材料基本性质part-one

第一章土木工程材料基本性质形态上分材料的孔结构

A－开口孔

B－封闭孔

C－贯穿孔§1－1材料的基本物理性质一、材料的基本物理性质

二、材料与水有关的性质

三、材料的热工性质一、材料的基本物理性质1.实密度（密度）（1）定义：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。用ρ表示。（2）实体积：VA+VB+VC=0用V表示。（3）测试方法：李氏比重瓶法。ρ=m/V（一）材料的密度2.视密度（近似密度）（1）定义：材料在包含封闭孔状态下单位体积的质量。用ρ’表示（2）视体积：VB≠0用V’表示。

V’＝V＋VB（3）测试方法：排水法。ρ’=m/V’3.表观密度（1）定义：材料在自然状态下单位体积的质量。用ρ0表示（2）表观体积：VA+VB+VC≠0用V0表示。

V0=V+VA+VB+VC（3）测试方法：规则几何外形：a×b×cρ0

＝m/V0不规则几何外形：蜡封排水法：V0

＝V排－（m蜡/ρ蜡）4.堆积密度（1）定义：材料在堆积状态下单位体积的质量。用ρ0’表示（2）堆积体积：V空隙≠0用V0’表示。

V0’=V0+V空隙（3）测试:（二）材料的密实度与孔隙率1.密实度（1）定义：材料体积（自然状态）内固体物质的充实程度。用D表示。（2）计算公式：

D＝V/V0＝ρ0/ρ2.孔隙率（1）定义：材料内部孔隙体积占材料自然状态下体积的百分率。用P表示。（2）计算公式：

P＝V孔/V0=(V0－

V)/V0＝

1－V/V0＝1－D（三）材料的填充率与空隙率1.填充率（1）定义：散粒材料在堆积状态下颗粒填充的体积占堆积体积的百分率。用D′表示。（2）计算公式：D′＝V0/V0′＝ρ0

′/ρ0

2.空隙率（1）定义：散粒材料在堆积状态下固体物质间空隙体积占占堆积体积的百分率。用P′表示。（2）计算公式：P′＝1－D′二、材料与水有关的性质材料吸水后，其所有的性能都发生一定程度的改变，但均不利于材料性能的发挥：1.强度下降；2.耐久性下降；3.保温性能下降；4.吸声隔音性能下降；5.导热性提高。1.亲水性（1）定义：当材料与水接触时，如果水可以在材料表面铺展开，即可以被水润湿。（2）表示方法：用润湿角θ表示。

θ≤90°

θ＝0°完全被润湿（一）亲水性与憎水性2.憎水性（1）定义：材料与水接触时，如果水不能在材料表面铺展开，即可以不被水润湿。（2）表示方法：

90°＜

θ≤180°

θ＝180°完全憎水1.吸湿性（1）定义：材料在空气中吸收水分的能力。（2）表示方法：用含水率表示。

（二）吸湿性与吸水性2.吸水性（1）定义：当材料与水接触时，吸收水分的能力。（2）表示方法：用吸水率表示。分为质量吸水率和体积吸水率。

（3）饱水系数：用Kw表示。

Kw≤0.91抗冻性良好1.定义：材料长期在水中吸收水分的能力。2.表示方法：用软化系数表示。

（三）耐水性3.耐水性标准：

K软≥0.85

耐水材料

K软≥0.75

一般耐水材料

K软＜0.75

不耐水材料1.定义：材料抵抗压力水而不被渗透的能力。2.表示方法：用抗渗系数表示。

（四）抗渗性3.混凝土、水泥砂浆抗渗性指标：抗渗等级,用表示。GB划分为P2、P4、P6、P8、P10、P12六个等级P8指混凝土承受0.8MPa水压而不渗漏。4.抗渗系数和抗渗等级与抗渗性的关系：

K值越大，抗渗能力越差；P值越大，抗渗能力越好。1.定义：材料在吸水饱和状态下，经过多次冻融循环而不破坏，强度也不明显降低的性质。2.表示方法：用抗冻等级Fn表示。经过多次冻融循环，强度损失≤25％，质量损失≤5％。如：混凝土：F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300、F35015～20℃－15～－20℃（五）抗冻性3.作用机理：水→冰：体积膨胀9％→对孔壁产生100MPa水压→孔壁裂纹→强度下降，质量损失。冰→水：温度内低外高→温差＞25℃→温度应力，当超过孔壁承受的应力→产生裂缝。三、材料的热工性质1.定义：材料由于温差而产生热量的传递的性能。2.表示方法：用导热系数表示。

（一）导热性3.λ≤0.175W/m2．K

保温材料4.影响因素：（1）孔隙率P及孔隙构造：P越大，λ越小；封闭孔越多，λ越小。（2）受潮结冻有关：λ空气λ水λ冰