OUTLINE土木工程要求材料具備什么性能（What）?土木工程材料如何滿足工程要求（How）?本章學(xué)習(xí)哪些內(nèi)容（Which）?

第一章土木工程材料的基本性質(zhì)

Generalpropertiesofcivilengineeringmaterials不污染環(huán)境安全性一、土木工程要求材料具備哪些性能？強(qiáng)度、剛度耐久性物理性能

承受荷載長期可靠性防水、隔熱隔聲、防火采光、絕緣性能組成結(jié)構(gòu)材料的組成—結(jié)構(gòu)—性能關(guān)系——現(xiàn)代材料科學(xué)的核心二、如何使土木工程材料滿足性能要求？§1.1材料的組成結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

CompositionandStructureofCivilEngineeringMaterials

組成化學(xué)組成相組成結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)細(xì)觀結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)1.物相組成(phasecomposition)固相—礦物、化合物連續(xù)相分散相：纖維與顆粒氣相—?dú)饪祝ǚ植技昂浚┮合唷后w（種類及含量）一、材料的組成1.物相組成(phasecomposition)固相—礦物、化合物連續(xù)相分散相：纖維與顆粒氣相—?dú)饪祝ǚ植技昂浚┮合唷后w（種類及含量）一、材料的組成2.化學(xué)組成(chemicalcomposition)

例如：鋼材中四種礦物相所含的化學(xué)元素是：

Fe、C及其它微量元素（Cr、Mn、Ni等）；生石灰的化學(xué)組成是：CaO，熟石灰的組成是Ca(OH)2；水泥中四種礦物相所含的化合物是：

CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等。

化學(xué)組成——化學(xué)成分是指材料中各物相所含元素或單質(zhì)與化合物的種類和總含量。礦物——

具有一定化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特征的天然化合物或單質(zhì)，也指具有特定晶體結(jié)構(gòu)、特定物理力學(xué)性能，類似于天然礦物的物相或化合物。礦物組成——

土木工程材料中的礦物種類及其含量。例如：3.礦物組成(mineralogicalcomposition)鋼材中的礦物相有：奧氏體鐵素體滲碳體珠光體硅酸鹽水泥熟料中的主要礦物相有：硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣化學(xué)組成與礦物組成的關(guān)系化學(xué)組成相同，其礦物組成不一定相同；例如：半水石膏的化學(xué)成分為CaSO4

0.5H2O，但它有

-、-、-等3種礦物相。不同的礦物相，其化學(xué)組成可能相近。例如：水泥熟料中的硅酸二鈣和硅酸三鈣兩種不同礦物相的化學(xué)成分均是CaO和SiO2。礦物組成相同，其化學(xué)組成一定相同。材料組成、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系——

可以通過改變材料的組成來改善材料的性能。

土木工程材料的組成不同，其性能可完全不同；組成相同，性能可能相同，也可能完全不同，還受結(jié)構(gòu)的影響。組成決定性能，同時受結(jié)構(gòu)的影響。二、材料的結(jié)構(gòu)什么是材料的結(jié)構(gòu)材料中所含各物相的類型、尺寸、形狀、數(shù)量及其分布。物相或化合物中各離子、原子、分子與超細(xì)顆粒等質(zhì)點(diǎn)的堆積方式和幾何形狀，以及纖維的排布等。材料結(jié)構(gòu)層次：宏觀結(jié)構(gòu)細(xì)觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)尺寸為～10-3m(肉眼可分辯)尺寸為10-6~10-3m(光學(xué)顯微鏡可辯)尺寸為＜10-6m(電子顯微鏡)二、材料的結(jié)構(gòu)什么是材料的結(jié)構(gòu)材料中所含各物相的類型、尺寸、形狀、數(shù)量及其分布。物相或化合物中各離子、原子、分子與超細(xì)顆粒等質(zhì)點(diǎn)的堆積方式和幾何形狀，以及纖維的排布等。材料結(jié)構(gòu)層次：宏觀結(jié)構(gòu)細(xì)觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)尺寸為～10-3m(肉眼可分辯)尺寸為10-6~10-3m(光學(xué)顯微鏡可辯)尺寸為＜10-6m(電子顯微鏡)1.宏觀結(jié)構(gòu)

