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1、第二章第二章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质(3)主要内容主要内容材材料料的的基基本本物物理理性性质质密度密度实际密度实际密度表观密度表观密度堆积密度堆积密度密实度和孔隙率密实度和孔隙率填充率和空隙率填充率和空隙率与水有关的性质与水有关的性质亲、憎水性亲、憎水性吸水性吸水性吸湿性吸湿性耐水性耐水性抗渗性抗渗性抗冻性抗冻性建筑材料的基本性质(3)一、材料的基本物理性质一、材料的基本物理性质（1 1） 实际密度（简称密度）实际密度（简称密度）实际密度（简称密度）实际密度（简称密度）: :指的是材料在指的是材料在绝对密实状态绝对密实状态下，单位体积所具有的质下，单位体积所具有
2、的质量，量，计算公式为：计算公式为：上式上式密度（密度（g/cm3)；m材料在干燥状态下的质量（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（材料在绝对密实状态下的体积（cm3)。1材料的密度材料的密度建筑材料的基本性质(3)注意注意:绝对密实状态下的体积是指不包含材绝对密实状态下的体积是指不包含材料内部孔隙的真实体积；料内部孔隙的真实体积；对于对于致密材料致密材料（如钢材、玻璃等）而言，内（如钢材、玻璃等）而言，内部是部是不含孔隙不含孔隙的，故体积很容易测定；的，故体积很容易测定；但是对于但是对于绝大多数材料绝大多数材料而言，在自然状态下而言，在自然状态下材料是材料是含有一
3、些孔隙含有一些孔隙的；的；建筑材料的基本性质(3)有有孔隙孔隙材料的体积测定方法：材料的体积测定方法：一般采用一般采用密度瓶法密度瓶法测定有孔材料的实体积测定有孔材料的实体积建筑材料的基本性质(3)（2 2） 表观密度：表观密度：表观密度：表观密度：指的是材料在自然状态下，单位体积所具有的质量；指的是材料在自然状态下，单位体积所具有的质量；指的是材料在自然状态下，单位体积所具有的质量；指的是材料在自然状态下，单位体积所具有的质量；计算公式为：计算公式为：上式上式表观密度表观密度（kg/m3或 g/cm3)m材料在干燥状态下的质量（材料在干燥状态下的质量（kg或或g）;Vo材料在自然状态下的体积
4、（材料在自然状态下的体积（m3或或cm3);*自然状态下的体积自然状态下的体积Vo=密实状态下的体积密实状态下的体积V+孔隙体积孔隙体积V孔孔建筑材料的基本性质(3) 测定材料的自然体积测定材料的自然体积V Vo oA对于形状规则的材料，如砖、石块等：对于形状规则的材料，如砖、石块等：用游标卡尺可定材料的自然体积；用游标卡尺可定材料的自然体积；对于对于六面体六面体，测定长、宽、高；，测定长、宽、高；对于对于圆柱体圆柱体，测定其直径和高；，测定其直径和高；B对于对于形状不规则的材料形状不规则的材料，如卵石、碎石，如卵石、碎石等，采用排液法确定其自然体积；等，采用排液法确定其自然体积；建筑材料的基
5、本性质(3) 指的是散粒（粒状、粉状或纤维状）材指的是散粒（粒状、粉状或纤维状）材料在自然料在自然堆积状态堆积状态下，单位体积的质量；下，单位体积的质量；计算公式为：计算公式为：堆积密度（堆积密度（kg/m3)m材料在干燥状态下的质量（材料在干燥状态下的质量（kg）；）；材料在堆积状态下的体积（材料在堆积状态下的体积（m3);(3) 堆积密度：堆积密度：建筑材料的基本性质(3)？思考题：如何测定砂和石子的堆积密度？思考题：如何测定砂和石子的堆积密度？（A）首先采用前述方法测定其干质量）首先采用前述方法测定其干质量m;（B）然后采用）然后采用容量升容量升来测定砂子、石子的堆积来测定砂子、石子的堆
