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，可用排水法测定。 一般所指的表观密度，是以干燥状态下的测 定值为准。
1.1.1.3 堆积密度 堆积密度（旧称松散容重），是指散状（粉 状、粒状或纤维状）材料在自然堆积状态下单位 体积（包含了颗粒内部的孔隙即颗粒之间的空隙） 所具有的质量。 其计算式为：
其计算式为：
V 0 D 100% V0
(2) 空隙率 空隙率是指散粒状材料在堆积体积中，颗粒 之间的空隙体积占堆积体积的百分率，以P′表示。
其计算式为：
V0 V0 V0 0 P 1 (1 ) 100% V0 V0 0
填充率与空隙率的关系为：
表明该材料不能被水润湿，称为憎水性材料(如图
1.1（b）所示)。
图1.1 材料的润湿示意图
(a)亲水性材料；（b）憎水性材料
1.1.2.2 吸水性与吸湿性 (1) 吸水性
材料在浸水状态下吸入水分的能力称为吸水
性。吸水性的大小，以吸水率表示，有两种表示
方法：质量吸水率和体积吸水率。
①质量吸水率 表示为： 材料吸水达饱和时，其所 吸收水分的质量占材料干燥时质量的百分率，可
材料吸收或放出的热量和比热，可用下式计
算：
Q cm(T2 T1 )
Q c m(T2 T1 )
比热是反映材料的吸热或放热能力大小的物 理量。
常见建筑材料的热工指标见表1.2。
表1.2
材料 钢材 铜材 花岗岩 混凝土 烧结普通砖 松木 泡沫塑料 冰 58
几种典型材料的热工性质指标
导热系数(W/（m· K）) 比热容(J/（g· K）) 0.48 0.38 0.92 0.84 0.88 2.72 1.30 2.05
1.2.2 材料的弹性和塑性
材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，
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。
这种当外力取消后瞬间即可完全消失的变形， 称为弹性变形。 这种变形属于可逆变形，其数值的大小与外 力成正比。其比例系数E称为弹性模量。
在弹性变形范围内，弹性模量E为常数，其
值等于应力σ与应变ε的比值，即：
体声的能力。
1.2 材料的力学性质
材料的力学性能，就是指材料在外力（荷载）
作用下，抵抗破坏和变形的能力。
1.2.1 材料的强度
材料因抵抗外力（荷载）作用而引起破坏的 最大能力，即为该材料的强度。其值是以材料受 力破坏时单位面积上所承受的力表示。计算式为：
F f A
材料在建筑物上所承受的力，主要有拉力、 压力、弯曲力及剪应力等。材料抵抗上述外力破 坏的能力，分别称为抗拉、抗压、抗弯和抗剪强 度。静力强度的分类和计算公式见表1.3。 大部分建筑材料，根据极限强度的大小，可 划分为若干不同的强度等级。
m湿 m干 W质 100% m干
②体积吸水率
是指材料体积内被水充实的
体积。即材料吸水达饱和时，所吸收水分的体积 占干燥材料自然体积的百分率，可按下式计算：
V水 m湿 m干 1 W体 100%= 100% V0 V0 水
质量吸水率与体积吸水率有如下的关系：
W体 W质 0
常将λ≤0.175W/（m· K）的材料称为绝热材料。
1.1.4 材料的声学性质
1.1.4.1 吸声性 声能穿透材料和被材料消耗的性质称为材料
的吸声性，用吸声系数α(吸收声功率与入射声功
率之比)表示。 吸声系数α越大，材料的吸声性越好。吸声系 数与声音的频率和入射方向有关。 通常使用的六个频率为125Hz、250Hz、 500Hz、1000Hz、2000Hz和4000Hz。
的结合力，强度也会不同程度地降低。
材料的耐水性用软化系数表示，可按下式计
算：
f饱 K软 f干
1.1.2.4 抗渗性 材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性（或 不透水性），可用渗透系数K表示。 材料的透水性可用达西定律来描述，即在一
定时间内，透水材料试件的水量与试件的断面积
及水头差（液压）成正比，与试件的厚度成反比。
材料的隔声能力用隔声量R（R=10lg(1/τ)来
表示，单位为dB。
与声透射系数τ相反，隔声量越大，材料的
隔声性能越好。
(2) 隔固体声 固体声是由于振源撞击固体材料，引起固体 材料受迫振动而发声，并向四周辐射声能。
固体声在传播过程中，声能的衰减极少。弹
性材料如地毯、木板、橡胶片等具有较高的隔固
1.3 材料的耐久性
抗冻标号来表示。
抗冻标号是用材料在吸水饱和状态下（最不
利状态），经冻融循环作用，强度损失和质量损
失均不超过规定值时，所能抵抗的最多冻融循环 次数来表示，记作D25、D50、D100、D150等。
