建筑材料及检测 主 编 周明月 刘春梅 副主编 杨舒静 徐姗姗 主 审 李宏魁

中等职业教育建筑工程施工专业规划教材

1.1 建筑材料概述

1.2 检测管理和基础知识

单元 1 概述

1.3 建筑材料的基本性质

知识汇总

1.1 建筑材料概述 1.1.1 建筑材料的定义 广义的建筑材料，除用于建筑物本身的各种材料之外，还包括卫生洁具、暖气及空调设备等器材。狭义的建筑材料即构成建筑物及构筑物本身的材料，从地基、承重构件（梁、板、柱等）直到地面、墙体、屋面等所用的材料。 1.1.2 建筑材料的分类 建筑材料的分类方法很多，按材料的化学成分可分为有机材料、无机材料以及复合材料三大类，见表 1.1 。

1.1 建筑材料概述

1.1 建筑材料概述 根据建筑材料在建筑物中的部位或使用功能，大体上可分为三大类，即建筑结构材料、墙体材料和建筑功能材料，见表 1.2 。

1.1 建筑材料概述 1. 建筑结构材料 主要是指构成建筑物受力构件和结构所用的材料，如梁、板、柱、基础、框架及其他受力构件和结构等所采用的材料。对这类材料主要技术性能的要求是强度和耐久性。目前，所用的主要建筑结构材料有砖、石、水泥混凝土和钢材以及两者复合的钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土。在相当长的时期内，钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土仍是我国建筑工程中的主要结构材料。

1.1 建筑材料概述 2. 墙体材料 指建筑物内、外及分隔墙体所用的材料，有承重和非承重两类。由于墙体在建筑物中占有很大比例，所以合理选用墙体材料对降低建筑物的成本、节能和使用安全耐久等都是很重要的。目前，我国大量使用的墙体材料为砌墙砖、加气混凝土砌块和混凝土等。

1.1 建筑材料概述 3 ．建筑功能材料 主要是指担负某些建筑功能的非承重材料。如：防水材料、绝热材料、吸声和隔声材料、采光材料、装饰材料等。这类材料品种繁多，功能各异，随着节能的要求，将会越来越多的应用于建筑物上。 一般来说，建筑物的可靠度与安全度，主要取决于由建筑结构材料组成的构件和结构体系，建筑物的使用功能与建筑品位，主要取决于建筑功能材料。此外，对某一种具体材料来说，它可能兼有多种功能

1.1 建筑材料概述 1.1.3 建筑材料的标准化 建筑材料的技术标准是生产和使用单位检验、确定产品质量是否合格的技术文件。为了保证材料质量、现代化生产和科学管理，必须对材料产品的技术要求制定统一的执行标准。其内容主要包括：产品规格、分类、技术要求、检验方法、验收规则、标识、运输和贮存注意事项等方面。 根据技术标准发布单位与适用范围，我国可分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。

1.1 建筑材料概述 1. 国家标准 国家标准有强制性标准（代号GB ）和推荐性标准（代号GB/T ）。强制性标准是全国必须执行的技术指导文件，产品的技术指标都不得低于标准中规定的要求。推荐性标准在执行时也可采用其他相关标准的规定。 2. 行业标准 行业标准是各行业（或主管部门）为了规范本行业的产品质量而制定的技术标准，也是全国性的指导文件，高于国家标准。如建筑工程行业标准（代号 JGJ ）、建筑材料行业标准（代号 JC ）、冶金行业标准（代号 YB ）、交通行业标准（代号 JT ）等。

1.1 建筑材料概述 3. 地方标准（代号DB ） 地方标准为地方主管部门发布的地方性技术指导文件，适宜在该地区使用，高于国家标准。 4. 企业标准（代号QB ） 企业标准是由企业制定发布的指导本企业生产的技术文件，仅适用于本企业，高于类似（或相关）产品的国家标准。 标准的一般表示方法：标准名称、部门代号、编号和批准年份。

1.1 建筑材料概述 目前，主要建筑材料都有统一的技术标准。标准的主要内容包括材质和检验两大方面。有的将这两个方面核定在同一个标准；有的则分开为几个标准。现场配制的一些材料，它们的原材料要符合相应的建材标准，制成成品的检验往往包含于施工验收规范和规程之中。由于标准的分工越来越细和相互渗透，一种材料的检验经常要涉及多个标准、规程和规定。

