第1章土木工程材料的基本性质12.ppt

第1章 土木工程材料的基本性质 第1章 土木工程材料的基本性质 1.1 材料的组成、结构和构造 1.2 材料的物理性质 ▲ 1.3 材料与水有关的性质 ▲ 1.4 材料的热工性质 1.5 材料的声学和光学性质 1.6 材料的力学性质 ▲ 1.7 材料的耐久性 ▲ 1.2 材料的物理性质 1.2.1 密度、表观密度、容重与堆积密度 　1.固体（实体） 2.闭口孔隙 3.开口孔隙? （1）密度 (Density)： 材料在绝对密实状态下，单位 实体体积的干质量。 （2）表观密度 (Apprent density)： 材料单位表观体积（闭口+实体）的干质量。 三种密度区别：m为材料的烘干质量； v不同，可为实体体积，表观体积，毛体积。 密度 表观密度 毛体积密度 从室外取一块质量为m1普通砖，经烘干后称得其质量为m2，然后把它放到装满水的器皿中，吸水饱和后，排除水的体积为V1，再拿出来擦干表面的水，又放到装满水的器皿中，排除水的体积为V2。比较V1和V2的大小，并计算普通砖的表观密度和体积密度？ 解 V1 ＜V2 表观密度ρ’ ＝m/V0= m2/V1 体积密度ρ0 ＝m/V’= m2/V2 ——反映散粒堆积的紧密（压实）程度及可能的堆放空间。 几种密度的特点： 相同点：指单位体积质量。（质量/体积） 区别：测试方法不同，获得体积大小不同 体积的测试方法： 实体体积 ——李氏比重瓶法(粉末) 表观体积(实体＋闭口) —— 排水法(水中重法) 毛体积（实体＋闭口＋开口） ——规则试件：计算法； 不规则试件：饱和排水法、封蜡排液法 堆积体积(实体＋闭口＋开口＋间隙)——密度筒法 1.2.2 材料的孔隙率与密实度 ——单块材料 ? 注 意： ① D＋P＝1 ② 材料的许多性质与孔隙率有着密切的关系 如：强度、声学性质、吸水性、抗渗性、抗 冻性等。 上述材料性质还与孔隙特征有关。 ③ 孔隙的分类 按孔隙尺寸大小：微孔、细孔和大孔 按孔隙之间是否相互贯通：孤立孔、连通孔 按孔隙与外界之间是否连通：开口孔、封闭孔 1.2.3 空隙率与填充率 ——散粒状材料 ? 已知某碎石的表观密度为2650kg/m３, 堆积密度为1.50g/cm３，求2.5m3松散状态的碎石需要多少松散体积的砂子填充石子的空隙？若知砂子的堆积密度为1.55 g/cm３，则砂子的质量是多少？ 解：① 碎石的空隙率： P’＝1－ρ`0/ρ0＝1－1.50/2.65＝43.4% ② 空隙体积（砂子的体积）： V空＝ P×V`0＝43.4％×2.5＝1.085m3 ③ 砂子的质量： m砂＝1.085×1550＝1682kg 1.3 材料与水有关的性质 1.3.1 亲水性与憎水性 (Water affinity、Water repellency) 亲水性与憎水性材料的特征 材料的亲水性与憎水性主要取决于材料的组成与结构： 有机材料一般是憎水性， 无机材料都是亲水性。 1.3.2 ? 吸水性与吸湿性 （1）吸水性——饱水状态（吸水饱和）恒值 质量吸水率：材料饱水状态,所吸水分质量占干质量的百分率 Wm＝（mb－mg）/mg ×100％ 体积吸水率：材料饱水状态,所吸收水分体积占干体积百分率 Wv＝(mb－mg）/(V0.ρw)×100％ ? Wm和Wv的关系？