1、第二章 材料的基本性质,堆积状态,空隙孔隙,绝对密实状态自然状态堆积状态,绝对密实体积表观体积堆积体积,绝对密实体积 干燥材料在绝对密实状态下的体积。即材料内部固体物质的体积，或不包括内部孔隙的材料体积。一般以表示。表观体积 材料在自然状态下的体积，即整体材料的外观体积（含内部孔隙和水分）。一般以V0 表示。堆积体积 粉状或粒状材料，在堆积状态下的总体外观体积。松散堆积状态下的体积较大，密实堆积状态下的体积较小。一般以V0表示。,2.2、材料的物理性质 2.2.1密度、表观密度、堆积密度（不同状态下的密度）,1.密度 指材料在绝对密实状态下单位体积的质量，按下式计算： 式中：实际密度，g/cm
2、3 或 kg/m3； m材料的质量，g 或 kg； V材料的绝对密实体积，cm3 或 m3。,2.2、材料的物理性质 2.2.1密度、表观密度、堆积密度,1.密度,注意：材料在致密状态下的体积指的是不包含材料内部孔隙的实体积对于致密材料（如钢材、玻璃等）而言，内部是不含孔隙的，故体积很容易测定；但是对于绝大多数材料而言，材料是含有孔隙的。,密度的测定,李氏瓶,2.2、材料的物理性质 2.2.1密度、表观密度、堆积密度,2.表观密度 俗称“容重”，是指材料在自然状态下单位体积的质量。按下式计算：式中：0体积密度， g/cm3 或 kg/m3； m 材料的质量，g 或 kg； V0 材料的表观体积
3、，cm3 或 m3。,2.表观密度,2.2、材料的物理性质 2.2.1密度、表观密度、堆积密度,工程中砂石材料，直接用排水法测定其表观体积,2.2、材料的物理性质 2.2.1密度、表观密度、堆积密度,3. 堆积密度,2.2、材料的物理性质 2.2.1密度、表观密度、堆积密度,砂堆积密度的测定,将容量筒内材料刮平，容量筒的容积即为材料堆积体积,几种密度的比较,2.2、材料的物理性质 2.2.1密度、表观密度、堆积密度,2.2、材料的物理性质 2.2.2 材料的密实度和孔隙率,1.密实度 密实度是指材料体积内固体物质填充的程度。 计算式如下： 式中： 密度； 0材料的表观密度。 对于绝对密实材料，
4、 因 0 = ，故密实度D =1 或100%。对于大多数土木工程材料， 因 0 ，故密实度D 1 或 D 100%。,2.2、材料的物理性质 2.2.2 材料的密实度和孔隙率,2.孔隙率,孔隙率是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率。按下式计算：式中：V材料的绝对密实体积，cm3 或 m3； V0材料的表观体积，cm3 或 m3； 0材料的表观密度, g/cm3 或 kg/m3； 密度, g/cm3 或 kg/m3。,2.2、材料的物理性质 2.2.3 材料的填充率和空隙率,1.填充率D : 指粉状或颗粒状材料的堆积体积中，被固体颗粒填充的程度。 计算式: D = V0 / V0 100%
5、2.空隙率P : 指粉状或颗粒状材料的堆积体积中，颗粒间空隙体积所占的比例。计算式: P =（ V0 - V0 ）/ V0 = 1- V0 / V0 填充率与空隙率从两个不同侧面反映粉状或颗粒状材料的颗粒相互填充的疏密程度，即D + P = 1,2.2、材料的物理性质 2.2.4 材料与水有关的性质,1.材料的亲水性与憎水性亲水性 0 90时，材料表面可被水所湿润；材料表面被水湿润，水可被材料所吸附，材料的这种性能称为亲水性，这种材料称为亲水性材料。憎水性 90 180时，材料表面不可被水湿润，材料称为憎水性材料，这种性能称为材料的憎水性。,（）亲水性材料 （）憎水性材料,2.2、材料的物理性
6、质 2.2.4 材料与水有关的性质,亲水性和憎水性,亲水性与憎水性材料的特征：,材料的亲水性与憎水性主要取决于材料的组成与结构：有机材料一般是憎水性，无机材料都是亲水性。,水在憎水性材料的表面有自动收缩成珠的趋势，不能润湿材料的表面。对工程防水有利。,水在亲水性材料的表面是自动散开和铺展，并自发地润湿表面。,2.材料的吸水性 材料在水中吸收水分的能力，称为材料的吸水性。 吸水性的大小以吸水率来表示。（1） 质量吸水率 质量吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水量占材料在干燥状态下的质量百分比，并以m 表示。质量吸水率m 的计算公式为：式中： mb材料吸水饱和状态下的质量（g或kg）； mg材料在干
