材料的基本物理性质

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1、1.2.1材料与质量有关的性质密度、表观密度、堆积密度孔隙率、空隙率与密实度、填充率1.2.2材料与水有关的性质亲水性与憎水性、吸水性与吸湿性、耐水性、抗渗性、抗冻性1.2材料的物理性质一、密度1、定义：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。式中ρ——材料的密度，g/cm3；m——材料的质量（干燥至恒重），g；V——材料在绝对密实状态下的体积，cm3。2、计算公式：1.2.1材料与质量有关的性质绝对密实状态下的体积：不包括材料内部孔隙的固体物质的实体积。对近于绝对密实的材料：如金属、玻璃等，量测几何体积－称重－代入公式中计算。对有孔隙的材料：如砖

2、、混凝土磨成细粉（通过0.2mm或900孔/cm2方孔筛），用李氏密度瓶测量V（排水法）。(实验)3、密度的测定二、表观密度1、定义：材料在自然状态下，单位体积的质量。式中ρ0——材料的表观密度，kg/m3或g/cm3；m——材料的质量（干燥至恒重），kg或g；V0——材料在自然状态下的体积或表观体积；2、计算公式：自然状态下的体积：包括材料实体积和内部孔隙（闭口和开口）的外观几何形状的体积。测定方法：材料在包含孔隙条件下的体积可采用排液置换法或水中称重法测量。3、表观密度的测定(实验)对形状规则的材料：烘干－量测几何体积－称重－代入公式计算对形状不规则的

3、材料：表观密度的测量三、堆积密度(实验)1、定义：粉状或粒状材料在堆积状态下，单位体积的质量。干堆积密度、湿堆积密度式中ρ’0——堆积密度，kg/m3；m——材料的质量，kg；V’0——材料的堆积体积，m3。V’0＝V+Vbk+Vkk＋V空2、计算公式：工程意义：建筑工程中在计算材料用量、构件自重、配料、材料堆场体积或面积以及计算运输材料的车辆等时，均需要用到材料的上述状态参数。具体来说，可用来计算材料的孔隙率、进行混凝土的配合比计算，表观密度建立了材料自然体积与质量之间的关系，可用来计算材料的用量、构件自重、确定材料堆放空间等。密度、表观密度、堆积密度的

4、大小关系：三个密度之间的大小关系及工程意义四、密实度与孔隙率1、密实度1）定义：材料自然状态体积内被固体物质充实的程度。2）计算公式：2、孔隙率1）定义：材料的孔隙体积占表观体积的百分比2）计算公式：或D+P=1二者关系：？3、开口孔隙率(Pk)和闭口孔隙率(Pb)1）开口孔隙率(Pk)：材料在常温、20mmHg真空条件下能被水进入的孔隙体积与材料自然状态体积之比的百分数。m1-材料真空条件下，达到吸水饱和面干时的质量；m-材料干燥状态下的质量。2）闭口孔隙率(Pb)：材料内部孔隙构造分：连通的与封闭的两种。连通孔隙不仅彼此贯通且与外界相通，而封闭空隙则不

5、仅彼此不连通而且与外界隔绝。孔隙按尺寸分：极微细孔隙、细小孔隙、较粗大孔隙孔隙率的大小、分布及特征直接反映材料的致密程度，对材料的物理、力学性质均有影响。1）定义：散粒材料堆积体积中，颗粒填充的程度。2、空隙率1）定义：散粒材料堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。2）计算公式：或五、填充率与空隙率2）计算公式：1、填充率二者关系：D’+P’=1。空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒相互填充的致密程度。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算含砂率的依据。混凝土施工中采用空隙率较小的砂、石骨料可以节约水泥，提高混凝土的密实度使混凝土的强度和耐久性得到提高。常用

6、材料的密度、表观密度、堆积密度及空隙率如P11表1.1所示材料名称密度（g/cm3）表观密度kg/m3堆积密度kg/m3钢7.857850花岗岩2.802500～2900碎石（石灰石）2.651400～1700砂2.631450～1700粘土2.601600～1800水泥3.101100～1300烧结普通砖2.701600～1900烧结空心砖（多孔砖）2.70800～1480红松木1.55400～800泡沫塑料20～50玻璃2.55普通混凝土2100～2600表1-1常用建筑材料的密度、表观密度和堆积密度亲水性与憎水性吸水性与吸湿性耐水性抗冻性抗渗性1.2

7、.2材料与水有关的性质润湿角（a）亲水性材料：0<θ≤90º（b）憎水性材料：θ>90º1、定义：当材料与水接触时被水湿润的性质。一、亲水性与憎水性演示实验：实验证明:当θ≤90°时，材料表面吸附水，材料能被水润湿而表现出亲水性，这种材料称亲水性材料。当θ＞90°时，材料表面不吸附水，称憎水性材料。当θ=0°时，表明材料完全被水润湿，称为铺展。1、吸水性：1）定义：材料在水中能吸收水分的性质。2）度量指标：吸水率3）吸水率：材料在没有压力的水中吸水达到饱和面干状态时的含水率—质量吸水率、体积吸水率式中：β---材料质量吸水率，%；m---材料干燥状态下质量

8、，g;m1---材料吸水饱和面干状态下质量。质量吸水率：材料吸入水