均2000多公斤，最大的100多噸。

布達拉宮宮體主樓13層，高117.2米,東西長360米，全為石木結構，宮墻厚達2—5米，墻身全部用花崗巖砌筑,僅世達賴靈塔就用黃金11萬9千兩，大小珍珠4000多顆。

三峽工程

三峽工程主體建筑物混凝土澆筑量2643萬立方米，鋼材59.3萬噸（金結安裝占28.08萬噸），是世界上工程量最大的水利工程?？偼顿Y為954.6億元（按1993年物價水平計算），其中樞紐工程500.9億元，移民安置300.7億元，輸變電工程153億元?？偼顿Y約1800億元人民幣。艾菲爾鐵塔

1887～1889年在法國巴黎市中心建造，高達320.7m，由18000多個鋼鐵部件和250萬個鉚釘鉚接而成，總重8500t，地面處為邊長100m的正方形。帝國大廈(美國紐約)1929～1931年建成，102層，高381m（1950年在頂部加建電視塔后448m），采用鋼結構，重365000t，用鋼51900t。為了適應建筑工業(yè)的自動化和建議不提高土木工程質量的要求，建筑材料今后的發(fā)展將有以下幾個趨勢：

1.盡可能的提高材料的強度，降低材料的自重；

2.研究并生產多功能、高效能的材料；

3.由單一材料向復合材料及其制品發(fā)展；

4.對材料的耐久性將引起更大的重視；

5.建筑制品的生產，將向預制化、單元化發(fā)展，構件尺寸日益增大；

6.大量利用工農業(yè)廢料、廢渣、生產廉價的、低性能的材料及制品；

7.利用現代科學技術及手段，在深入認識材料的內在結構對性能影響的基礎上，按指定的要求，設計與更新品種的建筑材料。二、建筑材料種類根據化學成分建筑材料可分為無機材料，有機材料和復合材料。見表1建筑材料分類。按功能可以分為建筑結構材料，墻體材料和建筑功能材料。見表2建筑材料分類。是建筑專業(yè)的一門重要技術基礎課，主要研究建筑材料的組成和構造，性質和應用，技術與標準，檢驗方法與保管等內容。

建筑材料無機材料非金屬材料天然石材：石子，砂，毛石，料石燒土制品：黏土磚，瓦，空心磚，建筑陶瓷玻璃：窗用玻璃，安全玻璃，特種玻璃膠凝材料：石灰，石膏，水玻璃，各種水泥混凝土及砂漿：普通混凝土，輕混凝土，特種混凝土，各種砂漿硅酸鹽制品：粉煤灰磚、灰砂磚，硅酸鹽砌塊絕熱材料：石棉，礦棉，玻璃棉，膨脹珍珠巖金屬材料黑色金屬：生鐵、碳素鋼、合金鋼有色金屬：鋁，鋅，銅及其合金有機材料植物質材料木材，竹材，軟木，毛氈瀝青材料石油瀝青，煤瀝青，瀝青防水制品高分子材料塑料，橡膠，涂料，膠粘劑復合材料無機非金屬材料和有機材料的復合聚合物混凝土、瀝青混凝土，水泥刨花板，玻璃鋼

表1建筑材料分類建筑材料建筑結構材料磚混結構：石材，磚，水泥混凝土，鋼筋鋼木結構：建筑鋼材，木材墻體材料磚及砌塊：普通磚、空心磚，硅酸鹽及砌塊墻板：混凝土墻板、石膏板、復合墻板建筑功能材料防水材料：瀝青及其制品絕熱材料：石棉、礦棉，玻璃棉、膨脹珍珠巖石吸聲材料；木絲板、毛氈，泡沫塑料采光材料：窗用玻璃裝飾材料：涂料、塑料裝飾材料、鋁材表2建筑材料分類三、在學習中，應主要以下幾點：

1.材料的組成和結構是決定材料性質的內在因素，只有了解材料性質與組成構造的關系才能掌握材料的性質。

2.同類材料存在共性；同類材料的不同品種還存在著特性。學習時應掌握各種材料的共性，再運用對比的方法掌握不同品種材料的特性，便于理解。

3.使用時材料的性質會受到外界環(huán)境條件的影響，學習時要運用已學過的物理，化學等基礎知識加深理解，提高分析和解決問題的能力。

四、建筑材料的標準化

（StandardizationofConstructionMaterials)1.建筑材料的技術標準是產品質量的技術依據

生產企業(yè)。使用部門。我國絕大多數的建筑材料都制訂有產品的技術標準，這些標準一般包括：產品規(guī)格、分類、技術要求檢驗方法、驗收規(guī)則、標志、運輸和貯存等方面的內容。2.建筑材料的技術標準及代號（1）國家標準、行業(yè)標準和企業(yè)標準

