材料的基本性质

第一章 材料的基本性质1、材料的基本性质：物理性质，力学性质，耐久性。2、材料的物理性质：（1）密度、表观密度、堆积密度（2）孔隙（孔隙率、密实度）、空隙（空隙率、填充率）（3）材料与水有关的性质（亲水性、吸湿性、吸水性、耐水性、抗渗性、抗冻性）（4）材料的热性质（热容性、导热性、热变形性）3、材料的力学性质（1）强度（抗压、抗拉、抗剪、抗弯）（2）弹性与塑性（3）脆性和韧性（4）硬度和耐磨性4、材料的耐久性第一节第一节 材料的物理性质材料的物理性质固体物质闭口孔隙开口口孔隙材料体积组成示意图材料体积组成示意图一、材料的密度、表观密度和堆积密度一、材料的密度、表观密度和堆积密度 1、密度密度（Density或Specific density或True density）（1）定义：材料在绝对密实状态下单位体积的密度。（2）公式：式中：实际密度（g/cm3或 kg/m3）m 材料在干燥状态下的质量（g或 kg）V 材料在绝对密实状态下的体积（cm3或 m3）（3）解释：绝对密实体积：不包括材料内部孔隙的固体物的实体积。（4）绝对密实体积的测量：磨细粉，干燥后排液测量。2、表观密度（容重）（Apparent density或Relative density）1、定义：在自然状态下单位体积的质量2、公式：式中 ：0材料的表观密度（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）3、解释：自然状态体积：包含材料实体积和内部孔隙的体积，也即外观几何形状的体积。4、自然状态体积的测量：外观规则，尺量；不规则，表面涂蜡，排液法。5、注意：表观密度与含水量有关。3、堆积密度（Bulk density）1、定义：散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量2、公式：式中 ：0 A散粒材料的堆积密度（g/cm3或 kg/m3）m 散粒材料的质量（g或 kg）V0散粒材料的自然堆积体积（cm3或 m3）3、解释：自然堆积体积：包含自然状态下的体积又包含颗粒之间的空隙体积。4、自然堆积体积的测量：用所填充满容器的标定容积来表示。5、注意：堆积密度有松散的自然堆积和密实的密实堆积。思考题1、实际密度、表观密度和堆积密度之间的大小关系如何？二、二、材料的孔隙与空隙材料的孔隙与空隙 1、孔隙孔隙（1）孔隙对材料性能的影响 孔隙的多少，孔隙的特征（大小，联通与否，与外界是否连通）（2）孔隙率（Porosity）：材料内部孔隙的体积占材料表观体积的百分率。（3）密实度（Dense condition）：材料内部固体物质的体积占材料表观体积的百分率。（4）开口孔隙率与闭口孔隙率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(5)有关孔隙的知识：孔隙特征直接影响材料的多种性质。孔隙特征直接影响材料的多种性质。一般情况下，一般情况下，闭口孔隙率大的材料宜选择作为保温隔闭口孔隙率大的材料宜选择作为保温隔热材料。热材料。开口孔与大气相连，空气、水能进出，闭口孔在材料内开口孔与大气相连，空气、水能进出，闭口孔在材料内部，是封闭的，有的孔在材料内部被分割成独立的，有的部，是封闭的，有的孔在材料内部被分割成独立的，有的孔在材料内部又是相互连通的。孔在材料内部又是相互连通的。材料的开口孔隙除对吸声有利外，对材料的强度、抗材料的开口孔隙除对吸声有利外，对材料的强度、抗渗、抗冻和耐久性均不利；渗、抗冻和耐久性均不利；微小而均匀的闭口孔隙对材料抗渗、抗冻和耐久性无微小而均匀的闭口孔隙对材料抗渗、抗冻和耐久性无害，但可降低材料表观密度和导热系数，使材料具有轻质害，但可降低材料表观密度和导热系数，使材料具有轻质绝热的性能。绝热的性能。材料中开放的、互相连通的、细致的气孔越多，其吸材料中开放的、互相连通的、细致的气孔越多，其吸声性能越好。声性能越好。可见，对于同种材料，孔隙率相同时，其性质不一定可见，对于同种材料，孔隙率相同时，其性质不一定相同。相同。孔隙尺寸大小将孔隙分为大孔、中孔和小孔，孔隙尺寸大小将孔隙分为大孔、中孔和小孔，其中其中毛细孔对材料性质影响最大，毛细水的去与留影响材料的毛细孔对材料性质影响最大，毛细水的去与留影响材料的干缩与湿账。干缩与湿账。2、空隙空隙（1）空隙率（Void ratio）：散粒材料颗粒间的空隙体积占堆积体积的百分率。（2）填充率（Fill ratio）：颗粒的自然状态体积占材料堆积体积的百分率。（3）空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度，在配置混凝土、砂浆和沥青混凝土时，为了节约水泥和沥青，基本思路是粗集料孔隙被细集料填充，以达到胶凝材料的效果。