1.2 监测管理和基础知识 1.2.1 见证取样制度 见证取样和送检是指在建设单位或工程监理单位人员的见证下，由施工单位的现场取样人员对工程中涉及结构安全的试块、试件和材料在现场取样，并送至经过省级以上建设行政主管部门对其资质认可和质量技术监督部门对其计量认证的质量检测单位（以下简称“检测单位”）进行检测。 涉及结构安全的试块、试件和材料见证取样和送检的比例不得低于有关技术标准中规定应取样数量的30％。下列试块、试件和材料必须实施见证取样和送检：

1.2 监测管理和基础知识（ 1 ） 用于承重结构的混凝土试块；（ 2 ） 用于承重墙体的砌筑砂浆试块；（ 3 ） 用于承重结构的钢筋及连接接头试件；（ 4 ） 用于承重墙的砖和混凝土小型砌块；（ 5 ） 用于拌制混凝土和砌筑砂浆的水泥；（ 6 ） 用于承重结构的混凝土中使用的掺加剂；（ 7 ） 地下、屋面、厕浴间使用的防水材料；（ 8 ） 国家规定必须实行见证取样和送检的其他试块、 试件和材料。

1.2 监测管理和基础知识 见证人员应由建设单位或该工程的监理单位中具备建筑施工试验知识的专业技术人员担任，并由建设单位或该工程的监理单位书面通知施工单位、检测单位和负责该工程的质量监督机构。 在施工过程中，见证人员应按照见证取样和送检计划，对施工现场的取样和送检进行见证，取样人员应在试样或其包装上作出标识、封志。标识和封志应标明工程名称、取样部位、取样日期、样品名称和样品数量，并由见证人员和取样人员签字。见证人员应填写见证记录，并将见证记录归入施工技术档案。见证人员和取样人员应对试样的代表性和真实性负责。

1.2 监测管理和基础知识 见证取样的试块、试件和材料送检时，应由送检单位填写委托单，委托单应有见证人员和送检人员签字。检测单位应检查委托单及试样上的标识和封志，确认无误后方可进行检测。检测单位应严格按照有关管理规定和技术标准进行检测，出具公正、真实、准确的检测报告。见证取样和送检的检测报告必须加盖见证取样检测的专用章。 检测单位发现试样检测结果不合格时，应立即通知该工程的质量监督单位和见证单位，同时还应通知施工单位。

1.2 监测管理和基础知识 1.2.2 抽检 检测工作的主要目的是取得代表质量特征的有关数据，科学评价工程质量。建设工程质量的常规检查一般都采用抽样检查。正确的抽样方法应保证抽样的代表性和随机性。抽样的代表性是指保证抽取的子样应代表母体的质量状况，抽样的随机性是指保证抽取的子样应由随机因素决定而并非人为因素决定。样品的真实性和代表性直接影响到检测数据的准确和公正。如何保证抽样的代表性和随机性，有关的技术规范、标准中都做出了明确的规定。

1.2 监测管理和基础知识 抽取样品后应将其从施工现场送至有检测资格的工程质量检测单位进行检验，从抽取样品到送至检测单位检测的过程是工程质量检测管理工作中的第一步。为了强化这个过程的监督管理，杜绝因弄虚作假出现试件合格而工程实体质量不合格的现象，为此建设部颁发了《房屋建筑工程和市政基础设施工程实行见证取样和送检的规定》。实践证明，对建设工程质量检测工作实行见证取样与送检制度是保证试件、试样具有真实性和代表性的重要途径。 检测机构完成检测业务后，应当及时出具检测报告。检测报告加盖检测机构公章或者检测专用章后方可生效。检测报告由检测人员签字、检测机构法定代表人或者其授权的签字人签署，经建设单位或者工程监理单位确认后，由施工单位归档。

1.2 监测管理和基础知识 见证取样的检测报告中应当注明见证人单位及姓名。 任何单位和个人不得明示或者暗示检测机构出具虚假检测报告，不得篡改或者伪造检测报告。 检测机构应当将检测过程中发现的建设单位、监理单位、施工单位违反有关法律、法规和工程建设强制性标准的情况以及涉及结构安全检测结果的不合格情况，应及时报告工程所在地建设主管部门。

1.2 监测管理和基础知识 1.2.3 数据分析与处理 建筑施工中，要对原材料和半成品进行试验并取得大量数据，对这些数据进行科学的分析，能更好地评价原材料及工程质量并提出改进意见。以下简要介绍常用的数据统计方法。

