Истинная плотность – масса единицы объема однородного материала в абсолютно плотном состоянии, т.е. без учета пор, трещин или других полостей, присущих материалу в его обычном состоянии. Определяется как отношение массы m материала, выраженной в г или кг, к объему υ его в абсолютно плотном состоянии: ρ= m / υ. Выражается истинная плотность – г/см³, кг/м³.

Пористость – степень заполнения объема материала порами. Определяют ее с помощью вычисления по формуле П=[( ρ – ρ₀)100 ]/ ρ.

Величина пористости и размер пор в значительной мере влияют на прочность материала. Чем больше и крупнее поры в объеме строительного материала, тем слабее он сопротивляется механическим силам, усилиям другого происхождения (тепловым, усадочным). Так, для некоторых разновидностей материалов существуют зависимости: чем больше пористость, тем меньше прочность материала. От пористости зависит способность материала проводить теплоту и звук, поглощать воду.

При действии тепловых факторов материал характеризуется теплопроводностью, теплоемкостью, температуроустойчивостью, огнестойкостью и другими свойствами.

Теплопроводность – способность материала проводить тепло со стороны более нагретой на сторону менее нагретую. Это свойство характеризуется коэффициентом теплопроводности λ, который равен количеству теплоты, проходящему через стенку толщиной 1 м и площадью 1 м² при перепаде температур на противоположных поверхностях в 1⁰С в течение 1 ч. Величина λ выражается в Вт/(м∙⁰С); она может служить сравнительной характеристикой при оценке теплозащитных свойств различных материалов, зависит главным образом от пористости материала: содержащийся в порах воздух является малотеплопроводной средой, а его теплопроводность составляет λ=0,023 Вт/(м∙⁰С) при температуре +20⁰С. С повышением температуры теплопроводность большинства строительных материалов увеличивается.

С увлажнением теплопроводность материала возрастает, так как теплопроводность воды равна 0,59 Вт/(м∙⁰С). В сухом состоянии гранит при 20⁰С гранит имеет теплопроводность 2,9…3,3 Вт/(м∙⁰С), кирпич керамический – 0,80…0,9; бетон тяжелый – 1,0…1,6; минеральная вата, применяемая как утеплитель – 0,06…0,09 Вт/(м∙⁰С) и т.д. (табл. 10).

Величина термического сопротивления (R₀) обратно пропорциональна величине теплопроводности. Она выражается разностью температур на одной и другой поверхностях материала (м² ∙ ⁰С/Вт). Чем больше величина R_0,  тем более значительное сопротивление оказывает материал проходящему через него теплу, поэтому и теплозащитные свойства материала выше.

Теплоемкость характеризует способность материала аккумулировать теплоту при нагревании, причем с повышением теплоемкости больше может выделяться теплоты при охлаждении материала. Так, использование материалов для пола, стен, перегородок и других частей здания с повышенной теплоемкостью температура в помещениях сохраняется более длительное время. Теплоемкость оценивается с помощью удельной теплоемкости, которая показывает количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг материала на 1⁰С. Удельную теплоемкость С иначе называют коэффициентом теплоемкости:

С = Q / m ∙ (t₂ – t₁), где

Q – количество теплоты, затраченное на нагревание материала, Дж; m – масса материала, кг; (t₂ – t₁) – разность температур материала до и после нагрева, ⁰ С. Ее удельную теплоемкость выражают в – Дж/(кг∙ ⁰С).

Строительные материалы в сухом состоянии имеют более низкие значения этого коэффициента, например: каменные материалы (естественные или искусственные) – 0,75 ∙ 10³ до 0,94 ∙ 10³ Дж/(кг∙ ⁰С), лесные материалы – от 2,42 ∙ 10³ до 2,75 ∙ 10³ Дж/(кг∙ ⁰С), сталь - 0,50 ∙ 10³ Дж/(кг∙ ⁰С) и т.п. С увлажнением материала коэффициенты теплоемкости возрастают, так как коэффициент теплоемкости воды равен 4,2 ∙ 10³ Дж/(кг∙ ⁰С). Также возрастают и коэффициенты теплопроводности.

