土木工程材料1.1 材料的基本物理性质XQ
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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：
三、视密度、堆积密度 （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
试题
1.材料的密度指:( ) A.自然状态下单位体积的质量 B.饱和状态下单位体积的质量 C.堆积自然状态下单位体积的质量 D. 绝对密实状态下单位体积的质量
（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：
m V
式中 ρo—— 材料的表观密度，kg/m3 或g/cm3；
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
本章考试大纲
1、了解建筑材料与质量有关的性质， 熟悉建筑材料与水及热有关的性质 2、熟悉强度、比强度、吸水性、 吸湿性、耐水性、抗冻性、抗渗性、
耐久性及弹性、塑性的概念
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。
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。
小结：
１、 D＋P=1或密实率＋孔隙率＝１ D’+P’=1或填充率+空隙率=1。
２、密实度、孔隙率的大小反映了材料本身的致密程度； 填充率、空隙率的大小反映了材料堆积的紧密程度。
试 题
１、已知混凝土标准试块尺寸为150×150×150mm，称其
质量8.1kg，求该混凝土的表观密度？若用同一混凝土制 作尺寸为200×200×200mm和100×100×100mm试件，问试 块的质量各为多少？
其质量8.1kg，求该混凝土的表观密度？若用同一混凝土 制作尺寸为200×200×200mm和100×100×100mm试件， 问试 块的质量各为多少？ ２、一部小型卡车装碎石3500kg恰为一车（容积为2 ）。 取5kg碎石置于容积为0.0125m3的量筒中加满水，水与碎 石的净质量为15.6kg。 求（１）该碎石的堆积密度？ （２）在卡车中要加多少体积的砂可填满石子空隙？
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。
３、测定方法 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）。
五、填充率与空隙率
（一）填充率
１、定义：填充率是指散粒材料堆积体积中，颗粒体积
所占总体积的比率。
２、计算： 或
（二）空隙率 １、定义：空隙率是指散粒材料堆积体积中，颗粒之间 的空隙体积所占的比例。
２、计算：
V V0 P 1 / 0 V0
/ 0 / 0
试
题
１.某种材料的密实度为D,孔隙率为P,则( ) A. D+P=1 B.D+P<1 C.D+P>1 D.D>P ２.某材料孔隙率为2.5%,密度为2.6g/
２、一部小型卡车装碎石3500kg恰为一车（容积为2m3）。 取5kg碎石置于容积为0.0125m3的量筒中加满水，水与碎石 的净质量为15.6kg。 求（１）该碎石的堆积密度？ （２）在卡车中要加多少体积的砂可填满石子空隙？
３、常用材料的密度、表观密度、堆积密度及空隙率如 下表所示
试 题
１、已知混凝土标准试块尺寸为150×150×150mm，称
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。
Ｖa= m0+m2- m1
（二）堆积密度
１、定义：散状堆积材料自然堆积，单位体积（含物质 颗粒固体及其闭口、开口孔隙体积及颗粒间空隙体积） 的质量。 ２、计算 ：
m ' V
'
式中 ρo’—— 堆积密度，kg/m3； m—— 材料的质量（干燥至恒重）， kg； V’0——材料的堆积体积 ，m3。
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
Fra Baidu bibliotek
3. 某工地有砂50吨，表观密度为2.65g/cm3，堆积 密度为1 450kg/m3；石子100吨，表观密度为 2.70g/cm3，堆积密度为1 500kg/m3。试计算砂石 的空隙率，若平均堆积高度为1.2m；各需要多大 面积存放？ 4. 一岩石试件破碎、磨细、过筛，烘干，称取60 克，用李氏瓶法测得其体积为22.64cm3；一卵石 试样，称取1000g，用广口瓶法测得其体积为 370cm3。试计算二试样的密度，并说明各是什么 密度。 5. 一标准混凝土试体，尺寸为 150mm×150mm×150mm，测得其28天抗压破 坏荷载为531kN，试计算其强度。
kg/ :( ) A. 2535 B.253.5 (附1) C.2650 D.1950 ,则其表观密度为
3(多选).材料的物理性能指标主要有（ ） A.弹性 B.塑性 C. 表观密度 D. 密实度 4(多选).反映材料密实程度的指标有( ) A.表观密度 B.相对密度 C.堆积密度 D. 孔隙率 E. 密实度
、
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
二、密度、表观密度（单个材料）
