1.1材料的基本物理性质XQ.ppt

二、密度、表观密度 （一）密度 １、定义：材料在绝对密实状态下单位体积的质量 ２、计算： * * 第一章　土木工程材料的基本性质 　　材料的基本物理性质 　　材料与水有关的性质 　　材料力学性质 材料热工、声学性质 　　材料耐久性 材料的组成、结构与构造 密度、表观密度、堆积密度 密实度与孔隙率 填充率与空隙率 一、材料的组成、结构与构造 （一）材料的组成 １、化学组成 ２、矿物组成 ３、相组成 （二）材料的结构 1、宏观结构：指用肉眼能观察到的结构形式。 1) 按孔隙特征可分为：致密结构、多孔结构、微孔结构。 2)按存在状态或构造特征分为：　堆聚结构、纤维结构、 　层状结构、散粒结构。 2、细观结构(亚微观结构)：指用光学显微镜能观察到的结 构形式。如金属材料的金相组 织、木材的木纤维、混凝土内的 微裂缝等。 3、微观结构：指用电子显微镜或Ｘ射线等手段来研究的材料 的原子、分子级的结构。 固体材料在微观结构层次上可分为晶体、玻璃体、胶体。 (三)材料的构造 土木工程材料常见的构造形式有：密实构造、 多孔构造、纤维构造、层状构造、散粒构造、 纹理构造。 密实构造的材料内部基本上无孔隙，结构致密。这类材料的特点是强度和硬度较高，吸水性小，抗渗和抗冻性较好，耐磨性较好，绝热性差。如钢材、天然石材、玻璃、玻璃钢等。 大理岩的致密表面 多孔构造的材料其内部存在大体上呈均匀分布的独立的或部分相通的孔隙，孔隙率较大，孔隙又有大孔和微孔之分。具有多孔构造的材料，其性质决定于孔隙的特征、多少、大小及分布情况，一般来说，这类材料的强度较低，抗渗性、 抗冻性较差，保温隔热性 较好。如加气混凝土、石膏 制品、烧结普通砖等。 加气混凝土砌块的多孔构造 纤维构造的材料内部组成有方向性，纵向较紧密而横向疏松，组织中存在相当多的孔隙，这类材料的性质具有明显的方向性，一般平行纤维方向的强度较高，导热性较好。如木材、竹、玻璃纤维、石棉等。 竹的纤维构造 钢纤维 层状构造的材料具有叠合结构，它是用胶结料将不同的片材或具有各向异性的片材胶合而成整体，其每一层的材料性质不同，但叠合成层状构造的材料后，可获得平面各向同性，更 重要的是可以显著提高 材料的强度、硬度、绝 热或装饰等性质，扩大 其使用范围。如胶合板、 纸面石膏板、塑 料贴面板等。 胶合板的层状构造 散粒状构造指呈松散颗粒状的材料，有密实颗粒与轻质多孔颗粒之分。前者如砂子、石子等，因其致密，强度高，适合做承重的混凝土骨料。后者如陶粒、膨胀珍珠岩等，因具多孔结构，适合做绝热材料。粒状构造的材料颗粒堆积时相 互间留下空隙，其空隙率 主要取决于颗粒大小的搭 配。用作混凝土骨料时， 要求紧密堆积。用作保温 填充料时，则希望空隙率 大一些。 陶粒的粒状构造 小结：不论材料构造形式如何，可把材料分为两大类 １、单个块状材料：其总体积Ｖ0=Ｖ开＋Ｖ闭＋Ｖ固 ２、散状堆积材料：其总体积Ｖ’=Ｖ开＋Ｖ闭＋Ｖ固＋Ｖ空 、 开孔------彼此贯通、与外界相通。 闭孔－－封闭、与外界隔绝。 单个块状材料自然状态下体积示意图 Ｖ0=Ｖ开＋Ｖ闭＋Ｖ固 散状堆积材料体积示意图 Ｖ’=Ｖ开＋Ｖ闭＋Ｖ固＋Ｖ空 　  式中 ρ—— 材料的密度，g/cm3； m—— 材料的质量（干燥至恒重），g； V—— 材料在绝对密实状态下的体积，cm3。 对近于绝对密实的材料：如金属、玻璃等，量测几何体积－称质量－代入公式中计算。 对有孔隙的材料：如砖、混凝土磨成细粉（通过 0.2mm或900孔/cm2方孔筛），用李氏密度瓶测量V（排水法）。 ３、测定方法 （二）表观密度 １、定义：材料在自然状态下，单位体积的质量。 ２、计算： 式中 ρo—— 材料的表观密度，kg/m3 或g/cm3； m—— 材料的质量（干燥至恒重），kg或 g； Vo——材料在自然状态下的体积，m3或cm3 　　　（Ｖ0=Ｖ开＋Ｖ闭＋Ｖ固）。　 ３、测定方法 自然状态下的体积－是指包含材料内部孔隙在内的体积。 对形状规则的材料：烘干－量测几何体积－称重－代入公式计算 对形状不规则的材料： （一）视密度 １、定义：散状堆积材料用排水法测体积（近似密实状态下的体积－视体积），单位体积的质量。 ２、计算 式中 ρa—— 材料的视密度，kg/m3 或