macrostructure

宏觀結(jié)構(gòu)—又稱宏觀構(gòu)造，是指宏觀的組織狀態(tài)和具有特定性質(zhì)的材料單元的組合情況。

注：其尺寸范圍在10-3m以上，肉眼或借助放大鏡可分辨。如：材料內(nèi)部的孔隙特征和孔結(jié)構(gòu)；混凝土中砂、石和水泥石的堆積和分布情況；纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中的纖維分布狀態(tài)等。混凝土斷面的宏觀結(jié)構(gòu)蜂窩狀結(jié)構(gòu)天然石膏的纖維軸向平行結(jié)構(gòu)2.細(xì)觀結(jié)構(gòu)

submicrostructure

細(xì)觀結(jié)構(gòu)—又稱材料的亞微觀結(jié)構(gòu)，它是指材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和各物相的堆積結(jié)構(gòu)。細(xì)觀結(jié)構(gòu)的尺寸范圍為10-6~10-3m。

注：材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)可以觀察：材料晶粒、顆粒的大小形態(tài)、界面、孔隙、微裂紋的大小、形狀及分布等。亞微觀結(jié)構(gòu)與材料的宏觀性能關(guān)系密切。如：晶粒大小，內(nèi)部微孔，界面缺陷等。陶瓷的細(xì)觀結(jié)構(gòu)木材的細(xì)觀結(jié)構(gòu)鐵碳合金的細(xì)觀結(jié)構(gòu)3.微觀結(jié)構(gòu)(microstructure)微觀結(jié)構(gòu)—指尺寸范圍在10-10-10-6m內(nèi)，組成材料的化合物或礦物的組織狀態(tài)，是分子、原子與離子排列、連接的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。根據(jù)排列有序與無序，微觀結(jié)構(gòu)分為晶體—有序、重復(fù)排列，各向異性。非晶體—無序連接，各向同性，如玻璃體。膠體—以極小的質(zhì)點(diǎn)（10-9-10-7）作為分散相，分散于連續(xù)介質(zhì)中，分為溶膠和凝膠。3.微觀結(jié)構(gòu)(microstructure)微觀結(jié)構(gòu)—指尺寸范圍在10-10-10-6m內(nèi)，組成材料的化合物或礦物的組織狀態(tài)，是分子、原子與離子排列、連接的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。根據(jù)排列有序與無序，微觀結(jié)構(gòu)分為晶體—有序、重復(fù)排列，各向異性。非晶體—無序連接，各向同性，如玻璃體。膠體—以極小的質(zhì)點(diǎn)（10-9-10-7）作為分散相，分散于連續(xù)介質(zhì)中，分為溶膠和凝膠。晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

晶體結(jié)構(gòu)中，質(zhì)點(diǎn)（離子、原子或分子）作三維空間有序堆積、并呈周期重復(fù)，由此構(gòu)成點(diǎn)陣格子結(jié)構(gòu)（晶格）。晶體類型

根據(jù)質(zhì)點(diǎn)（離子、原子或分子）間結(jié)合鍵的不同分為：1）離子晶體離子鍵結(jié)合，如:亞硝酸鈉、硫酸鋁等；2）共價晶體共價鍵結(jié)合，如：金剛石、碳化硅等；3）分子晶體分子鍵結(jié)合，如：減水劑、液晶等；4）金屬晶體金屬鍵結(jié)合，如：金屬材料等。

硬化水泥漿體的微觀結(jié)構(gòu)石英晶體的微觀結(jié)構(gòu)金屬晶體的微觀結(jié)構(gòu)1孔隙的分類按大小分微細(xì)孔隙（＜20nm的為無害孔隙）毛細(xì)孔隙（20～100nm）較粗大孔隙（100nm～10μm）大孔（>10μm）三、孔結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系球形：影響不大片狀（裂紋）管狀尖角狀按形狀分常壓能否進(jìn)水開口孔隙：對性能影響較大閉口孔隙：水壓較高時，水分也可進(jìn)入2孔隙與性質(zhì)的關(guān)系孔隙含量↑體積密度↓強(qiáng)度↓滲透性↑保溫,吸聲,吸水,吸濕性↑總孔隙一定時，開口孔的量對強(qiáng)度、滲透性、保溫、隔聲、吸水等性能的負(fù)面影響更大。§1.2材料的基本狀態(tài)參數(shù)