6、积体积，方法如下：体积，方法如下：a）砂子采用砂子采用1L、5L的容量升的容量升来测堆积体积；来测堆积体积；b）石子采用石子采用10L、20L、30L的容量升的容量升来测定来测定其堆积体积；其堆积体积；（C）利用公式计算堆积密度：）利用公式计算堆积密度：建筑材料的基本性质(3)2材料的密实度和孔隙率材料的密实度和孔隙率（1）密实度：）密实度：是指材料体积内被固体物质充实的程度，是指材料体积内被固体物质充实的程度，也就是固体物质的体积占总体积的比例，用也就是固体物质的体积占总体积的比例，用D来来表示。表示。建筑材料的基本性质(3)（2）孔隙率：孔隙率： 是指材料体积内，孔隙体积占总体积的百分是指
7、材料体积内，孔隙体积占总体积的百分率，用率，用P表示。表示。P=（V0-V）/V0100%=（1-V/V0）100%建筑材料的基本性质(3)孔隙特征孔隙构造孔隙构造 连通的孔： 彼此连通且与外界相通 封闭的孔： 相互独立且与外界隔绝孔隙大小孔隙大小 微孔、细孔、大孔 封闭孔封闭孔连通孔连通孔建筑材料的基本性质(3)v密实度和孔隙率反映了材料的致密程度密实度和孔隙率反映了材料的致密程度一般来说，同一种材料，孔隙率越小，连接孔一般来说，同一种材料，孔隙率越小，连接孔隙越少，则：隙越少，则：其强度越高；其强度越高；吸水越少；吸水越少；抗渗性和抗冻性越好；抗渗性和抗冻性越好；但是保温性差；但是保温性差
8、；P6表表2.1常用材料的密度、表观密度、堆积密度常用材料的密度、表观密度、堆积密度建筑材料的基本性质(3)3材料的填充率与空隙率：材料的填充率与空隙率：（1）填充率）填充率是指散粒材料（如砂子、石子等）在某容是指散粒材料（如砂子、石子等）在某容器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度。器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度。填充率一般用填充率一般用D来表示，按下式计算：来表示，按下式计算：或建筑材料的基本性质(3)（2）空隙率）空隙率空隙率是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间空隙率是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率，用的空隙体积占堆积体积的百分率，用P表示：表示：v空隙率的大
9、小反映了散粒空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒之间材料的颗粒之间相互填充的致密程度；相互填充的致密程度；思考：空隙率与孔隙率有什么区别？思考：空隙率与孔隙率有什么区别？建筑材料的基本性质(3)4材料与水有关的性质材料与水有关的性质（1）亲水性和憎水性）亲水性和憎水性亲（憎）水性亲（憎）水性：材料在空气中与水接触时，能被水湿润的，称材料在空气中与水接触时，能被水湿润的，称为亲水性，否则为憎水性；为亲水性，否则为憎水性；亲（憎）水性材料亲（憎）水性材料：具有亲水性的材料称为亲水性材料，如木材、具有亲水性的材料称为亲水性材料，如木材、砖、混凝土、石等；反之为憎水性材料，如沥青，砖、混凝土、石等；反之为
