第一節材料的基本物理性質
基本物理性質：是表示材料物理狀態特點的性質。它主要包括密度、表觀密度、堆積密度、密實度和孔隙率等。這些性質都能反映材料的質量。
一、 密度：是指材料在絕對密實狀態下，單位體積的質量。
用ρ＝m／v表示。
式中：ρ—密度,g／㎝3或kg／m3； m—材料質量，g或kg；
v —材料在絕對密實狀態下的體積﹝不包括空隙在內的體積﹞，㎝3或m3。
二、表觀密度：俗稱″容重″，是指材料在自然狀態下，單位體積的質量。
用ρ0＝m／v0表示；
式中：ρ0—表觀密度，g／㎝3或kg／m3，在工程上用kg／m3。；
m—材料質量，g或kg；v —材料在自然狀態下﹝包括內部孔隙﹞的體積，㎝3或m3。
三、堆積密度：是指粉狀或顆粒狀材料在堆積狀態下，單位體積的質量。
用ρ0′＝m／v0′表示。
式中：ρ0′—堆積密度，g／㎝3或kg／m3； m—材料質量，g或kg；
v0′—材料的堆積體積﹝包括顆粒之間的空隙﹞㎝3或m3。
密度與表觀密度為材料的基本物理性質，常用來計算材料的緊密度與孔隙率。在建築裝飾工程中，當計算材料運輸量、設計結構及配料計算時，經常需用材料的表觀密度值，用kg／m3。另一方面，材料的表觀密度尚與其它性質，如強度、隔熱性能等存在著密切關係。
四、密實度﹝緊密度﹞與孔隙率
1、密實度：是指材料體積內被固體物質充實的程度，即材料絕對密實體積與自然狀態下的體積之比。
用d＝v／v0表示。將v＝m／ρ, v0＝m／ρ0代入，得d＝ρ／ρ0,即為表觀密度與密度之比，密實度以相對數值表示，或以百分率ρ／ρ0—×100﹪表示之。
2、孔隙率： 是指材料中，孔隙體積所佔整個體積的比例。
用p＝×100﹪＝﹝1-ρ0／ρ﹞×100﹪＝1-d 表示。
從而看出，材料的孔隙率通常根據材料的密度與表觀密度求得。
①孔隙率變化是乙個很大的範圍：堅密岩石的孔隙率常在19﹪以下，而多孔材料﹝如泡沫玻璃、泡沫砼﹞的孔隙率可高達85﹪以上。
②孔隙率依據其孔徑的大小，可分為粗孔與微孔兩類。粗孔孔徑尺寸達1—2 mm或更大，微孔孔徑尺寸為百分之幾公釐或千分之幾公釐。
③孔隙率及孔隙構造﹝包括孔隙大小、封閉與否﹞是表示材料構造特性的基本指數，與材料的其它性質有極密切的關係，如材料的表觀密度、強度、隔熱性能、透水性能、耐凍性、耐腐蝕性等，均與孔隙率的大小或孔隙的構造有關。
3、空隙率：是指散粒材料在某堆積體積中，顆粒之間的空隙體積所佔的比例。
用p′＝×100﹪＝﹝1-ρ0′／ρ0﹞×100﹪表示。對於砂、石等散粒材料，用空隙率表示顆粒之間的緊密程度。
下面介紹幾種常用材料的密度、表觀密度和孔隙率。
材料名稱密度﹝g／㎝3﹞ 表觀密度﹝kg／m3孔隙率﹝﹪﹞
花崗岩 2．6～2．92500～28000．5～1．0
石灰岩2．62000～26000．6～1．5
砼2．62200～25005～20
松木1．55380～70055～75
鋼材7．8578500
石膏板 2．60～2．75 800～180030～70
玻璃2．72500～27000～0．5～1．0
第二節材料與水有關的性質
一、 親水性與憎水性
當材料與水接觸時，有些材料能被水潤濕；有些材料則不能被水潤濕。前者稱材料具有親水性，後者稱材料具有憎水性。
材料被水濕潤的情況，可用潤濕邊角θ表示，當材料與水接觸時，在材料、水、空氣三相交點處，沿水滴表面的切線和接觸水的夾角θ，稱為「潤濕邊角」。
