1、第一章 建筑材料的基本性質(zhì),建筑材料的基本性質(zhì)主要包括： 物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、耐久性等,第一節(jié) 材料的基本物理性質(zhì),一、材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì) 1.密度：材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量,式中： 密度, g/cm3 或 kg/m3 m材料的質(zhì)量，g或kg V材料的絕對(duì)密實(shí)體積，cm3或m3,測(cè)試時(shí)，材料必須是絕對(duì)干燥狀態(tài)。含孔材料則必須磨細(xì)后采用排開液體的方法來(lái)測(cè)定其體積。,2.表觀密度： 材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量,式中：0材料的表觀密度, g/cm3 或 kg/m3 m 材料的質(zhì)量，g 或 kg V0材料的表觀體積，cm3 或 m3,材料的表觀體積是指包括內(nèi)部孔隙在內(nèi)的體積。

2、因?yàn)榇蠖鄶?shù)材料的表觀體積中包含有內(nèi)部孔隙，其孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影響其總質(zhì)量（有時(shí)還影響其表觀體積）。因此，材料的表現(xiàn)密度除了與其微觀結(jié)構(gòu)和組成有關(guān)外，還與其內(nèi)部構(gòu)成狀態(tài)及含水狀態(tài)有關(guān),圖1-1 材料內(nèi)部孔隙示意,3.堆積密度 粉狀或粒狀材料，在堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量,式中0，材料的堆積密度, g/cm3 或 kg/m3m 材料的質(zhì)量，g 或 kgV0，材料的堆積體積，cm3 或 m3,砂堆積密度的測(cè)定,將容量筒內(nèi)材料刮平，容量筒的容積即為材料堆積體積,4.散粒材料的視密度：,V-除了包含材料的絕對(duì)密實(shí)體積之外， 還包括材料內(nèi)部的閉口空隙體積,5.孔隙率：材料內(nèi)部

3、孔隙的體積占材料總體積的百分率,V材料的絕對(duì)密實(shí)體積，cm3 或 m3 V0材料的表觀體積，cm3 或 m3 0材料的表觀密度, g/cm3 或 kg/m3 密度, g/cm3 或 kg/m3,6.空隙率 散粒材料在其堆積體積中, 顆粒之間的空隙體積所占的比例,0材料的表觀密度; 0，材料的堆積密度,7.密實(shí)度： 材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度,對(duì)于絕對(duì)密實(shí)材料： 因 0 = ，故密實(shí)度D =1 或 100%。 對(duì)于大多數(shù)土木工程材料： 因 0 ，故密實(shí)度D 1 或 D 100%。 密度；0材料的表觀密度,小 結(jié),幾種密度的比較,1.材料的密度、表觀密度、堆積密度的關(guān)系 2.材料絕對(duì)密實(shí)的體積

4、為V，開口孔隙為V開，閉口孔隙為V閉，材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量為m，那么材料的表觀密度為（ ），視密度為（ ）,例1-1：某一塊材料的干質(zhì)量為105g,自然狀態(tài)下的體積為40cm3，絕對(duì)密實(shí)下體積為33cm3，試計(jì)算其密度、表觀密度、密實(shí)度、孔隙率。,解： m=105g,V0=40cm3,V=33cm3 密 度：=m/V=105/33=3.18g/cm3 表觀密度：0=m/V0=105/40=2.625g/cm3 孔隙率：P=(V0-V)/V=(40-33)/33=17.5%,例1-2 某工地所用卵石材料的密度為2.65g/cm3、表觀密度為2.61g/cm3、堆積密度為1680 kg/m3，計(jì)

5、算此石子的孔隙率與空隙率？,解: 石子的孔隙率P為：,石子的空隙率P，為：,二、材料與水有關(guān)的性質(zhì),（一）親水性與憎水性 與水接觸時(shí)，有些材料能被水潤(rùn)濕，而有些材料則不能被水潤(rùn)濕，對(duì)這兩種現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，前者為親水性，后者為憎水性,在材料與水、空氣三相交界處，沿水滴表面做切線，切線與材料表面（水滴一側(cè)）所得的夾角，稱為潤(rùn)濕角,材料潤(rùn)濕示意圖（）親水性材料；（）憎水性材料, ：潤(rùn)濕角,90 水分子之間的內(nèi)聚力小于水分子與材料分子之間的吸引力，材料親水 90 水分子之間的內(nèi)聚力大于水分子與材料分子之間的吸引力，材料的表面不易被水潤(rùn)濕，材料憎水,材料具有親水性或憎水性的根本原因在于材料的分子結(jié)構(gòu)。親水性材