建筑材料的技術標準分為國家標準、行業(yè)標準和企業(yè)標準。

各級標準分別由相應的標準化管理部門批準并頒布，我國國家技術監(jiān)督局是國家標準化管理的最高機關。國家標準和部門行業(yè)標準都是全國通用標準，是國家指令性技術文件，各級生產、設計、施工等部門，均必須嚴格遵照執(zhí)行。（2）各級標準都有各自的部門代號例如：GB—國家標準(強制性)；GB/T—國家標準（推薦性）；

GBJ—建筑工程國家標準；

JGJ—建設部行業(yè)標準；

JC—國家建材局標準；

YB—冶金部標準；

ZB—國家級專業(yè)標準等等。

（3）標準的表示方法

系由標準名稱、部門代號、編號和批準年份等組成例如：

A.國家標準《燒結普通磚》GB5101一93。標準的部門代號為GB，編號為5101，批準年份為：1993年。

B.建材行業(yè)標準《建筑水磨石制品》JC507一93。標準的部門代號為JC，編號為507，批準年份為1993年。（4）其它國家的標準及代號各個國家均有自己的國家標準。例如：“ANS”代表美國國家標準(AmericanNationalStandard）

“ASTM”代表美國材料與試驗學會標準（AmericanSocietyforTestingandMeterials）

“JIS”代表日本國家標準(JapaneseIndustrialStandard）

“BS”代表英國標準(BritishStandard）

“DIN”代表德國標準等。(DeutscheIndustricNormen）

“NF”代表法國標準等。(NormesFrancaises）另外，在世界范圍內統(tǒng)一執(zhí)行的標準稱國際標準，其代號為“ISO”(InternationalStandardOrganization).五、本課程的學習任務與內容

使學生通過學習，獲得建筑材料的基礎知識，掌握建筑材料的技術性能和應用方法及其試驗檢測技能，同時對建筑材料的儲運和保護也有所了解，以便在今后的工作實踐中能正確選擇與合理使用建筑材料。第二部分建筑材料的基本性質土木工程的各個部位都處于不同的環(huán)境條件并起一定的作用。

如梁、板、柱以及承重的墻體主要承受各種荷載作用；房屋屋面要承受風霜雨雪的作用且能保溫、防水；基礎除承受建筑物全部荷載外，還要承受冰凍及地下水的侵蝕；墻體要起到抗凍、隔聲、保溫隔熱等作用。這就要求用于不同工程部位的材料應具有相應的性質。這些性質歸納起來可分為：

一、物理性質

：與各種物理過程（水、熱作用）有關的性質；二、力學性質：材料在荷載作用下的變形及抵抗變形的能力；三、耐久性

：材料在使用環(huán)境中，受到各種作用（物理作用、化學作用及生物作用等）而不影響使用功能。建筑材料所具有的各種性質，主要取決于材料的組成和結構狀態(tài)，同時還受到環(huán)境條件的影響。為了能夠合理地選擇和正確地使用材料，必須了解材料的各種性質以及性質與組成、結構狀態(tài)的關系。

1.2、1.4建筑材料的物理性質

一、材料的密度、表觀密度與堆積密度二、材料的密實度、孔隙率與空隙率三、材料與水有關的性質四、材料的熱工性質

一、材料的密度、表觀密度與堆積密度

密度是指物質單位體積的質量。單位為g/cm3或kg／m3。由于材料所處的體積狀況不同，故有實際密度（以前稱為真密度）、表觀密度和堆積密度之分。１.實際密度(Density)

以前稱比重、真實密度(TrueDensity)，簡稱密度(Density)。實際密度是指材料在絕對密實狀態(tài)下，單位體積所具有的質量。

式中：ρ—實際密度（g/cm3）

m—材料的質量（g）

V—材料在絕對密實狀態(tài)下的體積（cm3）絕對密實狀態(tài)下的體積的測定：近于絕對密實的材料（金屬、玻璃等）：直接以排水法測定；

有孔隙的材料（磚、混凝土、石材）：將材料磨成細粉以排除其內部孔隙，經干燥后用密度瓶（李氏瓶）測定其實際體積，該體積即可視為絕對密實狀態(tài)下的體積。１.實際密度(Density)李氏瓶２.表觀密度(ApparentDensity）

