建筑材料的物理性质
建筑材料的物理性质
建筑材料的物理性质材料是构成建筑物的物质基础。
直接关系建筑物的安全性、功能性、耐久性和经济性。
用于建工.程的材料要承受各种不同的力的作用。
例如结构中的梁、板、柱应其有承受荷载作用的力学性能；墙体的材料应接有抗冻、绝热、隔声等性能;地而的材料应具有耐磨性能等。
一般来说.材料的性质可以分为4个方面：物理性质、力学性质、化学性质和耐久性。
一、物理性能1、密度密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。
按式（2-1）计算：材料在绝对密实状态下的体积.是指不包括材料孔隙在内的体积。
建筑材料中，除钢材、玻璃等少数材料接近于绝对密实外，绝大多数材料都含有一定的孔隙，如砖、石材等。
而孔隙又可分为开口孔隙和闭口孔隙。
在测定有孔隙材料的密度时，为了排除其内部孔隙，应将材料磨成细粉(粒径小于0.2mm)，经干燥后用密度瓶测定其体积。
材料磨得越细，测得的密度就越准确。
2、表观密度表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量。
按式（2-2）计算：材料的表观体积是指包含材料内部孔隙在内的体积。
对外形规则的材料，其几何体积即为表观体积，对外形不规则的材料，可用排水法求得，但要在材料表面预先涂上蜡，以防水分渗入材料内部而使测值不准。
当材料的孔隙内含有水分时，其质量和体积均有所变化，表观密度一般变大。
所以测定材料的表观密度有气干状态下测得的值和绝对干燥状态下测得的值(干表观密度)口在进行材料对比试验时，以干表观密度为准。
3、堆积密度堆积密度是指散粒或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。
按式（2-3）计算：材料的堆积体积既包含了颗粒内部的孔隙，又包含了颗粒之间的空隙。
堆积密度的大小不但取决于材料颗粒的表观密度，而且还与堆积的密实程度、材料的含水状态有关。
表2-1 常用建筑材料的密度、表观密度、堆积密度4、密实度密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程度。
以D表示，按式（2-4）计算：密实度反映了材料的密实程度，含有孔隙材料的密实度均小于1.5、孔隙率孔隙率是指材料内部孔隙体积占材料总体积的百分率。
建筑材料教材
第一章、建筑材料的基本性质§2、1材料的基本物理性质一、材料的密度、表观密度与堆积密度1、密度：密度是材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。
——密度自身体积（不含孔隙）磨成细粉消除内部孔隙，材料的排水体积 V计算式ρ= m/v式中ρ--- 材料的密度，g/㎝3。
m --- 材料在干燥状态下的质量，g 。
v --- 材料在绝对密实状态下的体积，㎝3。
2、表观密度和容积密度：表观密度（又称为视密度、近似密度）表示材料单位细观外形体积（包括内部封闭孔隙）的质量，容积密度（又称为体积密度、表观毛密度、容重）表示材料单位宏观外形体积（包括内部封闭孔隙和开口孔隙）的质量。
——表观密度细观外形体积（含闭口孔）干燥材料浸入水中，待吸水饱和后，测量排开水的体积 V计算式ρ'= m /v '式中ρ'--- 材料的表观密度，g/cm3 。
m --- 材料在干燥状态下的质量，g 。
v '--- 材料不含开口孔隙的体积，cm3。
3、堆积密度：堆积密度是指散粒材料或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。
——堆积密度自然堆积体积(含材料间空隙) 颗粒材料正好装满容器，测量该容器的容积V计算式ρ0'= m/ v0 ' =m /(V+ V P + V v )式中ρ0'--- 材料的堆积密度，kg/ m3。
V P--- 颗粒内部孔隙的体积，m3。
Vv --- 颗粒间空隙的体积，m3 。
注意：自然堆积状态下的体积含颗粒内部的孔隙积及颗粒之间的空隙体积。
二、材料的密实度与孔隙率1、密实度（D）即材料体积内被固体物质充实的程度， D＝1－P。
表达式 D =V/V0×100 % =（ρ0 /ρ）×100 %2、孔隙率（P）指材料内部孔隙体积占其总体积的百分率。