材料抗冻性的高低决定于材料的吸水饱和程 度和材料对结冰体积膨胀所产生的压力的抵抗能 力。
抗冻性常作为考查材料耐久性的一个指标。
1 建筑材料的基本性能
本章提要
主要介绍建筑材料的基本物理性质、力 学性能、材料的耐久性以及有关参数、性能
指标和计算公式等，通过对材料基本性能的
了解与掌握，为今后的学习与实践打下一定
的基础。
本章内容
1.1 材料的基本物理性质 1.2 材料的力学性质 1.3 材料的耐久性
1.1 材料的基本物理性质 1.1.1 材料的基本物性参数
E
材料在外力作用下产生变形，但不破坏，并 且当外力停止作用后，不能自动恢复原来形状的 性质，称为塑性。这种不能消失的变形称为塑性 变形或不可恢复变形。
1.2.3 材料的脆性和韧性
在外力作用下，当外力达到一定限度后，材 料突然破坏而又无明显的塑性变形的性质，称为 脆性。
在冲击、震动荷载作用下，材料能吸收较大 的能量，产生一定的变形而不致破坏的性质，称 为韧性。韧性值可用材料受荷载达到破坏时所吸 收的能量来表示，即：
材料的强度愈高，耐水性愈好，其抗冻性愈
好。
1.1.3 材料的热工性质
1.1.3.1 导热性 材料传导热量的能力，称为导热性。材料导 热能力的大小可以用导热系数（λ）表示。
导热系数在数值上等于厚度为1m的材料，当
其相对两侧表面的温度差为1K时，经单位面积
（1m2）单位时间（1s）所通过的热量。
可用下式表示：
P D 1
材料的总体积是由该材料的固体物质与其所 包含的孔隙所组成的。
建筑材料的许多性能如强度、吸水性、耐久
性、导热性等均与材料的孔隙有关。 孔隙按其尺寸大小又可分为微孔、细孔和大 孔。 几种常用建筑材料的孔隙率见表1.1。
1.1.1.5 填充率与空隙率 (1) 填充率 填充率是指散粒状材料在其堆积体积内，被 其颗粒填充的程度，以D′表示。
Q At (T2 T1 )
材料的导热系数除与其本身的性质、结构、 密度有关外，还与材料的含水率及环境温度等有 关。
1.1.3.2 比热容 材料加热或冷却时，吸收或放出热量的性质，
称为热容量。
热容量的大小用比热容（也称热容量系数，
简称比热）表示，比热容表示1g材料，温度升高
1K时所吸收的热量，或降低1K时放出的热量。
1.1.1.4 密实度与孔隙率 (1) 密度 密实度是指材料体积内被固体物质所充实的 程度，也就是固体物质的体积占总体积的比例，
以D表示。
其计算式为：
V 0 D 100% V0
(2) 孔隙率 孔隙率是指材料体积内孔隙体积占材料总体 积的百分率，以P表示。
其计算式为：
V0 V 0 V P 1 (1 ) 100% V0 V0
材料的强度与材料本身的组成、结构和构造 等有很大关系。钢材的抗拉、抗压强度都很高， 如表1.4所示。
表1.3
强度类别 抗压强度 fc(MPa) 举例
静力强度分类
计算式 fc=F/A F—破坏荷载(N) ft=F/A 附注
抗拉强度
ft(MPa) 抗剪强度 fv(MPa)
A—受荷面积(mm2)
l—跨度(mm) b—断面宽度(mm)
Ak k A
1.2.4 材料的硬度和耐磨性
硬度是材料表面抵抗其他物体压入或刻划的
能力。硬度的测定方法有刻划法和压入法。
按刻划法，材料的硬度可划分为1~10级(莫
氏硬度)。木材、混凝土、钢材等的硬度常用钢球 压入法测定（布氏硬度HB）。 耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力，常用磨 损率表示：
m1 m2 B A
1800~2600 2500~2800 __ __ 1600~1800
ρ′0(kg/m3)
__ __ 1400~1700 1450~1650 __
孔隙率(%) __ 0.5~3.0 __ __ __
粘土空心砖
2.50
1000~1400
__
__
续表1.1
材料 水泥 普通混凝土 木材 钢材 泡沫塑料 玻璃 密度ρ(kg/m3) 3.10 __ 1.55 7.85 __ 2.55 表观密度 ρ0(kg/m3) __ 2100~2600 400~800 7850 20~50 __ 堆积密度 ρ′0(kg/m3) 1200~1300 __ __ __ __ __ 孔隙率(%) __ 5~20 55~75 0 __ __
1
水
W质 0
(2) 吸湿性
材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿
性。吸湿性的大小可用含水率表示。
材料所含水的质量占材料干燥质量的百分率，
称为材料的含水率，可用下式计算：
m含 m干 W含 100% m干
1.1.2.3 耐水性 材料长期在饱和水作用下而不破坏，其强度 也不显著降低的性质称为耐水性。 一般材料随着含水量的增加，会减弱其内部
m 0 ' V0