土建工程基础第一章工程材料XXXX.pptx
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在测定有孔隙材料（如砖、石等）的密度时，应把材料磨成细 粉，干燥后，用李氏密度瓶测定其绝对密实体积。
2. 表观密度（视密度）
m
V
式中： —材料的表观密度，kg/m3或g/cm3；
m —材料在干燥状态下的质量； V —材料在包含闭口孔隙条件下的体积，m3或cm3。
材料在包含闭口孔隙条件下的体积是采用排液置换法或水中称 重法测量。
开口孔隙：与外界相连通的孔隙； 闭口孔隙：与外界隔绝的孔隙。 极细孔隙：孔径D<0.01mm； 细小孔隙：孔径D<1.0mm； 粗大孔隙：孔径D>1.0mm。
(一) 密度、表观密度、体积密度和堆积密度
1. 密度
m
V
式中： —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。
软化系数的范围波动在0～1之间。通常将软化系数大于等于 0 .85的材料看作是耐水材料。
4．抗渗性
抗渗性指材料抵抗压力水渗透的性质。材料的抗渗性常用渗透 系数或抗渗等级来表示。
Qd K S AtH
式中：K S —渗透系数，cm/h； Q —透水量，cm3； d —试件厚度，cm； A —透水面积，cm2；
1.空隙率
材料空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间 空隙体积占堆积体积的百分率。
2.填充率
P' V1 V0 100% (1 1 ) 100%
V1
0
填充率是指散粒状材料在自然堆积状态下，其中的颗粒体积 占自然堆积状态下的体积的百分率。
D' V0 100% 1 100%
V1
0
例：某容量筒质量为3.4 kg，容积为10L。容量筒装满 绝对干燥石子后的总质量为18.4 kg。若向筒内注入水， 待石子吸水饱和后，再注满此筒，共注入水 4.27 kg。 将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总质量为15.2kg。 求该石子的表观密度、体积密度、堆积密度和填充率。
植物质材料
有机材料
高分子材料 沥青材料
复合材料
金属 无机非金属复合材料 有机与无机非金属复合 材料
2.按使用功能分类
结构材料： 钢材、 混凝土等
墙体材料： 填充墙、 内隔墙和其他围护材料 等
功能材料： 防水材料、 防火材料、 装饰材料、
绝热材料、 吸声隔声材料等
1.1.2 工程材料的物理性质
材料的含水率受环境影响，随空气的温度和湿度的变化而变化。 当材料中的湿度与空气湿度达到平衡时的含水率称为平衡含水率。
3．耐水性
材料的耐水性是指材料长期在水的作用下不破坏，而且强度 也不显著降低的性质。材料耐水性用软化系数 K R 表示。
KR
fb fg
式中： fb ——材料在吸水饱和状态下的抗压强度，MPa； f g ——材料在干燥状态下的抗压强度，MPa。
400 ～ 800
—
钢材
7.85
7850
—
(二) 材料的孔隙率和密实度
1.孔隙率
材料的孔隙率是指材料中的孔隙体积占材料自然状态下总体 积的百分率。
P V0 V 100% (1 0 ) 100%
V0
2.密实度
密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度。
D V 100% 0 100%
V0
(三) 材料的空隙率和填充率
第1章 工程材料
1.1 工程材料的分类与基本性质 1.2 水泥 1.3 混凝土 1.4 建筑砂浆 1.5 砌体材料 1.6 建筑钢材 1.7 防水材料
1.1.1 工程材料的分类
1.按化学组成分类
金属材料
黑色金属 有色金属
无机材料
非金属材料
天然石材 烧结制品 玻璃及融熔制品 胶凝材料
w ——水的密度， g/cm3 。
（2）吸湿性
吸湿性指材料在潮湿空气中吸收水分的性质，以含水率表示。 含水率是指材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比。
W m1 m0 100% m0
式中：W ——材料的含水率，％； m0 ——材料在干燥状态下的质量，g； m1 ——材料含水状态下的质量，g。
（开口孔隙和闭口孔隙）体积， m3或cm3。
