建筑材料的物理性质材料是构成建筑物的物质基础。

直接关系建筑物的安全性、功能性、耐久性和经济性。

用于建工.程的材料要承受各种不同的力的作用。

例如结构中的梁、板、柱应其有承受荷载作用的力学性能；墙体的材料应接有抗冻、绝热、隔声等性能;地而的材料应具有耐磨性能等。

一般来说.材料的性质可以分为4个方面：物理性质、力学性质、化学性质和耐久性。

一、物理性能1、密度密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。

按式（2-1）计算：材料在绝对密实状态下的体积.是指不包括材料孔隙在内的体积。

建筑材料中，除钢材、玻璃等少数材料接近于绝对密实外，绝大多数材料都含有一定的孔隙，如砖、石材等。

而孔隙又可分为开口孔隙和闭口孔隙。

在测定有孔隙材料的密度时，为了排除其内部孔隙，应将材料磨成细粉(粒径小于0.2mm)，经干燥后用密度瓶测定其体积。

材料磨得越细，测得的密度就越准确。

2、表观密度表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量。

按式（2-2）计算：材料的表观体积是指包含材料内部孔隙在内的体积。

对外形规则的材料，其几何体积即为表观体积，对外形不规则的材料，可用排水法求得，但要在材料表面预先涂上蜡，以防水分渗入材料内部而使测值不准。

当材料的孔隙内含有水分时，其质量和体积均有所变化，表观密度一般变大。

所以测定材料的表观密度有气干状态下测得的值和绝对干燥状态下测得的值(干表观密度)口在进行材料对比试验时，以干表观密度为准。

3、堆积密度堆积密度是指散粒或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。

按式（2-3）计算：材料的堆积体积既包含了颗粒内部的孔隙，又包含了颗粒之间的空隙。

堆积密度的大小不但取决于材料颗粒的表观密度，而且还与堆积的密实程度、材料的含水状态有关。

表2-1 常用建筑材料的密度、表观密度、堆积密度4、密实度密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程度。

以D表示，按式（2-4）计算：密实度反映了材料的密实程度，含有孔隙材料的密实度均小于1.5、孔隙率孔隙率是指材料内部孔隙体积占材料总体积的百分率。

以P表示，按式（2-5）计算：材料的密实度和孔隙率是从不同角度反映材料的致密程度。

密实度和孔隙率的关系为D+P=1生态建筑材料的强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等都与材料的孔隙率有关，这些性质还与空隙的孔径大小、形状、分布、连通与否等构造特征密切相关。

6、填充率填充率是指散粒材料在某堆积体积内，被其颗粒填充的程度。

以表示，按式（2-6）计算：7、空隙率空隙率是指散粒材料在某堆积体积内，颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率。

