1、第一篇 建筑與裝飾材料的基本性質在人類發(fā)展的歷史長河中，材料起著舉足輕重的作用，人類對材料的應用一直是社會文明進程的里程碑。古代的石器、青銅器、鐵器等的興起和廣泛利用，極大地改變了人們的生活和生產方式，對社會進步起到了關鍵性的推動作用，這些具體的材料（石器、青銅器、鐵器）被歷史學家作為劃分某一個時代的重要標志，如石器時代、青銅器時代、鐵器時代等。自20世紀下半葉開始，歷史進入新技術革命時代，材料與能源、信息一道被公認為現(xiàn)代文明的三大基礎支柱。材料科學的發(fā)展不僅是科技進步、社會發(fā)展的物質基礎，同時也改變著人們在社會活動中的實踐方式和思維方式，由此極大地推動社會進步。材料，一般是指可以用來制造有用

2、的構件、器件或其它物品的物質。材料按組成、結構特點分為金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料；按功能分為結構材料、功能材料；按用途分為建筑材料、水工材料、軍事工程材料、等。廣義的建筑材料是指建筑工程中所有材料的統(tǒng)稱。既包括構成建、構筑物本身的材料及所有土木工程中的構成材料，又包括施工過程中所用的材料。通常所指的“建筑材料”主要是指構成建、構筑物本身的材料，即狹義的建筑材料。裝飾材料是建筑材料中的一種，由于其近年發(fā)展較快，使用的量大面廣，故有很多書籍將其與建筑材料并列。1 材料的基本性質建筑與裝飾材料在工程中的作用，從根本上講就是其性質的外在表現(xiàn)。建筑與裝飾材料在建（構）筑物的部位不同、

3、使用環(huán)境不同，所起的作用就不同。如梁、板、柱以及承重的墻體，主要承受各種荷載作用；房屋屋面，主要承受風霜、雨雪的作用，且能保溫、隔熱、防水；而高層建筑外墻的裝飾，主要應注意光澤、質感、圖案、花紋等。這就要求用于不同部位的材料應具有相應的性質。材料的性質是由材料的組成與結構決定（即結構決定性能），而結構又是由材料的生產工藝及原料的成分決定。即學習時應抓住材料的“性能結構生產工藝原料成分”這條主線。1.1 學習指導1.1.1 材料的組成、結構與性質1.1.1.1 材料的組成（1）化學組成 無機非金屬建筑材料的化學組成以各種氧化物的含量表示。金屬材料以元素含量來表示。化學組成決定著材料的化學性質，影

4、響著物理性質和力學性質。（2）礦物組成 材料中的元素或化合物是以特定的結合形式存在著，并決定著材料的許多重要性質。礦物組成，是無機非金屬建筑材料中化合物存在的基本形式。化學組成不同，有不同的礦物。而相同的化學組成，在不同的條件下，結合成的礦物往往也是不同的。例如，化學組成為CaO、SiO2、和H2O的原料，在常溫下硬化成的石灰砂漿和在高溫高濕下硬化成的灰砂磚，由于兩者礦物組成不同，其物理性質和力學性質截然不同。金屬材料和有機材料也與無機非金屬材料一樣，有其各自的基本組成，決定著同一種類材料的主要性質。例如，鐵和碳元素結合成固溶體或者化合物及二者的機械混合物，是非合金（碳素鋼）的基本組成，其組成

5、及含量不同的鋼，性質有明顯差別。所以說，認識各類材料的基本組成，是了解材料本質的基礎。1. 1.1.2 材料的結構（1）不同層次的結構 材料的結構決定著材料的許多性質。一般從三個層次來觀察材料的結構及其與性質的關系。a.宏觀結構（亦稱構造） 用放大鏡或肉眼即可分辨的毫米級組織稱為宏觀結構。宏觀結構的分類及其相應的主要特性見表1-1。采用兩種或兩種以上組成材料構成的新材料，稱為復合材料。復合材料取各組成材料之長，避免單一材料的缺點，使其具有多種使用功能（如承受各種荷載、防水、保溫、裝飾、耐久等）或者具有某項特殊功能。復合材料綜合性能好，某些性能往往超過組成中的單一材料。材料的宏觀結構中常含有孔隙

