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第一章 建筑材料的基本性质-1、2((已讲2-2)

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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第⼀章建筑材料的基本性质1.建筑材料的基本物理性质密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。

表观密度：材料在⾃然状态下单位体积的质量堆积密度：散粒或粉状材料，如砂、⽯⼦、⽔泥等，在⾃然堆积状态下单位体积的质量。

孔隙率：在材料⾃然体积内孔隙体积所占的⽐例。

空隙率：散粒材料⾃然堆积体积中颗粒之间的空隙体积所占的⽐例。

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。

材料的压实度：散粒堆积材料被碾压或振压等压实的程度。

相对密度：散粒材料压实程度的另⼀种表⽰⽅法。

2．材料与⽔有关的性质①亲⽔性：材料能被⽔润湿的性质（亲⽔性材料与⽔分⼦的亲和⼒⼤于⽔分⼦⾃⾝的内聚⼒）憎⽔性：材料不能被⽔润湿的性质。

②吸⽔性：材料浸⼊⽔中吸收⽔的能⼒（材料吸⽔率是固定的）吸湿性：材料在潮湿空⽓中吸收⽔分的性质。

【平衡含⽔率】：在⼀定温度和湿度条件下，材料与空⽓湿度达到平衡时的含⽔率。

③耐⽔性：材料长期在⽔作⽤下不破坏，且其强度也不显著降低的性质。

④抗渗性：材料抵抗压⼒⽔渗透的性质。

⑤抗冻性：材料在吸⽔饱和状态下，能经受多次冻融作⽤⽽不破坏，且强度和质量⽆显著降低的性质。

3.①材料的强度：材料在外⼒作⽤下抵抗破坏的能⼒。

影响材料强度的因素：孔隙率低，强度⾼温度⾼含⽔率⾼，强度低②材料的⽐强度：是材料的强度与其表观密度的⽐值③材料的理论强度：指结构完整的理想固体从材料结构的理论上分析，材料所能承受的最⼤应⼒。

4.弹性：材料在外⼒作⽤下产⽣变形，当外⼒除去后，变形能完全恢复的性质。

塑性：材料在外⼒作⽤下产⽣变形，外⼒除去后，仍保持变形后的形状，并不破坏的性质5.耐久性：材料在所处环境下，抵抗所受破坏作⽤，在规定的时间内，不变质、不损坏，保持其原有性能的性质。

6.材料（微观结构）：晶体、玻璃体、胶体晶体类型：原⼦晶体，离⼦晶体，分⼦晶体，⾦属晶体第三章⽓硬性胶凝材料1.胶凝材料：在⼀定条件下，通过⾃⾝的⼀系列变化⽽把其他材料胶结成具有强度的整体的材料①有机胶凝材料：以天然或⼈⼯合成的⾼分⼦化合物为主要成分的胶凝材料。

建筑材料教材

建筑材料教材

第一章、建筑材料的基本性质§2、1材料的基本物理性质一、材料的密度、表观密度与堆积密度1、密度：密度是材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。

——密度自身体积（不含孔隙）磨成细粉消除内部孔隙，材料的排水体积 V计算式ρ= m/v式中ρ--- 材料的密度，g/㎝3。

m --- 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，㎝3。

2、表观密度和容积密度：表观密度（又称为视密度、近似密度）表示材料单位细观外形体积（包括内部封闭孔隙）的质量，容积密度（又称为体积密度、表观毛密度、容重）表示材料单位宏观外形体积（包括内部封闭孔隙和开口孔隙）的质量。

——表观密度细观外形体积（含闭口孔）干燥材料浸入水中，待吸水饱和后，测量排开水的体积 V计算式ρ'= m /v '式中ρ'--- 材料的表观密度，g/cm3 。

m --- 材料在干燥状态下的质量，g 。

v '--- 材料不含开口孔隙的体积，cm3。

3、堆积密度：堆积密度是指散粒材料或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。

——堆积密度自然堆积体积(含材料间空隙) 颗粒材料正好装满容器，测量该容器的容积V计算式ρ0'= m/ v0 ' =m /(V+ V P + V v )式中ρ0'--- 材料的堆积密度，kg/ m3。