1.2 监测管理和基础知识 1 ．平均值 （ 1 ）算术平均值 算术平均值是最常用的一种方法，用来了解一批数据的平均水平，计算公式如下：

式中 X——算术平均值； n——试验数据的个数； X1 、 X2 、…、 Xn—— 各检测数据值； —— 各试验数据的总和。

1 2 ni

n

XX X XXn

iX

1.2 监测管理和基础知识 （ 2 ）均方根平均值 均方根平均值对数据大小跳动反映较为灵敏，计算公式如下：

式中 S——均方根平均值； X1 、 X2 、…、 Xn—— 各检测数据值； ∑X2i—— 各检测数据的平方和； n—— 检测数据的个数。

2 2 2 2

1 2 n iSn n

x x x x

1.2 监测管理和基础知识 （ 3 ） 加权平均值 加权平均值是各检测数据和其对应数的算术平均值，计算公式如下：

式中 m—— 加权平均值； X1 、 X2 、…、 Xn—— 各检测数据值； g1 、 g2 、…、 gn—— 检测数据的对应数； ∑Xigi—— 各检测数据值和其对应数乘积的总和； ∑gi—— 各对应数的总和。

1 21 2

1 2

n n

n

i i

i

Xgg g gX X Xm g g g g

1.2 监测管理和基础知识 2. 误差计算 （ 1 ） 范围误差 范围误差也称为极差，是检测数据最大值和最小值之差。

1.2 监测管理和基础知识 （ 2 ） 算术平均误差 算术平均误差的计算公式如下：

式中 δ——算术平均误差； X1 、 X2 、…、 Xn—— 各检测数据值； X—— 检测数据值的算术平均值； n—— 检测数据的个数。

1 2 inX X X X X

n nX X X

1.2 监测管理和基础知识 (3) 标准差 只知试件的平均水平是不够的，要了解数据的波动情况及其带来的危险性，还需知道其标准差。标准差（均方根差）是衡量波动性 ( 离散性大小 ) 的指标 , 计算公式为：

式中 σ—— 标准差； X1 、 X2 、…、 Xn—— 各检测数据值； X——算术平均值； n—— 检测数据的个数。

2 2 2 2

1 2

1 1

n i

Sn n

X X X X X X X X

1.2 监测管理和基础知识 3. 变异系数 标准差是表示绝对波动大小的指标，当测量值较大时，绝对误差一般较大；当测量值较小时，绝对误差一般较小。为考虑相对波动的大小，可用平均值的百分率表示标准差，即变异系数。计算公式如下：

式中 Cv——变异系数； σ—— 标准差； X——算术平均值。 变异系数越大，则标准偏差的波动越大，说明数据偏离平均值的程度越大。变异系数能反映出标准偏差所表示不出来的数据波动情况。

%100XSCv

1.2 监测管理和基础知识 4. 数字修约规则 《标准化工作导则》（ GB/T 1.1—2000 ）和《数值修约规则与极限数值的表示和判定》（ GB/T 8170—2008 ）中对数值的修约规则作了具体规定。在制定、修订标准中，各种测量值、计算值需要修约时，应按下列规则进行。 （ 1 ） 在拟舍弃的数字中，保留数后（右）第一位数小于 5 （不包括 5 ）时舍去，保留数的末位数字不变。 （ 2 ）在拟舍弃的数字中，保留数后（右）第一位数大于 5 （不包括 5 ）时进一，保留数的末位数字加一。

1.2 监测管理和基础知识 （ 3 ） 在拟舍弃的数字中，保留数后（右）第一位数等于 5 且 5 后的数字并非全部为零时进一，保留数的末位数字加一。 （ 4 ） 在拟舍弃的数字中，保留数后（右）第一位数等于 5 且 5 后的数字全部为零时，保留数的末位数字为奇数则进一，为偶数（包括 0 ）则不进。 （ 5 ） 所拟舍弃的数字若为两位以上，不得连续进行多次（包括二次）修约。应根据保留数后（右）第一位数字的大小，按上述规定一次修约出结果。

1.2 监测管理和基础知识 5. 数据处理 数据处理是试验中不可缺少的一部分，对原始的试验数据进行归纳、分析、计算以便得出最后的结果。数据处理的方法很多，主要有列表法、图示法和函数式。 （ 1 ） 列表法 就是制作一个二维表格，将试验中所测得的数据分类填入并把一些间接测量值和相关运算值填入。它的特点是记录的数据一目了然，可以避免混乱、丢失。