表达式P=[(V0-V)/V0 ]=[1-V/V0 ] =(1-P0 /P)×100 %孔隙率和密实度的关系 D + P= 1材料孔隙率或密实度大小直接反映材料的密实程度。
建筑材料的基本性质整理
建筑材料的基本性质整理-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN1、建筑材料的物理性质①材料的密度、表观密度、堆积密度（1）密度：材料在绝对密度状态下单位体积的重量。
（2）表观密度：材料在自然状态下单位体积德重量。
（3）堆积密度：粉状或散粒材料在堆积状态下单位体积德重量。
②材料的孔隙率空隙率（1）孔隙率：材料体积内空隙体积所占的比例。
（2）空隙率：散装粒状材料在某堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比列。
③材料的亲水性和憎水性（1）润湿角的材料为亲水材料，如建材中的混凝土、木材、砖等。
亲水材料表面做憎水处理，可提高其防水性能。
（2）润湿角的材料为亲水材料，如建材中的沥青、石蜡等。
④材料的吸水性和吸湿性（1）吸水性：在水中能吸收水分的性质。
吸水率（2）吸湿性：材料吸收空气中水分的性质。
含水率。
⑤材料的耐水性、抗渗性和抗冻性（1）耐水性：材料长期在饱和水的作用下不破坏，而且强度也不显着降低的性质。
（2）抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质。
一般用渗透系数K或抗渗等级P表示。
混凝土材料的抗渗等级P=10H-1，H-六个试件中三个试件开始渗水时的水压力。
K越小或P越高，表明材料的抗渗性越好。
（3）抗冻性：材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏、强度又不明显降低的性质，常用抗冻等级F表示。
孔隙率小及具有封闭孔的材料有较高的抗渗性和抗冻性；具有细微而连通的空隙对材料的抗渗性和抗冻性不利。
（4）材料的导热性导热性：材料传到热量的性质。
用导热系数表示，通常将的材料称为绝热材料。
孔隙率越大、表观密度越小，导热系数越小。
2、建筑材料的力学性能①强度与比强度强度是材料抵抗外力破坏的能力。
强度分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度。
孔隙率越大，强度越低。
比强度是按单位重量计算的材料强度，等于材料的强度与其表观密度之比。
②弹性与塑性（1）弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，能完全恢复原来形状的性质。
建筑知识：不同材料的建筑物理性质分析
建筑知识：不同材料的建筑物理性质分析建筑物理性质是指建筑材料在物理方面的特性和表现。
建筑物理性质是建筑设计中至关重要的一部分，它涉及到建筑材料的强度、硬度、密度、导热性能等多个方面，这些性质直接影响到建筑物的使用寿命、稳定性、隔热性和施工难易度等方面。
本文将分析常见的建筑材料的物理性质，并探讨它们的适用范围及优劣势。
1.混凝土混凝土是一种由水泥、沙子、碎石等不同成分材料组成的建筑材料。
混凝土强度高、密封性好、施工方便，广泛应用于建筑中。
在物理性质方面，混凝土的密度较大，适合用于重建筑物或做建筑的冲击和振动承受体，并且由于混凝土具有良好的隔热性能，因此在温室和其他需要保温的结构中很常见。
然而，混凝土的耐久性较弱，耐候性不佳，容易出现裂纹和腐蚀，对于那些需要使用较长期的建筑物来说，它可能并不是一个理想的选择。
2.红砖红砖是一种由粘土制成的建筑材料。
红砖相对较小、重量轻，适合用于建造房屋和其他轻负荷建筑，它具有较好的隔热性和隔音性，可以有效地维护内部温度和保护住户免受噪声的干扰。
然而，红砖的强度低，它通常不适合用于大型和重负荷建筑物的建造，这限制了它的应用范围，此外，红砖的制造成本也比较高，制造和运输过程中产生的碳排放量也是一个问题。
3.钢结构钢结构由钢材构成，具有较高的强度和硬度，适用于建造大型和重负荷建筑物，如高层建筑、桥梁和广场等。
钢结构还具有较好的耐候性和抗腐蚀性，可以在各种气候条件下使用。
然而，钢结构的处理比较麻烦，需要特殊的设备和高技能的工人，同时钢结构具有较差的隔热性能并且易受火灾损坏，这些缺陷限制了钢结构的使用范围。
