建筑材料（第二版）課件：建筑材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

建筑材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1.1建筑材料標(biāo)準(zhǔn)1.2建筑材料技術(shù)指標(biāo)含義1.3材料質(zhì)量等級(jí)的判定本章小結(jié)

1.1建筑材料標(biāo)準(zhǔn)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

?標(biāo)準(zhǔn)的類別；

?標(biāo)準(zhǔn)的作用；

?標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)成；

?標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵概念】

?強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)；

?推薦性標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的制定和類型按使用范圍劃分為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并將標(biāo)準(zhǔn)分為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)兩類。

建筑材料標(biāo)準(zhǔn)的制定和使用標(biāo)準(zhǔn)的目的是為了正確評(píng)定材料品質(zhì)，合理使用材料，以保證建筑工程質(zhì)量，降低工程造價(jià)。

建筑材料標(biāo)準(zhǔn)通常包含以下內(nèi)容：主題內(nèi)容和適用范圍、引用標(biāo)準(zhǔn)、定義與代號(hào)、等級(jí)、牌號(hào)、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則以及包裝、標(biāo)志、運(yùn)輸與貯存標(biāo)準(zhǔn)等。

建筑材料試驗(yàn)和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)不同的材料和試驗(yàn)、檢驗(yàn)的內(nèi)容而定的，通常包括取樣方法、試樣制備、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)和檢驗(yàn)方法、試驗(yàn)結(jié)果分析等內(nèi)容。質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)包括《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》、《預(yù)制混凝土構(gòu)件質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》等。

對(duì)于各種建筑材料，其形狀、尺寸、質(zhì)量、使用方法以及試驗(yàn)方法，都必須有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。這既能使生產(chǎn)單位提高生產(chǎn)率和企業(yè)效益，又便于產(chǎn)品與產(chǎn)品之間進(jìn)行比較，也能使設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)化，材料使用合理化。

根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布單位與適用范圍的不同，建筑材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)及地方標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)。各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都有自己的代號(hào)、編號(hào)和名稱。標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)反映該標(biāo)準(zhǔn)的等級(jí)、含義或發(fā)布單位，用漢語(yǔ)拼音字母表示。我國(guó)現(xiàn)行建材標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)見(jiàn)表1-1。具體標(biāo)準(zhǔn)由代號(hào)、順序號(hào)和頒布年份組成；后可跟名稱，反映該標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容。例如：表示國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(強(qiáng)制性)5101號(hào)，2003年頒布執(zhí)行的燒結(jié)普通磚標(biāo)準(zhǔn)。表示國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(推薦性)2015號(hào)，2005年頒布執(zhí)行的白色硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)。

1.2建筑材料技術(shù)指標(biāo)含義

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

物理性質(zhì)指標(biāo)；

力學(xué)性能指標(biāo)；

耐久性指標(biāo)。

【關(guān)鍵概念】

強(qiáng)度；

檢測(cè)。1.2.1物理性質(zhì)指標(biāo)

1.與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)

1)密度

密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量，用下式表示：(1-1)式中：—材料的密度，g/cm3；

m—材料的絕干質(zhì)量，g；

V—材料在絕對(duì)密度狀態(tài)下的體積，簡(jiǎn)稱為絕對(duì)體積或?qū)嶓w積，cm3。

2)表觀密度

表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量，用下式表示：(1-2)式中：ρ0—材料的表觀密度，亦稱體積密度，g/cm3或kg/m3；

m—材料的質(zhì)量，g或kg；

V0—材料在自然狀態(tài)下的體積，簡(jiǎn)稱自然體積或表觀體積(包括材料的實(shí)體積和所含孔隙體積)，cm3或m3。

3)堆積密度

在建筑工程中，經(jīng)常使用大量的散粒材料或粉狀材料，如砂、石子、水泥等，它們都直接以顆粒狀態(tài)使用，不再加工成塊狀材料，這些材料也可按上述方法求出它們的密度，但工程意義不大，使用時(shí)一般不需考慮每個(gè)顆粒內(nèi)部的孔隙，而是要知道其堆積密度。

堆積密度是指散粒材料或粉狀材料，在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，用下式表示：(1-3)式中：—材料的堆積密度，kg／m3；

m—材料的質(zhì)量，kg；

—材料的自然(松散)堆積體積(包括顆粒體積及顆粒之間空隙的體積)，也即按一定方法裝入一定容器的容積，m3。

2.與構(gòu)造狀態(tài)有關(guān)的性質(zhì)