1.2 监测管理和基础知识 （ 2 ） 图示法 就是将两列数据之间的关系用曲线表示出来。它简单、直观，是试验中最常用的数据处理方法，在报告与论文中都能看到，而且为整理成数学模型（方程式）提供了必要的函数形式。 （ 3 ）函数式 就是借助于数学方法将试验数据按一定函数形式整理成方程即数学模型。

1.3 建筑材料的基本性质 1.3.1 材料与质量有关的性质 1. 密度 材料在绝对密实状态下，单位体积的质量称为密度。按下式计算：

式中 ρ——密度， g/cm3 ； m—— 材料干燥时的质量， g ； V—— 材料在绝对密实状态下的体积， cm3 。

mV

1.3 建筑材料的基本性质 绝对密实状态下的体积，是指不包括材料内部孔隙的固体物质的真实体积。在常用建筑材料中，除了钢材、玻璃等少数是接近于绝对密实的材料外，绝大多数都含有一定的孔隙。在测定有孔隙的材料体积时，先把材料磨成细粉以排除其内部孔隙，干燥后，再用李氏比重瓶测得真实体积。材料磨得越细，测得的体积越接近于绝对体积。

1.3 建筑材料的基本性质 2. 表观密度 材料在自然状态下单位体积的质量，称为表观密度。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体积， m3 。

00

mV

1.3 建筑材料的基本性质 材料在自然状态下的体积，是指构成材料的固体物质的体积与孔隙体积之和。材料的内部孔隙有两种，相互连通且与外界相通的孔为开口孔，不与外界相通的孔为闭口孔。 对于形状规则的材料，可以直接测量体积；对于形状不规则的材料，可用蜡封法封闭孔隙，然后用排液法测量体积。表观密度也称为体积密度，它的大小与其含水状态有关。故测定材料表观密度时，应注明含水情况，未注明者常指气干状态。 如果直接用排水法测定其体积，由于一部分水进入了开口孔隙，所测得的体积比自然状态下的体积稍小，但较接近，故计算出的密度为近似密度，称为视密度。

1.3 建筑材料的基本性质 3. 堆积密度 散粒状材料在自然堆积状态下单位体积的质量，称为堆积密度。按下式计算：

式中 ρ′0——堆积密度， kg/m3 ； m—— 材料的质量， kg； V′0——粒状材料的堆积体积， m3 。

00

mV

1.3 建筑材料的基本性质 材料在自然堆积状态下，其体积包括所有颗粒内部孔隙，还包括颗粒间的空隙。 测定散粒状材料的堆积密度时，材料的质量是指填充在一定容器内的材料质量，其堆积体积是指所用容器的容积。 若以松散堆积体积计算的堆积密度称松堆密度，以振实堆积体积计算的则称紧堆密度。 在建筑工程中，计算材料用量、构件自重、配料，以及确定堆放空间时，经常要用到材料的密度、表观密度和堆积密度等参数。常用建筑材料的有关参数见表 1.3 。

1.3 建筑材料的基本性质

1.3 建筑材料的基本性质 4. 密实度与孔隙率 （ 1 ） 密实度 指材料体积内被固体物质所充实的程度，即固体物质的体积占材料总体积的百分率，用 D 表示。按下式计算：

含有孔隙的固体材料密实度均小于 1 。

0

0

100% 100%VDV

1.3 建筑材料的基本性质 （ 2 ） 孔隙率 指材料中孔隙的体积占材料总体积的百分率，用 P 表示。按下式计算：

材料孔隙率的大小、孔的粗细和形态等是材料构造的重要特征，关系到材料的一系列性质，如强度、吸水性、抗冻性、抗渗性、保温性等。孔隙特征主要指孔的种类（开孔与闭孔）、孔径的大小及分布等。一般而言，孔隙率较小，且闭孔较多的材料，其吸水性较小，强度较高，抗渗性、抗冻性较好。

0 0

0 0

100% (1 ) 100% (1 ) 100%V V VPV V

1.3 建筑材料的基本性质 （ 3 ） 密实度与孔隙率的关系

密实度越接近 1 ，表明材料越密实；对同种材料来说，强度越高。

1D P

1.3 建筑材料的基本性质 5. 填充率与空隙率 （ 1 ） 填充率指散粒状材料在堆积体积中被其颗粒填充的程度，用 D′ 表示。按下式计算：

（ 2 ） 空隙率指散粒状材料在堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占堆积总体积的比例，用 P′ 表示。按下式计算：

