土建工程基础第一章工程材料XXXX.pptx
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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；
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。
材料
密度 （g/cm3)
体积密度 （kg/m3)
堆积密度 （kg/m3)
碎石
2.60来自百度文库
—
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
—
2100 ～ 2600
—
木材
1.55
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
※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。
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。
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。
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。
（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
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
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。
(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
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；
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；
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。
材料
密度 （g/cm3)
体积密度 （kg/m3)
堆积密度 （kg/m3)
碎石
2.60来自百度文库
—
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
—
2100 ～ 2600
—
木材
1.55
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
※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。
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。
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。
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。
（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
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
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。
(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
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；