V P--- 颗粒内部孔隙的体积，m3。

Vv --- 颗粒间空隙的体积，m3 。

注意：自然堆积状态下的体积含颗粒内部的孔隙积及颗粒之间的空隙体积。

二、材料的密实度与孔隙率1、密实度（D）即材料体积内被固体物质充实的程度， D＝1－P。

表达式 D =V/V0×100 % =（ρ0 /ρ）×100 %2、孔隙率（P）指材料内部孔隙体积占其总体积的百分率。

表达式P=[(V0-V)/V0 ]=[1-V/V0 ] =(1-P0 /P)×100 %孔隙率和密实度的关系 D + P= 1材料孔隙率或密实度大小直接反映材料的密实程度。

第1章 建筑材料的基本性质

第1章 建筑材料的基本性质
39
土木工程材料
4. 抗渗性
（2）抗渗等级
定义：指砼或砂浆所
能承受的最大水压力。
测试方法：6个试件中
4个试件未出现渗水的最 大水压力。 表示方法：若最大承水 压力为0.2MPa，表示为
P2
混凝土抗渗压力实验
40
土木工程材料
四、材料的热工性质
导热性
热容量
41
土木工程材料
1. 导热性 定义：材料传导热量的能力。 指标：导热系数λ
堆积体积＝密实体积＋孔隙体积＋空隙体积。
15
土木工程材料
几种密度的比较


相同点 均为单位体积的质量（质量/体积）。 不同点 各种密度值不同 体积的测试方法不同，体积值不同 实体体积V —李氏比重瓶法(粉末) 表观体积（ V 0= V ＋闭口＋开口） —规则试件：计算法； —不规则试件：饱和排液法 堆积体积 —密度筒法

阻塞毛细通道，掺加引气剂 对材料中的毛细管壁进行憎水处理。
33
土木工程材料
案例分析
2、某施工队原使用普通烧结粘土砖，后改为多孔、容量 700 kg/m3的加气混凝土砌块。在抹灰前往墙上浇水，发觉 原使用的普通烧结粘土砖易吸足水量，但加气混凝土砌块 表面看来浇水不少，但实则吸水不多，请分析原因。 解答：
第一章
建筑材料的基本性质
南京工业大学 土木工程学院 韩建德
1
土木工程材料
主要内容
基本要求
材料的基本物理性质
材料的基本力学性质 材料与水有关性质 材料的组成和结构
2
土木工程材料
教学目标
基本要求
掌握材料的基本物理性质、与水有关性质和力学性质；
了解材料组成与结构

建筑材料的基本性质

建筑材料的基本性质
1）一般材料的孔隙率越大，吸水性越强。开口而连通的细 小的孔隙越多，吸水性越强；闭口孔隙，水分不易进入；开 口的粗大孔隙，水分容易进入，但不能存留，故吸水性较小， 故材料的体积吸水率常小于孔隙率，这类材料常用质量吸水 率表示它的吸水性。如木材 2）一般情况下都有质量吸水率来表示材料的吸水性，但是 轻质、吸水率强的材料其质量吸水率常大于100%,而采用 体积吸水率表示。如软木、海棉等
3）影响材料吸湿性的因素： (1)与吸水性相同。 材料的亲、憎水性 材料的孔隙率
材料的孔隙特征
(2)周围环境条件的影响，空气的湿度大、温度低时，材 料的吸湿性大，反之则小。
4)材料吸水与吸湿后对其性质的影响：会产生不利的影响， 如材料吸水或吸湿后，使其质量增加，体积膨胀，导热性增 大，强度和耐久性下降。
有一块砖重2625g，其含水率为5% ，该湿砖所含水
量为多少？ 解：
（二）材料的吸水性与吸湿性 1、 吸水性：
1）概念：材料在水中能吸收水的性质。 2）指标：吸水率为材料浸水后在规定时间内吸入水的 质量（或体积）占材料干燥质量（或干燥时体积）的百分比。
质量吸水率：材料吸水饱和状态,所吸水分质量占干质量的百分率 体积吸水率：材料吸水饱和状态,所吸收水分体积占干体积百分率 材料吸水饱和
开口细微连通且孔隙率大，吸水性强。
·
2.吸湿性：
1)概念:材料在潮湿空气中吸收水分的性质
2)指标
含水率：自然状态， 材料所含水的质量占材料干
燥质量的百分比。
m含 m干 mw W含 100 % 100 % m干 m干
材料的含水率随温度和空气湿度的变化而变 化。当材料中的湿度与空气湿度达到平衡时的 含水率称为平衡含水率。
与质量有关的性质