6、或裂紋等缺陷，對材料性能有較大影響。材料的宏觀結構較易改變。表1-1 材料的宏觀結構及其相應的主要特性材料的宏觀結構常用材料主要特性單一材料致密結構鋼材、玻璃、瀝青、部分塑料高強、或不透水、耐腐蝕多孔結構泡沫塑料、泡沫玻璃輕質、保溫纖維結構木材、竹材、石棉、巖棉、玻璃纖維、鋼纖維高抗拉、且大多數(shù)具有輕質、保溫、吸聲性質聚集結構陶瓷、磚、某些天然巖石強度較高復合材料粒狀聚集結構各種混凝土、砂漿、鋼筋混凝土綜合性能好、價格較低廉纖維聚集結構巖棉板、巖棉管、石棉水泥制品、纖維板、纖維增強塑料輕質、保溫、吸聲或高抗拉（折）多孔結構加氣混凝土、泡沫混凝土輕質、保溫迭合結構紙面石膏板、膠合板、各種夾芯板綜

7、合性能好b.亞微觀結構（顯微或細觀結構） 由光學顯微鏡所看到的微米級組織結構。該結構主要涉及到材料內部的晶粒等的大小和形態(tài)、晶界或界面、孔隙、微裂紋等。一般而言，材料內部的晶粒越細小、分布越均勻，則材料的強度越高、脆性越小、耐久性越好；不同組成間的界面粘結或接觸越好，則材料的強度、耐久性等越好。材料的亞微觀結構相對較易改變。c.微觀結構 利用電子顯微鏡、X射線衍射儀、掃描隧道顯微鏡等手段來研究的原子或分子級的結構。微觀結構的形式及其主要特征見表1-2。無機非金屬材料中的晶體（或非晶體），其鍵的構成往往不是單一的，而是由共價鍵和離子鍵等共同聯(lián)結，如方解石、長石及硅酸鹽類材料等。這類材料的性質相差

8、較大。非晶體是一種不具有明顯晶體結構的結構狀態(tài)，又稱為無定形體或玻璃體，是熔融物在急速冷卻時，質點來不及按特定規(guī)律排列，所形成的內部質點無序排列（短程有序，長程無序）的固體或固態(tài)液體。因其大量的化學能未能釋放出，故其化學穩(wěn)定性較晶體差，容易和其它物質反應或自行緩慢高晶體轉換。如水泥、混凝土等材料中使用的粒化高爐礦渣、火山灰、粉煤灰等材料。表1-2 材料的微觀結構形式及其主要特性微觀結構常見材料主要特征晶 體原子、離子或分子按一定規(guī)律排列原子晶體（以共價鍵結合）金剛石、石英、剛玉強度、硬度、熔點均高、密度較小離子晶體（以離子鍵結合）氯化鈉、石膏、石灰?guī)r強度、硬度、熔點較高，但波動大。部分可溶、密

9、度中等分子晶體（以分子鍵結合）蠟及部分有機化合物強度、硬度、熔點較低、大部分可溶、密度小金屬晶體（以庫侖引力結合）鐵、鋼、鋁、銅及其合金強度、硬度變化大、密度大非晶體原子、離子或分子以共價鍵、離子鍵或分子鍵結合，但為無序排列（短程有序，長程無序）玻璃、粒化高爐礦碴、火山灰、粉煤灰無固定的熔點和幾何形狀。與同組成的晶體相比，強度、化學穩(wěn)定性、導熱性、導電性較差，且各向同性 (2) 孔隙 大多數(shù)材料在宏觀結構層次或亞微觀結構層次上均含有一定大小和數(shù)量的孔隙，甚至是相當大的孔洞。這些孔洞幾乎對材料的所有性質都有相當大的影響。a.孔隙的分類 材料內部的孔隙按尺寸大小，可分為微細孔隙、細小孔隙、較粗大孔

10、隙、粗大孔隙等。按孔隙的形狀可分為球形孔隙、片狀孔隙（即裂紋）、管狀孔隙、帶尖角的孔隙等。按常壓下水能否進入孔隙中，又可分為開口孔隙（或連通孔隙）、閉口孔隙（封閉孔隙）。當然壓力很高的水可能會進入到部分閉口孔隙中。b孔隙對材料性質的影響 通常材料內部的孔隙含量（即孔隙率）越多，則材料的表觀密度、堆積密度、強度越小，耐磨性、抗凍性、抗?jié)B性、耐腐蝕性及其耐久性越差，而保溫性、吸聲性、吸水性和吸濕性等越強。孔隙的形狀和孔隙狀態(tài)對材料的性能有不同程度的影響，如連通孔隙、非球形孔隙（如扁平孔隙，即裂紋）往往對材料的強度、抗?jié)B性、抗凍性、耐腐蝕性更為不利，對保溫性稍有不利影響，但對吸聲卻有利。孔隙尺寸愈大