10、憎水性材料，如沥青，石蜡、塑料等；石蜡、塑料等；思考：思考：1）材料亲水和憎水的原因是什么？）材料亲水和憎水的原因是什么？2）防水防潮材料应优先选用哪种材料？）防水防潮材料应优先选用哪种材料？建筑材料的基本性质(3) 产生的原因是由水分子和固体材料表面产生的原因是由水分子和固体材料表面之间的相互作用不同引起的。之间的相互作用不同引起的。 a a、当水分子的内聚力、当水分子的内聚力 水分子与固体水分子与固体分子间的吸引力时分子间的吸引力时, ,材料表现为憎水性。材料表现为憎水性。 润湿角润湿角( (接触角接触角 ) )：是气、固、液三相：是气、固、液三相的交点沿液面切线与液相和固相相接触的方的交
11、点沿液面切线与液相和固相相接触的方向所成的角。向所成的角。建筑材料的基本性质(3)a、亲水性材料、亲水性材料 90亲水性亲水性 =0完全润湿完全润湿b、憎水性材料、憎水性材料 90憎水性憎水性 =180完全不润湿完全不润湿 建筑材料的基本性质(3) 度时，水的内聚力小于材料与度时，水的内聚力小于材料与水的作用力，水被材料所吸收，称为亲水的作用力，水被材料所吸收，称为亲水性材料。不宜用于防水部位。如砂浆、水性材料。不宜用于防水部位。如砂浆、砼、粘土砖等。砼、粘土砖等。 度时，水的内聚力大于材料与度时，水的内聚力大于材料与水的作用力，水不被材料所吸收，称为水的作用力，水不被材料所吸收，称为憎水性水
12、性材料。宜用于防水材料。如憎水性水性材料。宜用于防水材料。如沥青、橡胶等。沥青、橡胶等。 建筑材料的基本性质(3)是指材料与水接触吸收水分的性质，吸水性的大是指材料与水接触吸收水分的性质，吸水性的大小用吸水率表示，吸水率用两种表示方式。小用吸水率表示，吸水率用两种表示方式。1）质量吸水率：）质量吸水率： （2）吸水性）吸水性建筑材料的基本性质(3)材料在吸水饱和状态下，所吸收水的体积占材料材料在吸水饱和状态下，所吸收水的体积占材料自然体积的百分率。自然体积的百分率。2）体积吸水率：）体积吸水率：建筑材料的基本性质(3)是指材料在潮湿空气中吸收空气中水分的性质是指材料在潮湿空气中吸收空气中水分的
13、性质；吸湿性的大小用含水率表示。吸湿性的大小用含水率表示。含水率是指材料中所含水的质量占其干质量的百分率含水率是指材料中所含水的质量占其干质量的百分率用用W含含表示；表示；计算公式如下：计算公式如下：（3） 吸湿性吸湿性建筑材料的基本性质(3)材料的含水状态材料的含水状态 建筑材料的基本性质(3)例例：含含水水率率为为1%的的湿湿砂砂202克克，其其中中含水为含水为克克,干砂干砂克。克。建筑材料的基本性质(3)例：例： 已知某材料体积为已知某材料体积为200cm200cm3 3，密度，密度2.5g/cm2.5g/cm3 3，干表观密度为，干表观密度为1500kg/m1500kg/m3 3，现在
14、，现在空气中测得其质量为空气中测得其质量为315g315g，在饱水状态下，在饱水状态下测得其质量为测得其质量为360g360g。 计算：材料的密实度、孔隙率、质量吸水计算：材料的密实度、孔隙率、质量吸水率和体积吸水率、含水率。率和体积吸水率、含水率。建筑材料的基本性质(3)例：某块状材料自然状态下的体积为例：某块状材料自然状态下的体积为40cm3，孔隙率为，孔隙率为36%，将其烘干至恒重时，将其烘干至恒重时质量为质量为68克，吸水饱和时质量为克，吸水饱和时质量为78.2克。克。试计算该材料的密度，干表观密度，质量试计算该材料的密度，干表观密度，质量吸水率和体积吸水率。吸水率和体积吸水率。建筑材
