土木工程材料的基本性质
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1)对近于绝对密实的材料:金属、玻璃等量测
几何体积→称重→代入公式
2)对有孔隙的材料: 砖、混凝土、石材等
磨成细粉→ 李氏比重瓶法测试
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(二)材料的表观密度
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1、表观密度(容重)-材料在自然状态下单位体积
公式:
的质量。单位g/cm3或kg/m3。
解:石子的孔隙率P为:
•
P V 0 V 1 V 1 0 1 2 .6 1 1 .5% 1
V 0
V 0
2 .65
石子的空隙率P/为:
P V 0 V 0 1 V 0 1 0 1 1 .6 8 3.6 5 % 3 V 0 V 0 0 2 .61
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三、材料与水有关的性质
细微且连通的孔隙---吸水率较大
◎ 吸水性对材料的影响:
体积膨胀、强度降低,对围护结构材料不利
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(二)材料的吸水性与吸湿性
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2、吸湿性-材料在空气中吸收空气中水分的性质,
用含水率表示。
公式:
W含=m含m - 干m干10% 0
烘干→量测几何体积→称重→代入公式
2)对形状不规则的材料: 砂、石等
烘干→蜡封→浮力天平
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(三)材料的堆积密度
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1、堆积密度(松散容重)-散粒状材料在自然堆积状态
下单位体积的质量。单位g/cm3或kg/m3。
公式:
/ o
m
V
/ o
式中: ρ/o-堆积密度( g/cm3 ) m-材料的质量(g)
(一)密实度
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密实度-指材料体积内被固体物质所充实 的程度。反映材料的致密程度。
公式:
DV o 10% 0 Vo
影响材料的: 强度 吸水性 耐久性
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(二)孔隙率
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孔隙率-指材料体积内,孔隙体积与总体积 之比。 直接反映材料的致密程度。
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(三)填充率
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填充率-指散粒材料在某容器的堆积体积
中,被其颗粒填充的程度。
反映散粒材料堆积的致密程度。
公式:
D/
VVo/
/o 100%
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(四)空隙率
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空隙率-散粒材料在某容器的堆积体积中, 颗 粒之间的空隙体积占总体积的比率。
思考:
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※ 颗粒材料的密度为ρ,表观密度ρ′,堆积容重为ρ 0′,
则存在下列关系( )。
a、ρ>ρ 0′>ρ′ b、ρ′>ρ>ρ 0′ c、ρ>ρ′>ρ 0′
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二、材料的结构参数
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内容: ◎密实度
◎ 孔隙率
◎填充率
◎空隙率
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V/o-材料的堆积体积(cm3) 堆积体积-指包含颗粒内部孔隙和颗粒之间的空隙在内的
体积。
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堆积密度的测量
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1)容器法: 散粒材料装入容器→量测体积→称净重 →代入公式
2)自然堆积法: 堆积成→定形状→量测几何体积→称重→代入公式
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常用材料的状态参数
吸水率表示。
公式:
W质=m湿 m - 干 m干10% 0
式中 : W质-材料的质量吸水率(%) m湿-材料吸水饱和后的质量(g) m干-材料烘干到恒重的质量(g)
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◎ 影响吸水率大小的因素:
1、材料的本性-亲水性或憎水性材料 2、材料的孔结构-孔径大小、开口与否
o
m Vo
式中 : ρo-表观密度( g/cm3 ) m -材料的质量(g) Vo-材料在自然状态下的体积(cm3)
自然状态下的体积-是指包含材料内部孔隙在内的体
积。材料内部孔隙含有水分时,其质量和体积均发生
变化。注明含水情况。
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表观密度的测量
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1)对形状规则的材料:砖、混凝土等
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1、实际密度(密度)-材料在绝对密实状态下单位体
积的质量。单位g/cm3或kg/m3。
公式:
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)
绝对密实状态下的体积-是指不包括材料内部孔隙在内 的体积。
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实际密度的测量
目 录(contents)
1 材料的基本物理性质 2 材料的基本力学性质
3
材料的耐久性
2.1 材料的基本物理性质 内容:
☆ 材料的状态参数 ☆ 材料的结构参数 ☆ 材料与水有关的性质 ☆ 材料的热工性质
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(一)材料的密度
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公式: PV oV oV1V V o(1o)10 % 0
孔隙率与密实度的关系: P+隙:连通和封闭
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1、连通孔隙不仅彼此连通而且与外界连通; 2、封闭孔隙不仅彼此封闭而且与外界隔绝。
材料内部孔隙示意图
自然状态下体积示意图 1-固体;2-闭口空隙;3-开口空隙
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内 容:
1、材料的亲水性与憎水性
2、材料的吸水性与吸湿性
3、材料的耐水性
4、材料的抗渗性
5、材料的抗冻性 •
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(一)亲水性与憎水性
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1、亲水性材料: 当θ≤90°时,水分子之间的内聚力小于水分子与材料
表面分子之间的相互吸引力,材料表面可以被水浸湿。
公式: P/ VoV / /oVo1V V oo/ (1/oo)10%0
空隙率与填充率的关系: P/+D/=1
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例1-1 某工地所用卵石材料的密度为2.65g/cm3、表观密度为
2.61g/cm3、堆积密度为1680 kg/m3,计算此石子的孔隙 率与空隙率?
如:木材等。
2、憎水性材料: 当θ>90°时,水分子之间的内聚力小于水分子与材料
表面分子之间的相互吸引力,材料表面可以被水浸湿。
如:防水材料等。
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润湿角θ
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θ
润湿角示意图
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(二)材料的吸水性与吸湿性
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1、吸水性-材料在浸水情况下吸入水分的能力,用