1)孔隙率

孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙體積占其總體積的百分率，用下式表示：(1-4)式中：P—材料的孔隙率，%；

V0—材料的自然體積，cm3或m3；

V—材料的絕對(duì)密實(shí)體積，cm3或m3。

2)空隙率

空隙率是指散?；蚍蹱畈牧项w粒之間的空隙體積占其自然堆積體積的百分率，用下式表示：(1-5)式中：P'—材料的空隙率，%；

—材料的自然堆積體積，cm3或m3；

V0—材料的顆粒體積，cm3或m3。在上述各參數(shù)中，密度并不能反映材料的性質(zhì)，但通過(guò)它可以大致了解材料的品質(zhì)，并可用它計(jì)算材料的孔隙率以及混凝土的配合比。

表觀密度建立了材料自然體積與質(zhì)量之間的關(guān)系，在建筑工程中可用來(lái)計(jì)算材料用量、構(gòu)件自重，確定材料堆放空間等。

孔隙率反映材料的密度程度，并和材料的許多性質(zhì)都有密切關(guān)系，如強(qiáng)度、吸水性、保溫性、耐久性等。

空隙率在配制混凝土?xí)r可作為控制砂、石級(jí)配與計(jì)算配合比的重要依據(jù)。由上可見(jiàn)，材料的密度、表觀密度、孔隙率和空隙率等是認(rèn)識(shí)材料、了解材料性質(zhì)與應(yīng)用的重要指標(biāo)，所以常稱為材料的基本物理性質(zhì)。

常用建筑材料的密度、表觀密度、堆積密度和孔隙率如表1-2所示。

3.與水有關(guān)的性質(zhì)

1)吸水性

材料浸入水中吸收水分的能力稱為吸水性。吸水性的大小常以吸水率表示,有質(zhì)量吸水率和體積吸水率兩種表示方法。

(1)質(zhì)量吸水率：指材料吸水飽和時(shí)，吸水量占材料絕干質(zhì)量的百分率，用公式表示為(1-6)式中：Wm—材料的質(zhì)量吸水率，%；

msw—材料吸水飽和時(shí)所吸入的水量，g或kg；

m1—材料吸水飽和時(shí)的質(zhì)量，g或kg；

m—材料的絕干質(zhì)量，g或kg。

(2)體積吸水率：指材料吸水飽和時(shí)，吸收水分的體積占絕干材料自然體積的百分率，用公式表示為(1-7)式中：Wv—材料的體積吸水率，%；

Vsw—材料吸水飽和時(shí)所吸入的水的體積，cm3或m3；

V0—絕干材料在自然狀態(tài)下的體積，cm3或m3；

—水的密度，g/cm3。常溫下取=1g/cm3。質(zhì)量吸水率與體積吸水率的關(guān)系為：(1-8)式中，式中，ρ0為材料的干表觀密度，g/cm3。

Wv可用來(lái)說(shuō)明材料內(nèi)部孔隙被水充滿的程度，而在材料中，只有開(kāi)口孔隙能吸水，故體積吸水率即為材料的開(kāi)口孔隙率。體積吸水率的概念比較清楚，但為方便起見(jiàn)，在工程應(yīng)用上常用質(zhì)量吸水率表示材料的吸水性。

由于材料的吸水率表示的是材料吸收水分的能力，所以是一固定值。

2)吸濕性

材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)稱為吸濕性。材料的吸濕性常以含水率表示，可用以下公式表示：(1-9)式中：W含—材料的含水率，%；

m含—材料含水時(shí)的質(zhì)量，g或kg；

m——材料的絕干質(zhì)量，g或kg。含水率表示材料在某一時(shí)間的含水狀態(tài)，不是固定值，它隨環(huán)境溫度和空氣濕度的變化而改變。與大氣濕度相平衡時(shí)的含水率稱為平衡含水率(或稱氣干含水率)。材料的吸水性和吸濕性，不僅取決于材料本身是親水的還是憎水的，還與材料的孔隙率和孔隙特征有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，孔隙率大，則吸水性大。但若是閉口孔隙，水分則不易吸入；而粗大的開(kāi)口孔隙，水分雖容易滲入，但不易存留，僅能潤(rùn)濕孔壁表面，不易吸滿。只有當(dāng)材料具有微小而連通的孔隙(如毛細(xì)孔)時(shí)，其吸水性和吸濕性才很強(qiáng)。