第一章 建筑材料的基本性质

第一章 建筑材料的基本性质
久性指标
耐久性是一个综合性性能
耐久性主要包括：
耐水性 抗渗性 抗冻性 抗腐蚀性
耐水性
抗渗 性 抗老化性
耐久性
耐磨性
抗冻性
抗老化性
耐磨性
抗腐蚀性
42
建筑材料
1. 耐水性
广义定义：材料抵抗水破坏作用的能力。 狭义定义：材料浸水饱和后不被破坏，强度也不显著 降低的性质。 指标：软化系数KR 材料吸水饱和时的抗压强度,MPa
ε
B
A
混凝土的弹塑性变形曲线图
33
建筑材料
三、材料的脆性与韧性
脆性：材料在外力作用下突然破坏，无明显塑性变形。
韧性：冲击、振动荷载下，能吸收较大的能量，产生一定
变形不破坏。
脆性材料：石、砖、砼、陶瓷、玻璃、铸铁等 韧性材料：低碳钢、木材、玻璃钢等。
34
建筑材料
案例分析
1. 铸铁造桥酿成灾祸 概况：1876年6月，英国人用铸铁在北海的Tay湾上建造了全长
加气混凝土砌块虽多孔，但其气孔大多数为“墨水瓶”
结构，肚大口小，毛细管作用差，只有少数孔是水分蒸发 形成的毛细孔。故吸水及导湿均缓慢，材料的吸水性不仅 要看孔数量多少，还需看孔的结构。
11
建筑材料
五、材料的热工性质
导热性 热容量
12
建筑材料
（一） 导热性

定义：材料传导热量的能力。 指标：导热系数λ
温隔热性↑ ； P ↑ ，连通孔、粗孔↑ （孔隙粗大或贯通，空气对流

孔隙率和孔隙特征


作用加强），λ↑，导热性↑，保温隔热性↓ 。
15
建筑材料
影响导热性的因素：

棉袄浸水后保暖 性变差？

建筑材料第一章材料的基本性质

建筑材料第一章材料的基本性质

m干
V
ρ-Density m-Mass in the dryness V -Volume in the absolute dense
表观密度 ——Apparent Density
Definition
It refers to mass per unit volume
0
m V0
when
m
materials
0'
m V0'
V
m V孔 V空
ρ0´- Bulk density m- Mass v0´-Bulk volume
2 材料的物理性质——物理状态参数
块状材料 散粒材料
m干
V
密度
Density
' m
V VB
表观密度
0
m V0
V
m VB VK
表观密度
Apparent Density
0'
材料的孔隙
来源
分类 对材料性能的影响——孔隙率
孔的特征
微孔 细孔 大孔
孤立孔 连通孔
开口孔 闭口孔
2 材料的物理性质——物理状态参数
表观密度
随着孔隙率降低，表观密度增大，吸水率降低，
强度提高。
吸水率
孔隙率
耐久性
Water absorption
ρ0 Porosity
强度
Durability
Strength 图 孔隙对材料性能的影响
2 材料的物理性质——物理状态参数
块状材料体积组成示意
VK
VB
V
VP
V’
2 材料的物理性质——物理状态参数
散粒材料体积组成示意
VK

建筑材料-第一章 建筑材料的基本性质

建筑材料-第一章 建筑材料的基本性质

第一章建筑材料的基本性质内容提要了解和掌握材料的基本性质，对于合理选用材料至关重要。

本章主要介绍材料的基本物理、力学、化学性质和有关参数及计算公式。

在建筑物中，建筑材料要承受各种不同的作用，因而要求建筑材料具有相应的不同性质。

如用于建筑结构的材料要受到各种外力的作用，因此，选用的材料应具有所需要的力学性能。

又如，根据建筑物各种不同部位的使用要求，有些材料应具有防水、绝热、吸声等性能；对于某些工业建筑，要求材料具有耐热、耐腐蚀等性能。

此外，对于长期暴露在大气中的材料，要求能经受风吹、日晒、雨淋、冰冻而引起的温度变化、湿度变化及反复冻融等的破坏作用。

为了保证建筑物的耐久性，要求在工程设计与施工中正确的选择和合理的使用材料，因此，必须熟悉和掌握各种材料的基本性质。

1.1 建筑材料的基本物理性质建筑材料在建筑物的各个部位的功能不同，均要承受各种不同的作用，因而要求建筑材料必须具有相应的基本性质。

物理性质包括密度、密实性、空隙率、孔隙率（计算材料用量、构件自重、配料计算、确定堆放空间）一、材料的密度、表观密度与堆积密度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（密度）、表观密度和堆积密度之分。

