第二章 材料的基本物理性质

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1、第一章建筑材料的基本性质本章提要本章主要介绍了建筑材料的基本性质掌握材料的密度、与水有关的性质、耐久性了解热工性和硬度第一章内容简介材料的组成、结构与构造材料的基本物理性质材料的力学性质材料的耐久性1材料的组成、结构与构造材料的宏观性能是由其组成及其内部微观结构所决定的！材料的组成材料的结构材料的构造一、材料的组成材料是由分子、原子组成材料的组成包括化学组成和矿物组成化学组成：组成材料的化学元素种类和数量表示方法：金属→以化学元素含量百分数表示无机非金属材料→以元素的氧化物含量表示有机高分子材料→构成他的一种或几种

2、低分子化合物（单体）表示矿物组成：指组成材料的矿物种类和数量一、材料的组成组成与结构的关系材料的组成决定了材料性能(高铝水泥与硅酸盐水泥）组成相同时，结构决定性能→金刚石与石墨二、材料的结构宏观结构亚微观结构：1mm~0.001mm微观结构：构成材料基本微粒的排列方式，晶体、非晶体、胶体三、材料的构造材料的宏观组织状况主要研究材料的孔隙致密材料→钢材多孔材料→无机非金属材料孔隙的特征参数:多少→孔隙率P孔隙大小→孔半径r孔隙结构→孔隙的分布孔隙形状→开口孔与闭口孔2材料的基本物理性质材料与质量有关的性质材料与水有关

3、的性质材料与热有关的性质1.1材料与质量有关的性质材料的体积构成体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不同的物理状态，因此表现出不同的体积1.1材料的结构构成1.固体（实体）2.闭口孔隙3.开口孔隙材料的体积组成材料的固体物质体积材料的孔隙体积VKVB微孔细孔大孔孤立孔连通孔绝对密实体积自然体积粉状、散粒状材料在堆积状态下的体积用堆积体积表示散粒材料堆积体积（一）材料的密度密度(Density)：指材料在绝对密实状态下单位体积的干质量。密度的测量测试时，材料必须处于干燥状态。含孔材料磨细后采用排液方法测定体积。可以

4、直接采用密度计算的材料有：钢材、玻璃、沥青等。1.4李氏瓶（一）材料的密度表观密度：(Apprentdensity)材料在自然状态下单位体积的质量。（一）材料的密度体积密度：(Apprentdensity)材料在自然状态下单位体积的质量。（一）材料的密度由于自然体积包含了材料的孔隙，因此，材料的孔隙状态、孔隙多少以及孔隙含水状态等，都直接影响材料的质量、自然体积和体积密度。通常所指的体积密度，都是指材料在干燥状态下的体积密度。体积密度的测量大多数土木工程材料要以体积密度进行计算，如混凝土、砂浆、砖及烧结制品、木材及

5、其制品等等。对于外形规则的材料，其自然体积可直接量取，对于无规则外形的材料，通常采用蜡封法测得表观体积。（一）材料的密度堆积密度散粒状材料单位堆积体积（开口+闭口+实体+间隙）的质量。——反映散粒堆积的紧密（压实）程度及可能的堆放空间。（一）材料的密度堆积密度的计算公式堆积密度的测量讨论材料堆积密度必须指明其堆积状态和干湿状态（一）材料的密度几种密度的特点：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：体积——李氏比重瓶法(粉末)自然体积——排液法堆积体积(实体＋闭口＋开

6、口＋间隙)——密度筒法（二）材料的密实度和孔隙率孔隙率密实度（三）材料的空隙率和填充率空隙率填充率孔隙率与空隙率的区别比较项目孔隙率空隙率适用场合个体材料内部堆积材料之间作用可判断材料性质可进行材料用量计算计算公式孔隙多少和孔隙特征对材料性能的影响：材料的状态特征，如密度、体积等；材料的力学性质，如强度、耐磨性等；材料与水有关的性质，如吸湿性、吸水性。抗渗性、抗冻性等；材料的热容性质，如保温性；材料的声学性质，如吸声性等。1.2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亲水性和憎水性1材料的亲

7、水性与憎水性亲水性--材料在空气中与水接触时，能被水润湿的性质润湿角小于90度的材料憎水性--材料在空气中与水接触时，不能被水润湿的性质润湿角大于90度的材料憎水性材料的作用—能阻止水分进入毛细孔中可单独用作防水材料也可用于亲水性材料的表面处理。1材料的亲水性与憎水性1材料的亲水性与憎水性因材料分子结构不同引起的。亲水性材料与水分子之间的分子亲合力大于水分子本身之间的内聚力；反之，憎水性材料与水分子之间的亲合力小于水分子本身之间的内聚力。在亲水性材料表面，水分子可以铺展开，且能通过毛细管作用进入材料内部；在憎水性材

8、料表面，水分子难以铺展开，更难以渗入材料的毛细管中。材料的含水状态2.吸水性材料吸收水分的能力称为材料的吸水性。吸水的大小以吸水率来表示。（1）质量吸水率材料在吸水饱和时，所吸水量占材料在干燥状态下的质量百分比，以Wm表示：2.吸水性（续）（2）体积吸水率体积吸水率指材料吸水饱和时，吸水体积占材料自然体积的百分率，以WＶ表示：哪些材料的吸水性强亲水性材料孔隙