材料吸水后，對(duì)材料性質(zhì)將產(chǎn)生一系列不良影響，它會(huì)使材料的表觀密度增大、體積膨脹、強(qiáng)度下降、保溫性下降、抗凍性變差等，所以吸水率大對(duì)材料性質(zhì)是不利的。

3)耐水性

材料長(zhǎng)期在飽和水作用下不破壞，其強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性。材料的耐水性用軟化系數(shù)表示，可按下式計(jì)算：(1-10)式中：Kso—材料的軟化系數(shù)；

fw—材料在吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，MPa；

fd—材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，MPa。軟化系數(shù)Kso的大小表明材料在浸水飽和后強(qiáng)度降低的程度。一般材料隨著含水量的增加，其質(zhì)點(diǎn)間的結(jié)合力有所減弱，強(qiáng)度會(huì)有不同程度的降低。如果材料中含有某些可溶性物質(zhì)(如黏土、石灰等)，則強(qiáng)度降低得更為嚴(yán)重，即使是致密的石材也不能避免這種影響，如花崗巖長(zhǎng)期浸泡在水中，強(qiáng)度將下降3%，燒結(jié)普通磚和木材所受影響更大。

軟化系數(shù)值一般在0～1之間。軟化系數(shù)愈小，表明材料的耐水性愈差。根據(jù)Kso的大小可以判斷各種材料的使用場(chǎng)合，所以Kso值常成為處于水中或潮濕環(huán)境中材料選擇的依據(jù)。工程上，通常將Kso≥0.85的材料稱為耐水性材料。長(zhǎng)期處于水中或潮濕環(huán)境中的重要結(jié)構(gòu)，必須選用Kso≥0.85的材料。對(duì)于處于受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)的材料，其Kso不應(yīng)小

于0.75。

材料的耐水性主要與其組成成分在水中的溶解度和材料的孔隙率有關(guān)。溶解度很小或不溶的材料，則軟化系數(shù)一般較大，如金屬材料的Kso?=?1；若材料可溶于水且具有較大的孔隙率，則其軟化系數(shù)較小或很小，如黏土的Kso?=?0。

4)抗?jié)B性

材料抵抗壓力水或其他液體滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性(不透水性)。

由于材料具有不同程度的滲透性，當(dāng)材料兩側(cè)存在不同水壓時(shí)，一切破壞因素(如腐蝕性介質(zhì)等)都可通過(guò)水或氣體進(jìn)入材料內(nèi)部，然后把所分解的產(chǎn)物帶出材料，使材料逐漸被破壞。地下建筑、基礎(chǔ)、壓力管道、容器、水工建筑等經(jīng)常受到壓力水或水頭差的作用，故所用材料應(yīng)具有一定的抗?jié)B性。對(duì)于各種防水材料，則要求具有更高的抗?jié)B性。材料的抗?jié)B性可用以下兩種指標(biāo)表示：

(1)滲透系數(shù)。材料的透水遵守達(dá)西定律：在一定的時(shí)間t內(nèi)，透過(guò)材料試件的水量W與試件的滲水面積A及水頭差h成正比，與滲透距離(試件厚度)d成反比，見(jiàn)圖1-1，可用公式表示如下：則(1-11)圖1-1材料透水示意圖式中：Kp—材料的滲透系數(shù)，cm/h；

W—總滲透水量，cm3；

A—滲水面積，cm2；

h—水頭差，cm；

t—滲水時(shí)間，h；

d—材料的厚度，cm。

滲透系數(shù)Kp值愈大，表示材料滲透的水量愈多，即抗?jié)B性差。

一些防滲、防水材料，如油氈、瓦、水工瀝青混凝土等，其防水性常用滲透系數(shù)表示。

(2)抗?jié)B等級(jí)。建筑工程中大量使用的砂漿、混凝土等材料，其抗?jié)B性能常用抗?jié)B等級(jí)來(lái)表示。

抗?jié)B等級(jí)是指材料在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法下進(jìn)行透水試驗(yàn)，以規(guī)定的試件在透水前所能承受的最大水壓力來(lái)確定的，用符號(hào)“P”和材料透水前所能承受的最大水壓力的(MPa)數(shù)值表示的等級(jí)。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。所以，抗?jié)B等級(jí)愈高，材料的抗?jié)B性能愈好。

