材料的基本性质(II)

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1、第二章建筑材料的基本性质基本性质主要包括物理性质、力学性质、耐久性、装饰性、防火性、防放射性等。物理性质包括密度、密实性、空隙率（计算材料用量、构件自重、配料计算、确定堆放空间）力学性质包括强度、弹性、塑脆韧性、硬度。建筑材料在建筑物的各个部位的功能不同，均要承受各种不同的作用，因而要求建筑材料必须具有相应的基本性质。第一节建筑材料的物理性质一、材料的密度、表观密度与堆积密度二、材料的密实度、孔隙率与空隙率三、材料与水有关的性质四、材料的热工性质一、材料的密度、表观密度与堆积密度密度是指物质单位体积的质量。单位为g/cm3或kg／m3。由于材料所处的体积状况

2、不同，故有实际密度（以前称为真密度）、表观密度和堆积密度之分。１.实际密度(Density)以前称比重、真实密度(TrueDensity)，简称密度(Density)。实际密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量。式中：ρ—实际密度（g/cm3）m—材料的质量（g）V—材料在绝对密实状态下的体积（cm3）绝对密实状态下的体积的测定：近于绝对密实的材料（金属、玻璃等）：直接以排水法测定；有孔隙的材料（砖、混凝土、石材）：将材料磨成细粉以排除其内部孔隙，经干燥后用密度瓶（李氏瓶）测定其实际体积，该体积即可视为绝对密实状态下的体积。１.实际密度(Dens

3、ity)李氏瓶２.表观密度(ApparentDensity）也称容重，是指材料在自然状态下，单位体积所具有的质量，按下式计算：式中ρ0—材料的表观密度（g/cm3或kg/m3）m—材料的质量（g或kg)V0—材料在自然状态下的体积，或称表观体积（cm3或m3）,包含内部空隙在内的体积（规则几何形状、松散体积用排液法）作用：计算构件的自重3堆积密度散粒材料在自然堆积状态下单位体积的重量称为堆积密度。可用下式表示式中ρ0’—散粒材料的堆积密度（g/cm3或kg/m3）m—散粒材料的质量（g或kg）v0，—材料在自然状态下的堆积体积（cm3或m3），它包含内部和颗

4、粒之间的空隙。思考：实际密度、表观密度和堆积密度之间的大小关系如何？计算材料的堆放空间≤≤常用土木工程材料的密度、表观密度及堆积密度材料密度ρ/g·cm-3表观密度ρ0/kg·m-3堆积密度ρ/0/kg·m-3石灰岩2.601800~2600—花岗岩2.802500~2900—碎石（石灰岩）2.60—1400~1700砂2.60—1450~1650普通粘土砖2.501600~1800—空心粘土砖2.501000~1400—水泥3.20—1200~1300普通混凝土—2100~2600—轻集料混凝土—800~1900—木材1.55400~800—钢材7.857

5、850—泡沫塑料—20~50—二、材料的孔隙率与空隙率1.密实度（Dense）密实度是指材料的固体物质部分的体积占总体积的比例，说明材料体积内被固体物质所充填的程度，即反映了材料的致密程度，按下式计算：2.孔隙率（Porosity）孔隙率材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率，称为材料的孔隙率（P）。可用下式表示：P+D=1孔隙率反映孔隙多少或致密程度孔隙增多强度降低导热性能降低透气性，透水性，吸水性变大抗冻性一般提高。体积密度减小尺寸：微孔、细孔、大孔孔隙特征封闭孔（VB）、连通孔（开口）（VK）孔隙特征对材料性能影响很大孔隙按大小分为粗孔和细孔，按特征分

6、为连通孔隙和封闭孔隙，它与材料的吸水性、强度、抗渗性、抗冻性等性质有关。2.（散粒）材料的空隙填充率（P/）。堆积体积中，颗粒填充的程度。或或填充率+空隙率=1空隙率（P/）：堆积体积（V0/）中空隙体积（VS）占的比例。三、材料与水有关的性质（一）亲水性与憎水性1.概念亲水性：材料能被水润湿的性质，如砖、混凝土等。材料产生亲水性的原因是因其与水接触时，材料与水分子之间的亲合力大于水分子之间的内聚力所致。当材料与水接触，材料与水分子之间的亲合力小于水分子之间的内聚力时，材料则表现为憎水性。憎水性材料如沥青、石油等。问题：亲水性材料与憎水性材料在实际工程中有何

7、意义？当材料与水接触时，在材料、水、空气三相的交界点，作沿水滴表面的切线，此切线与材料和水接触面的夹角θ，称为润湿边角。材料的润湿示意图2.润湿边角材料被水湿润的情况可用润湿边角θ来表示。（一）亲水性与憎水性3.亲水性材料与憎水性材料用润湿边角θ来反映θ角愈小，表明材料愈易被水润湿。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。θ>90°时，材料表面不吸附水，此称憎水性材料。当θ=0°时，表明材料完全被水润湿。上述概念也适用于其它液体对固体的润湿情况，相应称为亲液材料和憎液材料。材料的润湿示意图（a）亲水性材料；（b）憎

8、水性材料材料的含水状态干燥状态气干状态饱和面干状态湿