0 0

0

100% 100%V

DV

0 0

0 0

1 100% 1 100%VPV

1.3 建筑材料的基本性质 （ 3 ） 填充率与空隙率的关系

填充率或空隙率的大小，都能反映出散粒状材料颗粒之间相互填充的致密状态。

1D P

1.3 建筑材料的基本性质 1.3.2 材料与水有关的性质 1. 材料的亲水性与憎水性 材料在空气中与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性。具有这种性质的材料称为亲水性材料，如砖、混凝土、木材等。材料在空气中与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性。具有这种性质的材料称为憎水性材料，如沥青、石蜡等。因此，憎水性材料经常作为防水材料或用于亲水性材料的表面处理，以降低吸水性。

1.3 建筑材料的基本性质 在材料、水和空气三相的交点处，沿水滴表面的切线与材料和水接触面所形成的夹角θ 称为润湿角。当θ≤90° 时，材料分子与水分子之间相互的吸引力大于水分子之间的内聚力，称为亲水性材料。当 θ ＞ 90° 时，材料分子与水分子之间相互的吸引力小于水分子之间的内聚力，称为憎水性材料。如图 1.1 所示。

1.3 建筑材料的基本性质

1.3 建筑材料的基本性质 2. 吸水性 材料浸入水中吸收水分的能力称为吸水性。吸水性的大小用吸水率表示，分为质量吸水率和体积吸水率。 (1) 质量吸水率指材料吸水饱和时，所吸收水分质量占材料干燥质量的百分率，用W 质表示。按下式计算：

1.3 建筑材料的基本性质 式中 W 质——材料的质量吸水率，%； m 湿——材料吸水饱和后的质量， g ； m 干——材料烘干至恒重时的质量， g 。 工程中多用质量吸水率W 质表示材料的吸水性。但对于某些轻质材料如泡沫塑料等，由于其质量吸水率超过了 100% ，故用体积吸水率W 体表示其吸水性较为适宜。

1.3 建筑材料的基本性质 (2) 体积吸水率指材料吸水饱和时，所吸收水分的体积占干燥材料自然体积的百分率，用W 体表示。按下式计算：

材料吸水性的大小不仅取决于材料是亲水性材料或是憎水性材料，还与其孔隙率的大小及孔隙特征有关。一般来说，材料的孔隙率越大，吸水性越强。开口且连通的细小孔隙越多，吸水性越强；封闭的孔隙水分难以进入；粗大开口的孔隙，水分不易存留，故吸水性较小。

1.3 建筑材料的基本性质 材料在吸水后，原有的许多性能会发生改变，如强度降低，表观密度加大，保温性变差，抗冻性变差，耐久性下降，甚至有的材料会因吸水发生化学反应而变质。

1.3 建筑材料的基本性质 3. 吸湿性 材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性，用含水率W 含表示。含水率指材料所含水的质量占材料干燥质量的百分率。按下式计算：

式中 w 含——材料的含水率，%； m 含——材料含水时的质量， g ； m 干——材料烘干至恒重时的质量， g 。

100%m m

Wm

含 干含

干

1.3 建筑材料的基本性质 材料含水率的大小，除与组成成分、组织构造等因素有关外，还与周围环境的湿度、温度有关。气温越低，相对湿度越大，材料的含水率也越大。当材料含水率与周围空气湿度达到平衡时的含水率称为平衡含水率，它随温度、湿度变化而变化。

1.3 建筑材料的基本性质 4. 耐水性 材料长期在饱和水作用下不破坏、强度也不显著降低的性质称为耐水性，用软化系数 K 软表示。按下式计算：

式中 f 饱——材料在饱和水状态下的抗压强度， MPa； f 干——材料在干燥状态下的抗压强度， MPa 。

1.3 建筑材料的基本性质 材料含水后，会以不同的方式减弱其内部结合力，使强度有不同程度的降低。材料的软化系数反映材料吸水后强度降低的程度，其值在 0 ～ 1 之间。 K 软愈大，表明材料吸水饱和后强度下降越少，耐水性越好。故K 软值可作为处于严重受水侵蚀或潮湿环境下的重要结构物选择材料时的主要依据。对处于水中的重要结构物，材料的 K软值应为 0.85 ～ 0.90；次要的或受潮较轻的结构物， K 软值应为 0.75 ～ 0.85；对于经常处于干燥环境的结构物，可不考虑 K 软。通常认为 K 软 >0.85 的材料为耐水材料。

