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土木工程材料__总结版土木工程材料是指在土木工程中用于建筑结构和道路等建设中所需的材料。
它们在工程中起着重要的作用，能够提供所需的强度、耐久性和其他性能，以确保工程的质量和安全。
在本文中，将讨论土木工程中常用的材料，包括混凝土、钢筋、沥青等。
混凝土是土木工程中最常用的材料之一，它由水泥、砂、骨料和水等组成。
混凝土具有优良的抗压强度和耐久性，可以用于建造各种不同类型的结构，如建筑物、桥梁和水坝等。
由于其可成型性强，可以通过模具制成各种形状，因此广泛应用于建筑和道路建设中。
钢筋是一种常用的增强材料，用于改善混凝土的抗拉强度。
钢筋通常以网状或棒状的形式添加到混凝土中，形成钢筋混凝土结构。
钢筋具有优良的拉伸和抗腐蚀性能，可以增加混凝土结构的承载能力和耐久性。
它广泛应用于桥梁、高层建筑和其他大型结构中。
沥青是一种胶状材料，常用于道路建设中。
它具有良好的粘结性和防水性能，能够将不同部分的道路连接在一起，并保护路面免受水和其他外部因素的损害。
沥青还可以提供较好的摩擦力，提高车辆在路面上的牵引力和安全性。
在道路建设中，沥青一般涂覆在碎石上，形成沥青混合料，用于铺设路面。
除了混凝土、钢筋和沥青之外，还有其他一些常用的土木工程材料，如木材、玻璃、砖块等。
木材常用于建造房屋和桥梁等结构，具有较好的抗压和抗拉性能。
玻璃广泛应用于建筑中，具有良好的透明性和装饰性。
砖块是一种常见的建筑材料，由黏土或水泥制成，用于建造墙体和其他结构。
总之，土木工程材料在土木工程项目中起着至关重要的作用。
混凝土和钢筋常用于建筑结构的构造中，提供强度和耐久性。
沥青常用于道路建设中，保护道路免受损坏。
其他材料如木材、玻璃和砖块等也扮演着重要的角色。
通过合理选择和使用这些材料，可以保证土木工程项目的质量和安全。
● 土木工程材料可分为广义土木工程材料和狭义土木工程材料。
广义：是指用于建筑工程中所有材料（1构成建筑物，构筑物的材料，如石灰，水泥2是施工过程中所需要的辅助材料，如脚手架，模板3是各种建筑器材，如消防设备，给水排水设备）。
狭义土木工程材料是直接构成土木工程实体的材料。
●土木工程材料分类：1.按化学成分，无机材料，有机材料和复合材料2.按使用功能，承重结构材料，非承重结构材料和功能材料。
● 土木工程与材料的关系：1.材料是保证土木工程质量的基础2.材料对土木工程造价的影响3.材料对土木建筑工程技术进步起促进作用●密度：是指材料在绝对密度状态下单位体积的质量。
V m /=ρ（v 材料在绝对密实状态下的体积） ● 表观密度：是指单位体积（含材料实体及闭口孔隙体积）材料的干质量，也称视密度。
0/0V m =ρ（V0材料在包含闭口孔隙条件下的体积（只含内部闭口孔，不含开口孔））●体积密度：是指材料在自然状态下单位体积(含开口，闭口孔隙）V m '='/ρ ●堆积密度：是指散粒状材料单位堆积体积（含开口，闭口）11/V m =ρ ● 孔隙率：是指材料中的孔隙体积占材料自然状态下总体积的百分率，以p 表示，V V V p '-'=/，密实度是与孔隙率相对应的概念，指材料体积内被固体物质充实的程度，用D 表示D=1—P●空隙率指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质空隙体积占堆积体积的百分率101/V V V p -=' ●吸水性:指材料在吸收水分的性质。
（材料吸水饱和时的含水率为吸水率，分质量吸水率和体积吸水率）材料含水后，自重增加，强度降低，保温性能下降，抗冻性能变差，有时还会发生明显体积膨胀。
● 吸湿性：指材料在潮湿空气中吸收水分的性质，一含水率表示。
吸湿作用一般是可逆的，及材料可吸放空气中的水分。
● 耐水性指材料长期在水的作用下不破坏，而且强度也不显著降低的性质。
土木工程材料相关知识一.分类：·按材料来源分：天然材料、人造材料 ·按使用部位分:结构材料、屋面材料、墙体材料、地面材料 ·按功能分：防水材料、装饰材料、承重材料、绝热材料 ·按基本组成分类通性:金属材料-不透明、密度大、导电导热、变形大(金属键）有机材料—透明半透明、密度小、绝缘、导热性差、变形大、耐热性差(共价键） 无机非金属材料—硬、脆、热和电的绝缘体、耐热、耐化学侵蚀（离子键）二、土木工程材料的基本性质1．基本物理性质 （1)密度◎定义：指材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。