也稱容重，是指材料在自然狀態(tài)下，單位體積所具有的質量，按下式計算：式中ρ0—材料的表觀密度（g/cm3或kg/m3）

m—材料的質量（g或kg)V0—材料在自然狀態(tài)下的體積，或稱表觀體積（cm3或m3）,包含內部孔隙在內的體積（規(guī)則幾何形狀、松散體積用排液法）作用：計算構件的自重3堆積密度

散粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的重量稱為堆積密度?？捎孟率奖硎?/p>

式中ρ0’

—

散粒材料的堆積密度（g/cm3或kg/m3）

m—

散粒材料的質量（g或kg）

v0，—材料在自然狀態(tài)下的堆積體積（cm3或m3），它包含內部和顆粒之間的空隙。思考：實際密度、表觀密度和堆積密度之間的大小關系如何？計算材料的堆放空間二、材料的孔隙率與空隙率1.密實度（Dense）密實度是指材料的固體物質部分的體積占總體積的比例，說明材料體積內被固體物質所充填的程度，即反映了材料的致密程度，按下式計算：2.孔隙率（Porosity）孔隙率材料內部孔隙的體積占材料總體積的百分率，稱為材料的孔隙率（P）?？捎孟率奖硎荆?/p>

P+D=1

孔隙按大小分為粗孔和細孔，按特征分為連通孔隙和封閉孔隙，它與材料的吸水性、強度、抗?jié)B性、抗凍性等性質有關。二、材料的孔隙率與空隙率

3.空隙率（Interstice）

散顆材料（如砂、石子）堆積體積（V0’）中，顆粒間空隙體積所占的百分率稱為空隙率（P’），可用下式表示為

三、材料與水有關的性質

（一）親水性與憎水性1.概念親水性：材料能被水潤濕的性質，如磚、混凝土等。材料產生親水性的原因是因其與水接觸時，材料與水分子之間的親合力大于水分子之間的內聚力所致。當材料與水接觸，材料與水分子之間的親合力小于水分子之間的內聚力時，材料則表現為憎水性。憎水性材料如瀝青、石油等。問題：親水性材料與憎水性材料在實際工程中有何意義？當材料與水接觸時，在材料、水、空氣三相的交界點，作沿水滴表面的切線，此切線與材料和水接觸面的夾角θ，稱為潤濕邊角。

材料的潤濕示意圖2.潤濕邊角材料被水濕潤的情況可用潤濕邊角θ來表示。（一）親水性與憎水性

3.親水性材料與憎水性材料用潤濕邊角θ來反映θ角愈小，表明材料愈易被水潤濕。當θ＜90°時，材料表面吸附水，材料能被水潤濕而表現出親水性，這種材料稱親水性材料。θ>90°時，材料表面不吸附水，此稱憎水性材料。當θ=0°時，表明材料完全被水潤濕。上述概念也適用于其它液體對固體的潤濕情況，相應稱為親液材料和憎液材料。

材料的潤濕示意圖（a）親水性材料；（b）憎水性材料（二）材料的吸水性與吸濕性1.吸水性(WaterAbsorption)

材料在水中能吸收水分的性質稱吸水性。材料的吸水性用吸水率(RatioofWaterAbsorption)表

示，有質量吸水率與體積吸水率兩種表示方法。

（1）質量吸水率質量吸水率是指材料在吸水飽和時，內部所吸水分的質量占材料干燥質量的百分率，用下式計算：式中Wm——材料的質量吸水率（％）；

mb—材料在吸水飽和狀態(tài)下的質量（g）；

mg—材料在干燥狀態(tài)下的質量（g）

材料的吸水率：花崗巖的吸水率：0.5%~0.7%；混凝土的吸水率：2%~3%；粘土磚的吸水率：8%~20%；木材的吸水率：可超過100%?；◢弾r1.吸水性

（2）體積吸水率體積吸水率是指材料在吸水飽和時，其內部所吸水分的體積占干燥材料自然體積的百分率。用公式表示如下式中wv——材料的體積吸水率（％）；

V0——干燥材料在自然狀態(tài)下的體積（cm3）；

ρw——水的密度（g/cm3）工程用建筑材料一般采用質量吸水率，質量吸水率與體積吸水率的關系材料的吸水性與其親水性、疏水性、孔隙率大小、孔隙特征有關。2.吸濕性

材料在潮濕空氣中吸收水分的性質稱為吸濕性。潮濕材料在干燥的空氣中也會放出水分，此稱還濕性。材料的吸濕性用含水率表示。含水率系指材料內部所含水的質量占材料干燥質量的百分率。用公式表示為式中Wh—材料的含水率（％）

