土木工程材料(第一章)资料

Vk
堆积材料颗粒的内部有许多孔隙
反映散粒堆积的紧密（压实）程度及可能的堆放空间。
堆积材料颗粒之间存在许多空隙
思考：
颗粒材料的密度为ρ，表观密度为ρ0，堆积密度ρ0
‘，则三种密度的关系？
A. ρ＞ρ0＞ρ0 ' C.ρ0＞ρ＞ρ0 '
B. ρ＞ρ0'＞ρ0 D.ρ0＞ρ0 '＞ρ
ρ、ρ0、ρ0′之间的关系： m一定时，v0′＞v0 ＞v ，则ρ0′＜ρ0 ＜ρ
孔隙，水分不容易渗入粗大且连通的孔隙，水分不易留存， 故材料的体积吸水率小于孔隙率，这类材质常采用质量吸 水率表示它的吸水性。
材料的吸水性不仅与材料的亲水性或憎水性有关，而且与 孔隙率的大小和孔隙特征有关。对于孔特征相近的材料， 一般孔隙率越大，吸水性也越强。具有粗大孔隙的材料， 虽然水分容易渗入，但仅能润湿孔壁表面而不易在孔内存 留，因而吸水率不高；密实材料以及仅有封闭孔隙的材料 是不吸水的，开口细微连通且孔隙率大，吸水性强。
0 100 %
2.39 100% 89.2%
2.68
P (1 0 ) 100 % 1 D 1 89.2% 10.8%
1.1.4空隙率与填充率 ——散粒状材料
填充率是指散粒材料堆积体积中，颗粒填充的程度。
填充度
D
颗粒体积 堆积体积
100 %
V0 V0
Leabharlann Baidu
100 %
0 0
100 %
1
p
空隙率是指散粒材料堆积体积中，颗粒间空隙体积 占总体积的百分率。
口孔、封闭孔。 孔隙对材料的影响：（1）孔隙的多少（孔隙率）
（2）孔隙的特征
• 1.1.3 材料的密实度与孔隙率 (1)密实度(density) (2)孔隙率(porosity)
1.孔隙率和密实度
密实度是指材料的体积被固体物质
V V0
充实的程度。
密实度
D
实体体积 总体积
100 %
V V0
100 %
1.1.1 材料的密度、表观密度与堆积密度
(1)密度(density)
• 近似密度（视密度）(apparent density)
(2)表观密度(apparent density) (3)堆积密度（散粒体）(bulk density)(for particles)
• 压实密度（compacted density）
《建筑材料》 第一章 材料的基本性质
建筑工程系 主讲教师：林xx
第1章 土木工程材料的基本性质
1.1 材料的物理性质 ▲
本节的学习目标 1）掌握密度、视密度、表观密度以
及堆积密度之间的区别 2）掌握孔隙率及孔的形状对材料性
能的影响。 3）掌握与水有关的性质 4）了解材料的热工性质
1.1 材料的物理性质(physical properties)
憎水性材料：润湿角θ＞90°（表现为憎水性） 水分子间内聚力＞水分子与材料分子间吸引力
2. 材料的吸水性与吸湿性
(1) 吸水性：材料在水中能吸收水分的性质——饱 水状态（吸水饱和）
质量吸水率：材料饱水状态,所吸水分质量占干质量的百 分率
Wm
mb m 100% m
体积吸水率：材料饱水状态,所吸收水分体积占干体积百 分率
材料的内部有许多孔隙
0
m V0
VS
m VB
VK
孔隙材料，如砖头、混凝土、木材等
三种密度异同：m为材料的烘干质量； 体积不同，为实体体积，视体积，表观体积。
密度 视密度 表观密度
（4）堆积密度 ：
散粒状材料在自然状态下单位堆积体积 （开口+闭口+实体+空隙）的质量。
0
m V0
VS
VB
m VK
0
100 %
1
P
孔隙率是指材料内部孔隙体积占材料总体积的百分 率。
▲孔隙率
P
孔隙体积 总体积
100 %
V
0 V V0
100 %
(1
0 ) 100 %
D+P=1
已知某砼密实度ρ=2.68g/cm3，体积密度 ρ=2390kg/m3，则该砼的密实度和孔隙率分别为多 少
解 ρ=2390kg/m3=2.39g/cm3
WV
Vw V0
100 %
mb m
w
0
m
100 %
mb m m
0 w
100 %
WV Wm 0
思考：
质量吸水率和体积吸水率可以大于100%吗？
材料的孔隙率越大，吸水率越大，对吗？
若体积材料具有细小而连通的孔隙，则其质量吸水率较大，
往往超过100%，这时可用体积吸水率表示； 若是封闭的
2.65
P
1
0
100%
1
D
1
61.1
38.9%
1.1.5 材料与水有关的性质
1. 材料的亲水性与憎水性
湿润边角：在材料、水和空气的三向交叉点处沿水滴表面 做切线，此切线与材料和水接触面的夹角θ ，称为湿润边 角。
亲水性材料：润湿角θ≤90°（表现为亲水性） 水分子间内聚力＜水分子与材料分子间吸引力
1、无论环境状态如何，ρ不变。 2、ρ0、ρ0′会随环境状态的不同而改变。
3、ρ0与ρ越接近，材料越密实，强度越高。
1.1.2. 孔隙率和空隙率
孔隙的特征 （1）按孔隙尺寸大小，可把孔隙分为微孔、细孔
和大孔三种 （2）按孔隙之间是否相互贯通，把孔隙分为孤立
孔、连通孔。 （3）按孔隙与外界之间是否连通，把孔隙分为开
空隙率
p'
空隙体积 堆积体积100%
V0' V V0'
0
100%
(1
0' 0
) 100%
D’+P’=
已知某砼用碎石，表观密度ρ’=2.65g/cm3，堆
积密度ρ0=1620kg/m3，则该碎石的填充率和空隙率分别为多 少
解 ρ0’=1620kg/m3=1.62g/cm3
D 0 100% 1.62 100% 61.1%
量。 （不包括开口和闭口孔隙体积）
m
v
材料的内部密实而没有孔隙
密实材料，如金属材料、花岗岩等
（2）、视密度
材料自然状态下（不包含开口孔隙）时单
位体积质量
m m
V VS VB
材料的内部有闭口孔隙
工作中经常用排水法（容量瓶法、液体天平法等）测得其视体积
（3）表观密度 ：
材料单位表观体积（闭口孔隙+开口孔隙+ 实体）的干质量。
1.1 材料的物理性质
1.1.1 1.几种密度
1.固体（实体） 2.闭口孔隙 3.开口孔隙
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（或称为真密度）、视密度、 表观密度和堆积密度之分。
（1）真密度 ： 材料在绝对密实状态下，单位实体体积的干质
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