建筑材料重点总结
第一章
1.建筑材料的定义及其分类？
（1）定义：任何建筑物的都是用各种材料组成的，这些材料统称为建筑材料。
（2）分类：①按材料来源分类：天然材料；人工材料。
②按材料的使用部位：结构材料、屋面材料、墙体材料、地面材料。
③按材料的建筑功能：结构材料、功能材料、承重材料(建筑物基础、梁、柱等所用材料）、围护材料、防水材料、装饰材料、绝热材料、吸声材料。
④按材料的性质：
无机材料：金属材料：黑色和有色金属
非金属材料：天然石材、烧土制品、玻璃及熔融制品、胶凝材料、混凝土
有机材料：植物质材料、合成高分子、沥青材料
复合材料：无机非金属：有机复合（玻璃纤维增强材料）
金属：有机复合（轻质金属夹芯板等）
金属：非金属复合（钢纤维增强混凝土）
2.现代建筑材料的发展趋势？
（1）轻质、高强。
（2）发展多功能材料。
（3）廉价、低耗能。
（4）由单一材料向复合材料及制品发展。
（5）扩大装配式预制构件的工厂化生产。
（6）用工农业废料、废渣等代替自然资源作为原料，向环保方向发展；发展更多花色品种的装饰材料。
第二章
密度、表观密度、视密度、堆积密度的概念及其表示？
（1）密度 ρ
①材料在绝对密实状态下单位体积的质量（比重）
ρ=m/v
m：材料的质量（干燥至恒重）g/kg
v：材料在绝对密实状态下的体积cm³/m³
Ps.绝对密实状态不包括材料内部孔隙在内的体积，在土木工程材料中，除钢材、玻璃等少数材料内部孔隙极少外，大多数材料内部均存在孔隙，如砖、混凝土等。
②测定：通常把材料磨成细粉，干燥后用密度瓶（李氏瓶/比重瓶）通过排液法测定其密实体积（砖、石材），材料磨得越细，细粉体积越接近其密实体积，所测得的密度值就越精确。
③特点：密度取决于组成物质的原子量和分子结构（不变值）
④比重：指的是材料的密度与标准大气压下4℃时纯水的密度之比，无单位，但其数值与材料的密度基本相等。
（2）表观密度（体积密度），俗称容重 ρ0
定义：材料在自然状态下单位体积的质量（重量）
ρ0 =m/v0
m：材料的质量g/kg
v：材料在自然状态下的体积（表观体积）cm³/m³
Ps.①指构成材料的固体物质体积与全部孔隙体积之和（包括封闭孔隙体积和开口孔隙体积）
②对于形状规则的体积可以直接测量计算而得；形状不规则的体积可将其表面蜡封以后用排水法测得。
③含水状态的影响：当材料孔隙内含有水分时，其质量和体积均有变化，因此测量表观密度时，必须注明其含水状态。
④一般情况下，材料的表观密度是指材料在干燥状态下的干表观密度。即：干表观密度≠湿表观密度
（3）视密度 ρ’
工程中常用的散粒状材料，如砂、石，其颗粒内部的孔隙极少，用排水法测出的颗粒体积（材料的密实体积与封闭孔隙体积之和，不包括开口孔隙体积）与其密实体积基本相同。因此，其表观密度可近似地当作其密度，称为视密度（又称颗粒表观密度），用ρ’表示。
（4）堆积密度（松散容重）-----散粒体 ρ0’
定义：散粒材料（粉状、颗粒状）在堆积状态下，单位体积的质量。
Ρ0’=m/v0’
m：材料的质量g/kg
v0’:材料的堆积体积cm3/m3,包括颗粒体积（固体物质的体积和颗粒内部的封闭孔隙体积和开口孔隙体积）和颗粒间空隙的体积。
测定：包含了颗粒之间的空隙
测试：在规定条件下用所填充容量筒的容积求得。
PS.自然堆积密度：散粒材料的堆积方式松散
紧密堆积密度：散粒材料捣实的堆积方式
材料的含水程度也影响堆积密度，通常指气干状态下的堆积密度。
1. 密实度和孔隙率的概念，表示及计算？
（1）密实度D
材料体积内被固体物质充实的程度。即：固体物质体积占总体积的比例。
(2) 孔隙率P
指材料体积内，孔隙体积占材料总体积（自然状态下的体积）的比例。
PS. ①密实度和孔隙率是从两个不同的侧面反映材料的密实程度，通常用孔隙率表示材料的密实程度。材料的孔隙率越大，表征材料的密实程度越小。
②建筑材料的性质（强度、抗渗性、抗冻性等）与孔隙率及其孔隙的构造特征密切相关。
③孔隙的构造特征：孔的形状（连通孔与封闭孔）、孔径的大小（细孔和粗孔）、孔的分步均匀性等。
④提高混凝土的密实度可以提高其强度，加入引气剂可改善混凝土的抗渗性和抗冻性。
2. 填充率和空隙率的概念，表示及计算？
（1）填充率D’：指散粒材料在其堆积体积中，颗粒体积占总体的比例。
（2）空隙率P’：散粒材料在其堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占总体积的比例。反映了散粒材料的颗粒互相填充的密实程度。
PS.空隙率考虑的是材料颗粒间的空隙，研究散粒状材料的空隙结构和计算胶结材料的需要量十分重要，可以作为控制混凝土骨料级配及计算砂率的依据。
3.材料的亲水性和憎水性
材料与水接触时，材料表面被水润湿，沿水表面的切线与水和固体接触面所成的夹角称为润湿角。润湿角小于90度时，称为亲水性材料。当润湿角大于90度时，称为憎水性材料。
3. 材料的吸水性和吸湿性