11、，對材料上述性能的影響愈明顯。人造材料內部的孔隙是生產材料時，在各工藝過程中留在材料內部的氣孔。絕大多數(shù)的建筑材料的生產過程中均使用水做為一個組成成分。為達到生產工藝所要求的工藝性質，用水量往往遠遠超過理論需水量（如水泥、石膏等的化學反應所需的水量），多余的水即形成了材料內部的毛細孔隙，即絕大多數(shù)人造建筑材料中的孔隙基本上是由水所造成的。由此可以說，凡是影響人造建筑材料內部孔隙數(shù)量、孔隙形狀、孔隙狀態(tài)或用水量的因素，均是影響材料性能的因素。在確定改善材料性能的措施和途徑時，必須考慮這些因素。1.1.2 材料的基本物理性質1.1.2.1 與材料結構狀態(tài)有關的基本參數(shù)(1) 不同狀態(tài)下的密度a.密

12、度 材料在絕對密實狀態(tài)下（不含內部所有孔隙體積）單位體積的質量，用下式表示。測試時，材料必須是絕對干燥的。含孔材料則必須磨細后采用排開液體的方法來測定其體積。工程中常用的散粒狀材料，內部有些與外部不連通的孔隙，使用時既無法排除，又沒有物質進入，在密度測定時直接采用排水法測出的顆粒體積（材料的密實體積與閉口孔隙體積之和，但不含開口孔隙體積）與其密實體積基本相同，并按上述公式計算，這時所求的密度稱為視密度。（）b.表觀密度 多孔（塊狀或粒狀）材料在自然狀態(tài)下（包括內部所有孔隙體積）單位體積的質量，用下式表示。測試時，材料質量可以是任意含水狀態(tài)下的，不加說明時，是指氣干狀態(tài)下的質量。形狀不規(guī)則的材料

13、，須涂蠟后采用排水法測定其體積。c.堆積密度 散粒狀或粉末狀材料在堆積狀態(tài)下（含顆粒間空隙體積）單位體積的質量，以下式表示。測試時，材料的質量可以是任意含水狀態(tài)下的。無說明時，指氣干狀態(tài)下的。材料堆積密度大小取決于散粒材料的視密度、含水率以及堆積的疏密程度。在自然堆積狀態(tài)下稱松散堆積密度，在振實、壓實狀態(tài)下稱為緊密堆積密度。(2) 孔隙率與密實度 孔隙率是指材料內部孔隙體積占材料自然狀態(tài)下體積百分數(shù)，分為開口孔隙率、閉口孔隙率、總孔隙率（簡稱為孔隙率）。a.孔隙率的計算 或 b.開口孔隙率的計算 工程中，常將材料吸水飽和狀態(tài)時水占的體積視為開口孔隙體積。則PK可表示為：c.閉口孔隙率d.密實度

14、 密實度是指材料體積內被固體物質充實的程度。 對于絕對密實材料，因0=，故密實度D=1或100%。對于大多數(shù)土木工程材料，因0，故密實度D1或D100%。D+P=1。(3) 空隙率 散粒材料顆粒間空隙體積占整個堆積體積的百分率，用下式表示。在大量配制混凝土、砂漿等材料時，宜選用空隙率（P）小的砂、石。1.1.2.2 材料與水有關的性質(1) 材料的親水性與憎水性 水可以在材料表面鋪展開，即材料表面可以被水潤濕，此種性質稱為親水性；具備此種性質的材料稱為親水性材料，如圖1-1所示。圖1-1親水性材料的潤濕與毛細現(xiàn)象（90°）若水不能在材料表面上鋪展開，即不能被浸潤，則稱為憎水性，該材料