4.玻璃玻璃是一种透明的建筑材料，用于建造大型的、现代风格的建筑物，如大型写字楼和商场等。
玻璃具有良好的透光性和美观性，并且通常可以起到保温和隔热作用。
但是，玻璃的强度和硬度较低，不适合用于建造高负荷建筑，而且玻璃易碎，对建筑物的安全也会造成威胁。
5.瓦片瓦片是一种轻便且易于安装的建筑材料，它通常用于屋顶和墙面覆盖，可以有效地隔热并且比其他建筑材料更加经济。
第二章 建筑材料的基本性质(1)
m 0 V0
材料的表观体积是指包含孔隙的体积。一般 是指材料长期在空气中干燥，即气干状态下的 表观密度。称为气干表观密度。在烘干状态下 的表观密度，称为干表观密度。
一、测定材料的干质量m:
取材料样品
烘干
冷却到室温
烘箱1050C~1100C
干燥器 天平
称量质量 m
二、测定材料的自然体积Vo-----分两种情况：
比较项目 材料状态
近似密度 近似绝对 密实状态
表观密度 自然状态Байду номын сангаас
堆积密度 堆积状态
V0
材料体积 计算公式
应用
V
m V
V
m ' V'
V0
0 m0
V0
0'
m0 V0'
判断材料性质
材料用量及体积的计 算
2、材料的密实度与孔隙度
1) 密实度 密实度是指材料体积内被固体物质所充实 的程度，也就是固体物质的体积占总体积的 比例。密实度反映材料的致密程度。以D表示：
材料的抗渗性也可用抗渗等级表示。抗渗 等级是以规定的试件，在标准试验方法下所 能承受的最大水压力来确定，以符号“Pn” 表示，如P4、P6、P8等分别表示材料能承受 0. 4、0. 6、0.8MPa的水压而不渗水。 例如：某防水混凝土的抗渗等级为P6，表 示该混凝土试件经标准养护28d后，按照规定 的试验方法在0.6MPa压力水的作用下无渗透 现象。
憎水性孔壁难以使水吸入。
拓展思考—— 1、为什么房屋一楼特别潮湿？ 2、如何解决？
1、地下水沿材料毛细管上升，然后 在空气中挥发。 2、解决问题的原理与办法 阻塞毛细通道，技术措施？ 对材料中的毛细管壁进行憎水 处理
建筑材料物理性能
2.1 建筑材料的基本物理性质建筑材料在建筑物的各个部位的功能不同，均要承受各种不同的作用，因而要求建筑材料必须具有相应的基本性质。
物理性质包括密度、密实性、空隙率、孔隙率（计算材料用量、构件自重、配料计算、确定堆放空间）一、材料的密度、表观密度与堆积密度密度是指物质单位体积的质量。
单位为g/cm3或kg/m3。
由于材料所处的体积状况不同，故有实际密度（密度）、表观密度和堆积密度之分。
（1）实际密度 (True Density）以前称比重、真实密度)，简称密度(Density)。
实际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：式中: ρ－实际密度（g/cm3）；m－材料在干燥状态下的质量（g）；V－材料在绝对密实状态下的体积（cm3）。
绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积。
除了钢材、玻璃等少数接近于绝对密实的材料外，绝大多数材料都有一些孔隙，如砖、石材等块状材料。
在测定有孔隙的材料密度时，应把材料磨成细粉以排除其内部孔隙，经干燥至恒重后，用密度瓶（李氏瓶）测定其实际体积，该体积即可视为材料绝对密实状态下的体积。
材料磨得愈细，测定的密度值愈精确。
（2）表观密度 (Apparent Density)以前称容重、有的也称毛体积密度。
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：式中: ρ0－表观密度（g/cm3或kg/m3）；m－材料的质量（g或kg）；V0－材料在自然状态下的体积，或称表观体积（cm3或m3）。
材料在自然状态下的体积是指材料的实体积与材料内所含全部孔隙体积之和。
对于外形规则的材料，其测定很简便，只要测得材料的重量和体积，即可算得表观密度。
不规则材料的体积要采用排水法求得，但材料表面应预先涂上蜡，以防水分渗人材料内部而影响测定值。
（3）堆积密度 (Bulk Density)散粒材料在自然堆积状态下单位体积的重量称为堆积密度。
可用下式表示：式中: ρ0'－堆积密度（kg/m3）；m－材料的质量（kg）；V0'－材料的堆积体积（m3）。
建筑材料的物理性质