以表示，按式（2-7）计算：散粒材料的填充率和空隙率之和等于1，即。

空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒之间相互填充的致密程度。

二、吸水性能材料在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。

吸水率有质量吸水率和体积吸水率两种表示方法。

1质量吸水率（Wm）材料吸水饱和时，其吸收水分的质量占材料干燥状态下质量的百分率。

按式（2-8）计算：2 体积吸水率（Wv）材料吸水饱和时，其吸收水分的体积占干燥材料自然体积的百分率。

可按式（2-9）计算：质量吸水率和体积吸水率存在如下关系：材料的吸水率的大小不仅取决于材料是亲水的还是憎水的，而且与材料的孔隙率的大小及孔隙特征密切相关。

在一定范围内，一般孔隙率越大。

材料的吸水性越强。

水分的吸收会给材料带来不良的影响，因而使材料的部分性质发生改变，如体积膨胀、强度降低、保温性能下降、抗冻性变差等。

3 吸湿性材料在潮湿的空气中吸收水分的能力，称为吸湿性。

吸湿性的大小用含水率表示。

可按式（2-11）计算：材料含水率的大小不仅取决于材料的自身特点（亲水性、空隙率等），还与材料周围环境温度和湿度有关。

一般情况温度，相对湿度越大，材料的含水率也越大。

当材料的含水率达到与环境涅度保持相对平衡状态时的含水率时，称为平衡含水率。

4 耐水性材料长期在饱和水作用下而不破坏，强度也不显著降低的性质称为耐水性。

材料的耐水性用软化系数表示，可按式（2-12）计算：软化系数一般在0-1之间，其值越小。

说明材料吸水饱和后的强度降低越多，其耐水性越差。

不同的材料，k值相差很大，如粘土k=0，金属k= 1。

通常将软化系数大于0.8的材料称为耐水性材料。

对于经常位于水中或处于潮湿环境的重要建筑物，材料的软化系数不得低于0.85。

对于受潮湿较轻或次要结构所用材料，软化系数不宜小于0.75.5 抗渗性材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质称为抗渗性（不透水性）。