（1）实际密度 (True Density）以前称比重、真实密度)，简称密度(Density)。

实际密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量，按下式计算：式中: ρ－实际密度（g/cm3）；m－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（cm3）。

绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积。

除了钢材、玻璃等少数接近于绝对密实的材料外，绝大多数材料都有一些孔隙，如砖、石材等块状材料。

在测定有孔隙的材料密度时，应把材料磨成细粉以排除其内部孔隙，经干燥至恒重后，用密度瓶（李氏瓶）测定其实际体积，该体积即可视为材料绝对密实状态下的体积。

材料磨得愈细，测定的密度值愈精确。

建筑材料的基本性质

建筑材料的基本性质
– 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）
材料的密度－（1）密度
材料的内部密实而没有孔隙
密度： ρ M V
影响因素：环境温湿度、孔结构
材料的软化系数
材料抵抗水破坏作用的性质称为耐水性，用软化系 数表示，即：
KR
fw f
1.10
式中：KR——材料的软化系数； fw——材料在吸水饱和状态下的强度，MPa； f ——材料在干燥状态下的强度，MPa。
当KR>0.85时，称为耐水材料，长期处于水或潮湿环境下的重 要结构，必须用KR>0.85的建筑材料，次要材料KR不小于0.75。
1.3
式中：
' 0
——材料的堆积密度，kg／m3；
m ——材料的质量，kg；
V
' 0
——材料的自然(松散)堆积体积(包括材料颗粒
体积和颗粒之间空隙的体积)，m3。
材料的密实度
材料体积内被固体物质充实的程度。按下式计算：
D V 100 % 或 D 0 100 % 1.4
V0
材料的孔隙率
材料体积内，孔隙体积所占的比例。按下式计算：
H——试件开始渗水时的水压力，MPa。 n——一般取偶数
S (Shen) →P (Permeate)
第1章 土木工程材料的基本性质
第1章 土木工程材料的基本性质
• 1.1 材料的物理性质(physical properties)
– 1.1.1 材料的密度、表观密度与堆积密度

第一章 建筑材料的基本性质

第一章 建筑材料的基本性质

第一章 建筑材料的基本性质 土木工程材料的基本性质，是指材料处于不同的使用条件和使用环境时，通常必须考虑的最基本的、共有的性质。

（1）材料的基本物理性质 1 密度材料在绝对密实状态下单位体积的质量用ρ表示。

按下式计算：V m=ρ材料的绝对密实体积是指不包括材料孔隙在内的体积。

钢材、玻璃等少数密实材料可根据外形尺寸求得体积。

大多数有孔隙的材料，在测定材料的密度时，应把材料磨成细粉，干燥后用李氏瓶测定其体积。

材料磨得越细，测得的密度数值就越精确。

2 表观密度材料在自然状态下单位体积的质量称为表观密度，用ρ 表示。

按下式计算：00V m=ρ材料在自然状态下的体积是指包含材料内部孔隙的体积。

当材料孔隙内含有水分时，其质量和体积（可以忽略）均有所变化，故测定表观密度时，须注明其含水情况。

按照含水状态分为：干表观密度、气干表观密度和饱和表观密度。

孔隙的分类 ①按尺寸大小：微细孔隙（D ＜0.01mm)细小孔隙（ 0.01mm ＜ D ＜ 1mm)粗大孔隙（D>1mm)②孔隙的构造：开口孔隙 闭口孔隙干表观密度（干燥状态） 气干表观密度 （与空气湿度有关 平衡时的状态）00V m =ρoV m m 水+=0ρ 饱和表观密度（吸水饱和状态）饱和表观密度（吸水饱和状态）0V m m 饱和水+=ρ3 孔隙率在材料自然体积内孔隙体积所占的比例，称为材料的孔隙率，用Ρ表示。