ms

—一材料含水時的質量（ｇ）

mg—

材料干燥至恒重時的質量（ｇ）

材料的吸濕性隨空氣的濕度和環(huán)境溫度的變化而改變。例：某立方體巖石試件，外形尺寸為50mm×50mm×50mm，測得其在絕干、自然狀態(tài)及吸水飽和狀態(tài)下的質量分別為325g，325.3g，326.1g，并測得該巖石的密度為2.68g/cm3。試求該巖石的體積吸水率、質量含水率、絕干表觀密度、孔隙率。

V0＝5×5×5＝125cm3m含＝325.3gm干＝325gm飽＝326.1gρw＝1g/cm3例：某立方體巖石試件，外形尺寸為50mm×50mm×50mm，測得其在絕干、自然狀態(tài)及吸水飽和狀態(tài)下的質量分別為325g，325.3g，326.1g，并測得該巖石的密度為2.68g/cm3。試求該巖石的體積吸水率、質量含水率、絕干表觀密度、孔隙率。

=（1-2.6/2.68)×100℅=2.98%

=（326.1-325）/125*100%=0.88%=（325.3-325）/325*100%=0.092%=325/125=2.6

g/cm3解：V0=5×5×5=125cm3m含＝325.3gm干＝325gm飽＝326.1gρw＝1g/cm3解：因m干=482g,m飽=487g，V=630-452=178cm3Vo＝178+5=183cm3例：巖石試件經完全干燥后，其質量為482g，將放入盛有水的量筒中，經一定時間巖石吸水飽和后，量筒的水面由原來的452cm3上升至630cm3。取出巖石，擦干表面水分后稱得質量為487g。試求該巖石的密度、表觀密度及質量吸水率？(假設巖石內無封閉空隙)故：ρ=m干/V=482/178=2.71g/cm3

ρo=m干/Vo=482/(178+5)=2.63g/cm3

Wm=(m飽-m干)/m干×100%=(487-482)/482×100%=1%思考題：某工地所用卵石材料的密度為2.65g/cm3、表觀密度為2.61g/cm3、堆積密度為1.68g/cm3，計算此石子的孔隙率與空隙率？解：P=(V0-V)/V×100%=(1-ρ0/ρ)×100%=(1-2.61/2.65)×100%

=1.51%P′=(V0′-V0)/V0′×100%=(1-ρ0′/ρ0)×100%=(1-1.68/2.61)×100%

=35.6%

（三）材料的耐水性(WaterResistance)材料長期在水作用下不破壞，強度也不顯著降低的性質稱為耐水性。材料的耐水性用軟化系數表示，如下式：式中:kR

—材料的軟化系數；

fb—材料在飽和吸水狀態(tài)下的抗壓強度（MPa）；

fg——材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強度（MPa）。

軟化系數KR的大小表明材料在浸水飽和后強度降低的程度。一般來說，材料被水浸濕后，強度均會有所降低。

kR小——耐水性差。

材料耐水性限制了材料的使用環(huán)境，軟化系數小的材料耐水性差，其使用環(huán)境尤其受到限制。軟化系數的波動范圍在0至1之間。工程中通常將ＫＲ＞0.85的材料稱為耐水性材料，可以用于水中或潮濕環(huán)境中的重要工程。用于一般受潮較輕或次要的工程部位時，材料軟化系數也不得小于0.75

。（三）材料的耐水性(WaterResistance)關于耐水性不正確的[]。A、有孔材料的耐水性用軟化系數表示B、材料的軟化系數在0～1之間波動C、軟化系數大于0.85的材料稱為耐水材料。