建筑材料的物理性质概述建筑材料是指用于建筑构造、装修和装饰的各种材料，对于一个建筑物的质量、结构和安全起着至关重要的作用。
物理性质是指材料在物理层面上的特性和表现，如密度、热胀冷缩性、导热性等。
本文将从物理性质的角度来介绍几种常见的建筑材料及其特性。
密度密度是指材料单位体积的质量，通常用千克/立方米（kg/m³）来表示。
建筑材料的密度对结构设计和施工具有重要影响。
例如，使用密度较大的材料可以增加建筑结构的稳定性，而较小的密度则可以减轻负载。
以下是几种常见建筑材料的密度：•混凝土：2400kg/m³•钢材：7850kg/m³•砖块：1900-2300kg/m³•玻璃：2500kg/m³热胀冷缩性热胀冷缩性是指材料在温度变化时的体积变化率。
建筑材料的热胀冷缩性需要在设计和施工过程中予以考虑，以确保建筑物的结构不会因温度变化而产生不可预测的变形和破坏。
•混凝土的热胀冷缩系数约为10×10^-6/℃；•钢材的热胀冷缩系数约为12×10^-6/℃；•砖块的热胀冷缩系数约为4-6×10^-6/℃；•玻璃的热胀冷缩系数约为9-11×10^-6/℃。
导热性导热性是指材料传导热量的能力。
建筑材料的导热性直接影响建筑物的保温性能和能耗，在建筑设计和节能方面具有重要意义。
•混凝土的导热系数约为1.7-2.1W/(m·K)；•钢材的导热系数约为50-80W/(m·K)；•砖块的导热系数约为0.7-1.4W/(m·K)；•玻璃的导热系数约为0.8-1.2W/(m·K)。
声学性能建筑材料的声学性能对于建筑物的吸声、隔声和声传播起着重要作用。
以下是几种常见建筑材料的声学性能指标：•混凝土的声传播特性较差，需要采取吸音措施；•钢材具有良好的声传播特性，常用于音乐厅等声学要求较高的场所；•砖块的吸声性能较好，常用于消音墙等场合；•玻璃的声传播特性较好，需要考虑降低噪音的需求。
建筑材料的物理性质
2010年1月份学习资料：建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质可分为与质量有关的性质、与水有关的性质和与温度有关的性质。
1.与质量有关的性质(1)密度。
材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量，即材料的质量与材料在绝对密实状态下的体积之比。
(2)表观密度。
材料的表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量，即材料的质量与材料在自然状态下的体积之比。
(3)密实度。
材料的密实度是指材料在绝对密实状态下的体积与在自然状态下的体积之比。
(4)孔隙率。
材料的孔隙率是指材料内部孔隙的体积占材料在自然状态下的体积的比例。
2.与水有关的性质(1)吸水性。
可用材料的吸水率来反映。
材料的吸水率与其孔隙率正相关。
(2)吸湿性。
材料的吸湿性是指材料在潮湿的空气中吸收水蒸气的性质，可用材料的含水率来反映。
(3)耐水性。
材料的耐水性是指材料在饱和水作用下强度不显著降低的性质。
(4)抗渗性。
材料的抗渗性是指材料的不透水性，或材料抵抗压力水渗透的性质。
(5)抗冻性。
材料的抗冻性是指材料在多次冻融循环作用下不破坏，强度也不显著降低的性质。
3.与温度有关的性质(1)导热性。
材料的导热性是指热量由材料的一面传至另一面的性质。
(2)热容量。
材料的热容量是指材料受热时吸收热量，冷却时释放热量的性质。
(二)建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质是指建筑材料在各种外力作用下抵抗破坏或变形的性质，包括强度、弹性、塑性、脆性、韧性、硬度和耐磨性。
1. 强度。
2.弹性与塑性。
材料的弹性是指材料在外力作用下产生变形，外力去掉后变形能完全消失的性质。
材料的这种可恢复的变形，称为弹性变形。
材料的这种不可恢复的残留变形，称为塑性变形。
3.脆性与韧性。
材料的脆性是指材料在外力作用下未发生显著变形就突然破坏的性质。
脆性材料的抗压强度远大于其抗拉强度，所以脆性材料只适用于受压构件。
建筑材料中大部分无机非金属材料为脆性材料。
材料的韧性是指材料在冲击或振动荷载作用下产生较大变形尚不致破坏的性质。
建筑材料的基本性质 建筑材料与质量有关的物理性质