按下式计算：%100)1(1%1000000⨯-=-=⨯-=ρρV V V V V P bk p p p +=孔隙率=开口孔隙率+闭口孔隙率开口孔隙率Pk=%1000⨯V V 开口孔隙闭口孔隙率Pb=%1000⨯V V 闭口孔隙4堆积密度散粒或粉状材料，如砂、石子、水泥等，在自然堆积状态下单位体积的质量称为堆积密度，用ρ' 表示。

按下式计算：00V m '='ρ由于散粒材料堆积的紧密程度不同，堆积密度可分为疏松堆积密度、振实堆积密度和紧密堆积密度。

建筑材料的基本性质

建筑材料的基本性质

第一章 建筑材料的基本性质构成建筑物的建筑材料在使用过程中要受到各种因素的作用，例如用于各种受力结构的材料要受到各种外力的作用；用于建筑物不同部位的材料还可能受到风吹、日晒、雨淋、温度变化、冻融循环、磨损、化学腐蚀等作用。

为了保证建筑物经久耐用，就要求所选用的建筑材料要能够抵抗各种因素的作用。

而要能够合理地选用材料，就必须掌握各种材料的性质。

本章所讲述的材料基本性质，是指材料处于不同的使用条件和使用环境时，必须考虑的最基本的、共有的性质。

对于不同种类的材料，由于在建筑物中所起的作用不同，应考虑的基本性质也不尽相同。

第一节 材料的基本物理性质一、材料的密度、表观密度与堆积密度 （一）密度密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。

用下式表示： Vm=ρ （1-1） 式中 ρ——密度，g/cm 3；m ——材料在干燥状态的质量，g ； V ——材料在绝对密实状态下的体积，cm 3。

材料在绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积。

除了钢材、玻璃等少数材料外，绝大多数材料内部都存在一些孔隙。

在测定有孔隙的材料密度时，应把材料磨成细粉，干燥后，用密度瓶（李氏瓶）测定其体积，用李氏瓶测得的体积可视为材料绝对密实状态下的体积。

材料磨得越细，测得的密度值越精确。

（二）表观密度内 容 提 要本章主要讲述建筑材料的基本物理性质、力学性质和耐久性，并从材料的组成和结构出发阐述了影响材料性质的内在因素。

本章的学习要求是：：1．掌握材料的密度、表观密度、堆积密度、孔隙率和空隙率的定义及计算。

2．掌握材料与水有关的性质、热工性质、力学性能和耐久性。

3．了解材料孔隙率和孔隙特征对材料性能的影响。

表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量。

用下式表示： 00V m=ρ （1-2） 式中 0ρ——表观密度，g/cm 3或kg/m 3； m ——材料的质量，g 或kg ；0V ——材料在自然状态下的体积，cm 3或m 3。

第一章--建筑材料的基本性质

第一章--建筑材料的基本性质
m
V
式中： — 密度，g/cm3 m — 材料在干燥状态下的质量，g V — 干燥材料在绝对密实状态下的体积， cm3
每种材料的密度是固定不变的。
二、表观密度
表观密度（俗称容重）是指材料在自然状态下 （包含孔隙）单位体积的质量。材料的表观密度可 按下式计算：
m
V0
式中 —表观密度，g/cm3(kg/m3)； m—材料的质量，g(kg)； V0—材料在自然状态下的体积，cm3(m3)。
固体材料在空气中与水接触时，按其是否易被 水湿润分为亲水性材料和憎水性材料两类。两类材 料与水接触时，界面上有着不同的状态。
葛州坝工程局水泥厂生产的一水泥的化学 成分（％）如下：
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O 21.42 4.68 6.15 63.78 1.88 1.08 0.19 0.53
矿物组成
矿物是构成岩石和各类无机非金属材料的 基本单元。
花岗岩的矿物组成主要是石英和长石 石灰岩的矿物组成为方解石 硅酸盐水泥的矿物组成主要是硅酸钙、铝酸 钙等
材料的矿物组成直接影响无机非金属材料 的性质。
二、材料的结构
材料的结构是指材料的内部组织情况， 可分为:
宏观结构 细观结构 微观结构 三个层次。
（一）宏观结构
宏观结构是指用肉眼或放大镜能够分辨的粗 大组织，其尺寸在10-3m级（毫米级）以上。
材料的宏观结构可按其特征分为： 致密结构（钢材、玻璃等）
晶体是由质点（原子、离子或分子）在三维空间作有 规律的周期性重复排列（远程有序）而形成的固体。
特征：具有固定的几何外形，各向异性，在一定的压 力下具有固定的熔点，受到外力作用时可产生弹性变形。
菱

