模塊一 材料的基本物理性質(zhì)

情境一建筑材料的基本性質(zhì)模塊一材料的基本物理性質(zhì)一、與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)

（一）密度密度是指材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。按下式計算：式中—材料的密度，g/cm3；

—材料在絕對干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，g；

—材料在絕對干燥狀態(tài)下的體積，cm3。

（二）表觀密度表觀密度是指材料在包含其內(nèi)部閉口孔隙的條件下，單位體積的質(zhì)量。按下式計算：式中—材料的表觀密度，g/cm3或kg/m3；

—材料在絕對干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，g或kg；

—材料內(nèi)部固體物質(zhì)與閉口孔隙的體積之和，

cm3或m3。

（三）體積密度體積密度是指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。按下式計算：式中—材料的體積密度，g/cm3或kg/m3；

—材料的質(zhì)量，g或kg；

—材料在自然狀態(tài)下的體積，cm3或m3。

材料的體積密度一般包括三種基本狀態(tài)

氣干狀態(tài)干燥狀態(tài)吸水飽和狀態(tài)材料的密度孔隙率孔隙特征含水程度三種基本狀態(tài)影響材料體積密度的因素

（四）堆積密度堆積密度是指散粒狀材料或粉末狀材料在自然堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。按下式計算：式中—材料的堆積密度，g/cm3或kg/m3；

—材料的質(zhì)量，g或kg；

—材料在堆積狀態(tài)下的體積，cm3或m3。

（五）密實(shí)度與孔隙率

1.密實(shí)度密實(shí)度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí)的程度，即固體物質(zhì)的體積占材料總積的百分率。按下式計算：式中—材料的密實(shí)度，%；

—材料內(nèi)部固體物質(zhì)的體積，cm3或m3；

—材料在自然狀態(tài)下的體積，cm3或m3；

—材料的體積密度，g/cm3或kg/m3；

—材料的密度，g/cm3。

對于絕對密實(shí)的材料，因=，故D

=1

或D

=100%；對于大多數(shù)建筑材料而言，因

＜

，故密實(shí)度D＜1或

D＜100%。

2.孔隙率孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率。按下式計算：由密實(shí)度和孔隙率的定義，得出：D＋P=1。（1）開口孔隙率開口孔隙率是指被水所飽和的孔隙的體積占材料自然

狀態(tài)下體積的百分率。按下式計算：式中—材料的開口孔隙率，%；

—材料在吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量，g或kg；

—材料烘干至恒重的質(zhì)量，g或kg；

—材料在自然狀態(tài)下的體積，cm3或m3

；

—水的密度，g/cm3或kg/m3。（2）閉口孔隙率閉口孔隙率是指材料總的孔隙率和開口孔隙率的差，即PB=P-PK。

（六）填充率與空隙率

1.填充率填充率是指顆粒狀材料在某容器的堆積體積中，被顆粒填充的程度。即顆粒的總體積占堆積體積的百分率。按下式計算：

2.空隙率空隙率是指顆粒狀材料在自然堆積狀態(tài)下，空隙的體積占堆積體積的百分率。按下式計算：由填充率和空隙率的定義，得出：

二、與水有關(guān)的性質(zhì)

（一）親水性與憎水性根據(jù)潤濕角的大小，把材料劃分為親水性與憎水性兩大類。

材料的浸潤示意圖

（二）吸水性

吸水性是指材料在完全浸水狀態(tài)下，吸入水分的性質(zhì)。材料的吸水性用吸水率表示，吸水率分為質(zhì)量吸水率和體積吸水率。

1.質(zhì)量吸水率質(zhì)量吸水率是指材料吸水達(dá)到飽和時，所吸入水分的質(zhì)量占材料干燥狀態(tài)時質(zhì)量的百分率。按下式計算：式中—材料的質(zhì)量吸水率，%；

—材料在吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量，g

；

—材料在絕對干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，g。

2.體積吸水率體積吸水率是指材料吸水達(dá)到飽和時，吸入水分的體積占干燥材料在自然狀態(tài)下體積的百分率。按下式計算：式中—材料的體積吸水率，%；

—材料吸水飽和時，吸入水的體積，cm3；

—干燥材料在自然狀態(tài)下的體積，cm3；

—水的密度，常溫下取g/cm3。

材料的質(zhì)量吸水率和體積吸水率存在以下關(guān)系：

影響材料吸水性的主要因素影響材料吸水性的因素材料的組成孔隙率的大小孔隙的特征

（三）吸濕性

吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸入水分的性質(zhì)。吸濕性用含水率表示，含水率是指材料在自然狀態(tài)下，所含水的質(zhì)量占干燥材料質(zhì)量的百分率。按下式計算：式中—材料的含水率，%；