15、稱為憎水性材料，如圖12所示。圖1-2憎水性材料的潤濕與毛細現(xiàn)象（90°）含毛細孔的親水性材料可自動將水吸入孔隙內。大多數(shù)建筑材料屬于親水性材料。孔隙率較小的親水性材料仍可做防水或防潮材料使用，如混凝土、砂漿等。材料具有親水性或憎水性的根本原因，在于材料的分子結構（是極性分子還是非極性分子），親水性材料與水分子之間的分子親和力，大于水分子本身之間的內聚力；反之，憎水性材料與水分子之間的分子親和力，小于水分子本身之間的內聚力。(2) 吸水性與吸濕性a.吸水性 吸水性是材料吸收水分的性質，用材料在吸水飽和狀態(tài)下的吸水率來表示。分為質量吸水率（所吸收的水的質量占絕干材料質量的百分率）、體積

16、吸水率（所吸收水的體積占自然狀態(tài)下材料體積百分率），計算式分別如下：二者的關系為：吸水率主要與材料的開口孔隙率PK、親水性與憎水性等有關。b.吸濕性 吸濕性是材料在潮濕的空氣中吸收水蒸汽的性質。干燥的材料處在較濕的空氣中時，便會吸收空氣中的水分；而當較潮濕的材料處在較干燥的空氣中時，便會向空氣中放出水分。前者是材料的吸濕過程，后者是材料的干燥過程。吸濕性用含水率表示。即材料中所含水的質量與材料絕干質量的百分比稱為含水率。材料吸濕或干燥至與空氣濕度相平衡時的含水率稱為平衡含水率。建筑材料在正常使用狀態(tài)下，均處平衡含水狀態(tài)。吸濕性主要與材料的組成、微細孔隙的含量及材料的微觀結構有關。c.吸水與吸濕

17、對材料性質的影響 材料吸水或吸濕后，可削弱內部質點間的結合力，引起強度下降。同時也使材料的表觀密度、導熱性增加，幾何尺寸略有增加，使材料的保溫性、吸聲性、強度下降，并使材料受到凍害、腐蝕等加劇。由此可見含水使材料的絕大多數(shù)性質變差。(3) 耐水性 材料長期在飽和水的作用下不破壞，保持其原有性質的能力。對于結構材料，耐水性主要指保持強度不變的能力；對裝飾材料則主要指顏色的變化、是否起泡、起層等，即材料不同，耐水性不同，耐水性表示方法也不同。對于結構材料，用軟化系數(shù)（KP）來表示，計算式如下。材料的軟化系數(shù)1.0，稱為耐水性材料。長期處于潮濕或經常遇水的結構，需選用的材料，重要的結構需選用的材料。

18、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。溶解度很小或不溶的材料，則軟化系數(shù)（）一般較大。若材料可微溶于水且含有較大的孔隙率，則其軟化系數(shù)（）較小或很小。(4) 抗?jié)B性 抗?jié)B性是材料抵抗壓力水滲透的性質。土木建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，當材料兩側的水壓差較高時，水可能從高壓側通過內部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側。這種壓力水的滲透，不僅會影響工程的使用，而且滲入的水還會帶入能腐蝕材料的介質，或將材料內的某些成分帶出，造成材料的破壞。抗?jié)B性常用抗?jié)B等級來表示，即材料用標準方法進行透水試驗時，所能抵抗的最大水壓力值表示。材料的抗?jié)B性與其內部的孔隙率，特別是

19、開口孔隙率有關，與材料的親水性、憎水性也有一定的關系。(5) 抗凍性 材料抵抗凍融循環(huán)作用，保持原有性質的能力。a.凍害原因 材料吸水后，在負溫作用條件下，水在毛細孔內凍結成冰，體積膨脹（大約增9%）所產生的凍脹壓力造成材料的內應力，會使材料遭到局部破壞。隨著凍融循環(huán)的反復，材料的破壞作用逐步加劇，這種破壞稱為凍融破壞。抗凍性對結構材料，主要指保持強度的能力，并多以抗凍等級來表示。即以材料在吸水飽和狀態(tài)（最不利狀態(tài)）所能抵抗的最多凍融循環(huán)次數(shù)來表示。b.影響凍害的因素1）孔隙率（P）和開口孔隙率（PK）。一般情況下P、尤其PK越大則抗凍性越差。2）充水程度。以水飽和度（KS）表示：理論上講，若