7、燥状态下的质量（g或kg）。,2.2、材料的物理性质 2.2.4 材料与水有关的性质,（2） 体积吸水率 体积吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水的体积占材料自然体积的百分率，并以WV表示。体积吸水率WV的计算公式为：式中:mb材料吸水饱和状态下的质量（g或kg）；mg材料在干燥状态下的质量（g或kg）。V0 材料在自然状态下的体积，（cm3 或 m3）；w 水的密度,（g/cm3 或 kg/m3）， 常温下取 w =1.0 g/cm3。,2.2、材料的物理性质 2.2.4 材料与水有关的性质,3. 材料的吸湿性 材料的吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的性质。用含水率h表示，其计算公式为：式中
8、：ms材料吸湿状态下的质量（g或kg） mg材料在干燥状态下的质量（g或kg）。 当空气中湿度在较长时间内稳定时，材料的吸湿和干燥过程处于平衡状态，此时材料的含水率保持不变，其含水率称为平衡含水率。,2.2、材料的物理性质 2.2.4 材料与水有关的性质,含水率在工程中的应用,例如:拌制砼所用材料质量是指干质量.但现场的砂石都不同程度有水存在.因此在称量上应该考虑到砂石的含水情况. 己知每拌制1m3混凝土需要干砂606Kg ,测得施工现场的含水率砂为7% ,则现场需要称取多少湿砂?,砂用量：S=S（1+Wh）=606(1+7%)=648Kg,2.2、材料的物理性质 2.2.4 材料与水有关的性
9、质,材料的吸水（湿）性与材料内部孔隙结构与材料的亲水性或憎水性密切相关： 材料通过其内部开口、连通的孔隙吸收外部环境的水开口孔隙率越大，材料吸水率越大；开口孔隙细微而连通，因毛细管作用而容易吸水。 亲水性材料的吸水（湿）性比憎水性材料强。,吸水率与含水率的区别,2.2、材料的物理性质 2.2.4 材料与水有关的性质,2.2、材料的物理性质 2.2.4 材料与水有关的性质,4. 材料的耐水性 材料的耐水性是指材料长期在饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质。材料耐水性的指标用软化系数KR表示：软化系数的波动范围在0至1之间。工程中通常将KR0.85的材料称为耐水性材料,5.抗冻性抗冻性是指
10、材料在吸水饱和状态下，能经受反复冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性能。抗冻性以试件在冻融后的质量损失和强度损失不超过一定限度时所能经受的冻融循环次数来表示，或称为抗冻等级。材料的抗冻等级可分为F15、F25、F50、F100、F200等，分别表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的冻融循环。,2.2、材料的物理性质 2.2.4 材料与水有关的性质,6.材料的抗渗性,2.2、材料的物理性质 2.2.4 材料与水有关的性质,抵抗压力水渗透的性质,渗透系数,渗透系数：,透水量：,Ks的意义：抗渗系数越小，表明抗渗性能越好。,文库专用,27,例1-2 有一块烧结普通砖，在吸
11、水饱和状态下重2900g，其绝干质量为2550g。砖的尺寸为24011553mm，经干燥并磨成细粉后取50g，用排水法测得绝对密实体积为18.62 cm3 。试计算该砖的吸水率、密度、孔隙率、饱水系数。,解该砖的吸水率为该砖的密度为表观密度为孔隙率为评注 质量吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水量占材料在干燥状态下的质量百分比。,1.导热性 当材料两面存在温度差时，热量提高建筑材料传递的性质，称为材料的导热性。导热性用导热系数表示：,2.2、材料的物理性质 2.2.5 材料的热性质,(1)导热系数越小，材料的隔热保温性能越好；,（2）金属材料的导热系数大于非金属材料的导热系数；,（3）细小而封闭
12、的孔隙，导热系数越小；开口而粗大、连通的孔隙，导热系数越大；,2. 热容量和比热材料在受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质称为材料的热容量。用热容量系数或比热C表示。C越大，温度越稳定。,2.2、材料的物理性质 2.2.5 材料的热性质,例题：为保证室内冬暖夏凉，应选用墙体材料导热系数越，比热值越。,3.材料的温度变形性 材料的温度变形是指材料随温度的升降而产生热胀冷缩变形的性质。用线膨胀系数表示。 L =（t2 t1） L式中：L线膨胀或线收缩量 ，mm 或 cm；（t2t1）材料前后的温度差，K； 材料在常温下的平均线膨胀系数，1/K； L材料原来的长度，mm或m。4.耐燃性,2.2、材料的物理性质 2.2.5 材料的热性质,本节结束 再见！,