材料抗?jié)B性好壞，與其孔隙率和孔隙特征有關(guān)。絕對(duì)密實(shí)的材料和具有閉口孔隙的材料，或具有極細(xì)孔隙(孔徑小于1?μm)的材料，實(shí)際上可認(rèn)為是不透水的。開(kāi)口大孔最易滲水，故其抗?jié)B性最差。此外，材料的抗?jié)B性還與其親水性或憎水性有關(guān)，親水性材料的毛細(xì)孔由于毛細(xì)作用而有利于水的滲透。

5)抗凍性

材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不被破壞，同時(shí)也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性質(zhì)稱為抗凍性。簡(jiǎn)言之，抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下，抵抗凍融循環(huán)作用的能力。

在比較寒冷的北方地區(qū)，夏秋兩季材料常受雨水浸濕飽和，冬季結(jié)冰，春、夏季開(kāi)凍融化，年復(fù)一年，如此反復(fù)遭受凍融循環(huán)的作用。水在材料孔隙中結(jié)冰時(shí)，體積約增大9%，如此時(shí)孔隙內(nèi)充滿水(吸水飽和狀態(tài))，當(dāng)水變成冰時(shí)將會(huì)給孔壁造成很大的靜水壓力(稱為冰晶壓力)，該壓力可高達(dá)100MPa，可使孔壁開(kāi)裂。冰在融化時(shí)是從表面先開(kāi)始融化，然后向內(nèi)逐層進(jìn)行，因而外層的冰晶壓力先消失?？梢?jiàn)，無(wú)論是結(jié)冰還是融化的過(guò)程，都會(huì)在材料的內(nèi)外層產(chǎn)生明顯的應(yīng)力差和溫度差，對(duì)材料起破壞作用，使材料碎裂、質(zhì)量損失、強(qiáng)度下降。凍融循環(huán)次數(shù)愈多，這種破壞作用愈嚴(yán)重。材料的抗凍性主要取決于材料的孔隙率和孔隙特征，另外還與材料吸水飽和的程度、材料本身的強(qiáng)度以及凍結(jié)條件(如凍結(jié)溫度、凍結(jié)速度及凍融循環(huán)作用的頻繁程度)等有關(guān)。工程上材料的抗凍性用抗凍等級(jí)表示?？箖龅燃?jí)是將材料吸水飽和后，按規(guī)定方法進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)，以質(zhì)量損失不超過(guò)5%、強(qiáng)度下降不超過(guò)25%時(shí)，所能經(jīng)受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來(lái)確定的，用符號(hào)“F”和最大凍融循環(huán)次數(shù)來(lái)表示的等級(jí)，如F25、F50、F100等?？箖龅燃?jí)愈高，材料的抗凍性愈好。

對(duì)材料抗凍性的要求視工程種類、結(jié)構(gòu)部位、所處環(huán)境、使用條件以及建筑物等級(jí)而定。

4.材料與熱有關(guān)的性質(zhì)

1)導(dǎo)熱性與熱阻

當(dāng)材料兩側(cè)存在溫度差時(shí)，熱量從溫度高的一側(cè)向溫度低的一側(cè)傳導(dǎo)的性質(zhì)稱為導(dǎo)熱性，材料的導(dǎo)熱性常用導(dǎo)熱系數(shù)“λ”表示。材料傳導(dǎo)熱量的示意圖見(jiàn)圖1-2。

勻質(zhì)材料導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算公式為圖1-2材料傳導(dǎo)熱量的示意圖式中：λ—材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·K)；

Q—總傳熱量，J；

d—材料厚度，m；

?T1－T2—材料兩側(cè)絕對(duì)溫度之差，K；

?A—傳熱面積，m2；

??t—傳熱時(shí)間，s。

導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義是：?jiǎn)挝缓穸鹊牟牧希?dāng)材料兩側(cè)溫度差為1K時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的熱量。