式中 P — 材料的孔隙率（%） V0 — 材料在自然状态下的体积（cm3） V —材料总体积
1.2.1 建筑材料与质量有关的物理性质
➢ 空隙率与填充率
空隙率（P’）：散颗材料（如砂、石子）堆积体积（V0’）中， 颗粒间空隙 体积所占的百分率。公式如下：
P'
V0' V0 V0 '
100 0 0
填充率：指在某堆积体积中，被散粒材料的颗粒所填充的程度。
1.2.1 建筑材料的基本
物理性质
化学性质
力学性质
建筑材料 的基本性
质
耐久性
将建筑材料应具备的各种技术性能，归纳起来可概括为物理性质、 力学性质、化学性质和耐久性四个基本技术性质。
1.2.1 建筑材料的物理性质
ρ0' ρ0 ρ
与质量有关性质 密 表 堆孔 空 度 观 积隙 隙
密 密率 率 度 度与 与
m
V
式中：ρ— 实际密度（g/cm3） m— 材料的质量（g） V— 材料在绝对密实 状态下的体积（cm3 ）
1.2.1 建筑材料与质量有关的物理性质
➢ 密度
m
V
金属
玻璃
砖
混凝土
石材
排水法 李氏瓶
1.2.1 建筑材料与质量有关的物理性质
排水法
混凝土块
石材
➢ 表观密度 也称容重 ，是指材料在自然状态下，单位体积所具有的质量
m— 散粒材料的质量（g）
，
v 0 —材料在自然状态下的堆积体积（cm3）
1.2.1 建筑材料与质量有关的物理性质
➢ 孔隙率与密实度
孔隙率（P）Biblioteka 材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率 密实度（D）：指材料体积内被固体物质所填充的程度
建筑材料的基本物理性质
建筑材料的基本物理性质建筑材料的基本物理性质二、建筑材料的基本物理性质(一)材料的密度、表观密度和堆积密度1.密度(ρ)密度是材料在绝对密实状态下,单位体积的重量。
按下式计算:ρ＝m/V式中ρ一一密度, g/cm3;m一一材料的重量, g;V一一材料在绝对密实状态下的体积, cm3。
这里指的"重量"与物理学中的"质量"是同一含义,在建筑材料学中,习惯上称之为“重量”。
对于固体材料而言, rn是指干燥至恒重状态下的重量。
所谓绝对密实状态下的体积是指不含有任何孔隙的体积。
建筑材料中除了钢材、玻璃等少数材料外,绝大多数材料都含有一定的孔隙、如砖、石材等块状材料。
对于这些有孔隙的材料,测定其密度时，应先把材料磨成细粉,经干燥至恒重后,用比重瓶(李氏瓶)测定其体积,然后按上式计算得到密度值。
材料磨得越细,测得的数值就越准确。
2.表观密度(ρo)表现密度是指材料在自然状态下,单位体积的重量。
按下式计算:Ρo＝m/V0ρo一一表观密度, g/cm3或kg/m3;m一一材料的重量, g或kg;Vo一一材料的自然状态下的体积, cm3或m3材料在自然状态下的体积包含了材料内部孔隙的体积。
当材料含有水分时,它的重量积都会发生变化。
一般测定表观密度时,以干燥状态为准,如果在含水状态下测定表度,须注明含水情况。
在试验室中测定的通常为烘干至恒重状态下的表观密度。
质地坚硬的散粒状材料,如砂、石,要磨成细粉测定密度需耗费很大的能量,一般测定其密度,在应用过程中(如混凝土配合比计算过程)近似代替其密度。
3.堆积密度(ρ'0)堆积密度是指粉状或散粒状材料在堆积状态下,单位体积的重量。
按下式计算:ρ'0=m/V'0(10-1-3 )其中ρ'0一一堆积密度, kg/m3;M一一材料的重量, kg;V'0一一材料的堆积体积, m3。
这里,材料的重量是指自然堆积在一定容器内材料的重量;其堆积体积是指所用容器的容积。
建筑材料的基本性质10
图1.1 材料润湿边角
❖
润湿角90°＜θ＜180°［图
1.1(b)］，这种材料称为憎水性材料
孔隙率(%)
2.60~2.80 1800~2600
__
__
2.60~2.90 2500~2800
__
0.5~3.0
2.60~2.80
__
1400~1700
__
2.60
__
1450~1650
__
2.60
__
1600~1800
__
2.50 1600~1800
__
20~40
材料
粘土空心 砖 水泥
普通混凝 土 木材
脆性材料:在常温、静荷载下具有脆性的 材料。
❖ 韧性:在冲击、振动荷载作用下，材料能 够吸收较大的能量，同时也能产生一定 的变形而不致破坏的性质.