—材料含水時的質(zhì)量，g；

—材料在絕對干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，g。

影響材料吸濕性的主要因素平衡含水率－－隨著環(huán)境溫度、濕度的變化，材料既能從空氣中吸入水分，又可以響外界擴(kuò)散水分，最終將使材料所含的水分與周圍大氣的相對濕度達(dá)到動態(tài)平衡。此時，材料的含水率稱為平衡含水率。材料的組成孔隙率的大小孔隙的特征環(huán)境的溫度、濕度影響材料吸濕性的因素

（四）耐水性耐水性是指材料長期在飽和水作用下不被破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。耐水性用軟化系數(shù)表示，即材料在吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度與材料在絕對干燥狀態(tài)下抗壓強(qiáng)度的比值。按下式計算：式中

K軟—材料的軟化系數(shù)；

f飽—材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，MPa；

f干—材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，MPa。

對于不同部位所用材料軟化系數(shù)的要求

影響材料耐水性的主要因素經(jīng)常處于水中或潮濕部位的重要結(jié)構(gòu)受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)軟化系數(shù)≥0.85不宜小于0.75影響材料耐水性的因素材料的組成孔隙率孔隙特征溶解度

（五）抗?jié)B性抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水或其他液體滲透的性質(zhì)，又稱為不透水性。材料的抗?jié)B性用滲透系數(shù)K或抗?jié)B等級P表示。

1.滲透系數(shù)式中K—滲透系數(shù)，cm/h；

W—滲水量，cm3；

d—試件的厚度，cm；

A—滲水面積，cm2；

H—水頭差，cm；

t—滲水時間，h。

2.抗?jié)B等級將材料制成標(biāo)準(zhǔn)試件，采用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法對試件進(jìn)行透水試驗(yàn)，以確定試件所能承受的最大水壓力，用字母P表示。通?；炷恋目?jié)B性用抗?jié)B等級來表示，如：

P8—表示混凝土能抵抗0.8MPa的靜水壓力而不滲水。

抗?jié)B性是衡量材料耐久性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。影響材料抗?jié)B性的主要因素影響材料抗?jié)B性的因素材料的組成孔隙率孔隙特征裂縫等缺陷提高材料抗?jié)B性的主要措施

（六）抗凍性抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下，經(jīng)過多次凍融循環(huán)作用不被破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)?；炷恋目箖鲂杂每箖龅燃壉硎?，如：F50—表示混凝土能承受凍融循環(huán)的最多次數(shù)不少于50次。

提高材料抗?jié)B性的措施憎水處理提高密實(shí)度降低孔隙率改善孔隙特征影響材料抗凍性的主要因素

水飽和度是衡量材料抗凍性好壞的主要指標(biāo)，一般

認(rèn)為水飽和度小于或等于0.80的材料，抗凍性較好。

抗凍性是衡量材料耐久性的主要指標(biāo)之一。影響材料抗凍性的因素內(nèi)部因素外部因素材料的組成、組織和結(jié)構(gòu)凍融條件，如凍結(jié)溫度、凍結(jié)速度、凍融循環(huán)作用的頻繁程度等三、與熱有關(guān)的性質(zhì)

（一）導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性是指材料傳導(dǎo)熱量的能力，用導(dǎo)熱系數(shù)λ表示。按下式計算：式中λ—導(dǎo)熱系數(shù)，W/（m·K）；

Q—傳熱量，J；

a—材料的厚度，m；（T2－T1）—材料兩側(cè)的溫差，K；

A—材料的傳熱面積，m2；

t—傳熱時間，s。

絕熱材料通常將導(dǎo)熱系數(shù)的材料稱為絕熱材料。

影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素

影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素材料的化學(xué)組成結(jié)構(gòu)和構(gòu)造孔隙率孔隙的特征材料的含水率傳熱時的溫度（二）熱容量熱容量是指材料加熱