一、建筑材料
(一)材料的基本性質 按用于建筑物的部位分:基礎材料、墻體材料、屋面材料、地面材料、頂棚材料等。
按材料的作用分:結構材料、砌筑材料、防水材料、裝飾材料、保溫絕熱材料等。
按材料的成分分:無機材料、有機材料、復合材料等。
1.材料的物理性質
(1)材料狀態(tài)參數與結構特征
1)材料的狀態(tài)參數
(a)密度
材料的密度是指材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質量,可用下式計算:
式中
——材料的密度,g/cm3。
——材料在干燥狀態(tài)下的質量,g。
——材料在絕對密實狀態(tài)下的體積,cm3。
材料的絕對密實體積是指材料內固體物質所占的體積,不包括材料內部孔隙的體積。自然狀態(tài)下多孔材料的體積v0是由固體物質的體積v和孔隙體積vk兩部分組成的。
(b)表觀密度(俗稱容重)
表觀密度(又稱體積密度)是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質量??捎孟率接嬎悖?/span>
——表現密度,g/cm3或kg/cm3;
——材料的質量,g或kg;
——材料在自然狀態(tài)下的體積,cm3或m3。
(c)堆積密度
堆積密度是指粉狀、顆粒狀或纖維狀材料在堆積狀態(tài)下一單位體積的質量。按下式計算:
——堆積密度(g/cm3或kg/cm3);
——材料的堆積體積(cm3或m3)。
2)材料的結構特征
(a)密實度
材料的密實度是指材料體積內被固體物質所充實的程度,即材料的密實體積與自然體積之比??砂聪率接嬎悖?/span>
(b)孔隙率
材料的孔隙率是指材料中孔隙體積占材料總體積的百分率,可按下式計算:
(1-5)
(2)材料與水有關的性質
1)親水性和憎水性
材料在空氣中與水接觸時,根據其能否被潤濕,可把材料分為親水性材料和憎水性材料兩類。
4)耐水性
耐水性是指材料在長期的飽和水作用下不破壞,其強度也不顯著降低的性質。耐水性的大小用軟化系數表示,可按下式計算:
——材料的軟化系數;
——材料在飽和水狀態(tài)下的抗壓強度,mpa;
——材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強度,mpa。
5)抗凍性
抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下,經受多次凍結和融化作用(凍融循環(huán))而不破壞,同時也不嚴重降低強度的性質。材料的抗凍性用抗凍等級表示。
抗凍等級是在材料試件浸水飽和后,在-15℃的溫度下凍結,再在20℃的水中融化(這樣為一個凍融循環(huán))。當試件承受反復凍融循環(huán)后,其質量損失不超過5%,強度損失不超過25%時,試件承受的最多凍融循環(huán)次數,即為該材料的抗凍等級。表示為f10、f15等。抗凍等級越高,則材料的抗凍性能越好。
(3)材料與熱有關的性質
1)導熱性
材料傳導熱量的能力稱為導熱性,其大小用導熱系數表示,即
——導熱系數,w/(m·k);
——傳導的熱量,j;
——熱傳導面積,m2;
——材料的厚度,m;
——熱傳導時間,s;
——材料兩側溫差,k。
3)耐燃性
(a)非燃燒材料(a級)
(b)難燃材料(b1級)
(c)可燃材料(b2級)
(d)易燃材料(b3級)
2.材料的力學性質
(1)材料的強度
材料在外力(荷載)作用下抵抗破壞的能力稱為強度。強度值是以材料受外力破壞時,單位面積上所承受的力表示。建筑材料在建筑物上所受的外力,主要有拉力、壓力、剪力及彎曲等。材料抵抗這些外力破壞的能力,分別稱為抗拉、抗壓、抗剪和抗彎(抗折)等強度。
(2)材料的硬度
硬度是材料表面能抵抗其他較硬物體壓入或刻劃的能力。不同材料的硬度測定方法不同。木材、混凝土、鋼材等的硬度常用鋼球壓入法測定:如布氏硬度(hbs、hbw)、肖氏硬度(hs)、洛氏硬度(hr)等。
但石材有時也按刻劃法(又稱莫氏硬度)測定,即將礦物硬度分為10級,其硬度遞增的順序為:滑石1,石膏2,方解石3,螢石4,磷灰石5,正長石6,石英7,黃玉8,剛玉9,金剛石10。一般硬度大的材料耐磨性較強,但不易加工,也可根據硬度的大小,間接推算出材料的強度。