GeneralPropertiesofCivilEngineeringMaterialsV0=V+Vcp＋Vop=V+Vp1.密度（絕對密度,density）注：取決于組成與微觀結(jié)構(gòu)，一般為常數(shù)，單位：kg/m3

材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。§1.2材料的基本狀態(tài)參數(shù)

GeneralPropertiesofCivilEngineeringMaterialsV0=V+Vcp＋Vop=V+Vp1.密度（絕對密度,density）注：取決于組成與微觀結(jié)構(gòu)，一般為常數(shù)，單位：kg/m3

材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。密度的測量：主要設(shè)備：李氏瓶（LeChatelierflask）水（或煤油）、天平等方法：

1.待測物磨細(xì)、烘干；

2.向瓶中注入液體至0－1處，恒溫后讀數(shù)；

3.稱取一定數(shù)量的試樣（60－90g），加入李氏瓶，使液體刻度在22附近，并計(jì)算加入試樣的重量，恒溫后讀數(shù)；

4.計(jì)算密度

以排開水的體積作為材料體積時所得到的材料的密度。體積＝固相體積＋封閉孔2.表觀密度注：表觀密度的大小與開口孔閉口孔的相對含量有關(guān)。試驗(yàn)方法：試樣烘干稱重,記作m;試樣置于廣口瓶中吸水飽和(開口孔吸滿水)，排除氣泡，加滿水稱重記作m1廣口瓶加滿水稱重記作m2；計(jì)算表觀密度的測量主要設(shè)備：天平、廣口瓶、干燥箱、燒杯等說明1.

表征體積密度時，必須注明含水狀態(tài)。說明2：體積的取值即體積輪廓以內(nèi)的所有體積。3體積密度（bulkspecificgravity）

自然狀態(tài)下，體積取值為固相體積＋所有孔隙時所得密度值。試驗(yàn)方法1：試樣烘干稱重,記作m;試樣置于廣口瓶中吸水飽和(開口孔吸滿水)，擦去表面水稱重，記作m1用靜水力學(xué)天平測其在水中的質(zhì)量，記作m2；體積密度的測量主要設(shè)備：天平、靜水力學(xué)天平、干燥箱、燒杯等試驗(yàn)方法1：試樣烘干稱重,記作m;試樣置于廣口瓶中吸水飽和(開口孔吸滿水)，擦去表面水稱重，記作m1用靜水力學(xué)天平測其在水中的質(zhì)量，記作m2；體積密度的測量主要設(shè)備：天平、靜水力學(xué)天平、干燥箱、燒杯等試驗(yàn)方法2：試樣烘干、稱重,記作m;表面以熔融石蠟密封，冷卻后稱重，記作m1用靜水力學(xué)天平測其在水中的質(zhì)量，記作m2；體積密度的測量主要設(shè)備：天平、靜水力學(xué)天平、干燥箱、燒杯等討論：

現(xiàn)行多個版本教材對表觀密度的定義有較大出入，表現(xiàn)在對質(zhì)量和體積的度量方面：

質(zhì)量測量方面觀點(diǎn)1：質(zhì)量即絕干質(zhì)量；觀點(diǎn)2：所謂自然狀態(tài)，是可能含水的狀態(tài)；

體積測量方面：觀點(diǎn)1：材料吸水飽和后，用排水法求得只包含封閉孔的體積。觀點(diǎn)2：規(guī)則材料直接測量，不規(guī)則材料用蠟封，然后用排水法測體積—即測得表觀體積通常做法：吸水率小時，二者可以等同；吸水率大的材料不宜用表觀密度作技術(shù)指標(biāo)。