对于不规则形状材料的体积，可采用封蜡排液法测得。
4. 堆积密度
1
m V1
式中：
m1
—材料的堆积密度，kg/m3； —材料的质量，kg；
V1 —材料的堆积体积，m3。
材料的堆积体积包括材料绝对体积、材料内部所有孔隙体积和颗 粒间的空隙体积。
表1-1 常用建筑材料的密度、体积密度、堆积密度
材料
密度 （g/cm3)
体积密度 （kg/m3)
堆积密度 （kg/m3)
碎石
2.60
—
1400 ～ 1700
砂
2.60
—
1450 ～ 1650
普通砖
2.50
1600 ～ 1800
—
空心砖
2.50
1000 ～ 1400
—
水泥
3.10
—
1200 ～ 1300
普通混凝土Leabharlann —2100 ～ 2600
—
木材
1.55
(四) 材料与水有关的性质
1.亲水性与憎水性
亲水性是指材料与水接触后能被水湿润并将水吸入内部的性 质 ；憎水性是指材料与水接触后能将水排斥在外的性质 。
亲水性材料：水泥、砂、石材、砖、木材等； 憎水性材料：沥青、油漆、塑料、防水油膏等。
2．材料的吸水性与吸湿性
（1）吸水性
1）质量吸水率 质量吸水率是指材料吸水饱和时，所吸收水分的质量占干
※材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积
3. 体积密度（容重）
0
m V0
式中： 0—材料的体积密度，kg/m3或g/cm3； m —材料的质量，按有关标准规定，该质量是指自然状态下
的气干质量，即将试件置于通风良好的室内存放7 d后 测得的质量， kg或g；
V0 —材料在自然状态下的体积，包括材料实体及内部孔隙
t —时间，h；
H—水头高度，cm。
渗透系数的物理意义是：单位时间内，在一定的水压作用下， 单位厚度的材料，单位截面积上的透水量。渗透系数越小的材料表 示其抗渗性越好。
燥材料质量的百分数 。
Wm
mb mg mg
100%
式中：Wm ——质量吸水率，％； mg ——材料在干燥状态下的质量，g； mb ——材料在吸水饱和状态下的质量，g。
2）体积吸水率
体积吸水率是指材料吸水饱和时，所吸水分的体积占干燥材
料体积的百分数 。
Wv
mb mg Vg '
1
w
100%
式中：Wv ——体积吸水率，％； Vg ' ——干操材料体积，cm3；
2. 表观密度（视密度）
m
V
式中： —材料的表观密度，kg/m3或g/cm3；
m —材料在干燥状态下的质量； V —材料在包含闭口孔隙条件下的体积，m3或cm3。
材料在包含闭口孔隙条件下的体积是采用排液置换法或水中称 重法测量。
开口孔隙：与外界相连通的孔隙； 闭口孔隙：与外界隔绝的孔隙。 极细孔隙：孔径D<0.01mm； 细小孔隙：孔径D<1.0mm； 粗大孔隙：孔径D>1.0mm。
(一) 密度、表观密度、体积密度和堆积密度
1. 密度
m
V
式中： —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。
软化系数的范围波动在0～1之间。通常将软化系数大于等于 0 .85的材料看作是耐水材料。
4．抗渗性
抗渗性指材料抵抗压力水渗透的性质。材料的抗渗性常用渗透 系数或抗渗等级来表示。
Qd K S AtH
式中：K S —渗透系数，cm/h； Q —透水量，cm3； d —试件厚度，cm； A —透水面积，cm2；
1.空隙率
材料空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间 空隙体积占堆积体积的百分率。
2.填充率
P' V1 V0 100% (1 1 ) 100%
V1
0
填充率是指散粒状材料在自然堆积状态下，其中的颗粒体积 占自然堆积状态下的体积的百分率。
D' V0 100% 1 100%
V1
0
例：某容量筒质量为3.4 kg，容积为10L。容量筒装满 绝对干燥石子后的总质量为18.4 kg。若向筒内注入水， 待石子吸水饱和后，再注满此筒，共注入水 4.27 kg。 将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总质量为15.2kg。 求该石子的表观密度、体积密度、堆积密度和填充率。
植物质材料
有机材料
高分子材料 沥青材料
复合材料
金属 无机非金属复合材料 有机与无机非金属复合 材料