1.3 建筑材料的基本性质 5. 抗渗性 材料在水、油等液体压力作用下，抵抗渗透的性质称为抗渗性，用渗透系数 K 表示。按下式计算：

式中 K——渗透系数， mL/ （ cm2·s ）或 cm/s； W——透过材料试件的水量， mL； d——试件厚度， cm； H—— 静水压力水头， cm； t——透水时间， s ； A——透水面积， cm2 。

WdKHtA

1.3 建筑材料的基本性质 渗透系数反映了水在材料中流动的速度。 K 值越大，表明水在材料中流动的速度越快，材料的透水性越好，其抗渗性越差。 建筑工程中大量使用的砂浆、混凝土等材料，其抗渗性用抗渗等级表示。抗渗等级用材料抵抗的最大水压力来表示，如 P6 、 P8 、 P10 、 P12 等分别表示材料抵抗0.6 、 0.8 、 1.0 、 1.2 （ MPa ）的水压力不渗水。抗渗等级愈大，材料的抗渗性愈好。

1.3 建筑材料的基本性质 材料的抗渗性与其孔隙特征和孔隙率有关，封闭孔隙且孔隙率小的材料抗渗性好，连通孔隙且孔隙率大的材料抗渗性差。 由于建筑材料一般都有不同程度的渗透性，当材料两侧存在不同水压时，材料中易溶的化学成分会溶解流失，或周围的腐蚀性介质进入材料内部，把分解的产物带出，使材料逐渐破坏，因此，地下建筑、水工建筑及防水的材料，要求具有良好的抗渗性。

1.3 建筑材料的基本性质 6. 抗冻性 材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，其强度也不严重降低的性质称为抗冻性，用抗冻等级表示。 抗冻等级是以试件在吸水饱和状态下，经冻融循环试验，质量损失和强度下降均不超过规定数值的最大冻融循环次数来表示，如 F25 、 F50 、 F100 等。抗冻等级越高，材料的抗冻性越好。抗冻性常作为考查材料耐久性的一个指标。

1.3 建筑材料的基本性质 材料经多次冻融循环后，表面出现裂纹、剥落等现象，造成质量损失，强度降低。这是由于材料内部孔隙中的水分结冰而体积增大（约增大 9% ），对孔壁产生很大压力，冰融化时压力又骤然消失所致。 影响材料抗冻性的因素有内因和外因。内因是指材料的组成、构造、孔隙率的大小和孔隙特征、强度、吸水性、耐水性等；外因是指材料孔隙中充水的程度、冻结温度、冻结速度、冻融频率等。一般来说，孔隙率小的具有闭口孔的材料有较好的抗冻性；材料的含水率越大，冻融循环的破坏作用就越大。

1.3 建筑材料的基本性质 1.3.3 材料与热有关的性质 1. 导热性 材料传导热量的能力，称为导热性，用导热系数 λ表示。按下式表示：

式中 λ——导热系数， W/ （ m·K ）； Q——传导的热量， J； A—— 材料传热面积， m2； δ—— 材料的厚度，m ； t——传热时间， s ； T2-T1—— 材料两侧温度差， K 。

2 1= QAt T T

-

1.3 建筑材料的基本性质 材料的导热系数越小，导热性越差，保温隔热性能越好。建筑材料的导热系数一般在 0.035 ～ 3.5 W/ （ m·K ）之间。通常将 λ≤0.175 W/ （ m·K ）的材料称为绝热材料。 导热系数与材料内部孔隙构造有密切关系。金属材料的导热系数大于非金属材料的导热系数。由于密闭空气的导热系数［ λ=0.023 W/ （ m·K ）］很小，所以材料的孔隙率越大，其导热系数越小。

1.3 建筑材料的基本性质 具有多孔且是闭口孔隙的材料的 λ较小，保温性较好。如果是粗大或贯通的孔隙，由于增加了热量的对流作用，材料的导热系数反而增大。材料受潮或受冻后，其导热系数会大大提高。这是由于水和冰的导热系数比空气的导热系数高很多［水为 0.58 W/ （ m·K ），冰为 2.20W/（ m·K ）］。因此，绝热材料应经常处于干燥状态，以利于发挥材料的绝热性能。 由上述可知，围护结构传热与材料的种类、材料的厚度、内外表面的温差及传热面积有关。同为 240 mm厚的黏土砖外墙保温效果要比加气混凝土砌块外墙的差。