1.2.4 硬度和耐磨性
❖ 硬度:材料表面抵抗其他物质压入或刻划的能 力.
耐磨性:材料表面抵抗磨损的能力.材料的耐磨 性用磨损率表示:
N m1 m2 A
1.1.2.4 耐水性
❖ 材料在长期饱和水作用下不被破坏，其 强度也不显著降低的性质称为耐水性。 材料的耐水性用软化系数表示。
❖ 计算式为：
K软
f饱 f干
❖ 某石材在气干、绝干、水 饱和情况下测得的抗压强度 分 别 为 174MPa 、 178MPa 、 165MPa ， 求 该 石 材 的 软 化 系 数，并判断该石材可否用于 水下工程。
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第一节 材料的基本物理性质
一、材料与质量有关的基本物理性质 （一）材料的密度、表观密度与堆积密度
名称
定义
表达式 单位 备注
密度
材料在绝对密实状态下, 单位体积的质量。
m
v
g/cm3
表观密度 堆积密度
材料在自然状态下，单 位体积的质量。
第一章 建筑材料的基本性质
本章教学目标
掌握：材料各种基本性质的概念、指标的计算。
熟悉：主要技术性质的物理意义、影响因素及 对其它性质的影响。
了解：材料的各性质在工程实践中的意义。
本章内容
❖ 第一节 材料的基本物理性质 ❖ 第二节 材料的力学性质 ❖ 第三节 材料的耐久性
建筑材料的分类
❖ 按化学组成分为：无机材料、有机材料及复 合材料。
❖材料的抗压、抗拉、抗剪强度。 单位：MPa ，1MPa=1N/mm2
f F A
❖材料的抗弯强度
f弯
3Fl 2bh2
二、材料的比强度 比强度
衡量材料轻质高强的一个指标，材料的强度与其 表观密度之比，即：比强度 f
0
比强度材料的强度与其表观密度的比值（f/ρo），
它是评价材料是否轻质高强的指标。
（四）材料的耐水性
❖ 定义：材料在长期饱和水作用下，其强度也不 显著降低的性质，称为耐水性。其衡量指标为：
K软
f饱 f干
❖ 软化系数越小，说明材料吸水饱和后的强度降 低越多，其耐水性越差。
工程材对料材软料化软系化数系的数要的求要求
• 对经常处于水中或受潮严重的重要结构物（如 地下构筑物、基础、水工结构）的材料，其K软 ≥0.85；
材料在堆积状态下，单 位体积的质量。
v 0 m o
㎏/m3或 g/cm
3
0
m v0 '
㎏/m3
请看密度试验动画
请看堆积密度试验动画
（二）密实度与孔隙率 密实度
密实度是指材料体 积内，被固体物质 所充实的程度。
D V 100%＝ 0 100%
V0
图1-1 材料孔隙Hale Waihona Puke 示意图请看材料受拉破坏动画演示
第二节 材料的力学性质
一、材料的强度与强度等级
请看材料受压破坏动画演示
第二节 材料的力学性质
一、材料的强度与强度等级
请看材料受弯破坏动画演示
第二节 材料的力学性质
一、材料的强度与强度等级
请看材料受剪破坏动画演示
第二节 材料的力学性质
一、材料的强度与强度等级
❖强度－－指材料抵抗破坏的能力。
V0
0
图1-2 材料空隙率示意图
（三）填充率与空隙率 空隙率
空隙率是指散粒材料在 其堆积体积中，颗粒之 间的空隙体积占材料堆 积体积的百分率 。
图1-2 材料空隙率示意图
P ' V0 V0 100% (1 0 ) 100% 1 D
V0
0
二、材料与水有关的性质 （一）材料的亲水性与憎水性