2 建筑材料的基本性质

2 建筑材料的基本性质

1.2 材料与水有关的性质
(四)材料的抗渗性(不透水性) 抗渗性(不透水性) 抗渗性
抗渗性是材料在压力水作用下抵抗水渗透的性能.用渗 透系数或抗渗等级表示.
(1)渗透系数 材料的渗透系数K可通过下式计算:
Wd K= AtH
式中:K——渗透系数,(cm / h); W——渗水量, (cm3 ); A——渗水面积,(cm2 ); H——材料两侧的水压差,(cm); d——试件厚度 (cm);t——渗水时间 (h).
1.1 建筑材料的物理性质
(二)材料的孔隙率 空隙率 孔隙率与空隙率 孔隙率
2. 材料的空隙率 . 材料的空隙率 材料的空隙率是散粒材料在其堆集体积中, 颗粒之间的空隙体积 空隙率是 空隙率 所占的比例.按下式计算: .
′ V0′ V0 V0 ρ0 P′ = = 1 = 1 V0′ V′ ρ0
式中: 式中: ρ0—材料的表观密度;ρ0,—材料的堆积密度 ρ 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.空隙率 可作为控制混凝土骨料级配与计算含砂率的依据.
1 建筑材料的基本性质
西南民族大学化学与环境学院
建筑材料的基本性质
建筑材料基本性质是指材料处于不同的使用条 建筑材料基本性质 材料处于不同的使用条 件和使用环境时,通常必须考虑的最基本的, 件和使用环境时,通常必须考虑的最基本的, 共有的性质.因为建筑材料所处建( 共有的性质.因为建筑材料所处建(构)筑物 的部位不同,使用环境不同, 的部位不同,使用环境不同,人们对材料的使 用功能要求不同,所起的作用就不同, 用功能要求不同,所起的作用就不同,要求的 性质也就有所不同. 性质也就有所不同. 因此在工程设计和施工中必须充分了解和 掌握各种材料的性质和特点,才能正确选择和 合理使用材料.
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天平
李氏瓶
（2）表观密度、体积密度、视密度 ）表观密度、体积密度、
表观密度（俗称“容重”）——材料在自然状态下，单位
体积的质量。
式中
ρ0 =
m V0
V0—材料的表观体积，cm3 或 m3
总结：材料的表观体积 表观体积是指包括内部孔隙 内部孔隙在内的体积。 总结 表观体积 内部孔隙
表观体积的确定： 表观体积的确定 a、对于外形规则的材料，如烧结砖、砌块，其 体积的测定可用测量体积尺度或蜡封法排水得 其外观体积——体积密度； 体积密度； 体积密度 b、对于不规则外形材料的表观体积，如砂石类 散粒材料，可用排水法测得其外观近似体积— —视密度。 视密度。 视密度 所以一般材料的表观密度小于其密度。 所以一般材料的表观密度小于其密度。 通常所指的表观密度，是指干燥状态下的表观 干燥状态下的表观 密度。 密度
（2）孔隙率 孔隙率___材料的孔隙率是指材料内部孔隙的体积
占材料总体积的百分率。孔隙率P按下式计算：
V0 − V ρ0 P= = 1− V0 ρ
V—材料的绝对密实体积，也即干燥材料在绝对密实状态下的体积 3 也即干燥材料在绝对密实状态下的体积cm 也即干燥材料在绝对密实状态下的体积 或 m3 V0—材料的表观体积，也即材料在自然状态下的体积， cm3 或 m3 ρ0—材料的表观密度, g/cm3 或 kg/m3 ρ—密度, g/cm3 或 kg/m3
2.宏观结构 宏观结构
——即材料的构造。 ——材料在宏观可见层次上的组成形式 。
宏观分类： 宏观分类：
（1）按孔隙特征分： ①致密构造 致密构造 ②多孔构造 多孔构造 ③微孔构造 微孔构造
①致密构造——这类材料的孔隙率很低或趋近 致密构造
于零、结构致密的材料。
特征： 特征 密度较大，吸水性低，抗渗性好，强度较高；
孔隙率与密实度之间有什么关系？ 孔隙率与密实度之间有什么关系？