20、孔隙分布均勻，當飽和度0.91時，結冰不會引起凍害，因未充水的孔隙空間可以容納下水結冰而增加的體積。但當0.91時，則已容納不下冰的體積，故對材料孔壁產生壓力，因而會引起凍害。實際上，由于局部飽和的存在和孔隙分布不均，需較小一些才是安全的。如對于水泥混凝土，0.80時凍害才會明顯減小。對于受凍，吸水飽和狀態(tài)是最不利的狀態(tài)。可以用下述關系式來描述這種狀態(tài)。上式可以用來估計絕大多數(shù)材料抗凍性的好壞。有時為了提高材料的抗凍性，在生產材料時常有意引入部分封閉的孔隙，如在混凝土中摻入引氣劑。這些閉口孔隙可切斷材料內部的毛細孔隙，當開口的毛細孔隙中的水結冰時，所產生的壓力可將開口孔隙中尚未結冰的水擠入到無

21、水的封口孔隙中，即這些封閉孔隙可起到卸壓的作用。3）材料本身的強度 材料強度越高，抵抗力破壞能力越強，即抗凍性越高。1.1.2.3 材料的熱工性質(1) 導熱系數(shù) 當材料存在溫度差時，熱量從材料一側通過材料傳至另一側的性質稱為材料的導熱性，以導熱系數(shù)來表示，計算式如下：導熱系數(shù)越小，材料的保溫性能越好。影響材料導熱系數(shù)的因素有：1）材料的組成與結構。一般地說，金屬材料、無機材料、晶體材料的導熱系數(shù)分別大于非金屬材料、有機材料、非晶體材料。2）孔隙率越大即材料越輕（小），導熱系數(shù)越小。細小孔隙、閉口孔隙比粗大孔隙、開口孔隙對降低導熱系數(shù)更為有利，因為避免了對流傳熱。3）含水或含冰時，會使導熱系數(shù)

22、急劇增加。4）溫度越高，導熱系數(shù)越大（金屬材料除外）。上述因素一定時，導熱系數(shù)為常數(shù)。保溫材料在存放、施工、使用過程中，需保證為干燥狀態(tài)。(2) 熱容量與比熱容 材料受熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質稱為材料的熱容量。單位質量材料溫度升高或降低1K所吸收或放出的熱量稱為比熱容。熱容量值等于材料的比熱容（）與質量（）的乘積。材料的熱容量越大，則建筑物室內溫度越穩(wěn)定。1.1. 3 材料的力學性質1.1.3.1 材料的強度(1) 理論強度 固體材料的強度決定于結構中質點間的結合力，即化學鍵力。材料的破壞實際上是質點化學鍵的斷裂。原則上固體的理論強度能夠根據(jù)其化學組成、晶體結構與強度之間的關系計算出

23、來，但不同材料有不同的組成、不同的結構以及不同的鍵合方式，因此這種計算非常復雜，而且對各種材料均不相同。奧洛旺（Orowan）提出了著名的Orowan公式，即材料的理論強度可由下式計算。式中：t材料的理論強度，Pa；E 材料的楊氏彈性模量，Pa；材料的表面能，J/m2；d 原子間距，m。由上式計算出的理論強度很高，約為實際強度的1001000倍。實際上材料結構中含有大量缺陷，如晶格缺陷、孔隙、裂紋等。材料受力時，在缺陷處形成應力集中。如當脆性材料內部含一長度為2c的裂紋時，則強度可用葛里斯菲（Griffith）微裂紋理論計算：由上式可知，材料中的裂紋尺寸越長，材料的強度越小。減小材料內部的缺陷

24、（孔隙、裂紋等）可大幅度提高材料的強度。(2) 材料的實際強度 材料的實際強度，是指材料在外力作用下抵抗破壞的能力。常采用破壞性試驗來測定，根據(jù)受力形式分為抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度、抗剪強度等。(3) 影響材料的實際強度的因素a. 材料的內部因素（組成、結構）是影響材料強度的主要因素。前已述及。b. 測試條件是影響材料另一大要素，即也有相當大的關系。當加荷速度較快時，由于變形速度落后于荷載的增長，故測得的強度值偏高；而加荷速度較慢時，則測得的強度值偏低；當受壓試件與加壓鋼板間無潤滑作用（如未涂石蠟等潤滑物時），加壓鋼板對試件二個端部的橫向約束，抑制了試件的開裂，因而測得的強度值偏高；試件越