若用q表示單位時(shí)間(s)內(nèi)通過(guò)單位面積(m2)的熱流量(J)，即則(1-12)在上式中，溫度是決定熱流量q的大小和傳遞方向的外因，而材料的導(dǎo)熱系數(shù)與材料層厚度的比值則是決定q值大小的內(nèi)因。在建筑熱工上，把的倒數(shù)叫做材料層的熱阻，用R表示，單位為(m2·K)/W，這樣式(1-12)可改寫(xiě)為(1-13)熱阻也是材料層本身的一個(gè)熱性能指標(biāo)，它說(shuō)明材料層抵抗熱流通過(guò)的能力，或者說(shuō)明熱流通過(guò)材料層時(shí)所遇到的阻力。在同樣的溫差條件下，熱阻越大，通過(guò)材料層的熱量越少。在多層導(dǎo)熱條件下，應(yīng)用熱阻概念計(jì)算十分方便。導(dǎo)熱系數(shù)或熱阻是評(píng)定材料保溫絕熱性能好壞的主要指標(biāo)。R值越大，則表示該物體(如墻體、樓板)或構(gòu)件的絕熱性能越好。

影響建筑材料導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素有：

(1)材料的組成與結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，金屬材料、無(wú)機(jī)材料、晶體材料的導(dǎo)熱系數(shù)分別大于非金屬材料、有機(jī)材料、非晶體材料。

(2)孔隙率大，含空氣多，則材料表觀密度小，其導(dǎo)熱系數(shù)也就小。因?yàn)?，空氣的?dǎo)熱系數(shù)只有0.025?W/(m·K)，所以表觀密度小的材料主要是空氣的導(dǎo)熱系數(shù)起著重要的作用。

(3)細(xì)小孔隙、閉口孔隙組成的材料比粗大孔隙、開(kāi)口孔隙的材料導(dǎo)熱系數(shù)小，因?yàn)楸苊饬藢?duì)流傳熱。

(4)材料含水或含冰時(shí)，會(huì)使導(dǎo)熱系數(shù)急劇增加。

(5)導(dǎo)熱時(shí)的溫度越高，導(dǎo)熱系數(shù)越大(金屬材料除外)。

2)熱容量

材料在加熱時(shí)吸收的熱量或在冷卻時(shí)放出的熱量稱為熱容量。墻體、屋面或其他部位采用高熱容量材料時(shí)，可以長(zhǎng)時(shí)間保持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定。熱容量大小用比熱(也稱熱容量系數(shù))表示。

比熱表示單位質(zhì)量的材料溫度升高1?K時(shí)所吸收的熱量(J)或降低1?K時(shí)所放出的熱量(J)。

材料在加熱(或冷卻)時(shí)，吸收(或放出)的熱量與質(zhì)量、溫度差成正比，可用下式表示：(1-14)式中：Q—材料的熱容量，J；

C—材料的比熱，J/(g·K)；

m—材料的質(zhì)量，g；

T1－T2材料受熱或冷卻前后的絕對(duì)溫度差，K。

由上式可得比熱為(1-15)比熱是反映材料吸熱或放熱能力大小的物理量。不同材料的比熱不同，即使是同一材料，由于所處物態(tài)不同，比熱也不同。例如水的比熱是4.19?J/(g·K)，而結(jié)冰后的比熱是2.05?J/(g·K)。

材料的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱是設(shè)計(jì)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)(墻體、屋蓋)、進(jìn)行熱工計(jì)算時(shí)的重要參數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)較小而熱容量較大的建筑材料，以使建筑物保持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定性。同時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)也是工業(yè)窯爐熱工計(jì)算和確定冷藏庫(kù)絕熱層厚度時(shí)的重要數(shù)據(jù)。常用建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱指標(biāo)見(jiàn)表1-3。

3)耐熱性

材料長(zhǎng)期在高溫作用下，不失去使用功能的性質(zhì)稱為耐熱性，亦稱耐高溫性或耐火性。一些材料在高溫作用下會(huì)發(fā)生變形或變質(zhì)。

耐火材料的耐火性是指材料抵抗融化的性質(zhì)，用耐火度來(lái)表示，即材料在不發(fā)生軟化時(shí)所能抵抗的最高溫度。耐火材料一般要求材料能長(zhǎng)期抵抗高溫或火的作用，具有一定的高溫力學(xué)強(qiáng)度、高溫體積穩(wěn)定性和抗熱震性等。

4)耐燃性

在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，材料抵抗或延緩燃燒的性質(zhì)稱為耐燃性(或稱防火性)。材料的耐燃性是影響建筑物防火和耐火等級(jí)的重要因素。建筑材料按其燃燒性質(zhì)分為四級(jí)：