D、軟化系數小于0.85的材料稱為耐水材料。E、軟化系數越大，材料吸水飽和后強度降低越多，耐水性越差。答案：DE例：某石材在氣干、絕干、水飽和情況下測得的抗壓強度分別為174、178、165MPa，求該石材的軟化系數，并判斷該石材可否用于水下工程。解 該石材的軟化系數為:由于該石材的軟化系數為0.93，大于0.85，故該石材可用于水下工程。（四）材料的抗?jié)B性(penetration

Resistance)材料抵抗壓力水滲透的性質稱為抗?jié)B性，或稱不透水性。材料的抗?jié)B性通常用滲透系數表示。滲透系數的物理意義是：一定厚度的材料，在一定水壓力下，在單位時間內透過單位面積的水量。用公式表示為式中K——材料的滲透系數（cm/h）；

Q——滲透水量（cm3）；

d——材料的厚度（cm）；

A——滲水面積（cm2）；

t——滲水時間（h）；

H——靜水壓力水頭（cm）?！獙嵸|上就是達西定律

K值愈大，表示材料滲透的水量愈多，即抗?jié)B性愈差。

材料的抗?jié)B性也可用抗?jié)B等級表示?？?jié)B等級是以規(guī)定的試件、在標準試驗方法下所能承受的最大水壓力來確定，以符號Pn表示，其中n為該材料所能承受的最大水壓力的十倍的MPa數，如P4、P6、P8等分別表示材料能承受0.4、0.6、0.8MPa的水壓而不滲水。材料的抗?jié)B性與其孔隙率和孔隙特征有關。

（四）材料的抗?jié)B性(penetration

Resistance)

我國現行抗?jié)B等級的確定，是以齡期為28d的圓臺體試件(高150mm、底面直徑185mm、頂面直徑175mm)來做抗?jié)B試驗，并定出抗?jié)B等級?？?jié)B圓柱體試件每組為六個，試驗時，當試件只有兩個試件表面開始發(fā)現滲水現象時的水壓力值(以MPa計)，就稱為該混凝土的抗?jié)B等級，用符號P來表示?；炷量?jié)B儀混凝土的抗?jié)B等級劃分為P4、P6、P8、P10、P12等五個等級。相應表示混凝土抗?jié)B試驗時一組6個試件中4個試件未出現滲水時的最大水壓力。

（四）材料的抗?jié)B性(penetration

Resistance)（五）材料的抗凍性（FrostResistance）

材料在水飽和狀態(tài)下，能經受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，也不嚴重降低強度的性質，稱為材料的抗凍性。

材料的抗凍性用抗凍等級表示。抗凍等級：以規(guī)定的試件，在規(guī)定試驗條件下，測得其強度降低不超過規(guī)定值，并無明顯損壞和剝落時所能經受的凍融循環(huán)次數。用符號Fn表示，其中n即為最大凍融循環(huán)次數，如F25、F50等。材料的抗凍等級可分為Ｆ15、Ｆ25、Ｆ50、Ｆ100、Ｆ200等，分別表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的凍融循環(huán)。

如混凝土抗凍等級Ｆ15是指所能承受的最大凍融次數是15次(在-15℃的溫度凍結后，再在20℃的水中融化，為一次凍融循環(huán))，這時強度損失率不超過25％，質量損失不超過5％。

（五）材料的抗凍性（FrostResistance）

混凝土抗凍等級F15中的15是指()。

A．承受凍融的最大次數為15次

B．凍結后在15~C的水中融化

C．最大凍融次數后強度損失率不超過15％

D．最大凍融次數后質量損失率不超過15％

材料的抗凍性與材料的強度、孔結構、耐水性和吸水飽和程度有關。

材料抗凍等級的選擇，是根據結構物的種類、使用條件、氣候條件等來決定的。

A（五）材料的抗凍性（FrostResistance）四、材料的熱工性質

1.導熱性

當材料兩面存在溫度差時，熱量從材料一面通過材料傳導至另一面的性質，稱為材料的導熱性。導熱性用導熱系數λ表示。導熱系數的定義和計算式如下所示：式中：

λ——導熱系數，Ｗ／（ｍ·Ｋ）；

Ｑ－傳導的熱量，Ｊ

ｄ—材料厚度，ｍ；

A——熱傳導面積，m2

Ｚ一熱傳導時間，h；

（t2-t1）－材料兩面溫度差，K

在物理意義上，導熱系數為單位厚度(1m)的材料、兩面溫度差為1Ｋ時、在單位時間(1s)內通過單位面積(1㎡)的熱量。

四、材料的熱工性質絕熱材料

幾種典型材料的熱工性質指標材料導熱系數（w／（m·K））比熱（J／（kg·K））鋼580.48花崗巖3.490.92普通混凝土1.510.84燒結普通磚0.800.88松木（橫紋）0.170.352.72泡沫塑料0.031.30冰2.202.05水0.584.18靜止空氣0.0231.00四、材料的熱工性質Return