25、小，上述約束作用越大，且含有缺陷的幾率越小，故測得的強度值偏高；受壓試件以立方體形狀測得值高于棱柱體試件測定值；一般溫度較高時，測得的強度值偏低。c.材料的含水狀態(tài)及溫度。（4） 材料的強度等級及比強度 為便于使用，常根據(jù)材料的強度值的高低，劃分為若干強度等級或標號。對于不同強度的材料進行比較，可采用比強度這個指標。比強度等于材料的強度與其表觀密度之比。比強度是評價材料是否輕質高強的指標。表13是幾種主要材料的比強度值。表13 幾種主要材料的比強度值材料表觀密度（kg/m3）強度（MPa）比強度普通混凝土240040低碳鋼7850420松木（順紋抗拉）500100燒結普通磚170010鋁材27

26、00170鋁合金4502800玻璃鋼45020001.1.3.2 材料的彈性與塑性彈性是指材料受到外力作用下產生的變形，外力撤掉后能完全恢復原來形狀和大小的性質。將發(fā)生的這種變形稱為彈性變形。明顯具有這種特征的材料稱為彈性材料。受力后材料的應力與應變的比值即為彈性模量。其表達式為：塑性，是指受到外力作用產生的變形，不能隨外力撤消而自行恢復原狀的性質。所發(fā)生的這種變形稱為塑性變形。具有這種明顯特征的材料，稱為塑性變形材料。大多數(shù)材料受力初期表現(xiàn)為彈性變形，達到一定程度表現(xiàn)出塑性特征，稱之為彈塑性材料（如混凝土）。也即單純的彈性材料是沒有的。1.1.3.3 材料的脆性與沖擊韌性材料在破壞時，未出現(xiàn)

27、明顯的塑性變形，而表現(xiàn)為突發(fā)性破壞，此種性質稱為材料的脆性。脆性材料的特點是塑性變形小，且抗壓強度與抗拉強度比值較大（550倍）。無機非金屬材料多屬脆性材料。材料抵抗沖擊振動作用，而不發(fā)生突發(fā)性破壞的性質稱為材料的沖擊韌性或韌性，或在沖擊振動作用下，吸收能量、抵抗破壞的能力稱為沖擊韌性。韌性材料的特點是變形大、特別是塑性變形大、抗拉強度接近或高于抗壓強度。木材、建筑鋼材、橡膠等屬于韌性材料。在工程中，對于要求有沖擊、振動荷載作用的結構，需考慮材料的韌性。1.1.3.3 材料的硬度與耐磨性硬度，是材料表面的堅硬程度，是抵抗其他硬物刻劃、壓入其表面的能力。通常用刻劃法、回彈法和壓入法測定材料的硬度

28、。耐磨性，是材料表面抵抗磨損的能力。材料的耐磨性用磨耗率表示。材料的耐磨性與材料的組成、結構及強度、硬度等有關。建筑中用于地面、踏步、臺階、路面等處的材料，應當考慮硬度和耐磨性。1.1.4 材料的耐久性、裝飾性及環(huán)境協(xié)調性1.1.4.1 材料的耐久性材料在環(huán)境中使用，除受荷載作用外，還會受到周圍各種自然因素的影響，如物理、化學及生物等方面的作用。材料在使用過程中，在各種環(huán)境介質的長期作用下，保持其原有的性質的能力稱為材料的耐久性。材料的組成、結構、性質和用途不同，對耐久性的要求也不同。耐久性一般包括材料的抗?jié)B性、抗凍性、耐腐蝕性、抗老化性、耐溶蝕性、耐光性、耐熱性、耐磨性等耐久性指標。不同材料

29、所要求保持的主要性質也不相同，如對于結構材料，主要要求強度不顯著降低；對裝飾材料則主要要求顏色、光澤等不發(fā)生顯著變化等金屬材料常由化學和電化學作用引起腐蝕和破壞；無機非金屬材料常由化學作用、溶解、凍融、風蝕、溫差、濕差、磨擦等因素中的某些因素或綜合作用而引起破壞；有機材料常由生物作用（細菌、昆蟲等）、溶蝕、化學腐蝕、光、熱、大氣等的作用而引起破壞。為了提高材料的耐久性，可采取提高材料本身對外界作用的抵抗能力、對主體材料施加保護層、減輕環(huán)境條件對材料的破壞作用等措施。1.1.4.2 材料的裝飾性裝飾材料是用于建筑物表面，起裝飾作用的材料，要求裝飾材料具有以下的基本性能。（1） 材料的顏色、光澤、