散粒狀材料或粉狀材料在自然堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。4堆積密度（bulkdensity）

氣干狀態(tài)下的，稱為氣干堆積密度，簡稱堆積密度。材料在絕干狀態(tài)時，則稱為絕干堆積密度。bulkdensity,

n—ofaggregate,themassofaunitvolumeofbulkaggregatematerial,inwhichthevolumeincludesthevolumeoftheindividualparticlesandthevolumeofthevoidsbetweentheparticlesbulkspecificgravity,

n—theratioofthemassofavolumeofamaterial(includingthepermeableandimpermeablevoidsinthematerial,butexcludingthevoidsbetweenparticlesofthematerial)atastatedtemperaturetothemassofanequalvolumeofdistilledwateratastatedtemperature.

——ASTMC125–00、ASTMC29/C29M–97材料密度排序：金屬材料無機(jī)非金屬材料高分子材料纖維復(fù)合材料木材泡沫材料材料密度排序：金屬材料無機(jī)非金屬材料高分子材料纖維復(fù)合材料木材泡沫材料從以上四個關(guān)于密度的概念延伸出以下三個概念：1)密實(shí)度(compactness)

定義：材料體積中被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。

材料的密實(shí)度↑，則強(qiáng)度、吸水率↓、導(dǎo)熱性↑。2)孔隙率(porosity)

定義：材料中的孔隙體積與總體積的百分比稱為孔隙率。

開口孔隙體積占總體積的百分比──開口孔隙率，Po閉口孔隙體積占總體積的百分比──閉口孔隙率，Pc隙率的大小反映了散粒材料的顆粒互相填充的致密程度。空隙率可作為控制混凝土骨料級配與計(jì)算含砂率的依據(jù)

散粒材料顆粒之間的空隙體積所占總體積的百分比例。用P’表示：3)空隙率(voidcontent,voidage)例：某工地質(zhì)檢員從一堆碎石料中取樣，并將其洗凈后干燥，用一個2.4kg重的10升桶，稱得一桶碎石的總質(zhì)量是15.90Kg；再從桶中取出1000g的碎石，讓其吸水飽和后用布擦干，稱其質(zhì)量為1036g；然后放入一廣口瓶中，并用水注滿這廣口瓶，連蓋稱重為1411g，水溫為25

C，將碎石倒出后，這個廣口瓶盛滿水連同蓋的質(zhì)量為791g；另外從洗凈完全干燥后的碎石樣中，取一塊碎石磨細(xì)、過篩成細(xì)粉，稱取50g，用李氏瓶測得其體積為18.8毫升。請問？

1）該碎石的密度、表觀密度和堆積密度？

2）該碎石的孔隙率、開口孔隙率和閉口孔隙率？

3）該碎石的密實(shí)度、空隙率和填充率？解答：1）堆積密度、表觀密度、體積密度、密度=13.5/0.01=1350kg/m3=1000/(1000+791-1411)=2630kg/m3=1000/(1036+791-1411)=2400kg/m3=50/18.8=2660kg/m32）孔隙率=（1-2400/2660）*100%=9.8%解答：1）堆積密度、表觀密度、體積密度、密度=13.5/0.01=1350kg/m3=1000/(1000+791-1411)=2630kg/m3=1000/(1036+791-1411)=2400kg/m3=50/18.8=2660kg/m32）孔隙率=（1-2400/2660）*100%=9.8%解答：=1－43.8%=56.2%=(1036-1000)/(1036+791-1411)=8.65%=9.8%-8.65%=1.15%3）密實(shí)度、空隙率、填充率=（2400/2660)*100%=90.2%=1-9.8%=90.2%=（1-1350/2400）*100%=43.8%例2

