由于不同的建筑材料所处环境及建（构）筑物部位的不同，在使用中对材料的技术性能要求也就不同。如结构材料应具有一定的力学性能；屋面材料应具有一定的防水、保温、隔热等性能；地面材料应具有较高的强度、耐磨、防滑等性能；墙体材料应具有一定的强度及保温、隔热等性能。掌握建筑材料的基本性能是正确选择与合理使用建筑材料的基础。
表1.1 建筑材料按化学成分分类
图1.1 建筑有机材料
图1.2 建筑无机材料与复合材料
1.1.2.1 建筑材料的物理性质
建筑材料的物理性质包括与质量有关的性质，如密度、表观密度、堆密度、密实度、孔隙率、填充率、孔隙率等；与水有关的性质，如亲水性、吸水性、耐水性、抗渗性、抗冻性等；与热有关的性质，如导热性、热容量、比热、温度变形性等。
1）材料的密度、表观密度与堆密度
（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（1.1）计算：
绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积。除了钢材、玻璃等少数接近于绝对密实的材料外，绝大多数材料都有一些孔隙，如砖、石材等块状材料。在测定有孔隙的材料密度时，应把材料磨成细粉以排除其内部孔隙，经干燥至恒重后，用密度瓶（李氏瓶）测定其实际体积，该体积即可视为材料绝对密实状态下的体积。材料磨得愈细，测定的密度值愈精确。
（2）表观密度 表观密度也称为体积密度。表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量，按式（1.2）计算：
材料在自然状态下的体积是指材料的实体积与材料内所含全部孔隙体积之和。外形规则的材料，其测定很简便，只要测得材料的重量和体积，即可算得表观密度。不规则材料的体积要采用排水法求得，但材料表面应预先涂上蜡，以防水分渗入材料内部而影响测定值。
（3）堆密度 堆密度是指散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量，按式（1.3）计算：
散粒材料在自然状态下的体积，是指既包含颗粒内部的孔隙，又包含颗粒之间空隙在内的总体积。测定散粒材料的堆密度时，材料的质量是指在一定容积的容器内的材料质量，其堆积体积是指所用容器的容积。若以捣实体积计算时，则称为紧密堆密度。
常用建筑材料的密度、表观密度、堆密度及孔隙率见表1.2。
表1.2 常用建筑材料的密度、表观密度、堆密度及孔隙率
2）材料的密实度、孔隙率、空隙率
（1）密实度D 密实度是指材料的固体物质部分的体积占总体积的比例，说明材料体积内被固体物质所充填的程度，反映了材料的致密程度，按式（1.4）计算：
（2）孔隙率P 孔隙率是指材料体积内孔隙体积（Vp）占材料总体积（V0）的百分率，按式（1.5）计算：
按孔隙的特征，材料的孔隙可分为开口孔隙和闭口孔隙两种，二者孔隙率之和等于材料的总孔隙率。不同的孔隙对材料的性能影响各不相同。一般而言，孔隙率较小，且连通孔较少的材料，其吸水性较小，强度较高，抗冻性和抗渗性较好。工程中对需要保温隔热的建筑物或部位，要求其所用材料的孔隙率要较大。相反，对要求高强或不透水的建筑物或部位，则其所用的材料孔隙率应很小。
孔隙率与密实度的关系为：
（3）空隙率P′ 空隙率是指散粒材料在某容器的堆积体积中，颗粒之间的空隙体积（Va）占堆积体积的百分率，以P′表示，按式（1.7）计算：
3）材料的亲水性与憎水性
亲水性是指材料能被水润湿的性质。材料产生亲水性的原因是其与水接触时，材料与水分子之间的亲和力大于水分子之间的内聚力所致。当材料与水接触，材料与水分子之间的亲和力小于水分子之间的内聚力时，材料则表现为憎水性。
材料被水湿润的情况可用润湿边角θ来表示。当材料与水接触时，在材料、水、空气三相的交界点，沿水滴表面做切线，此切线与材料和水接触面的夹角θ称为润湿边角。
θ角越小，表明材料越易被水润湿。当θ＜90°时，如图1.3（a）所示，材料表面吸附水，材料能被水润湿而表现出亲水性，这种材料称为亲水性材料；当θ＞90°时，如图1.3（b）所示，材料表面不吸附水，这种材料称为憎水性材料；当θ=0°时，表明材料完全被水润湿。
图1.3 材料的润湿示意图