(1)不燃性材料(A)：在空氣中受高溫作用不起火、不微燃燒、不炭化的材料。

(2)難燃性材料(B1)：在空氣中受高溫作用難起火、難微燃、難炭化，當(dāng)火源移開(kāi)后燃燒會(huì)立即停止的材料。

(3)可燃性材料(B2)：在空氣中受高溫作用會(huì)自行起火或微燃，當(dāng)火源移開(kāi)后仍能繼續(xù)燃燒或微燃的材料。

(4)易燃性材料(B3)：在空氣中容易起火燃燒的材料。

為了使可燃或易燃材料有較好的防火性，多采用表面涂刷防火涂料的措施。組成防火涂料的成膜物質(zhì)可分為不燃性材料(如水玻璃)或是有機(jī)含鹵素的樹(shù)脂，該樹(shù)脂在受熱時(shí)能分解并釋放出氣體，氣體中含有較多鹵素(F、Cl、Br等)和氮(N)的有機(jī)化合物，它們具有自消火性。

常用材料的極限耐火溫度見(jiàn)表1-4。1.2.2建筑材料的力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)

1.材料的強(qiáng)度

材料在外力或應(yīng)力作用下，抵抗破壞的能力稱為材料的強(qiáng)度，它以材料在破壞時(shí)的最大應(yīng)力值來(lái)表示。

材料的實(shí)際強(qiáng)度常通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試件在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下的破壞試驗(yàn)來(lái)測(cè)定。根據(jù)受力方式不同，可分為抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗彎(折)強(qiáng)度等。材料的各種受力狀態(tài)見(jiàn)圖1-3。圖1-3材料的受力狀態(tài)抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度的計(jì)算公式如下：(1-16)式中：f—材料的強(qiáng)度，MPa；

F—破壞時(shí)的最大荷載，N；

A—材料的受力面積，mm2。材料的抗彎強(qiáng)度與材料受力情況、截面形狀及支承條件等有關(guān)。對(duì)于矩形截面的條形試件(或小梁)，在兩端支承，中間作用集中荷載的情況下，抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算：(1-17)式中：f—抗彎強(qiáng)度，MPa；

F—受彎時(shí)破壞荷載，N；

l—兩支點(diǎn)間的距離，mm；

b、h—材料截面寬度、高度，mm。

材料的強(qiáng)度和它的成分、結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。不同種類的材料，有不同的抵抗外力的力。

同一種材料隨其孔隙率及結(jié)構(gòu)特征不同，強(qiáng)度也有較大差異。一般情況下，材料的表觀密度愈小、孔隙率愈大，其強(qiáng)度愈低。材料的強(qiáng)度值還與測(cè)試條件有很大關(guān)系，具體來(lái)說(shuō)就是與試件的形狀、尺寸、表面狀態(tài)、含水程度、溫度及加載速度等因素有關(guān)。因此，國(guó)家規(guī)定了試驗(yàn)方法，測(cè)定強(qiáng)度時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守。

為便于合理使用材料，對(duì)于以強(qiáng)度為主要指標(biāo)的材料，通常按材料強(qiáng)度值的高低劃分為若干個(gè)等級(jí)，稱為材料的強(qiáng)度等級(jí)。脆性材料主要以抗壓強(qiáng)度來(lái)劃分，塑性材料和韌性材料主要以抗拉強(qiáng)度來(lái)劃分。

比強(qiáng)度是材料強(qiáng)度與表觀密度的比值。比強(qiáng)度是衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。比強(qiáng)度越大，則材料的輕質(zhì)高強(qiáng)性能越好。

2.彈性與塑性

1)彈性

材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后能完全恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)的性質(zhì)稱為材料的彈性。這種能夠完全恢復(fù)的變形稱為彈性變形。明顯具備這種特性的材料稱為彈性材料。受力后材料應(yīng)力與應(yīng)變的比值稱為材料的彈性模量。其值愈大，材料受外力作用時(shí)越不易產(chǎn)生變形。

2)塑性

材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，材料仍保持變形后的形狀且不產(chǎn)生破裂的性質(zhì)稱為材料的塑性。這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形(永久變形)。具備較高塑性變形的材料稱為塑性材料。