Показатели теплопроводности и теплоемкости позволяют определять величину так называемого коэффициента теплоусвоения ( S ), характеризующего способность материала воспринимать теплоту при колебаниях температуры окружающей среды. Так, материалы с большим теплоусвоением отнимают у тела много тепла, например при соприкосновении животных с поверхностью пола.

Огнестойкость характеризует способность строительных материалов выдерживать без разрушения действие высоких температур в течение сравнительно короткого промежутка времени (например, пожара). В зависимости от огнестойкости строительные материалы разделяют на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые материалы в условиях высоких температур не подвержены воспламенению, тлению или обугливанию. При этом некоторые материалы почти не деформируются (кирпич, черепица), другие могут сильно деформироваться (сталь) или разрушаться, растрескиваться (природные камни, например, гранит), особенно при одновременном воздействии воды, применяемой при тушении пожаров. Трудносгораемые материалы под воздействием высоких температур тлеют и обугливаются, но при удалении огня процессы горения, тления или обугливания полностью прекращаются. Среди такого рода материалов находятся фибролит, гидроизол, асфальтовый бетон и др. Сгораемые материалы воспламеняются и горят или тлеют под воздействием огня или высокой температуры, причем горение или тление продолжается также после удаления источника огня. Среди них - древесина, войлок, битумы, смолы и др.

Если источник высокой температуры действует на материал в течение длительного периода времени, а материал сохраняет необходимые технические свойства и не размягчается, то его относят к огнеупорным. Огнеупорными являются шамот, магнезитовый кирпич и другие материалы.

Материалы, способные длительное время выдерживать воздействие высоких температур (до 1000 ⁰С) без потери или только с частичной потерей прочности, относят к жаростойким, например жаростойкий бетон, керамический кирпич, огнеупорные материалы и др.

Температуростойкость или термостойкость – способность материала выдерживать чередование резких тепловых изменений, нередко с переходом от высоких положительных к низким отрицательным температурам. Это свойство материала зависит от степени его однородности и от способности каждого компонента к тепловым расширениям. Последняя характеризуется коэффициентом теплового расширения – линейным или объемным. Линейный коэффициент показывает удлинение 1 м материала при нагревании его на 1⁰С, а объемный характеризует увеличение объема 1 м³ материала при нагревании его на 1 ⁰С. Чем меньше эти коэффициенты и выше однородность материала, тем выше температуростойкость.

Отношение материала к воздействиям воды или пара характеризуется величинами водопоглощаемости, гигроскопичности, водопроницаемости, паропроницаемости, водостойкости.

Водопоглощаемость – способность материала впитывать и удерживать воду.

Величина водопоглощаемости (%) определяется по массе В = (М₂ – М₁) ∙ 100 / М₁ или по объему В₀ = (М₂ – М₁) / υ , где М₁ – масса до водопоглощения, М₂ – масса после водопоглощения, υ – объем образца. Водопоглощаемость меньше пористости, так как не все поры заполняются водой и удерживают ее.

Гигроскопичностью называется способность материала поглощать влагу из влажного воздуха или парогазовой смеси. Степень поглощения воды или паров, которые частично конденсируются в порах и капиллярах материала зависит от относительной влажности и температуры воздуха. С увеличением относительной влажности и со снижением температуры воздуха гигроскопичность повышается. Определяют гигроскопичность как процентное отношение массы сухого материала к массе влажного. Иногда в строительных материалах содержатся нитриты или хлориды кальция, магния или натрия, которые отличаются большой гигроскопичностью. Их применение является причиной сырости стен, покрытий. Строительные материалы, обладающие гигроскопичностью, используются только в сухих помещениях.

Влагоотдачей материала называют способность его отдавать влагу в окружающую среду. Она измеряется количеством воды, которое материал теряет в сутки при относительной влажности воздуха 60 % и температуре +20⁰С. Если между влажностью окружающей среды воздуха и влажностью материала устанавливается равновесие, то отсутствует гигроскопичность и влагоотдача, а состояние принято называть воздушно-сухим.