材料的抗渗性用渗透系数K表示：材料的渗透系数越小，表示其抗渗性越好。

对于混凝土和砂浆材料，其抗渗性常用抗渗等级表示。

用字母P及可承受的水压力值(以0.1MPa为单位)来表示。

例如。

混凝土的抗渗等级为P6、P12，.表示其分别能承受,0.6MPa、1.2MPa的水压而不渗水。

P越大，材料的抗渗性越好。

材料的抗渗性是防水工程、地下建筑物及水工建筑物所必须考虑的重要性质之一。

6 抗冻性材料在吸水饱和状态下经受多次冻融循环而不破坏。

同时也不显著降低强度的性质称为抗冻性。

材料的抗冻性用抗冻等级F表示，混凝土的抗冻等级为F15，F25，F50、F100。

如F10表示经过10次冻融循环，质量损失不超过5%，强度损失不超过25%。

通常采用材料吸水饱和后，在-15℃冻结、再在20℃的水中融化。

这样的一个过程称为一次冻融循环。

材料的抗冻性主要与其强度、孔隙率、吸水性及抵抗胀裂等因素有关。

因此，抗冻性常作为评价材料耐久性的一个重要指标。

材料的变形能力大、强度高时，其抗冻性较高。

一般认为软化系数小于0.8的材料，其抗冻性较差。

对于室外温度低于-15℃的地区，建筑材料必须进行抗冻性实验。

对于温暖地区的建筑物，为了抗风化，材料也不需有抗冻性要求，以确保建筑物的耐久性。

三、热工性能1 导热性材料传导热量的性质称为导热性。

激荡材料两侧表面存在温差时，热量会由温度较高的一面川香温度较低的一面，材料的导热性可用导热系数表示。

一单层平板为例，若t1＞t2，经过时间z，有温度为t1的一侧传至温度为t2的一侧的热量为材料的导热系数λ越小，材料的保温隔热性能越好。

建筑材料的导热系数一般为0.02-3.00W/(m·K)。

通常λ≤0.15W/(m·K)的材料称为绝热材料。

材料的导热性与材料的孔隙率、孔隙特征有关。

一般来讲，孔隙率越大，导热系数越小，具有互不连通封闭微孔构造材料的导热系数，要比粗大连通孔隙构造材料的导热系数小。

当材料的含水率增大时，导热系数也随之增大。

材料的导热系数对建筑物的保温隔热有重要意义。

在大体积混凝土温度及温度控制计算中，混凝土的导热系数是一个重要的指标。

表2-2 几种材料的导热系数2 热容量材料加热时吸收热量、冷却时放出热量的能力成为热容量。

热容量的大小用比热容表示。

比热容在数值上等于1g材料，温度升高1K或温度降低1K时所吸收或放出的能力Q。

用下式表示：材料的导热性和比热容是设计建筑物维护结构。

进行热工计算时的重要参数。

也是生态建筑材料节能能减排的主要指标。

我国建设主管部门明确规定，建筑物必须使用保温隔热材料。

不同材料的比热容不同。

常用建筑材料的比热容见表2-3。

四、力学性质1、强度和比强度材料的强度按所受外力的作用方式不同，分为抗拉强度、抗压强度、抗弯(折)强度和抗剪强度等。

表2-4为各种强度测定时，试件的受力情况和各种强度的计算公式。

表2-4 静力强度的分类同种类的材料，一般材料的孔隙率越大，其强度越低。

不同种类的材料，强度值相差很大，如混凝土、石材、砖等材料的抗压强度较高，而抗拉强度却较低，因此适用于结构的承受压力的部位。

钢材的抗拉强度、抗压强度都很高，适用于承受各种外力的结构。

常用建筑材料的强度值见表2-5。

表2-5 常用建筑材料的强度比强度是按单位体积质量计算的材料强度，其值等于材料的强度与其表观密度之比，比强度越大。

则材料的轻质高强性能越好。

优质的结构材料，必须具有较高的比强度。

轻质高强的材料在高层建筑及大跨度结构工程中广泛采用，它也是生态建筑材料今后主要的发展趋势。

例如，Q235钢、C30混凝土其比强度分别为0.53、0.012，而MU10粘土砖的比强度只有0.006。

因此，比强度是衡量材料轻质高强性能的一项重要指标。

2、弹性与塑性材料在应力作用下产生变形，外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。

这种可完全恢复的变形称为弹性变形。

明显具有弹性变形特征的材料称为弹性材料。

塑性是指材料在应力作用下产生变形，当外力取消后，仍保持变形后的形状尺寸。

且不产生裂纹的性质。

这种不随外力取消而消失的变形称为塑性变形。

明显具有塑性变形特征的材料称为塑性材料。

.实际工程中，纯弹性材料或纯塑性材料是不存在的。

多数材料的变形既有弹性变形，也有塑性变形。

例如建筑钢材材料在受力不大时，仅产生弹性变形.受力超过一定限度后，就会产生塑性变形。

混凝土在受力时，弹性变形和塑性变形同时产生。

当取消外力后，弹性变形可以恢复，而塑性变形则不能恢复。

3 脆性与韧性脆性就是材料在外力作用下直到破坏前无明显塑性变形的性质。

脆性材料的特点是抗压强度远大于抗拉强度，主要只适用于承受静压力的构件，如混凝土、生铁、陶瓷、粘土砖、玻璃、石材等。

韧性是指材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，产生一定的变形而不发生破坏的性质。

具有这种性质的材料称为韧性材料。

建筑钢材、木材、沥青等均属于韧性材料。

·建筑工程中用作桥梁、吊车梁等承受冲击菏载和有抗震要求的结构，用建筑材料均应具较高的韧性。

五、材料的耐久性材料的耐久性是指材料在使用过程中，受各种自然因数及其他有害物质长期作用能长久保持其原有性能的性质。

耐久性是材料的一项综合性质，它包括抗冻性、抗渗性、抗风化性、耐磨性、抗老化性、耐化学腐蚀性等。

材料在使用过程中、除受到各种外力的作用外，还会受到周围环境及各种自然因素的作用。

这些作用一般有物理、化学及生物作用等。

物理作用包括干湿变化、温度变化和冻融循环。

干湿变化及温度变化引起材料胀缩。

并导致内部裂缝扩展，引起材料破坏。

在寒冷地区，冻融循环对材料的破坏作用更为明显。

化学作用主要是酸、碱、盐等物质的水溶液及有害气体对材料的侵蚀作用，使材料变质而破坏。

如钢筋的锈蚀、水泥石的腐蚀等。

生物作用是指菌类、昆虫对材料的侵害作用。

如白蚁对建筑物的破坏、木材的腐蚀等。

对材料耐久性的判断，是在使用条件下进行长期的观察和测定，这样做需要很长的时间。

通常是根据材料的使用要求.在实验室进行快速试验.并据此对材料的耐久性做出判定。

为保证建筑物的正常使用和延长建筑物的使用寿命，在选择生态建筑工程材料时。

必须考虑材料的耐久性，并根据工程的重要性、所处的环境，合理选用建筑工程材料，或根据使用情况和材料特点，采取相应的措施提高材料的耐久性。