1.3 建筑材料的基本性质 2. 热容量 材料在受热时吸收热量、冷却时放出热量的性质称为热容量。材料的热容量用比热容表示，可按下式计算：

式中 Q—— 材料吸收或放出的热量， J； c—— 材料的比热容， J/ （ g·K ）； m—— 材料的质量， g ； T2-T1—— 材料受热或冷却前后的温差， K 。

=Q c m T T 2 1- = Qcm 12T - T

1.3 建筑材料的基本性质 材料的比热容是指单位质量的材料，在温度升高或下降 1 K 时所吸收或放出的热量。采用热容量大的材料做围护结构材料，能在热流变动或采暖、空调不均衡时，缓和室内温度的波动，对稳定室内温度有良好的作用。 材料的导热系数和比热容是设计建筑物围护结构（墙体、屋盖）、进行热工计算时的重要参数。建筑设计时，应选用导热系数较小而热容量较大的材料。几种常用材料的导热系数和比热容见表 1.4 。

1.3 建筑材料的基本性质

1.3 建筑材料的基本性质 1.3.4 材料的强度 材料在外力（荷载）作用下抵抗破坏的最大能力，称为该材料的强度。根据外力作用方式不同，材料的强度主要有抗拉、抗压、抗弯（折）、抗剪强度。受力示意图见图 1.2 。

1.3 建筑材料的基本性质

1.3 建筑材料的基本性质 1. 抗拉、抗压、抗剪强度 材料的抗拉、抗压、抗剪强度，按下式计算：

式中 f——抗拉、抗压、抗剪强度， MPa； P—— 材料受拉、压、剪破坏时的荷载， N ； A—— 材料的受力面积， mm2 。

PfA

1.3 建筑材料的基本性质 2. 抗弯（折）强度 材料的抗弯（折）强度计算，按受力情况、截面形状的不同，方法各异。当试件为矩形截面时，在跨中或离支点各 1/3处加一集中荷载，其抗弯强度分别按下式计算： 或 式中 fm——抗弯（折）强度， MPa； P—— 材料受弯时破坏荷载， N ； L——跨度， mm； b 、 h——断面宽度、高度， mm 。

2

32mPLfbh

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1.3 建筑材料的基本性质1.3.5 材料的耐久性 材料在使用过程中，能抵抗周围各种介质的侵蚀而不破坏，也不失去其原有性能的性质，称为耐久性。材料的耐久性是一项综合性质，一般包括抗渗性、耐腐蚀性、抗老化性、抗碳化性、耐热性、耐溶蚀性、耐磨性等方面。 材料在使用过程中，除受到各种外力的作用外，还长期受到周围环境和各种自然因素的破坏作用，这些破坏作用一般可分为物理作用、化学作用及生物作用等。 物理作用包括材料的干湿变化、温度变化及冻融变化等，这些变化可引起材料的收缩和膨胀，长时期或反复作用会使材料逐渐破坏。

1.3 建筑材料的基本性质 化学作用包括酸、碱、盐等物质的水溶液及气体对材料产生的侵蚀作用，使材料产生质的变化而破坏，例如钢筋的腐蚀等。 生物作用是昆虫、菌类等对材料所产生的蛀蚀、腐朽等破坏作用，如木材及植物纤维材料的腐烂等。 对不同种类的建筑材料，其耐久性方面的考虑应有所侧重。一般矿物质材料暴露在大气中时，主要受到大气的物理作用；材料处于水位变化区或水中时，会受到环境水的化学侵蚀作用；金属材料在大气中易被锈蚀；沥青、塑料等在阳光、空气、热的作用下，会逐渐老化、变质而破坏。

1.3 建筑材料的基本性质 为了提高材料的耐久性，以利于延长建筑物的使用寿命和减少维修费用，可根据材料的特点和所处环境的条件，采取相应的措施，确保工程所要求的耐久性。如设法减轻大气或周围介质对材料的破坏作用（降低湿度、排除侵蚀性物质等），提高材料本身对外界作用的抵抗能力（提高材料的密实度、采用防腐措施等），也可采用其他材料保护主体材料免受破坏（覆面、抹灰、刷涂料等）。