（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：
m V
式中 ρ—— 材料的密度，g/cm3；
Ｖ’０=Ｖ开＋Ｖ闭＋Ｖ固＋Ｖ空
３、测定方法 试题 1.单个块状材料的密度和表观密度之间的关系：
A.密度大于表观密度； B.密度大于或等于表观密度；
C.密度小于表观密度； D.密度小于或等于表观密度。
2. 1m3水泥砂浆配用水泥松散体积0.45m3,其堆积密 度为1200kg/m3,搅拌损耗率为3%,则1m3水泥砂浆水 泥砂用量是( ) A.540kg B. 556.2kg C.2666.67kg D.2746.67kg
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。
V D *100% V0
0 D *100%
（二）孔隙率 １、定义：孔隙率是指材料体积内，孔隙体积所占的比例。 ２、计算：
V0 V 0 V P 1 (1 ) *100% V0 V0
试
题
1(多选).材料的孔隙率增大,则材料的( ) 下降. A密度 B. 强度 C.抗冻性 D. 抗渗性 E.吸水率 F. 表观密度 2.某材料在自然状态 下1 m3重量2400kg,孔隙率25%,则 其密度为( ) （附2） A.1.8g/ B. 3.2g/ C.1800g/ D.3200g/
式中 ρa—— 材料的视密度，kg/m3 或g/cm3； m—— 材料的质量（干燥至恒重），kg或 g； Va—— 材料的视体积（ Va＝Ｖ固＋Ｖ闭）。 m3或cm3。
３、测定方法
１）称取烘干试样m0(g) ２）把试样装入盛有半瓶水的容量瓶中，加水使水面与容 量瓶刻度线平齐，称其质量m1 (g) 。 ３）倒出容量瓶中的水与试样，将瓶内外清洗干净，再往 瓶中加水至刻度线，称其质量m2 (g)
３、测定方法 试题 3.(12年)关于材料的表观密度，下列说法正确的是( ) A.表观密度是材料在绝对密实状态下单位体积的质量 B.砂的表观密度在1450~1650kg/m3之间 C. 材料在自然状态下的体积包含了其内部孔隙的体 积 D.普通粘土砖的表观密度与粘土空心砖的表观密度 相等
四、密实度和孔隙率 （一）密实度 １、定义：密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度。 ２、计算：
陶粒的粒状构造
试题：1(多选)、下列建筑材料中，绝对密实的材料有：（ ）
A.板材 B.混凝土 E. 玻璃 C. 钢材 D.陶瓷
2(多选)、一般多孔构造材料的特点是: ( ) A. 强度低 C.抗渗性好 B.强度高 D. 抗渗性差
E. 保温隔热好
F.保温隔热差
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
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：
三、视密度、堆积密度 （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
试题
1.材料的密度指:( ) A.自然状态下单位体积的质量 B.饱和状态下单位体积的质量 C.堆积自然状态下单位体积的质量 D. 绝对密实状态下单位体积的质量
（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：
m V
式中 ρo—— 材料的表观密度，kg/m3 或g/cm3；
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
本章考试大纲
1、了解建筑材料与质量有关的性质， 熟悉建筑材料与水及热有关的性质 2、熟悉强度、比强度、吸水性、 吸湿性、耐水性、抗冻性、抗渗性、
耐久性及弹性、塑性的概念
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。
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。
小结：
１、 D＋P=1或密实率＋孔隙率＝１ D’+P’=1或填充率+空隙率=1。
２、密实度、孔隙率的大小反映了材料本身的致密程度； 填充率、空隙率的大小反映了材料堆积的紧密程度。
试 题
１、已知混凝土标准试块尺寸为150×150×150mm，称其
质量8.1kg，求该混凝土的表观密度？若用同一混凝土制 作尺寸为200×200×200mm和100×100×100mm试件，问试 块的质量各为多少？
其质量8.1kg，求该混凝土的表观密度？若用同一混凝土 制作尺寸为200×200×200mm和100×100×100mm试件， 问试 块的质量各为多少？ ２、一部小型卡车装碎石3500kg恰为一车（容积为2 ）。 取5kg碎石置于容积为0.0125m3的量筒中加满水，水与碎 石的净质量为15.6kg。 求（１）该碎石的堆积密度？ （２）在卡车中要加多少体积的砂可填满石子空隙？
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。
３、测定方法 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）。
五、填充率与空隙率
（一）填充率
１、定义：填充率是指散粒材料堆积体积中，颗粒体积
所占总体积的比率。
２、计算： 或