（1）吸水性：材料在水中通过毛细孔隙吸收并保持水分的性质。吸水性的两种表示方法：质量吸水率、体积吸水率。
①质量吸水率（一般）：材料吸水饱和时吸收的水分质量占材料干燥时质量的百分率。
②体积吸水率（轻质多孔材料）：材料吸水饱和时，吸收的水分体积占材料干燥时体积的百分率。
③材料吸水性影响因素：亲水性、憎水性：亲水材料吸水性大。
孔隙率和孔隙特征：细微连通孔隙，孔隙率越大，吸水率越大；闭口孔隙水分不能进去，而开口大孔虽然水分易进入，但不能存留，只能润湿孔壁，所以吸水率仍然减小。
一般，孔隙率较大且具有细小开口连通孔隙的材料，吸水率大。
（2）吸湿性：材料在潮湿空气中吸收空气中水分的性质。用含水率（指材料中所含水的质量占材料干燥质量的百分率）表示。
吸湿性一般是可逆性：材料既可吸收空气中的水分，也可像空气中释放水分。
吸湿性：亲水材料在潮湿空气中吸收水汽的性质；还湿性：亲水材料在干燥空气中放出所含水分的性质。
含水率：影响材料含水率的因素：环境的温度和湿度；孔隙率的大小及材料的孔隙构造特征；材料的亲水性、憎水性。
平衡含水率：材料中所含水分与环境温度所对应的湿度相平衡时的含水率。
材料含水或吸水对材料的影响：会使材料的表观密度提高，强度降低，导热性增高，体积增大，并可能导致冻胀，木材腐朽等结果。
4. 材料的耐水性
定义：材料长期在吸水饱和状态中，不发生破坏，强度也不显著降低的性质。
软化系数值越大，耐水性越好。
软化系数值大于0.85的材料为耐水材料。
工程要求:长期处于水中或潮湿环境中的重要结构K.>0.85
用于受潮较轻或次要结构: K软≥0. 75
5.材料的抗渗性：抗渗性是指材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质。一般用渗透系数k或者抗渗等级PN来表示。K值越大，材料的抗渗性越差。抗渗等级p4，p6，p8分别表示材料能承受0.4MP,0.6MP,0.8MP的水压力而不被渗透。
6.材料的抗冻性：抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，经过多次冻融循环作用而不被破坏，强度也不显著降低的性质。
冻融破坏机理（原因）：①膨胀在孔隙内产生很大的冰胀应力。②冰胀应力会使孔壁受到相应的拉应力。③拉应力大于抗拉强度，孔壁产生局部裂纹或裂缝。④多次冻融循环，裂纹扩展至断裂，材料受冻破坏。
一次冻融循环：指材料吸水饱和后，现在-15℃的温度下冻结后再在20℃的水中熔化。
材料的抗冻性用抗冻等级FN表示，N表示能承受最大冻融循环的次数，抗冻等级越高，抗冻性能越好。材料的冻融破坏作用是从外表面产生剥落，逐渐向内部深入发展。
抗冻性的影响因素：内因：孔隙率；孔隙的构造特征；吸水饱和程度（饱水系数）；强度
外因：冻融温度；结冰温度；冻融频繁程度。
如果材料具有细小的开口孔隙，强度低，孔隙率大，且处于饱和水状态下，则容易受冻破坏。
7. 材料的热工性质：热容性、导热性、热变形性、耐燃性。
（1）材料的热容指材料在温度变化时吸收和放出热量的能力。
（2）导热性：当材料两侧存在温度差时，热量将由温度高的一侧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。用导热系数λ表示，导热系数越小，材料的导热性越差，保温隔热性能越好。工程上通常把入<0.23 w / (m. K)的材料称为绝热材料。
影响材料导热系数的因素：①材料的化学组成与结构，通常：金属材料＞非金属材料＞有机材料②材料的孔隙率、孔隙构造特征：材料的孔隙率越大，导热系数越小。在材料孔隙率一定时，随着开口和大孔的增多，材料的导热系数增大。③材料的含水率④温度（热流方向）
保温绝热材料要注意防水防潮防冰冻，使其经常处于干燥环境。.欲保持建筑物室内温度的稳定性并减少热损失，应选用非金属材料，有机材料，非晶体材料。其次，应选用孔隙率大，开口孔和大孔少的材料。最后应注意防潮，防冻。
（3）热容量：指材料受热时吸收热量和冷却时放出热量的性质。Q=cm（t2-t1）
（4）热变形性（温度变形性）：指材料在温度变化时材料的长度或者体积的变化程度。
（5）耐燃性：材料对火焰和高温度的抵抗能力称为材料的耐燃性，是影响建筑物防火、建筑结构耐火等级的一项重要因素。
非燃烧材料：在空气中受到火烧或者高温不起火、不碳化、不微燃的材料。eg:混凝土、钢铁、砖、石等
难燃材料：在空气中受到火烧或者高温高热作用时，难起火、难微燃、难碳化，当火源移走后，已有的燃烧或者微微燃立即停止的材料。eg：沥青
可燃材料：在空气中受到火烧或者高温高热作用时立即起火或者微燃，当火源移走后仍继续燃烧的材料。eg：木材
（7）耐火性：材料抵抗长期高温的性质称为耐火性。
耐火材料：耐火度不低于1580℃，eg：硅砖、镁砖等耐火砖。
难熔材料：1350℃~1580℃eg：耐火混凝土
易熔材料：低于1350℃eg：普通黏土砖