影響導熱系數的因素無機材料的導熱系數大于有機材料；材料的孔隙率愈大,即空氣愈多,導熱系數愈小;同類材料的孔隙率是隨表觀密度的減小而增大,則導熱系數隨表觀密度的減小而減??；導熱系數與孔隙形態(tài)特征的關系,認為有微細而封閉孔隙組成的材料,導熱系數小,反之大；材料的含水率增加,導熱系數也增加。四、材料的熱工性質2.熱容量和比熱

材料在受熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質稱為材料的熱容量。單位質量材料溫度升高或降低1Ｋ所吸收或放出的熱量稱為熱容量系數或比熱。比熱的計算式如下所示：式中：

C---材料的比熱，J/（kg·K）

Q--材料吸收或放出的熱量(熱容量)

m---材料質量，g

（t2-t1）--材料受熱或冷卻前后的溫差，K四、材料的熱工性質

比熱是反映材料的吸熱和放熱能力的物理量。不同材料的比熱不同，它對保持建筑物內部溫度溫度有很大的意義，比熱大的材料，能在熱流變動或采暖設備供熱不均勻時，緩和室內的溫度波動。Return五.材料的溫度變形

材料的溫度變形是指溫度升高或降低時材料的體積變化。除個別材料以外，多數材料在溫度升高時體積膨脹，溫度下降時體積收縮。這種變化表現在單向尺寸時，為線膨脹或線收縮，相應的技術指標為線膨脹系數（α）。材料的單向線膨脹量或線收縮量計算公式為：

ΔL=（t2-t1）·α·L

式中：

ΔL--線膨脹或線收縮量（mm或cm）

(t2-t1）--材料升（降）溫前后的溫度差（Ｋ）

α--材料在常溫下的平均線膨脹系數(１／Ｋ)

L---材料原來的長度（ｍｍ或ｍ）

建筑工程中，對材料的溫度變形大多關心其某一單向尺寸的變化，因此，研究其平均線膨脹系數具有實際意義。材料的線膨脹系數與材料的組成和結構有關，常選擇合適的材料來滿足工程對溫度變形的要求。第二部分材料的力學性質

材料的力學性質系指材料在外力作用下的變形性和抵抗破壞的性質。一、材料的強度與等級（一）材料的強度材料在外力作用下抵抗破壞的能力，稱為材料的強度。根據外力作用形式的不同，材料的強度有抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度及抗剪強度等，均以材料受外力破壞時單位面積上所承受的力的大小來表示。材料的強度分類及受外力作用示意圖強度類別受力作用示意圖強度計算式附注抗壓強度fc(MPa)F——破壞荷載(N);A——受荷面積(mm2);L——跨度(mm);b——斷面寬度(mm);h——斷面高度(mm)抗拉強度ft(MPa)抗剪強度fv(MPa)抗彎強度ftm(MPa)（一）材料的強度（二）材料的等級建筑材料常按其強度值的大小劃分為若干個等級。如：燒結普通磚按抗壓強度分為六個等級：Mu30、Mu25、Mu20、Mu15、Mu10、Mu7.5；硅酸鹽水泥按抗壓和抗折強度分為6個等級：42.5、52.5、62.5、42.5R、52.5R、62.5R；普通混凝土按其抗壓強度分為十四個等級：C15、C10、…、C80等碳素結構鋼按其抗拉強度分為五個等級，如Q235等等。（三）材料的比強度

比強度是按單位質量計算的材料強度，其值等于材料強度與其表觀密度之比。對于不同強度的材料進行比較，可采用比強度這個指標。

比強度是衡量材料輕質高強性能的重要指標，優(yōu)質的結構材料，必須具有較高的比強度。材料表觀密度（g/cm3）強度（MPa）比強度低碳鋼78504200.054普通混凝土（抗壓）2400400.017松木（順紋、抗拉）