模块一 材料的基本物理性质

情境一建筑材料的基本性质模块一材料的基本物理性质一、与质量有关的性质

（一）密度密度是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—材料的密度，g/cm3；

—材料在绝对干燥状态下的质量，g；

—材料在绝对干燥状态下的体积，cm3。

（二）表观密度表观密度是指材料在包含其内部闭口孔隙的条件下，单位体积的质量。按下式计算：式中—材料的表观密度，g/cm3或kg/m3；

—材料在绝对干燥状态下的质量，g或kg；

—材料内部固体物质与闭口孔隙的体积之和，

cm3或m3。

（三）体积密度体积密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量。按下式计算：式中—材料的体积密度，g/cm3或kg/m3；

—材料的质量，g或kg；

—材料在自然状态下的体积，cm3或m3。

材料的体积密度一般包括三种基本状态

气干状态干燥状态吸水饱和状态材料的密度孔隙率孔隙特征含水程度三种基本状态影响材料体积密度的因素

（四）堆积密度堆积密度是指散粒状材料或粉末状材料在自然堆积状态下，单位体积的质量。按下式计算：式中—材料的堆积密度，g/cm3或kg/m3；

—材料的质量，g或kg；

—材料在堆积状态下的体积，cm3或m3。

（五）密实度与孔隙率

1.密实度密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程度，即固体物质的体积占材料总积的百分率。按下式计算：式中—材料的密实度，%；

—材料内部固体物质的体积，cm3或m3；

—材料在自然状态下的体积，cm3或m3；

—材料的体积密度，g/cm3或kg/m3；

—材料的密度，g/cm3。

对于绝对密实的材料，因=，故D

=1

或D

=100%；对于大多数建筑材料而言，因

＜

，故密实度D＜1或

D＜100%。

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：由密实度和孔隙率的定义，得出：D＋P=1。（1）开口孔隙率开口孔隙率是指被水所饱和的孔隙的体积占材料自然

状态下体积的百分率。按下式计算：式中—材料的开口孔隙率，%；

—材料在吸水饱和状态下的质量，g或kg；

—材料烘干至恒重的质量，g或kg；

—材料在自然状态下的体积，cm3或m3

；

—水的密度，g/cm3或kg/m3。（2）闭口孔隙率闭口孔隙率是指材料总的孔隙率和开口孔隙率的差，即PB=P-PK。

（六）填充率与空隙率

1.填充率填充率是指颗粒状材料在某容器的堆积体积中，被颗粒填充的程度。即颗粒的总体积占堆积体积的百分率。按下式计算：

2.空隙率空隙率是指颗粒状材料在自然堆积状态下，空隙的体积占堆积体积的百分率。按下式计算：由填充率和空隙率的定义，得出：

二、与水有关的性质

（一）亲水性与憎水性根据润湿角的大小，把材料划分为亲水性与憎水性两大类。

材料的浸润示意图

（二）吸水性

吸水性是指材料在完全浸水状态下，吸入水分的性质。材料的吸水性用吸水率表示，吸水率分为质量吸水率和体积吸水率。

1.质量吸水率质量吸水率是指材料吸水达到饱和时，所吸入水分的质量占材料干燥状态时质量的百分率。按下式计算：式中—材料的质量吸水率，%；

—材料在吸水饱和状态下的质量，g

；

—材料在绝对干燥状态下的质量，g。

2.体积吸水率体积吸水率是指材料吸水达到饱和时，吸入水分的体积占干燥材料在自然状态下体积的百分率。按下式计算：式中—材料的体积吸水率，%；

—材料吸水饱和时，吸入水的体积，cm3；

—干燥材料在自然状态下的体积，cm3；

—水的密度，常温下取g/cm3。

材料的质量吸水率和体积吸水率存在以下关系：

影响材料吸水性的主要因素影响材料吸水性的因素材料的组成孔隙率的大小孔隙的特征

（三）吸湿性

吸湿性是指材料在潮湿空气中吸入水分的性质。吸湿性用含水率表示，含水率是指材料在自然状态下，所含水的质量占干燥材料质量的百分率。按下式计算：式中—材料的含水率，%；

—材料含水时的质量，g；

—材料在绝对干燥状态下的质量，g。

影响材料吸湿性的主要因素平衡含水率－－随着环境温度、湿度的变化，材料既能从空气中吸入水分，又可以响外界扩散水分，最终将使材料所含的水分与周围大气的相对湿度达到动态平衡。此时，材料的含水率称为平衡含水率。材料的组成孔隙率的大小孔隙的特征环境的温度、湿度影响材料吸湿性的因素

（四）耐水性耐水性是指材料长期在饱和水作用下不被破坏，强度也不显著降低的性质。耐水性用软化系数表示，即材料在吸水饱和状态下的抗压强度与材料在绝对干燥状态下抗压强度的比值。按下式计算：式中

K软—材料的软化系数；

f饱—材料吸水饱和状态下的抗压强度，MPa；

f干—材料在干燥状态下的抗压强度，MPa。

对于不同部位所用材料软化系数的要求

影响材料耐水性的主要因素经常处于水中或潮湿部位的重要结构受潮较轻或次要结构软化系数≥0.85不宜小于0.75影响材料耐水性的因素材料的组成孔隙率孔隙特征溶解度

（五）抗渗性抗渗性是指材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质，又称为不透水性。材料的抗渗性用渗透系数K或抗渗等级P表示。

1.渗透系数式中K—渗透系数，cm/h；

W—渗水量，cm3；

d—试件的厚度，cm；

A—渗水面积，cm2；

H—水头差，cm；

t—渗水时间，h。

2.抗渗等级将材料制成标准试件，采用标准试验方法对试件进行透水试验，以确定试件所能承受的最大水压力，用字母P表示。通常混凝土的抗渗性用抗渗等级来表示，如：

P8—表示混凝土能抵抗0.8MPa的静水压力而不渗水。

抗渗性是衡量材料耐久性的一项重要指标。影响材料抗渗性的主要因素影响材料抗渗性的因素材料的组成孔隙率孔隙特征裂缝等缺陷提高材料抗渗性的主要措施

（六）抗冻性抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，经过多次冻融循环作用不被破坏，强度也不显著降低的性质。混凝土的抗冻性用抗冻等级表示，如：F50—表示混凝土能承受冻融循环的最多次数不少于50次。

提高材料抗渗性的措施憎水处理提高密实度降低孔隙率改善孔隙特征影响材料抗冻性的主要因素

水饱和度是衡量材料抗冻性好坏的主要指标，一般

认为水饱和度小于或等于0.80的材料，抗冻性较好。

抗冻性是衡量材料耐久性的主要指标之一。影响材料抗冻性的因素内部因素外部因素材料的组成、组织和结构冻融条件，如冻结温度、冻结速度、冻融循环作用的频繁程度等三、与热有关的性质

（一）导热性导热性是指材料传导热量的能力，用导热系数λ表示。按下式计算：式中λ—导热系数，W/（m·K）；

Q—传热量，J；

a—材料的厚度，m；（T2－T1）—材料两侧的温差，K；

A—材料的传热面积，m2；

t—传热时间，s。

绝热材料通常将导热系数的材料称为绝热材料。

影响材料导热系数的主要因素

影响材料导热系数的因素材料的化学组成结构和构造孔隙率孔隙的特征材料的含水率传热时的温度（二）热容量热容量是指材料加热