（a）亲水性材料；（b）憎水性材料
4）材料的吸水性与吸湿性
（1）吸水性 材料在水中能吸收水分的性质称为吸水性。材料的吸水性用吸水率表示，有质量吸水率与体积吸水率两种表示方法。
①质量吸水率是指材料在吸水饱和时，内部所吸水分的质量占材料干燥质量的百分率，按式（1.8）计算：
m湿——材料在吸水饱和状态下的质量，g；
m干——材料在干燥状态下的质量，g。
②体积吸水率是指材料在吸水饱和时，内部所吸水分的体积占干燥材料自然体积的百分率，按式（1.9）计算：
（2）吸湿性 材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。材料的吸湿性用含水率表示。含水率是指材料内部所含水的质量占材料干燥质量的百分率，按式（1.10）计算：
5）材料的耐水性
材料长期在水作用下不破坏，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，按式（1.11）计算：(www.xing528.com)
软化系数大于0.80的材料，通常认为是耐水材料。
6）材料的抗渗性
材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性。材料的抗渗性通常用渗透系数K表示。渗透系数的物理意义是：一定厚度的材料，在一定水压力下，在单位时间内透过单位面积的水量，按式（1.12）计算：
K值越大，表示材料渗透的水量越多，即抗渗性越差。
材料的抗渗性通常用抗渗等级表示。抗渗等级是以规定的试件，在标准试验方法下所能承受的最大静水压力来确定，以符号Pn表示，其中n为该材料所能承受的最大水压力的10倍的MPa数，如P4，P6，P8，P10，P12等，分别表示材料能承受0.4，0.6，0.8，1.0，1.2 MPa的水压而不渗水。材料的抗渗性与其孔隙率和孔隙特征有关。
7）材料的抗冻性
材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，也不严重降低强度的性质称为材料的抗冻性。
材料的抗冻性用抗冻等级表示。抗冻等级是以规定的试件，在规定试验条件下，测得其强度降低不超过25%，且质量损失不超过5%时所能承受的最多的循环次数来表示。抗冻等级用符号Fn表示，其中n即为最大冻融循环次数，如F25，F50等。材料抗冻标号的选择，是根据结构物的种类、使用条件、气候条件等决定的。
8）导热性
当材料两侧存在温度差时，热量从材料的一侧传递至材料另一侧的性质称为材料的导热性。导热性大小可以用导热系数λ表示，其计算式为：
导热系数是评定建筑材料料保温隔热性能的重要指标，导热系数愈小，材料的保温隔热性能愈好。通常把λ＜0.23 W/（m·K）的材料称为绝热材料。一般非金属材料的绝热性优于金属材料；材料的表观密度小、孔隙率大、闭口孔多、孔分布均匀、孔尺寸小、材料含水率小时，则表现出导热性差、绝热性好。通常所说的材料导热系数是指干燥状态下的导热系数。当材料吸水或受潮时，导热系数会显著增大，绝热性明显变差。
1.1.2.2 建筑材料的力学性质
1）材料的强度
（1）材料的强度 材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为材料的强度。
根据外力作用形式的不同，材料的强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度及抗剪强度等，均以材料受外力破坏时单位面积上所承受的力的大小来表示。材料的这些强度是通过静力试验来测定的，故总称为静力强度。材料的静力强度是通过标准试件的破坏试验而测得，必须严格按照国家规定的试验方法进行。材料的强度是大多数材料划分等级的依据。表1.3列出了材料的抗压、抗拉、抗剪和抗弯强度的计算公式。
表1.3 材料的抗压、抗拉、抗剪、抗弯强度计算公式
表1.4 常用建筑材料的强度