2.按使用功能分类
结构材料： 钢材、 混凝土等
墙体材料： 填充墙、 内隔墙和其他围护材料 等
功能材料： 防水材料、 防火材料、 装饰材料、
绝热材料、 吸声隔声材料等
1.1.2 工程材料的物理性质
材料的含水率受环境影响，随空气的温度和湿度的变化而变化。 当材料中的湿度与空气湿度达到平衡时的含水率称为平衡含水率。
3．耐水性
材料的耐水性是指材料长期在水的作用下不破坏，而且强度 也不显著降低的性质。材料耐水性用软化系数 K R 表示。
KR
fb fg
式中： fb ——材料在吸水饱和状态下的抗压强度，MPa； f g ——材料在干燥状态下的抗压强度，MPa。
400 ～ 800
—
钢材
7.85
7850
—
(二) 材料的孔隙率和密实度
1.孔隙率
材料的孔隙率是指材料中的孔隙体积占材料自然状态下总体 积的百分率。
P V0 V 100% (1 0 ) 100%
V0
2.密实度
密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度。
D V 100% 0 100%
V0
(三) 材料的空隙率和填充率
第1章 工程材料
1.1 工程材料的分类与基本性质 1.2 水泥 1.3 混凝土 1.4 建筑砂浆 1.5 砌体材料 1.6 建筑钢材 1.7 防水材料
1.1.1 工程材料的分类
1.按化学组成分类
金属材料
黑色金属 有色金属
无机材料
非金属材料
天然石材 烧结制品 玻璃及融熔制品 胶凝材料
w ——水的密度， g/cm3 。
（2）吸湿性
吸湿性指材料在潮湿空气中吸收水分的性质，以含水率表示。 含水率是指材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比。
W m1 m0 100% m0
式中：W ——材料的含水率，％； m0 ——材料在干燥状态下的质量，g； m1 ——材料含水状态下的质量，g。
（开口孔隙和闭口孔隙）体积， m3或cm3。
对于不规则形状材料的体积，可采用封蜡排液法测得。
4. 堆积密度
1
m V1
式中：
m1
—材料的堆积密度，kg/m3； —材料的质量，kg；
V1 —材料的堆积体积，m3。
材料的堆积体积包括材料绝对体积、材料内部所有孔隙体积和颗 粒间的空隙体积。
表1-1 常用建筑材料的密度、体积密度、堆积密度
材料
密度 （g/cm3)
体积密度 （kg/m3)
堆积密度 （kg/m3)
碎石
2.60
—
1400 ～ 1700
砂
2.60
—
1450 ～ 1650
普通砖
2.50
1600 ～ 1800
—
空心砖
2.50
1000 ～ 1400
—
水泥
3.10
—
1200 ～ 1300
普通混凝土Leabharlann —2100 ～ 2600
—
木材
1.55
(四) 材料与水有关的性质
1.亲水性与憎水性
亲水性是指材料与水接触后能被水湿润并将水吸入内部的性 质 ；憎水性是指材料与水接触后能将水排斥在外的性质 。
亲水性材料：水泥、砂、石材、砖、木材等； 憎水性材料：沥青、油漆、塑料、防水油膏等。
2．材料的吸水性与吸湿性
（1）吸水性
1）质量吸水率 质量吸水率是指材料吸水饱和时，所吸收水分的质量占干
※材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积
3. 体积密度（容重）
0
m V0
式中： 0—材料的体积密度，kg/m3或g/cm3； m —材料的质量，按有关标准规定，该质量是指自然状态下
的气干质量，即将试件置于通风良好的室内存放7 d后 测得的质量， kg或g；
V0 —材料在自然状态下的体积，包括材料实体及内部孔隙
t —时间，h；
H—水头高度，cm。
渗透系数的物理意义是：单位时间内，在一定的水压作用下， 单位厚度的材料，单位截面积上的透水量。渗透系数越小的材料表 示其抗渗性越好。
燥材料质量的百分数 。
Wm
mb mg mg
100%
式中：Wm ——质量吸水率，％； mg ——材料在干燥状态下的质量，g； mb ——材料在吸水饱和状态下的质量，g。
2）体积吸水率
体积吸水率是指材料吸水饱和时，所吸水分的体积占干燥材
料体积的百分数 。
Wv
mb mg Vg '
1
w
100%
式中：Wv ——体积吸水率，％； Vg ' ——干操材料体积，cm3；