Vm =ρ ◎测试方法：要将材料磨成细粉，破坏其中的孔结构,磨得越细，测试结果越接近真值.常用的方法是比重瓶(李氏瓶)方法。
◎密度取决于组成物质的原子量和分子结构原子量: 金属7.5～9g/cm 3与非金属〈3。
0g ／cm ３分子结构： 石墨２．2 g/c ｍ3 金刚石3。
5 ｇ／c ｍ3（2）表观密度◎定义：材料在自然状态下单位体积的质量。
0Vm=ρ·V0包含有实体体积、开口孔隙体积、闭口孔隙体积。
·含水状态的影响:通常为气干表观密度材料◎测试方法:排水法,一为直接排水法,另一为涂蜡后排水法。
（3）堆积密度◎定义：材料在堆积状态下单位体积的质量.''0Vm=ρ·V0包含有实体体积、孔隙体积、空隙体积。
◎测试方法：容量筒应用：计算材料用量、堆放空间、构件自重、配料计算、判断性能孔隙对强度、导热、隔声、吸水性能的影响(4)孔隙率和空隙率的计算密实度ρρρρ===mmVVD△VV孔隙率 D V VV V V V V P -=-=-=∆=110000 开口孔隙率 010102V mm V mm V VP OH k k -=-==ρ 闭口孔隙率 k b P P P -=同理填充率 0''0000ρρ==V VD空隙率 0'00110D V V P -=-=2．力学性质（1）强度 ◎定义：强度是材料在应用条件下抵抗破坏的能力。
第二章土木工程材料土木工程材料主要有：水泥、砂、石、砂浆、混凝土、钢筋、防水材料、装饰材料等。
一、常用的土木工程材料（一）砖、瓦、砂、石（二）水泥、石灰、砂浆、混凝土（三）木材、钢材和钢筋混凝土（四）防水保温材料（一）砖、瓦、砂、石1．砖：是一种常用的砌筑材料，在混合结构房屋中作承重构件墙体，在框架结构中作为围护墙体。
1）按生产工艺分为烧结砖和非烧结砖；2）按所用原材料分为普通粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、炉渣砖和灰砂砖等； 3）按有无孔洞分为空心砖、多孔砖和实心砖等。
其特点是：原料容易取得，生产工艺简单，价格低，体积小，便于组合。
但传统的粘土砖毁田取土量大、能耗高、砖自重大，施工生产中劳动强度大、工效低。
有逐步改革并用新型材料取代的必要。
我国已有近200个城市禁止在建筑物中使用粘土砖。
普通粘土砖：以粘土为主要原料，经过成型、干燥、高温、焙烧制成。
普通粘土砖的标准尺度为240×115×53mm，砌筑时砂浆灰缝厚度为10mm。
普通粘土砖以其抗压强度为主要标准划分强度等级，分为：MU7.5，MU10，MU15，MU20，MU25，MU30。
常用等级为MU7.5和MU10。
非烧结砖是利用不适合种田的山泥、废土、砂等，加入少量水泥或石灰作固结剂及微量外加剂和适量水混合搅拌压制成型，自然养护或蒸养一定时间即成。
是一种有发展前途的新型材料。
2．瓦：属屋面围护材料，要求利于防排水，自重轻，密实度高。
常见的有：（1）粘土瓦：由粘土浇制成胚（成型），干燥，高温焙烧而成。
有青瓦和红瓦。
形状有平瓦和脊瓦（用于屋脊处）。
常见尺寸为400×230×20mm。
每平方米约15块左右。
自重按0.55kN/m2考虑。
（2）水泥瓦：利用水泥和砂拌和，压成瓦胚成型，后经蒸汽养护硬结而成。
分为平瓦和脊瓦（用于屋脊处）。
常见尺寸287×38×15，每平方米铺15块。
水泥瓦的密实度和防水效果均较粘土瓦好，且不用粘土。
土木工程材料概念绪论1、土木工程材料的分类：（1）、按组成物的化学成分分为：无机材料、有机材料、复合材料。
常用无机材料包括砂石、砖瓦、玻璃、石灰石膏、水泥，塑料等。
常用有机材料有木材、涂料、沥青、橡胶、等。
常用复合材料有钢钎维混凝土、钢筋混凝土、沥青混凝土等。
(2)、按功能分为：承重结构材料、非承重材料、功能材料。
常用承重材料：钢材、混凝土、砖、砌体常用非承重材料：填充墙、内隔墙、围护材料常用功能材料：防水材料、防火材料、装饰材料、绝热材料、吸声隔声材料2、土木工程材料的标准：(1)、世界范围统一使用的是ISO国计标准。