6、料與水分子之間的分子親合力大于水分子本身之間的內(nèi)聚力；反之，憎水性材料與水分子之間的親合力小于水分子本身之間的內(nèi)聚力,（二）材料的吸水性,材料能吸收水分的能力，稱為材料的吸水性。吸水的大小以吸水率來(lái)表示,質(zhì)量吸水率 質(zhì)量吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所吸水量占材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量百分比，并以m 表示。質(zhì)量吸水率m 的計(jì)算公式為：,式中 mb材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（或kg） mg材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（或kg）,體積吸水率,體積吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所吸水的體積占材料自然體積的百分率，并以W表示。體積吸水率W的計(jì)算公式為：,式中mb材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（或kg）mg材料在干燥狀態(tài)下的

7、質(zhì)量（或kg） V0 材料在自然狀態(tài)下的體積，（cm3 或 m3） w 水的密度,（g/cm3 或 kg/m3）， 常溫下取 w =1.0 g/cm3,材料的吸水率與其孔隙率有關(guān)，更與其孔特征有關(guān)。因?yàn)樗质峭ㄟ^(guò)材料的開口孔吸入并經(jīng)過(guò)連通孔滲入內(nèi)部的。材料內(nèi)與外界連通的細(xì)微孔隙愈多，其吸水率就愈大,材料的吸濕性,材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。干燥的材料處在較潮濕的空氣中時(shí)，便會(huì)吸收空氣中的水分；而當(dāng)較潮濕的材料處在較干燥的空氣中時(shí)，便會(huì)向空氣中放出水分。,前者是材料的吸濕過(guò)程，后者是材料的干燥過(guò)程。由此可見，在空氣中，某一材料的含水多少是隨空氣的濕度變化的,材料在任一條件下含

8、水的多少稱為材料的含水率，并以h表示，其計(jì)算公式為,式中 ms材料吸濕狀態(tài)下的質(zhì)量（或kg） mg材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（或kg）,顯然，材料的含水率受所處環(huán)境中空氣濕度的影響。當(dāng)空氣中濕度在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定時(shí)，材料的吸濕和干燥過(guò)程處于平衡狀態(tài)，此時(shí)材料的含水率保持不變，其含水率叫作材料的平衡含水率。,材料在吸水后會(huì)對(duì)工程產(chǎn)生不良影響，比如：材料在受潮后表觀密度、導(dǎo)熱性增大，強(qiáng)度、抗凍性降低,（三）耐水性,材料的耐水性是指材料長(zhǎng)期在飽和水的作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。衡量材料耐水性的指標(biāo)是材料的軟化系數(shù)K軟：,軟化系數(shù)反映了材料飽水后強(qiáng)度降低的程度，是材料吸水后性質(zhì)變化的重要特征之一。

9、一般材料吸水后，水分會(huì)分散在材料內(nèi)微粒的表面，削弱其內(nèi)部結(jié)合力，強(qiáng)度則有不同程度的降低。,當(dāng)材料內(nèi)含有可溶性物質(zhì)時(shí)（如石膏、石灰等），吸入的水還可能溶解部分物質(zhì)，造成強(qiáng)度的嚴(yán)重降低,經(jīng)常位于水中或受潮嚴(yán)重的重要結(jié)構(gòu)，其材料的軟化系數(shù)不宜小于0.85-0.90； 受潮較輕或者次要結(jié)構(gòu)，材料軟化系數(shù)不宜小于0.70-0.85,例： 某石材在氣干、絕干、水飽和情況下測(cè)得的抗壓強(qiáng)度分別為174、178、165 MPa，求該石材的軟化系數(shù)，并判斷該石材可否用于水下工程,解：該石材的軟化系數(shù)為,=165/178=0.93,由于該石材的軟化系數(shù)為0.93，大于0.85，故該石材可用于水下工程,（四）抗?jié)B性,抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。土木建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，當(dāng)材料兩側(cè)的水壓差較高時(shí)，水可能從高壓側(cè)通過(guò)內(nèi)部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側(cè)。,這種壓力水的滲透，不僅會(huì)影響工程的使用，而且滲入的水還會(huì)帶入能腐蝕材料的介質(zhì)，或?qū)⒉牧蟽?nèi)的某些成分帶出，造成材料的破壞。,材料的滲透系數(shù)可通過(guò)下式計(jì)算:,式中 K滲透系數(shù), （cm / h）;Q滲水量， （cm3 ）A 滲水面積, （cm2 ）H 材料兩側(cè)的水壓差，（cm）d 試件厚度 （cm）t 滲水時(shí)間 （h）材料的滲透系數(shù)越小，說(shuō)明材料的抗?jié)B性越強(qiáng)。,抗?jié)B等級(jí) 材料的抗?jié)B等級(jí)是指