15、料的基本性质(3)（4）耐水性）耐水性耐水性：是指材料长期在饱和水的作用下，耐水性：是指材料长期在饱和水的作用下，其强度也没有显著下降的性质；其强度也没有显著下降的性质；一般用软化系数表示：一般用软化系数表示：K值越大，表明材料的耐水性越好，长期处于潮值越大，表明材料的耐水性越好，长期处于潮湿环境中的建筑物或构筑物，软化系数要大于湿环境中的建筑物或构筑物，软化系数要大于0.85，要求较低的也应不小于要求较低的也应不小于0.7，通常认为，软化系数大，通常认为，软化系数大于于0.85的材料为耐水性材料。的材料为耐水性材料。建筑材料的基本性质(3)表观密度越大、密实度越大、孔表观密度越大、密实度越大
16、、孔隙率越小、材料的耐水性越好隙率越小、材料的耐水性越好建筑材料的基本性质(3)例：某岩石在气干、绝干、水饱和状态下例：某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为测得的抗压强度分别为172 MPa172 MPa、178 MPa178 MPa、168 MPa168 MPa。该岩石可否用于重要水下工程。该岩石可否用于重要水下工程。建筑材料的基本性质(3)（5）抗渗性抗渗性抗渗性：抗渗性：材料抵抗压力水、油等液体渗透的能力。材料抵抗压力水、油等液体渗透的能力。材料抵抗压力水、油等液体渗透的能力。材料抵抗压力水、油等液体渗透的能力。；用渗透系数；用渗透系数K表示表示对于混凝土和砂浆材料，抗渗
17、性常用抗对于混凝土和砂浆材料，抗渗性常用抗渗等级渗等级P P来表示：如来表示：如P8P8、P10P10，分别表示，分别表示承承0.8MPa0.8MPa、1MPa1MPa水压力不渗透。水压力不渗透。渗透系数越大，抗渗性越差。渗透系数越大，抗渗性越差。建筑材料的基本性质(3)影响材料抗渗性的因素影响材料抗渗性的因素 1 1）材料本身的亲水或憎水性能）材料本身的亲水或憎水性能 2 2）材料的孔隙率）材料的孔隙率 3 3）材料的孔隙特征）材料的孔隙特征 一般是高密实的材料或者封闭空隙的一般是高密实的材料或者封闭空隙的材料具有较高的抗渗性。材料具有较高的抗渗性。建筑材料的基本性质(3)（6）抗冻性）抗冻
18、性 抗抗抗抗冻冻冻冻性性性性：材材材材料料料料在在在在使使使使用用用用环环环环境境境境中中中中能能能能经经经经受受受受多多多多次次次次冻冻冻冻融融融融循循循循环环环环作作作作用用用用而而而而不不不不破破破破坏坏坏坏、强强强强度度度度也也也也不不不不明明明明显显显显降降降降低低低低的的的的性性性性质质质质，即即即即材材材材料料料料抵抵抵抵抗冻害的能力。抗冻害的能力。抗冻害的能力。抗冻害的能力。何谓没有冻坏呢？何谓没有冻坏呢？质量损失不超过质量损失不超过5%，抗压强度降低不超，抗压强度降低不超过过25%。建筑材料的基本性质(3) 抗冻等级用抗冻等级用 Fn Fn 表示表示 n-n-循环次数循环次数
19、 n n越大，抗冻性越好。越大，抗冻性越好。F F10 10 F F2525分别表示什么意思。分别表示什么意思。一次冻融循环一次冻融循环:-15度温度冻结，度温度冻结，20度水中融化，这样一个过程称为一次度水中融化，这样一个过程称为一次冻融循环。冻融循环。 影响材料抗冻性的因素影响材料抗冻性的因素影响材料抗冻性的因素影响材料抗冻性的因素11）材料本身的强度大小）材料本身的强度大小）材料本身的强度大小）材料本身的强度大小22）材料的充水程度（水饱和度）材料的充水程度（水饱和度）材料的充水程度（水饱和度）材料的充水程度（水饱和度）33）材料的孔隙率、孔隙特征）材料的孔隙率、孔隙特征）材料的孔隙率、孔隙特征）材料的孔隙率、孔隙特征44）外界环境条件）外界环境条件）外界环境条件）外界环境条件 建筑材料的基本性质(3)建筑材料的基本性质(3)