（2）材料的等级 大部分建筑材料根据其极限强度的大小，可划分为若干不同的强度等级。如烧结普通砖按抗压强度分为6个等级：MU30，MU25，MU20，MU15，MU10，MU7.5；硅酸盐水泥按抗压和抗拉强度分为4个等级：32.5级、42.5级、52.5级、62.5级；混凝土按其抗压强度分为12个等级：C7.5，C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60；碳素结构钢按其抗拉强度分为5个等级：Q195，Q215，Q235，Q255，Q275。常用建筑材料的强度见表1.4。
（3）材料的比强度 比强度是按单位质量计算的材料强度，其值等于材料强度与其表观密度之比。对于不同强度的材料进行比较，可采用比强度这个指标。比强度是衡量材料轻质高强性能的重要指标。优质的结构材料，必须具有较高的比强度。几种主要材料的比强度见表1.5。由表1.5可知，玻璃钢和木材是轻质高强的高效能材料，而普通混凝土为质量大而强度较低的材料。
表1.5 钢材、木材和混凝土的强度比较
2）材料的弹性与塑性
（1）弹性 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。材料的这种当外力取消后瞬间内即可完全消失的变形称为弹性变形。弹性变形属于可逆变形，其数值大小与外力成正比，其比例系数E称为材料的弹性模量。材料在弹性变形范围内，弹性模量E为常数，其值等于应力σ与应变ε的比值，即弹性模量是衡量材料抵抗变形能力的一个指标。E值越大，材料越不易变形，即刚度好。弹性模量是结构设计时的重要参数。常用建筑材料的弹性模量值见表1.6。
表1.6 常用建筑材料的弹性模量值
（2）塑性 材料在外力作用下产生变形，如果取消外力，仍保持变形后的形状尺寸，并且不产生裂缝的性质称为塑性。这种不能恢复的变形称为塑性变形。塑性变形为不可逆变形，是永久变形。
实际上，纯弹性变形的材料是没有的，通常一些材料在受力不大时，仅产生弹性变形；受力超过一定极限后，即产生塑性变形。有些材料在受力时，如建筑钢材，当所受外力小于弹性极限时，仅产生弹性变形；而外力大于弹性极限后，则除了弹性变形外，还产生塑性变形。有些材料在受力后，弹性变形和塑性变形同时产生，当外力取消后，弹性变形会恢复，而塑性变形不能消失，如混凝土。
3）材料的脆性和韧性
（1）脆性 脆性是指材料在外力达到一定程度时，突然发生破坏，并无明显塑性变形的性质。具有这种性质的材料称为脆性材料。大部分无机非金属材料均属于脆性材料，如天然石材、烧结普通砖、陶瓷、普通混凝土等。脆性材料抵抗变形或冲击振动荷载的能力差，所以仅用于承受静压力作用的结构或构件，如柱子等。
（2）韧性 韧性是指材料在冲击或动力荷载作用下，能吸收较大能量而不破坏的性质。低碳钢、低合金钢、木材、钢筋混凝土、橡胶、玻璃钢等都属于韧性材料。在工程中，对于要求承受冲击和振动荷载作用的结构，如桥梁、路面及有抗震要求的结构，要求所用材料具有较高的冲击韧性。
4）材料的硬度和耐磨性
（1）硬度 硬度是指材料表面的坚硬程度，是材料抵抗其他物体刻划、压入其表面的能力。硬度通常用刻痕法和压痕法来测定和表示。通常硬度大的材料耐磨性较强，不易加工。
（2）耐磨性 耐磨性是指材料表面抵抗磨损的能力，通常用磨损率表示。磨损率表示一定尺寸的试件，在一定压力作用下，在磨损实验机上磨一定次数后，试件每单位面积上的质量损失。
1.1.2.3 建筑材料的耐久性
（1）耐久性的概念 材料的耐久性是指材料长期抵抗各种内外破坏、腐蚀介质的作用，保持其原有性质的能力。耐久性是材料的一种综合性质，一般包括耐水性、抗渗性、抗冻性、抗风化性、抗老化性、耐腐蚀性、耐磨性等。
（2）影响材料耐久性的主要因素
①内部因素是影响材料耐久性的根本原因。内部因素主要包括材料的组成、结构与性质。
②外部因素是影响材料耐久性的主要因素，主要有：
a.物理作用，包括材料的干湿变化、温度变化及冻融变化等。
b.化学作用，包括酸、碱、盐等物质的水溶液及气体对材料产生的侵蚀作用。侵蚀作用会使材料产生质的变化而破坏。
c.机械作用，包括冲击、疲劳荷载，各种气体、液体及固体引起的磨损与磨耗等。
d.生物作用，是指昆虫、菌类等对材料所产生的蛀蚀、腐朽等破坏作用。
钢材易受氧化而锈蚀。无机金属材料常因氧化、风化、碳化、溶蚀、冻融、热应力、干湿交替作用而破坏。有机材料因腐烂、虫蛀、老化而变质。
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