t－热传导时间（s） t1
(T2-T1)－材料两侧温差（K） A
t2
导热系数λ的物理意义：
表示单位厚度的材料，当两侧温差为1K时，在单位 时间内通过单位面积的热量。
影响材料导热系数的因素有：
❖ 材料的组成与结构 ❖ 孔隙率及孔隙特征 ❖ 含水情况
第二节 材料的力学性质
第二节 材料的力学性质
一、材料的强度与强度等级
(a) 亲水性材料
(b) 憎水性材料
请看亲水性与憎水性动画演示
（二）吸水性
❖ 定义：吸水性是指材料在水中吸收水分的性 质，其大小用吸水率表示。
W质
m吸 m干 m干
100%
影响吸水性的因素
影响吸水性的因素： ❖ 材料的本身的性质，如亲水性或憎水性； ❖ 材料的孔隙率； ❖ 孔隙构造特征，如孔径大小、开口与否等 。
（二）密实度与孔隙率 孔隙率
孔隙率是指材料体 积内，孔隙体积占 总体积的百分率。
P V0 V 100%＝(1- 0 ) 100%
V0
图1-1 材料孔隙率示意图
（三）填充率与空隙率
填充率
填充率是指散粒材料 在其堆积体积中，被 其颗粒填充的程度 。
D ' V0 100% 0 100%
跨海大桥等均需考虑冻融破坏。
三、材料的热工性质－导热性
导热性－材料传导热量的能力称为导热性。其大小用 热导率（λ）表示。
Q (T1-T2 ) A t
d
Qd
A T1 T2 t
式中 λ－导热系数（W/m.K）
Q－传导的热量（J）
Q
A－热传导面积（m2）
d－材料的厚度（m）
几种材料的强度比较
材料 低碳钢
表观密度 (kg/m3)
7860
强度f (MPa)
415
比强度（f/ρo） 0.053
松木
500
34.3
0.059
混凝土
（三）吸湿性
❖ 定义：材料在空气中，吸收空气中水分的性 质，称为吸湿性。其大小用含水率表示。
W含
m含 - m干 m干
100%
影响吸湿性的因素
影响吸湿性的因素： ❖ 材料的本身的性质，如亲水性或憎水性； ❖ 材料的孔隙率； ❖ 孔隙构造特征，如孔径大小、开口与否等； ❖ 周围空气的温度和湿度 。
• 受潮较轻的或次要结构物的材料，其K软≥0.75； • K软≥0.80的材料，一般称为耐水的材料。
(五)材料的抗渗性
❖ 定义：材料抵抗压力水渗 H
透的性质称为抗渗性。
Q
衡量指标：
A
①渗透系数k，单位cm/h
k越大，材料的抗渗性越差。
d
②抗渗等级Pn
• 对于混凝土和砂抗浆，渗抗等渗级性常用抗渗等级(S)
表示： S=10H－1
H－试件开始渗水时的水压力（MPa）
• 影响材料抗渗性的因素：孔隙率、孔隙特征
• 地下建筑（地铁、人防建筑、地下室）、水 工结构、防水材料等均要求较高的抗渗性。
（六）材料的抗冻性
❖ 定义：材料在吸水饱和状态下，能经受多次 冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低 的性质。
❖ 衡量指标：抗冻性指标用抗冻等级Fn表示， 表示经过n次冻融循环次数后，质量损失不超 过5%，强度损失不超过25%。
冻融破坏的原因
❖ 材料有孔且孔隙含水； ❖ 水→冰，体积膨胀9％，结冰压力高达100MPa，
结冰压力超过材料的抗拉强度时，材料开裂； ❖ 裂缝的增加也进一步增加了材料的饱水程度，
饱水程度的增加进一步加剧了冻融破坏； ❖ 反复多次加剧破坏，最终材料崩溃； ❖ 严寒地区道路、桥梁、水坝、堤防、海上钻井平台、