第1章土木工程材料的基本性质.pptx

第1章 土木工程材料的基本性质; 与质量有关的性质 1. 密度、表观密度与堆积密度 （l）密度 密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量。 按下式计算：;图1-1 材料组成示意图 1—孔隙； 2—固体物质; （2）表观密度 表观密度是指材料在自然状态下，单位体积所具有的质量。按下式计算：; 通常情况下的材料表观密度是指材料在气干状态下的表观密度，在烘干状态下的表观密度称为干表观密度。 在实际工程中，常依据材料的表观密度值，推???材料用量、计算构件自重、确定运输负载和材料堆放空间等。 ; （3）堆积密度 堆积密度是指散粒状或粉状材料在自然堆积状态下，单位体积所具有的质量。按下式计算：;图1-2 散粒材料堆积体积示意图 1—固体物质；2—空隙；3—孔隙; ? 密度、表观密度、堆积密度的区别 三个密度概念均表征了材料质量与其体积的关系，但三者所表征材料的状态、体积所包含的内容、定义式和所研究的对象则分别不同，见下表：; 2．密实度与孔隙率 （l）密实度（D） 密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程度，即材料中固体物质的体积占材料总体积的百分率。按下式计算：; 密实度和孔隙率是从不同角度反映了材料的致密程度。 材料密实度和孔隙率的大小主要取决于材料的组成、结构及制造工艺。材料的许多工程性质，如材料的强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性、吸声性等都与材料的孔隙率或密实度有关。这些性质不仅取决于孔隙率的大小，还与孔隙的类型、形状、大小、分布等构造特征密切相关。; 工程上常按孔隙的连通性，将孔隙分为开口孔隙（简称开孔）和闭口孔隙（简称闭孔）。 开孔是指那些彼此连通，并与外界也相通的孔隙，如常见的毛细孔。当开口孔隙率增大时，材料的吸水性、吸湿性、透水性和吸声性增强，材料的抗冻性和抗渗性则因此变差。闭孔是指那些彼此不连通，而且与外界隔绝的孔隙。当闭口孔隙率增大时，材料的保温隔热性能和耐久性增强。; 3. 填充率与空隙率 （l）填充率( ) 填充率是指颗粒或粉状材料在堆积体积内，被颗粒材料表观体积 所填充的程度。按下式计算：; 填充率和空隙率从不同角度同样反映了颗粒或粉状材料堆积的紧密程度。 空隙率在配制混凝土时可作为控制混凝土骨料配料以及计算混凝土含砂率的依据。 ;? 密实度、孔隙率和填充率、空隙率的联系与区别;材料; 与水有关的性质 1. 亲水性与憎水性 材料的亲水或憎水程度用润湿角θ来表示。润湿角是在材料、水和空气三相的交点处，沿水滴表面的切线与水和固体的接触面之间的夹角，如图1-3所示。 ; 2. 吸水性与吸湿性 （1）吸水性 吸水性是指材料在浸水状态下吸收水分的能力，用吸水率来表示。材料主要是通过其中连通的开口孔隙吸收水分，吸水率的大小不仅取决于材料的亲水性或憎水性，而且还与材料的孔隙率大小、孔隙特征等因素有关。 如果材料属于亲水性材料，孔隙率大，且为细小的开口孔隙，那么材料的吸水性就较强。 吸水率有质量吸水率和体积吸水率两种表示方法： ①质量吸水率是指材料吸水饱和时，所吸收水分的质量占材料干燥质量的百分率。按下式计算：;; ——材料在干燥状态下的自然体积（cm3）； ——水的密度（g/cm3），常温下取 g/cm3。 当材料的吸水率不大时，常用质量吸水率来评价材料的吸水性。 各种土木工程材料的吸水率差异很大，如花岗石的吸水率只有0.5%～0.7%，混凝土的吸水率为2%～3%，烧结砖的吸水率为8%～20%，软木材的吸水率可超过100%。对一些轻质多孔材料（如加气混凝土、软质木材等），吸入水分的质量往往超过材料干燥时的质量，其质量吸水率可能会超过100%，此时用体积吸水率更能反映材料吸水能力的强弱，体积吸水率不可能超过100%。 质量吸水率与体积吸水率的关系为： (1-10);