1、 當θ≤90°時，材料表面吸附水，材料能被水潤濕而表現出親水性，這種材料稱為「親水性材料」。
2、 當θ＞90°時，材料表面不吸附水，這種材料稱為「憎水性材料」。
3、 當θ＝0°時，表明材料完全被水潤濕。
二、吸水性
材料浸入水中吸收水分的能力，稱為「吸水性」。吸水性的大小常以吸水率表示：是指材料吸水飽和時的吸水量佔乾燥質量的百分率。
用ω質＝×100﹪表示。
ω質﹣材料質量吸水率﹪；m﹣材料在乾燥狀態下的質量g；
m1﹣材料在吸水飽和狀態下的質量g。
也有按體積計算的吸水率，即吸入水的體積佔材料自然狀態**積的百分數
ω體＝×100﹪。
表觀密度小、孔隙率大的材料，吸水性大。如材料的吸水率可達100﹪，普通粘土磚的吸水率為8﹪﹣20％。吸水性大小與材料本身性質﹙如憎水還是親水﹚、孔隙率大小、孔隙特徵﹙是開孔還是閉孔﹚等有關。
有些封閉的孔隙，水分不易滲入；而粗大的孔隙，水分又不易存留。故大多數的吸水率常小於孔隙率，這類材料常用質量吸水率表示它的吸水性。
三、吸濕性：用含水率表示
材料在潮濕空氣中吸收水分的性質，稱為「吸濕性」。吸濕性隨空氣濕度的變化而變化w含＝**／g×100％； **﹣材料的含水量﹙g﹚；g﹣材料乾燥質量﹙g﹚。
如果是與空氣濕度達到平衡時的含水率，則稱為「平衡含水率」。具有微開孔空隙的材料，吸濕性特別強。
如木材及某些隔熱材料能吸收大量的水分，因為這些材料的內表面積大，吸附能力強。但隨著空氣的乾燥，材料也向外散發水分，稱為材料的還水性，所以木材就有乾縮溼張的現象。
四、耐水性
材料在水中或吸水飽和以後不破壞，其強度不顯著降低的性質，稱為「材料的耐水性」。
耐水性用軟化係數kp＝fb／fg 表示。
fb﹣材料在飽和水狀態下的抗壓強度；fg﹣材料在乾燥狀態下的抗壓強度，n／㎜2。
在通常情況下，軟化係數kp＞0.85的材料，可以認為是耐水的。
kp越小，說明材料在水中強度的損失越大。可根據kp的大小，判斷材料是否能用於有水的場合。
五、抗滲性
材料抵抗壓力水滲透的性質，稱為「抗滲性」。
用滲透係數ks＝表示，
ks —材料的滲透係數㎝／h； q—滲水量，㎝3 ；d—試件厚度，㎝；
a—滲水面積㎝2 ； t—滲水時間，h； h—靜水壓力水頭，㎝。
ks值越大，表示材料滲透的水量愈多，即抗滲性愈差。
以上這些與水有關的性質決定了材料的抗凍性好與壞，特別是地方的室外裝飾工程中，選材時更應注重材料的抗凍性。抗凍性的測定是在材料吸水飽和狀態下，抵抗多次凍結和融化作用不被破壞，也不嚴重降低強度的性質經受凍融迴圈次數越多，表示抗凍性越好。
第三節材料的基本力學性質
一、 強度
材料在外力作用下抵抗破壞的能力，稱為「材料的強度」。材料受外力作用時，內部就產生應力，外力增加，應力相應增大，直至材料內部質點間結合力不足以抵抗所作用的外力時，材料發生破壞，此時的極限應力值就是材料的強度，也稱極限強度。
根據外力作用形式的不同，材料強度有抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度(抗折強度)及抗剪強度。這些強度是通過標準試件的靜力破壞試驗而測得的。
抗壓、抗拉、抗剪強度的計算公式為：f＝p／a
式中； p﹣試件破壞時的最大載荷n； a﹣試件受力面積，㎜2.