30、透明性（2） 質感（3） 形狀和尺寸（4） 立體造型（5） 耐玷污性、易潔性和耐擦性1.1.4.3 材料的環(huán)境協(xié)調性材料產業(yè)支撐著人類社會的發(fā)展，為人類帶來了便利和舒適。建筑材料是人類建造活動所用的一切材料總稱。人類要生存就離不開建筑材料，人類要發(fā)展也同樣離不開建筑材料的發(fā)展。但同時建筑材料的生產、處理、使用、回收和廢棄過程中也帶來了沉重的環(huán)境負擔。材料的環(huán)境協(xié)調性主要體現(xiàn)在少消耗資源、能源、少產生污染、發(fā)展循環(huán)經濟上。12 思考題與習題（一） 名詞解釋1 建筑材料 2 裝飾材料 3 宏觀結構 4 亞微觀結構 5 微觀結構 6 密度 7 表觀密度 8 堆積密度 9 開口孔隙率 10閉口孔隙率

31、11 吸水性12吸濕性 13耐水性 14抗?jié)B性 15 抗凍性 16熱容量 17比熱容 18理論強度 19實際強度 20比強度 21硬度 22耐磨性 23脆性 24沖擊韌性 25耐久性 26彈性 27塑性 28導熱系數(shù)（二） 是非判斷題（對的劃，不對的劃×）1 材料的性質是由材料的組成決定的。 （ ）2 含水率為4%的濕砂重100g，其中水的重量為4g。 （ ）3 材料的性質是由材料的結構決定的。 （ ）4 熱容量大的材料導熱性大，受外界氣溫影響室內溫度變化比較大。 （ ）5 礦物組成是無機非金屬材料中化合物存在的基本形式。 （ ）6 材料的孔隙率相同時，連通粗孔者比封閉微孔者的導熱系

32、數(shù)大。 （ ）7采用兩種或兩種以上組成材料所構成的新材料，稱為復合材料。 （ ）8從室外取重為G1的磚一塊，浸水飽和后重為G2，烘干后重為G3，則磚的質量吸水率為wm= 。 （ ）9根據(jù)組成材料的粒子特征及結合方式，可將微觀層次上的材料分為晶體、玻璃體和膠體。 （ ）10同一種材料，其表現(xiàn)密度越大，則其孔隙率越大。 （ ）11開口孔隙是指在常溫常壓下，水能夠進入的孔隙。 （ ）12將某種含水的材料，置于不同的環(huán)境中，分別測得其密度，其中以干燥條件下的密度為最小。 （ ）13材料在凍融循環(huán)作用下產生破壞，是由于材料內部毛細孔隙和大孔隙中的水結冰時體積膨脹造成的。 （ ）14吸水率小的材料，其孔隙

33、率最小。 （ ）15徐變是一種包含了粘彈性、彈性、塑性變形等綜合作用的結果。 （ ）16材料的抗凍性與材料的孔隙率有關，與孔隙中的水飽和程度無關。 （ ）17材料的導熱系數(shù)大，則導熱性強，絕熱性差。 （ ）18在進行材料抗壓強度試驗時，大試件較小試件的試驗結果值偏小。 （ ）19材料進行強度試驗時，加荷速度快者較加荷速度慢者的試驗結果值偏小。（ ）20當材料一旦吸水或受潮，導熱系數(shù)會顯著增大，絕熱性變差。 （ ）（三） 填空題1導熱系數(shù) 、比熱容 的材料適合作保溫墻體材料。2材料耐水性的強弱可以用 表示。材料耐水性愈好，該值愈 。3憎水材料比親水材料適宜做 材料。4脆性材料適宜承受壓力 荷載，

34、而不宜承受 、 、 荷載。5承受動荷載作用的結構，應考慮材料的 性。6材料作抗壓強度試驗時，大試件測得的強度值偏低，而小試件相反，其原因是 和 。7材料的吸水性用 表示，吸濕性用 表示。 8同類材料，甲體積吸水率占孔隙率的40%，已占92%，則受凍融作用時，顯然 易遭受破壞。9當材料的孔隙率增大時，則其密度 ，松散密度 ，強度 ，吸水率 ，抗?jié)B性 ，抗凍性 。10隨含水率增加，多孔材料的密度 ，導熱系數(shù) 。11同種材料的孔隙率愈 ，材料的強度愈高；當材料的孔隙率一定時， 孔隙愈多，材料的絕熱性愈好。12材料的孔隙率恒定時，孔隙尺寸愈小，材料的強度愈 ，耐久性愈 ，保溫性愈 。13在水中或長期處