物理意义：材料的孔隙率 密实度从两个不同的 孔隙率与密实度 孔隙率 密实度
侧面来反映材料的致密程度。 其关系为P+D=1， 但通常用孔隙率直接反映孔隙率大小，孔隙率 越大，则密实度越小 。
3、材料的填充率与空隙率 、
（1）填充率 ）填充率——指散粒状材料在堆积体积中，被其 颗粒填充的程度。
固体物质
（二）材料所处状态：材料在不同状态下的体 材料所处状态 积构成。
1.单体材料的状态： 单体材料的状态： 单体材料的状态
固体物质体积 固体物质体积＋ 固体物质体积＋ 孔隙体积 材料在绝对密实状态下 绝对密实状态下的体积构成， 绝对密实状态下 用V表示。 材料在自然状态下 自然状态下的体积构成，也称材料的 自然状态下 表观体积，用 V’表示。
0
散粒材料的空隙率与填充率的关系为：
P′ + D′ = 1
空隙率与填充率之间有什么关系？ 空隙率与填充率之间有什么关系？
物理意义——空隙率与填充率是相互关联的两个性质， 物理意义 空隙率的大小可直接反映散粒材料的颗粒之间相互填 充的程度。
P′ + D ′ = 1
散粒状材料空隙率越大，则填充率越小。在配制 混凝土时，砂、石的空隙率是作为控制料级配与计算 的重要依据。
2.堆积材料的状态 堆积材料的状态
固体物质体积＋ 固体物质体积＋孔隙体积 ＋空隙体积 材料在自然堆积状态下 自然堆积状态下的体积构成， 自然堆积状态下 用V0’
一、材料与质量有关的性质
1.材料的密度、表观密度、体积密度、堆积密度 2.材料的密实度与孔隙率 3.材料的填充率与空隙率
1.材料的密度、表观密度、体积密度、堆积密度 材料的密度
第一章 建筑材料的基本性质
本章教学目标
掌握：材料各种基本性质的概念、指标的计算。
熟悉：主要技术性质的物理意义、影响因素及 对其它性质的影响。
了解：材料的各性质在工程实践中的意义。 了解：材料的各性质在工程实践中的意义。
材料的化学组成、 第一节 材料的化学组成、结构和构造
(一）材料的组成 一
——包括化学组成与矿物组成 ——决定材料各种性质的最基本因素。
——指用电子显微镜、X射线衍射仪等手段来分 析研究材料的原子分子层次的结构特征，其尺寸范 围在 10-10~10-6m。
作用——决定材料的许多物理、力学性质，如强 作用 度、硬度、导热性、导电性等。
微观结构的主要形式：晶体、玻璃体、胶体 主要形式：晶体、玻璃体、 主要形式 （1）晶体 ）晶体：材料的质点（原子或分子、离子） 按一定规律在空间重复排列的固体称为晶体。 特点：①具有特定的几何外形；②具有各向异性； 特点 ③具有固定的熔点和化学稳定性；④强度高、硬度 大，机械性能较好。 一般晶体越细，分布越均匀的晶体材料的强 度越高。
材料的化学组成 ——指构成材料的基本化合物或化学元素的 种类与数量。 表示方法： 表示方法：无机非金属建筑材料的化学组成以 各种氧化物的百分含量的百分率形式表示：金属 材料则以其元素的百分含量来表示。 作用：：决定着材料的化学性质，影响着物理性 作用 质和力学性质。
材料的矿物组成：
矿物定义——材料中含有特定的晶体结构、特定 矿物定义 物理力学性能的组织结构称为矿物 矿物。 矿物 矿物组成——指构成材料的矿物种类和数量。 矿物组成 作用——决定材料的许多重要性质的主要因素。 作用
微观结构——玻璃体 玻璃体
玻璃体：指高温熔融物在急速冷却时形成的无定 玻璃体 形体。如粉煤灰、普通玻璃等。
特征：化学活性高；无固定的熔点；力学性质各 特征 向同性。
微观结构——胶体 胶体
胶体：指物质以极微小的质点分散在介质中所形 胶体 成的结构， 其粒径为10-9~10-7m。 特征：能保持稳定性；具有黏结性；具有较大的 特征 流动性，也就是变形较大。
定义 实际密 度 在绝对密实状态 下，单位体积的 质量 表观密 度 体积密 （ g/cm3或 kg/m3） 度 堆积密 度 在自然堆积状态 下，单位体积的 质量