抗彎強度：ftm ＝；
式中：﹣試件兩支點間距離㎜； b、h﹣試件截面的寬、高㎜。
材料的強度與其成分、結構及構造有關。
種類不同的材料，其強度不同，即使是同類材料，由於組成、結構或構造不同，其強度也有很大差異。材料的孔隙率愈大，則強度愈低。某些具有層狀或纖維狀構造的材料，受力方向不同，強度大小也不同。
如木材；順紋方向抗拉強度最大，橫紋方向抗拉強度最低。材料的強度,還與其含水狀態、溫度、以及試件形狀、尺寸、加荷速度有關。
大部分材料是根據其強度的大小，劃分為若干不同的標號或強度等級。磚、石、水泥、砼等材料是按抗壓強度劃分標號或強度等級，而鋼材是抗拉強度劃分的。掌握材料的強度，對於掌握材料效能、合理選材、正確進行設計和控制工程質量，具有很大的實際意義。
二、彈性與塑性
(一)彈性
材料在外力作用下產生變形，外力取消後變形即行消失。材料能夠完全恢復到原來形狀的性質，稱為「材料的彈性」。這種完全恢復的變形，稱為「彈性變形」。
彈性變形與荷載成正比。鋼材和木材具有良好的彈性。插圖
(二)塑性
材料在外力作用下產生變形，當外力取消後，有一部分變形不能恢復，這種性質稱為「材料的塑性」。這種不能恢復的變形，稱為「塑性變形」。鋼材在彈性極限內接近於完全彈性材料，而其它材料多為非完全彈性材料，這種材料在受力時，彈性變形和塑性變形同時產生，當外力取消後，彈性變形ab可以消失，而塑性變形ob不能消失。
三、脆性及韌性
(一)脆性：是指材料受力達到一定程度後突然破壞，而破壞時並無明顯塑性變形的性質。
其特點是材料接近破壞時，變形仍很小。砼。玻璃、磚、石及陶瓷等屬於脆性材料。它的抵抗衝擊作用能力差，但是抗壓強度較高。
(二)韌性：是指材料在衝擊、震動荷載作用下，能承受較大的變形也不致破壞的性質。稱為衝擊韌性。用作橋梁、地面、路面及吊車梁等的材料，都要求具有較高的抗衝擊韌性。
四、硬度和耐磨性
(一)硬度：是指材料抵抗較硬的物體壓入其中的效能。鋼材、木材及砼的硬度，常用鋼球壓入法測定。
在一定的荷載作用下，將一定直徑的鋼球壓入材料的表面，根據受壓的材料表面所留印痕的大小或深度確定材料的硬度。一般來說，硬度大的材料，耐磨性比較強，但是不易加工。在工程中，有時可用硬度間接計算材料的硬度。
在建築工地尚可用撞擊、鑽孔、射擊等方法來確定材料的硬度。
(二)耐磨性：是指材料表面抵抗磨損的能力。
用磨損率n=表示；
n—磨損率g/cm2； a—式中受磨面積cm2；m1,m2—材料的磨損前後的重量g。
第二章建築材料的基本性質第四次
二 材料的吸水性與吸濕性 1.吸水性 water absorption 材料在水中能吸收水分的性質稱吸水性。材料的吸水性用吸水率 ratio of water absorption 表示，有質量吸水率與體積吸水率兩種表示方法。1 質量吸水率 質量吸水率是指材料在吸水飽和時，內部所吸水分的質量佔材料乾...
第二章建築材料的基本性質第七次
第二節材料的力學性質 材料的力學性質係指材料在外力作用下的變形性和抵抗破壞的性質。一 材料的強度與等級 一 材料的強度 材料在外力作用下抵抗破壞的能力，稱為材料的強度。根據外力作用形式的不同，材料的強度有抗壓強度 抗拉強度 抗彎強度及抗剪強度等，均以材料受外力破壞時單位面積上所承受的力的大小來表示。...
第二章鋼筋與混凝土材料的基本效能
第一節鋼筋的強度和變形 一 鋼筋的形式和成型 1 勁性鋼筋與柔性鋼筋 混凝土結構構件中配置的鋼筋可以是勁性鋼筋或柔性鋼筋。勁性鋼筋是由角鋼 槽鋼 工字鋼 鋼管 鋼軌等各種型鋼焊成的骨架。由於勁性鋼筋本身具有較大的剛度，在施工階段可以利用勁性鋼筋作為澆築混凝上的模板或作為支承其上的結構構件的自重及施工...