35、于潮濕狀態(tài)下使用的材料，應考慮材料的 性。14當孔隙率相同時，分布均勻而細小的封閉孔隙含量愈大，則材料的吸水率 、保溫性能 、耐久性能 。15稱取松散密度為1400Kg/m3的干砂200g裝入廣口瓶中，再把瓶中注滿水，這時稱重為377g，則該砂的表現(xiàn)密度為 ，空隙率為 。 (四) 單項選擇1對于某一種材料來說，無論環(huán)境怎樣變化，其 都是一定值。密度 表觀密度 導熱系數(shù) 堆積密度2選擇承受動荷載作用的結構材料時，要選擇 良好的材料。脆性 韌性 塑性 彈性3有一塊磚重2625g,其含水率為5%,該濕磚所含水量為 .g g 130.34g 125g4. 比強度較高的材料是 。低碳鋼 鋁合金 普通混凝

36、土 玻璃鋼5.顆粒材料的密度為 ,表觀密度為0,堆積密度0,則存在下列關系 .>0>0 0>>0 0>0>6. 材料費用一般占 。工程總造價的50%左右 工程總造價的60%左右工程總造價的70%左右 工程直接費的60%左右7.有孔材料的耐水性用軟化系數(shù)表示，耐水材料的軟化系數(shù)通常為 。>0.95 >0.85 >0.75 8. 衡量材料輕質高強性能的主要指標是 。密度 表觀密度 強度 比強度9.材料相同的A,B兩種材料,已知表觀密度0A>0B,則A材料的保溫效果比B材料 。好 差 差不多10. 混凝土抗凍等級D15號中的15是指 。承受

37、凍融的最大次數(shù)是15次。凍結后在15的水中融化最大凍融次數(shù)后強度損失率不超過15%最大凍融次數(shù)后質量損失率不超過15% 11材料的彈性模量是衡量材料在彈性范圍內抵抗變形能力的指標。E越小，材料受力變形（ ）。越小 越大 不變 E和變形無關12材料的耐水性指材料 而不破壞,其強度也不顯著降低的性質.在水作用下 在壓力水作用下 長期在飽和水作用下 長期在濕氣作用下13建筑材料與水相關的物理特性表述正確的是 。孔隙率越大，其吸水率越大 平衡含水率一般是固定不變的滲透系數(shù)越大，其抗?jié)B性能越好 軟化系數(shù)越大，其耐水性越好14建筑中用于地面、踏步、臺階、路面等處的材料應考慮其 性。含水性 導熱性 彈性和塑

38、性 硬度和耐磨性15材料的實際強度 材料的理論強度。大于 小于 等于 無法確定16材料的抗?jié)B性指材料抵抗 滲透的性質。水 潮氣 壓力水 飽和水 17333，試件厚度分別是2.0cm、2.5cm、3.0cm，靜水壓力水頭分別是300cm、350cm、250cm，三種材料的抗?jié)B性比較為 。甲、乙相同，丙最差 乙最好，甲其次，丙最差甲最好，丙其次，乙最差 甲、丙相同，乙最好181m3自然狀態(tài)下的某種材料，質量為2400kg，孔隙體積占25%，其密度是（）g/cm3。1.8 3.2 2.6 。密度 表觀密度 堆積密度 孔隙率20.某材料的密實度為72.6%，其孔隙率為 。45.6% 27.4% 23.8% 33.2%21. 材料吸水后,將使材料的 提高.耐久性 強度及導熱系數(shù) 密度 表觀密度和導熱系數(shù)22關于比強度說法正確的是 。比強度反映了在外力作用下材料抵抗破壞的能力 比強度反映了在外力作用下材料抵抗變形的能力比強度是強度與其表觀密度之比比強度是強度與其質量之比23材料在潮濕空氣吸收水氣的能力稱為 。吸水性 耐水性 吸濕性 防潮性24含水率為5%的砂220Kg,將其干燥后的重量是 Kg.209 209.52