区分“天然”和“合成”并没有多大意义，因为纸、不锈钢和树脂与自然并不冲突，它们因为人类的智慧而变得丰富，而人类已经是自然的一部分。

《Elements of Architecture：From form to place》

关于建筑材料的100个常识

材料与温度

450～850℃，结晶水脱出，此时黏土孔隙率最大，强度很低。

950～1050℃，黏土中的易熔物开始熔化，并流入未熔颗粒的间隙中，孔隙率下降，强度提高，称为烧结。

焙烧温度愈高，熔融物质愈多，制品就愈密实，强度愈高；焙烧温度低，熔融物质少，会形成欠火制品，其强度较低。

烧结原理

天然二水石膏	170~200℃	石膏（半水）
菱镁矿	800~850℃	菱苦土（MgO）
粘土	1000℃+	砖、瓦、 粗陶
优质瓷土、高岭土	1000℃+	陶瓷、人造石材
难熔黏土	1000℃+	琉璃制品和精陶器
石灰石	1000~1100℃	生石灰 CaO
石英砂、纯碱	1300~1400	水玻璃（硅酸钠）
石英砂、纯碱、石灰石	1450~1550℃	玻璃（SiO2）
粘土、石灰石、页岩	140~1650℃	硅酸盐水泥 （硅酸钙）

材料的性能与功能型材料

• 材料微观结构：
  1. 晶体：内部质点按特定规律排列。石英、金属。具有一定的熔点。
  2. 玻璃体：质点排列没有规律。玻璃、火山灰。无固定熔点，活性高。
  3. 胶体：以微小粒子状分散在介质中。半水石膏、沥青。
• 材料宏观结构，按密实度特征：
  1. 致密结构：例如钢铁、非铁合金、致密天然石材、玻璃、玻璃钢、塑料等；
  2. 多孔结构：加气混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料及人造轻质多孔材料；
  3. 微孔结构：石膏制品、烧黏土制品等。
• 材料宏观结构，按构造特征：
  1. 堆聚结构：如水泥混凝土、砂浆、沥青混合料等。
  2. 纤维结构：如木材、玻璃钢、岩棉、钢纤维增强水泥混凝土、GRC制品等。
  3. 层状结构：如胶合板、纸面石膏板、蜂窝夹芯板、各种新型节能复合墙板等。
  4. 散粒结构：如混凝土骨料、膨胀珍珠岩等。

• 基本物理性质：比重（绝对密实）、容重（自然状态）、密实度与孔隙率、堆积密度与空隙率。
• 力学性质：强度（破坏性试验）、弹性与塑性、脆性与韧性（冲击试验）、耐磨性（硬度、强度、内部构造）。
• 水相关性质：亲水性与憎水性、吸水性和吸湿性、抗渗性（渗透系数、抗渗等级）、抗冻性、耐水性（软化系数、与空隙率无关）。
• 热工性质：导热系数、比热容。
• 绿色环保相关：生产能耗、可回收性、再生周期、放射性、有毒气体释放量。

常用建筑材料的性能参数

表观密度 ρ (单位：kg/m³）

1kg/m³ = 10^-3 g/cm³=1g/dm³

钢材	7800
铝材	2700~2800
花岗岩	2500-2800
玻璃	2500
混凝土	2100-2600
FRP玻璃钢	2000
烧结砖	1500~1800
轻质混凝土	1000~1400
木材	400~800
加气混凝土	400~800
泡沫混凝土	300~500
泡沫塑料	20~50

孔隙率（单位：%）

泡沫塑料	95~99
轻质混凝土	60~65
木材	55~75
烧结砖	20~40
混凝土	5~20
石材	0.5-1.5

强度 (单位：Mpa)

1Mpa=N/mm²≈ 10kgf/cm²=1tf/dm²

高强度钢名义屈服强度	350~600
软钢屈服强度	200~350
大理石抗压	100-300
花岗石抗压	120~250
高强混凝土极限受压	60~120
普通混凝土极限受压	20~50
木材顺纹强度	10~20
木材横纹强度（仅受压）	1.5~5

弹性模量 E(单位：Mpa=N/mm² )

钢材	205000
混凝土	20000~40000
木材	7000-16000

初始生产能耗（单位：GJ/t）

《 JGJ／T 229-2010 民用建筑绿色设计规范》

铝材	180
钢材	29
玻璃	16
陶瓷	15.4
水泥	5.5
实心黏土砖	2
木材制品	1.8
混凝土砌块（不计原料）	1.2

导热系数（单位：W/(m·k)）

密闭空气	0.025
聚苯乙烯泡沫塑料（EPS、XPS）	0.03
膨胀珍珠岩	0.03-0.05
玻璃棉、矿渣棉	0.04
软木板、膨胀蛭石	0.05-0.07
加气混凝土板	0.10
绝热材料	＜0.23
普通黏土砖	0.55
水	0.6
玻璃	1
混凝土	1.8
钢材	55
铜	370

比热容（单位：J/（g·k））

水	4.2
混凝土	0.96
普通黏土砖	0.84

材料的组织与连接方式