Водопроницаемость – способность материала пропускать воду под давлением, то есть это количество воды, прошедшее в течение 1 часа через 1 см² поверхности материала при заданном давлении воды.

Паро- и газопроницаемость оцениваются с помощью особых коэффициентов, сходных между собой. Они равны количеству водяного пара (или воздуха), которое проходит через слой материала толщиной 1 м, площадью 1 м² в течение 1 ч при разности давлений 10 Па.

Водостойкость – способность материала сохранять в той или иной мере свои прочностные свойства при увлажнении. Числовой характеристикой водостойкости служит отношение предела прочности при сжатии материала в насыщенном водой состоянии (R в) к пределу прочности при сжатии в сухом состоянии (R сух). Это отношение принято называть коэффициентом размягчения (Кразм). К водостойким относятся строительные материалы, коэффициент размягчения которых составляет больше 0,8, например, гранит, бетон, асбестоцемент и др. Эти материалы можно применять в сырых местах без специальных мер по защите их от увлажнения.

Способность материала, насыщенного водой, выдерживать многократное попеременное (циклическое) замораживание и оттаивание без значительных технических повреждений и ухудшения свойств называется морозостойкостью. Некоторые материалы, например бетоны, маркируются по морозостойкости в зависимости от количества циклов испытания, которые они выдерживают без видимых признаков разрушения. Продолжительность одного цикла составляет одни сутки. Многие материалы выдерживают 200…300 циклов и более.

К физическим свойствам относятся также звукопоглощаемость, поглощаемость ядерных излучений и рентгеновских лучей, электропроводность, светопроницаемость и др.

 Химические и технологические свойства

Эта группа свойств выражает способность и степень активности материала к химическому взаимодействию с реагентами внешней среды. Большинство строительных материалов прояв­ляют активность при взаимодействии с кислотами, щелочами, агрессивными газами и другими средами. По­степенное или быстрое изменение структуры и ее разрушение под влиянием агрессивных химических и электрохимических процессов в материале называют коррозией.

Нередко изучается биохимическая стойкость материала против воздействия грибов, прорастания растений, порчи насекомыми, жучками-точильщиками.

Комплексной характери­стикой качества материалов является долговечность — способность сопротивляться внешним и внутренним факторам в течение воз­можно более длительного времени. О долговечности судят по про­должительности изменения до критических пределов прочности, упругости или других свойств.

Группа технологических свойств выражает способность материала к восприятию определенных технологических операций, выполняемых с целью изменения его формы, размеров, характера поверхности, плотности и пр. Это качество материалов определяют по способности их к формуемости (жесткие, пластичные смеси), раскалываемости, шлифуемости, полируемости, дробимости, гвоздимости.

Среди типичных эксплуатационных факторов, оказывающих, как правило, негативное влияние на состояние строительных конст­рукций и материалов, можно выделить механические — воздейст­вие внешних нагрузок различной величины и интенсивности ста­тического и динамического характера, а также собственной массы материала и конструкций; температурные — воздействия устойчи­вой температуры и ее колебаний в конструкциях зданий и соору­жений; воздушную и газовую среду с содержанием в ней углекислого газа, пара, пыли и других примесей; водную среду с широкими пределами ее агрессивности; кислоты, щелочи, солевые растворы разных концентраций и другие жидкие среды, например растительные масла, нефтепродукты, которые имеют различную степень агрессивности по отношению к материалу; климатические, к которым относятся также солнечная радиация, ветер, влажность воздуха; воздействие некоторых других возможных физических факторов - электрического поля и тока, излучения, магнитного поля и т. д.

Большую разрушительную активность по отношению к строительным материалам и конструкциям проявляют животные и растительные микроорганизмы и их производные - органогенные агрессивные среды. До 15...20% от всего ущерба, который имеется от коррозии, вызывается микроорганизмами.

В реальных условиях на конструкцию и ее материал обычно воздействует комплекс из двух или большего количества эксплуа­тационных факторов. Совместное воздействие ак­тивных сред и механических напряжений приводит к коррозионным процессам. Известно, что различного вида природными и про­изводственными агрессивными средами повреждается от 15 до 75% всех строительных конструкций зданий и сооружений.