土木工程材料的基本性质1

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1、第一章土木工程材料的基本性质第一章土木工程材料的基本性质第一节材料科学的基本理论第二节材料的基本物理性质第三节材料的基本力学性质第四节材料的耐久性1.1材料的物理性质(physicalproperties)1.1.1材料的密度、表观密度与堆积密度(1)密度(density)近似密度（视密度）(apparentdensity)(2)表观密度(apparentdensity)(3)堆积密度（散粒体）(bulkdensity)(forparticles)压实密度（compacteddensity）第二节材料的基本物理性质第二节材料的基本物理性质一、材料的密度、表观密度与堆积密度(一）、密度

2、:1、概念：密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。2、计算公式：式中：m—材料在绝干状态下的质量(g)V—材料在绝对密实状态下的体积（cm3）ρ—材料的密度（精确到0.01g/cm3）材料在自然状态下的体积V—材料的固相体积，也就是材料在绝对密实状态下的体积。Va—材料的近似体积Va=V+VKV0—材料在自然状态下的体积。V0=V+VK+VB（二）、表观密度（俗称容重）1、概念:指材料在自然状态下，单位体积的质量。2、计算公式：式中：m—材料在绝干状态下的质量(g、kg)V0—材料在自然状态下的体积（cm3、m3）ρo—材料的表观密度（精确到0.01g/cm3、10kg/m3）

3、（三）、堆积密度（松散容重）1、概念：指粉状或粒状材料，在堆积状态下，单位体积的质量。2、计算公式：式中：m—材料在绝干状态下的质量(kg)（可为含水状态）V0’—材料的堆积体积（m3）ρo’—材料的堆积密度（精确到10kg/m3）V0’=V+VB+VK+VJ材料在堆积状态下的体积V—材料的固相体积，也就是材料在绝对密实状态下的体积。V0—材料在自然状态下的体积。V0=V+VK+VBV0’-材料在堆积状态下的体积。V0’=V+VK+VB+VJ=VO+VJ几种密度的特点：相同点：指单位体积质量。（质量/体积）区别：测试方法不同，获得体积大小不同体积的测试方法：绝对密实体积---李氏比重瓶

4、法(粉末)表观体积（实体＋闭口＋开口）----规则试件：计算法；不规则试件：涂蜡排水法堆积体积(实体＋闭口＋开口＋间隙)---容积升法二、材料的密实度与孔隙率材料的密实度与孔隙率主要是针对块状材料而言的。（一）、密实度1、概念：指材料体积内被固体物质填充（或充实）的程度。2、计算公式：（二）、孔隙率1、概念：指材料体积内，孔隙体积所占的比例。2、计算公式：三、材料的填充率与空隙率材料的填充率与空隙率主要是针对散粒状材料而言的（一）、填充率1、概念：指散粒状材料在其堆积体积中，被其颗粒填充的程度。2、计算公式：（二）、空隙率1、概念：指散粒状材料在堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例

5、。2、计算公式：四、材料与水有关的性质（一）、材料的亲水性与憎水性2、憎水性与憎水性材料：材料与水接触时，材料表面能被水润湿的性质称为亲水性，具有亲水性能的材料称为亲水性材料。1、亲水性与亲水性材料：材料与水接触时，材料表面不能被水润湿的性质称为憎水性，具有亲水性能的材料称为憎水性材料。3、亲水、憎水的界定依据：润湿角θ亲水性材料：润湿角θ≤90°水分子间内聚力＜水分子与材料分子间吸引力憎水性材料：润湿角θ＞90°水分子间内聚力＞水分子与材料分子间吸引力（二）材料的吸水性与吸湿性1、吸水性A、概念：材料在水中能吸收水分的性质为材料的吸水性。B：表征参数：质量吸水率：材料饱水状态,所吸水

6、分质量占干质量的百分率体积吸水率：材料饱水状态,所吸收水分体积占干体积百分率材料的吸水性主要取决于材料本身的亲水性，同时与孔隙率大小及孔隙特征有关。2、吸湿性A、概念：B：表征参数：材料在潮湿空气中吸收空气中水分的性质称为材料的吸湿性。含水率C：含水率的计算公式式中：m—材料在干燥状态下的质量（g）m1—材料在含水状态下的质量（g）W—材料的含水率（%）（三）材料的耐水性：A、概念：B：表征参数：材料长期在水作用下，保持其原有性质（结构不破坏、强度也不显著降低）的能力。软化系数k软C：软化系数的计算公式：D、耐水性与k软大小间的关系：k软愈大，耐水性愈好。E、k软的应用：选择经常受水作

7、用结构物用材料时，k软较重要。10经常位于水中或受潮严重的重要结构物用材料的k软≮0.85，一般要求k软的大小在0.85~0.90之间。20受潮较轻或次要结构物用材料的k软≮0.70，一般要求k软的大小在0.70~0.85之间。（四）材料的抗渗性1、概念:2、表征参数:材料抵抗压力水渗透的性质，称为材料的抗渗性。渗透系数抗渗等级材料的渗透系数通过下式计算:K-渗透系数,cm/h；Q-渗水量，cm3；cmA-渗水面积，cm2；H-材料两侧的水压差