一塊紅磚，自然狀態(tài)下重2590克，吸水飽和后2900克，烘干后2550克，取磨細(xì)的粉50克，李氏瓶測得體積為18.62cm3,求引紅磚的體積吸水率、質(zhì)量吸水率、含水率、體積密度、密實(shí)度、孔隙率、開口孔隙率，并估計(jì)期抗凍性如何解答：吸水率：=（2900-2550）/2550*100%=13.7%=2.550/0.0014628=1743kg/m3V0=0.24*0.115*0.053=0.0014628m3=（2900-2550）/1462.8*100%=23.9%含水率：=（2590-2550）/2550*100%=1.57%體積密度：=50/18.62=2.685g/cm3=2685kg/m3密度：孔隙率：=（1-1743/2685）*100%=35.1%1.3材料的力學(xué)性質(zhì)1.彈性(elasticity)

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)到原來狀態(tài)的性質(zhì)稱為材料的彈性，材料的這種變形稱為彈性變形。1.3.1材料的變形性質(zhì)2.塑性(plasticity)

材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，材料仍保持變形后形狀和尺寸的性質(zhì)稱為材料的塑性，材料的這種變形稱為塑性變形。2.塑性(plasticity)

材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，材料仍保持變形后形狀和尺寸的性質(zhì)稱為材料的塑性，材料的這種變形稱為塑性變形。3.粘彈性變形(vistoelasitcity)另：progressiveincreaseinstrainundersustainedloading

徐變：材料在恒定荷載（long-lastingconstantload）作用下，隨時間而增長的不可恢復(fù)變形。應(yīng)力松弛(stressrelaxation)材料在恒定應(yīng)變情況下，應(yīng)力隨時間而減小的現(xiàn)象。1.3.2材料的脆性與韌性1.脆性—材料在荷載作用下，在破壞前無明顯的塑性變形表現(xiàn)為突發(fā)性破壞的性質(zhì)。材料特點(diǎn)：破壞時無明顯變形，抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度比值大，5─50；典型材料：玻璃、陶瓷、石材、普通混凝土

注：對于脆性材料，極限強(qiáng)度與破壞強(qiáng)度一致。2.韌性：又稱沖擊韌性，是材料抵抗沖擊振動荷載的作用，而不發(fā)生突發(fā)性破壞的性質(zhì)。材料特點(diǎn)：塑性變形大，抗壓與抗拉強(qiáng)度之比小。用單位面積吸收功──沖擊韌性值αk

典型材料：木材、鋼材、橡膠

注：韌性材料，極限強(qiáng)度高于破壞強(qiáng)度。路用骨料抗沖擊性的測量：粒徑9.5─13.2mm的集料（質(zhì)量m），裝入沖擊杯內(nèi)，以13.75kg的沖擊錘從380mm處落下，沖擊集料15次，測定2.36mm以下的料的量（質(zhì)量m1），路用骨料抗沖擊性的測量：粒徑9.5─13.2mm的集料（質(zhì)量m），裝入沖擊杯內(nèi)，以13.75kg的沖擊錘從380mm處落下，沖擊集料15次，測定2.36mm以下的料的量（質(zhì)量m1），1.3.3材料的強(qiáng)度和比強(qiáng)度（strengthandspecificstrength）fth──材料的理論強(qiáng)度；

E──材料的彈性模量；γ──材料的表面能；a──原子間距1.材料的理論強(qiáng)度Orowan公式Griffith公式2c──材料內(nèi)部裂縫長度

根據(jù)外力作用方式的不同，材料強(qiáng)度有抗拉、抗壓、抗剪、抗彎（抗折）強(qiáng)度等。2.強(qiáng)度1)抗拉、抗壓強(qiáng)度f──材料強(qiáng)度，MPa

Fmax──材料破壞時的最大荷載，N

A──試件受力面積，mm2拉伸與抗壓強(qiáng)度計(jì)算：劈拉強(qiáng)度計(jì)算：F──破壞荷載，N

l──試件的高度，m

d──試件直徑，mT——劈拉強(qiáng)度MPaα──滑移面與水平面夾角2)抗剪強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度：所承受最大彎距與相應(yīng)截面模量的比值。一點(diǎn)加載：兩點(diǎn)加載：3)抗彎強(qiáng)度（抗折強(qiáng)度）抗彎強(qiáng)度：所承受最大彎距與相應(yīng)截面模量的比值。一點(diǎn)加載：兩點(diǎn)加載：3)抗彎強(qiáng)度（抗折強(qiáng)度）3.強(qiáng)度等級脆性材料：按抗壓強(qiáng)度劃分韌性材料：按抗拉強(qiáng)度劃分4比強(qiáng)度

衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)

按材料強(qiáng)度值的高低，將強(qiáng)度劃分為若干等級1.3.6材料的硬度與耐磨性（1）刻化法（莫氏硬度）：1824年FrederichMohs首先提出。確定這一標(biāo)準(zhǔn)的方法是，用棱錐型金剛石鉆針刻畫所示礦物的表面而產(chǎn)生劃痕，用測得的劃痕的深度來表示硬度硬度：材料抵抗較硬物體壓入或刻劃的能力。滑石石膏方解石螢石磷灰石正長石石英黃玉剛玉金剛石（2）壓入法（布氏硬度）BrinellHardness

用鋼球或圓錐測定，HBS=P／A

應(yīng)用于木材、鋼材、混凝土耐磨性：材料表面抵抗磨損的能力指標(biāo)：磨損率§1.4材料與水有關(guān)和物理化學(xué)性能

親水性與憎水性

Hydrophilic

and

HydrophobicProperties吸水性與吸濕性

WaterandMoistureAbsorption

§1.4材料與水有關(guān)和物理化學(xué)性能

親水性與憎水性

Hydrophilic

and

HydrophobicProperties吸水性與吸濕性

WaterandMoistureAbsorption

1、親水性與憎水性

水與材料表面接觸時，潤濕角（接觸角）θ的大小有所不同：親水性:0≤θ≤90°，材料表面可被水所濕潤；憎水性:90°＜θ≤180°，材料表面不可被水濕潤。親水性與憎水性材料的特征：

材料的親水性與憎水性主要取決于材料的組成與結(jié)構(gòu)：有機(jī)材料一般是憎水性，無機(jī)材料都是親水性。

水在憎水性材料的表面有自動收縮成珠的趨勢，不能潤濕材料的表面。對工程防水有利。

水在親水性材料的表面是自動散開和鋪展，并自發(fā)地潤濕表面。2.吸水性與吸濕性1)吸水性：材料在水中吸收水分的性質(zhì)吸水性用吸水率表示，分為質(zhì)量吸水率和體積吸水率質(zhì)量吸水率是指材料在吸水飽和時，所吸水量占材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量百分比，并以ｗm

表示體積吸水率：材料在吸水飽和時，所吸水體積占材料自然狀態(tài)下體積的百分比，并以ｗv

表示2)吸濕性：材料在空氣中吸收水蒸氣的性質(zhì)吸濕性用含水率表示平衡含水率：材料長期處于某環(huán)境下，含水率與環(huán)境濕度達(dá)到平衡狀態(tài)注1：材料的吸水性與吸濕性與其孔隙率有關(guān)，更與其孔特征有關(guān)。注2：材料吸水或吸濕后，幾乎所有性能指標(biāo)都下降。3.耐水性軟化系數(shù)：飽水與干燥狀態(tài)下的強(qiáng)度之比，以Kw表示Kw介于0～1之間

注：孔隙率較大或組成中有可溶成分時耐水性差，如石灰、石膏等。

Ｋw＞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。如混凝土

Ｋw

在0.75～0.85時，用于一般受潮較輕或次要的工程部位時材料長期處于水的作用下，保持原有性質(zhì)的能力。3.耐水性軟化系數(shù)：飽水與干燥狀態(tài)下的強(qiáng)度之比，以Kw表示Kw介于0～1之間

注：孔隙率較大或組成中有可溶成分時耐水性差，如石灰、石膏等。

Ｋw＞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。如混凝土

Ｋw

在0.75～0.85時，用于一般受潮較輕或次要的工程部位時材料長期處于水的作用下，保持原有性質(zhì)的能力。4.干縮與濕漲干縮的原因：材料失水時，孔隙由完全充滿狀態(tài)變?yōu)椴糠殖錆M狀態(tài)注：大孔失水收縮不明顯；§1.5材料的熱物理性質(zhì)1.導(dǎo)熱性