m ρ0 = ' V0
'
计算公式（单位） 计算公式（单位）
测定方法 先磨细，再采用排 水法(李氏瓶）
ρ = V （ g/cm3）
m
在自然状态下， 单位体积的质量
绝对密实状态下单位体积的质量。 （1）密度：材料在绝对密实状态下 ） 绝对密实状态下
m ρ = v
ρ—密度, g/cm3 或 kg/m3 ； m—材料的质量，g 或 kg； V—材料的绝对密实体积，cm3 或 m3 。
密度试验： 密度试验：
测试时，材料必须是绝对干燥状态 绝对干燥状态。 测试时 绝对干燥状态 a、绝对密实状态下的体积 绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在 绝对密实状态下的体积 内的固体物质部分的体积，也称实体积。 实体积。 实体积 b、对于测定可研磨的非密实材料的密度，要 磨成细粉，干燥后用密度瓶（李氏瓶）测 定体积，采用排开液体的方法来测定其体 积， 材料麿得越细，测得的数值就越接近 绝对密实体积。
二、 材料与水有关的性质
1.材料的亲水性与憎水性 材料的亲水性与憎水性
工程实际中，材料的亲水性与憎水性，通常以 润湿角的大小划分。 润湿角
亲水性材料：接触角（润湿角）θ≤90°。 憎水性材料：接触角θ＞90°。 θ＝0°铺展或完全润湿；θ＝180°完全不润湿
大多数建筑材料都是亲水材料，憎水材料 有沥青、石蜡、某些高分子材料等。憎水材料不 仅可作为防水材料，还可用于处理亲水材料的表 面，以降低材料的吸水性，提高材料的防水防潮 性能。
（2）按构造特征或存在状态分 ）按构造特征或存在状态分：
③层状结构——天然形成或采用人工黏结等方 层状结构
向将材料叠合而成层状的结构。叠合结构。如胶 合板、纸面石膏板、塑料贴面板等。
④纹理结构——天然材料在生长或形成过程中
自然造就天然纹理，如木材、大理石、人造花岗 岩板材、瓷质彩胎砖等。
总之，建筑材料的组成决定了材料的化学性质，微
②多孔构造——指材料内部有粗大孔隙的结构。 多孔构造
特征： 特征 密度较小，吸水率高，抗渗性差，但绝热、吸
声性好。
③微孔构造—— 微孔构造——指材料内部有分布较均匀的微
细孔隙的结构。
特征： 特征：一般密度较小，吸水率高，抗渗性差，绝热、 吸声性好。
（2）按构造特征或存在状态分类 ）按构造特征或存在状态分类：
硅酸盐水泥熟料矿物组成来自CaO3CaO·SiO2
800℃左右 ℃
SiO2
800～1450℃ ～ ℃ 化合反应
2CaO·SiO2
生料
分解反应
Al2O3
3 CaO ·Al2O3
Fe2O3
4 CaO·Al2O3·Fe2O3
（二）材料的结构
——分宏观、微观、细观结构
作 用——决定材料各种性质的重要因素。
1.微观结构 微观结构
V ρ ' D'= 0 ×100%= 0 ×100% ρ V′ 0
（2）空隙率____指散粒材料在其堆集体积中, 颗粒之间的 空隙率
空隙体积所占的比例。空隙率P’ 按下式计算 ：
ρ 0′ V0 ′ − V0 P′ = × 100 % = (1 − ) × 100 % = 1 = D ′ ρ0 V′
m ρ0 = V0
外形规则的材料直 接测量；外观不规 则的材料排水法
采用一个已知容积 的容器来检测
（kg/m3）
2、材料的密实度与孔隙率 、
（1）密实度_____指材料的内部固体物质填充的程度。 ）密实度
V ρ ρ0 D= = = ρ V0 m m
ρ0
D___材料的密实度 V—材料的绝对密实体积，也即干燥材料在绝对密实状态下的体积 也即干燥材料在绝对密实状态下的体积，cm3 或 也即干燥材料在绝对密实状态下的体积 m3 V0—材料的表观体积，也即材料在自然状态下的体积，cm3 或 m3 ρ0—材料的表观密度, g/cm3 或 kg/m3 ρ—密度, g/cm3 或 kg/m3