（二）空隙率 １、定义：空隙率是指散粒材料堆积体积中，颗粒之间 的空隙体积所占的比例。
２、计算：
V V0 P 1 / 0 V0
/ 0 / 0
试
题
１.某种材料的密实度为D,孔隙率为P,则( ) A. D+P=1 B.D+P<1 C.D+P>1 D.D>P ２.某材料孔隙率为2.5%,密度为2.6g/
２、一部小型卡车装碎石3500kg恰为一车（容积为2m3）。 取5kg碎石置于容积为0.0125m3的量筒中加满水，水与碎石 的净质量为15.6kg。 求（１）该碎石的堆积密度？ （２）在卡车中要加多少体积的砂可填满石子空隙？
３、常用材料的密度、表观密度、堆积密度及空隙率如 下表所示
试 题
１、已知混凝土标准试块尺寸为150×150×150mm，称
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。
Ｖa= m0+m2- m1
（二）堆积密度
１、定义：散状堆积材料自然堆积，单位体积（含物质 颗粒固体及其闭口、开口孔隙体积及颗粒间空隙体积） 的质量。 ２、计算 ：
m ' V
'
式中 ρo’—— 堆积密度，kg/m3； m—— 材料的质量（干燥至恒重）， kg； V’0——材料的堆积体积 ，m3。
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
Fra Baidu bibliotek
3. 某工地有砂50吨，表观密度为2.65g/cm3，堆积 密度为1 450kg/m3；石子100吨，表观密度为 2.70g/cm3，堆积密度为1 500kg/m3。试计算砂石 的空隙率，若平均堆积高度为1.2m；各需要多大 面积存放？ 4. 一岩石试件破碎、磨细、过筛，烘干，称取60 克，用李氏瓶法测得其体积为22.64cm3；一卵石 试样，称取1000g，用广口瓶法测得其体积为 370cm3。试计算二试样的密度，并说明各是什么 密度。 5. 一标准混凝土试体，尺寸为 150mm×150mm×150mm，测得其28天抗压破 坏荷载为531kN，试计算其强度。
kg/ :( ) A. 2535 B.253.5 (附1) C.2650 D.1950 ,则其表观密度为
3(多选).材料的物理性能指标主要有（ ） A.弹性 B.塑性 C. 表观密度 D. 密实度 4(多选).反映材料密实程度的指标有( ) A.表观密度 B.相对密度 C.堆积密度 D. 孔隙率 E. 密实度
、
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
二、密度、表观密度（单个材料）
（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：
m V
式中 ρ—— 材料的密度，g/cm3；
Ｖ’０=Ｖ开＋Ｖ闭＋Ｖ固＋Ｖ空
３、测定方法 试题 1.单个块状材料的密度和表观密度之间的关系：
A.密度大于表观密度； B.密度大于或等于表观密度；
C.密度小于表观密度； D.密度小于或等于表观密度。
2. 1m3水泥砂浆配用水泥松散体积0.45m3,其堆积密 度为1200kg/m3,搅拌损耗率为3%,则1m3水泥砂浆水 泥砂用量是( ) A.540kg B. 556.2kg C.2666.67kg D.2746.67kg
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。
V D *100% V0
0 D *100%
（二）孔隙率 １、定义：孔隙率是指材料体积内，孔隙体积所占的比例。 ２、计算：
V0 V 0 V P 1 (1 ) *100% V0 V0
试
题
1(多选).材料的孔隙率增大,则材料的( ) 下降. A密度 B. 强度 C.抗冻性 D. 抗渗性 E.吸水率 F. 表观密度 2.某材料在自然状态 下1 m3重量2400kg,孔隙率25%,则 其密度为( ) （附2） A.1.8g/ B. 3.2g/ C.1800g/ D.3200g/
式中 ρa—— 材料的视密度，kg/m3 或g/cm3； m—— 材料的质量（干燥至恒重），kg或 g； Va—— 材料的视体积（ Va＝Ｖ固＋Ｖ闭）。 m3或cm3。
３、测定方法
１）称取烘干试样m0(g) ２）把试样装入盛有半瓶水的容量瓶中，加水使水面与容 量瓶刻度线平齐，称其质量m1 (g) 。 ３）倒出容量瓶中的水与试样，将瓶内外清洗干净，再往 瓶中加水至刻度线，称其质量m2 (g)
３、测定方法 试题 3.(12年)关于材料的表观密度，下列说法正确的是( ) A.表观密度是材料在绝对密实状态下单位体积的质量 B.砂的表观密度在1450~1650kg/m3之间 C. 材料在自然状态下的体积包含了其内部孔隙的体 积 D.普通粘土砖的表观密度与粘土空心砖的表观密度 相等
四、密实度和孔隙率 （一）密实度 １、定义：密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度。 ２、计算：
陶粒的粒状构造
试题：1(多选)、下列建筑材料中，绝对密实的材料有：（ ）
A.板材 B.混凝土 E. 玻璃 C. 钢材 D.陶瓷
2(多选)、一般多孔构造材料的特点是: ( ) A. 强度低 C.抗渗性好 B.强度高 D. 抗渗性差
E. 保温隔热好
F.保温隔热差
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