實(shí)際上，單純的彈性或塑性材料都是不存在的，各種材料在不同應(yīng)力下，表現(xiàn)出不同的變形性質(zhì)。

3)脆性與韌性

(1)脆性。脆性是材料受外力作用，在無(wú)明顯塑性變形的情況下即突然破裂的性質(zhì)。具有這種性質(zhì)的材料稱為脆性材料，如天然石材、混凝土、普通磚等。脆性材料的抗壓能力很強(qiáng)，通常是抗拉強(qiáng)度的很多倍。脆性材料抗振動(dòng)、沖擊荷載的能力差，因而脆性材料常用于承受靜壓力作用的建筑部位，如基礎(chǔ)、墻體、柱子、墩座等。

(2)韌性。材料在沖擊、振動(dòng)荷載作用下，能承受很大的變形而不致發(fā)生突發(fā)性破壞的性質(zhì)稱為韌性(或沖擊韌性)。具有這種性質(zhì)的材料稱為韌性材料，如建筑鋼材、瀝青混凝土等。韌性材料的特點(diǎn)是變形大，特別是塑性變形大，抗拉強(qiáng)度接近或高于抗壓強(qiáng)度。路面、橋梁、吊車梁以及有抗震要求的結(jié)構(gòu)都要考慮材料的韌性。材料的韌性用沖擊試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。1.2.3材料的耐久性

1.影響材料耐久性的因素

材料在使用過(guò)程中，除受到各種外力作用外，還會(huì)受到物理、化學(xué)和生物作用而被破壞。金屬材料易被氧化腐蝕；無(wú)機(jī)非金屬材料因碳化、溶蝕、熱應(yīng)力、干濕交替而被破壞，如混凝土的碳化、水泥石的溶蝕、磚和混凝土的凍融以及處于水中或水位升降范圍內(nèi)的混凝土、石材、磚等因受環(huán)境水的化學(xué)侵蝕而被破壞等；木材、竹材等其他有機(jī)材料，常因生物作用而遭受破壞；瀝青等材料因受陽(yáng)光、空氣和熱應(yīng)力的作用而逐漸老化。材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)不同時(shí)，其耐久性也不同。當(dāng)材料的組成易溶于水或其他液體，或易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，則材料的耐水性、耐化學(xué)腐蝕性等較差。無(wú)機(jī)非金屬脆性材料在溫度劇變時(shí)易產(chǎn)生開(kāi)裂，即耐急冷急熱性差。當(dāng)材料的孔隙率，特別是開(kāi)口孔隙率較大時(shí)，其耐久性往往較差。對(duì)有機(jī)材料，因含有不飽和鍵等，抗老化性較差。當(dāng)材料強(qiáng)度較高時(shí)，其耐久性往往較好。

材料的用途不同時(shí)，對(duì)耐久性要求的內(nèi)容也不相同，如結(jié)構(gòu)材料要求強(qiáng)度不顯著降低；裝飾材料則主要要求顏色、光澤等不發(fā)生顯著的變化；寒冷地區(qū)室外工程的材料應(yīng)考慮其抗凍性；處于有壓力水作用的水工工程所用材料應(yīng)有抗?jié)B性；地面材料應(yīng)有良好的耐磨性等。

2.提高材料耐久性的措施

為了提高材料的耐久性，首先應(yīng)努力提高材料本身對(duì)外界作用的抵抗能力(如提高密實(shí)度，改變孔隙構(gòu)造，改變成分等)；其次選用其他材料對(duì)主體材料加以保護(hù)(如作保護(hù)層，刷涂料，作飾面等)；此外還應(yīng)設(shè)法減輕大氣或其他介質(zhì)對(duì)材料的破壞作用(如降低濕度，排除侵蝕性物質(zhì)等)。

對(duì)材料耐久性的判斷應(yīng)在使用條件下進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)，但這需要很長(zhǎng)的時(shí)間。通常是根據(jù)使用條件和要求，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行快速試驗(yàn)，如干濕循環(huán)、凍融循環(huán)、碳化、化學(xué)介質(zhì)浸漬等，并據(jù)此對(duì)材料的耐久性做出評(píng)價(jià)。

1.3材料質(zhì)量等級(jí)的判定

1.3.1材料質(zhì)量等級(jí)舉例

1.水泥

1)水泥質(zhì)量等級(jí)的評(píng)定原則

(1)評(píng)定水泥質(zhì)量等級(jí)的依據(jù)是產(chǎn)品所遵照的標(biāo)準(zhǔn)水平和實(shí)物質(zhì)量