當(dāng)材料兩面存在溫度差時，熱量從材料一面通過材料傳導(dǎo)至另一面的性質(zhì)，稱為材料的導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱系數(shù)λ表示。λ——導(dǎo)熱系數(shù)，Ｗ／(ｍ·Ｋ)

Q──傳導(dǎo)的熱量，Ｊ

ｄ──材料厚度，ｍ；

A——熱傳導(dǎo)面積，m2

t──熱傳導(dǎo)時間，s；

T2-T1──材料兩面溫度差，K(4)溫度溫度越高，材料的導(dǎo)熱系數(shù)越大(金屬材料除外)。(3)含水率：材料含水或含冰時，會使導(dǎo)熱系數(shù)急劇增加。(1)材料的組成與結(jié)構(gòu)(2)材料的孔隙率及孔隙特征注：1)導(dǎo)熱系數(shù)是材料固定的參數(shù)，與形狀無關(guān)。導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素：常用材料的導(dǎo)熱系數(shù)：聚苯泡沫：0.035─0.042混凝土：0.9─1.2木材：0.15-0.30燒結(jié)磚：0.55鋼材：55材料層（墻體等圍護(hù)結(jié)構(gòu)）的傳熱能力用傳熱系數(shù)表示。傳熱系數(shù)：是指材料兩面溫度差為1Ｋ時，在單位時間內(nèi)通過單位面積的熱量。單位：Ｗ／(ｍ2·K)2.傳熱系數(shù)和熱阻傳熱系數(shù)的倒數(shù)──熱阻，單位：(ｍ2·K)／Ｗ

材料在受熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質(zhì)稱為材料的熱容量。單位質(zhì)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(shù)或比熱：3.熱容量和比熱熱容量大或材料比熱大時，材料溫度隨環(huán)境溫度變化遲緩──材料的熱惰性

材料在受熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質(zhì)稱為材料的熱容量。單位質(zhì)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(shù)或比熱：3.熱容量和比熱熱容量大或材料比熱大時，材料溫度隨環(huán)境溫度變化遲緩──材料的熱惰性

由于溫度升高或降低造成的材料的體積變化。

多數(shù)材料表現(xiàn)出熱脹冷縮的性質(zhì)，這種變化表現(xiàn)在單向尺寸時，為線膨脹或線收縮技術(shù)指標(biāo)：線膨脹系數(shù)（α）。材料的單向線膨脹量或線收縮量計(jì)算公式為：材料溫度變形在工程中常表現(xiàn)為：結(jié)構(gòu)開裂預(yù)防措施：設(shè)伸縮縫4.材料的溫度變形性§1.6材料的聲學(xué)性質(zhì)1.吸聲性聲能穿透材料和被材料消耗的性質(zhì)，指標(biāo)：吸聲系數(shù)α平均值≥0.20的為吸聲材料影響吸聲系數(shù)測量的因素：1.聲音頻率2.入射方向吸聲系數(shù)取六個頻率的平均值：125,250,500,1000…吸聲效果的影響因素：（1）孔隙率：同一材料，P↓，低頻聲音的吸收效果↑，高頻聲音吸收↓（2）孔隙特征：開口孔隙越多，孔隙越細(xì)，吸聲效果越好如：纖維制品、膨脹珍珠巖（3）材料的厚度：厚度↑，低頻聲音的吸收效果↑，而對高頻聲音影響不大。吸聲原理：聲能與孔壁和空氣產(chǎn)生摩擦，轉(zhuǎn)化成熱能2.隔聲性1.隔空氣聲提高輕質(zhì)材料隔聲性的措施：夾層結(jié)構(gòu)阻隔聲能透射的能力聲透射系數(shù)隔聲量：材料密度越大，隔聲性能越好；單位：dB2.隔固體聲

a.表面設(shè)置彈性面層，如樓板上鋪設(shè)地毯、木板、橡膠片等。

b.在樓板的結(jié)構(gòu)層與面層間設(shè)置彈性墊層以降低結(jié)構(gòu)層的振動。

c.在樓板下做吊頂處理。2.隔固