(2)、我国常用标准有三类：1国家标准（包括强制性标准GB、推荐性标准GB/T）2行业标准3地方标准DB和企业标准QB。
强制性标准表示人和技术活产品不得低于其规定的要求：推荐性标准表示可以执行其它标准要求：地方标准或企业标准制定的技术要求高于国家标准。
第一章土木工厂材料基本性质1、材料的物理性质：（1）1..密度——材料绝密状态下单位体积的质量2.表观密度——单位体积（含实体及闭口孔隙体积）材料的干质量3.体积密度——自然状态下单位体积（包括实体、开口孔隙、闭口孔隙）的质量，俗称容量。
4.堆积密度——散粒状材料单位体积（含颗粒固体、开口、闭口孔隙及颗粒空隙体积）物质颗粒的质量规则形状的材料用量具测得体积，不规则的可用排液法或封蜡排液法测得体积。
（2）1.孔隙率与密实度孔隙率——孔隙体积占自然状态下总体积的百分率。
孔隙率反应材料密实度。
公式P82.空隙率与填充率空隙率——散状粒材料在堆积状态下颗粒空袭占堆积体积的百分率（3）1.亲水性、憎水性润湿角>90度材料材料分子内聚力小于吸引力，表现位亲水性。
常用亲水材料有：水泥制品、玻璃、陶瓷、金属、石材。
润湿角<90度材料分子内聚力大于吸引力，表现为憎水性。
常用憎水材料：沥青、油漆、塑料、防水油膏。
2.吸水性、吸湿性、耐水性、抗渗性、抗冻性第二章建筑金属材料1、刚才的分类：（1）钢材按化学成分分成碳素钢与合金钢碳素钢——含碳量为0.02％～2.06％的铁碳合钢，又称碳钢。
土木工程材料分类土木工程是一门涉及土地开发、建筑结构、道路、桥梁等领域的工程学科，而土木工程材料则是构建这些工程的重要组成部分。
土木工程材料广泛应用于建筑、道路、桥梁、隧道等各个领域，其分类和特性对工程的质量和性能起着至关重要的作用。
一、水泥类材料。
水泥是土木工程中常用的建筑材料之一，主要用于混凝土、砌体和砂浆的制备。
根据材料的成分和用途，水泥可以分为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等。
水泥的品种多样，适用于不同的工程项目，具有良好的抗压强度和耐久性。
二、钢材。
钢材是土木工程中常用的结构材料，主要用于建筑结构、桥梁、管道等领域。
根据不同的成分和性能，钢材可以分为碳素钢、合金钢、不锈钢等。
钢材具有高强度、耐腐蚀、可塑性好等特点，是土木工程中不可或缺的材料之一。
三、混凝土。
混凝土是土木工程中常用的建筑材料，主要用于建筑结构、路面、桥梁等领域。
根据不同的配合比和用途，混凝土可以分为普通混凝土、高强混凝土、自密实混凝土等。
混凝土具有良好的抗压强度、耐久性和可塑性，是土木工程中使用最广泛的材料之一。
四、砂、石料。
砂、石料是土木工程中常用的骨料材料，主要用于混凝土、路基、路面等领域。
根据颗粒大小和用途，砂、石料可以分为粗骨料、细骨料、中粗砂、中细砂等。
砂、石料具有良好的力学性能和稳定性，是土木工程中不可或缺的材料之一。
五、沥青。
沥青是土木工程中常用的道路材料，主要用于路面、停车场、机场跑道等领域。
根据不同的粘度和用途，沥青可以分为石油沥青、沥青混合料等。
沥青具有良好的粘结性和耐久性，能够有效保护路面结构，提高路面的使用寿命。
六、玻璃钢。
玻璃钢是土木工程中常用的复合材料，主要用于管道、储罐、防腐设备等领域。
玻璃钢具有良好的耐腐蚀性、机械性能和绝缘性能，能够满足不同工程项目的需求。
综上所述，土木工程材料根据其成分、性能和用途的不同，可以分为水泥类材料、钢材、混凝土、砂、石料、沥青、玻璃钢等多个类别。
这些材料在土木工程中发挥着重要作用，为工程的建设和维护提供了坚实的保障。
绪论一、土木工程材料及其分类广义上的土木工程材料是人类建造建筑物时所用一切材料和制品的总称，种类极为繁多。
1.按主要组成成分分类图0.1 土木工程材料的分类2.按使用功能分类根据土木工程材料在建筑物中的部位或使用性能，大体可分为建筑结构材料、墙体材料、建筑功能材料三大类。
3.按材料来源分类根据材料来源，可分为天然材料与人造材料。
而人造材料又可按冶金、窑业（水泥、玻璃、陶瓷等）、石油化工等材料制造部门来分类。
一般把各种分类方法经适当组合后对材料种类进行划分。
如装饰砂浆、沥青防水材料等。
二、土木工程材料在土建工程中的地位土木工程材料在土木建筑工程中有着举足轻重的地位。
首先，土木工程材料是一切土木工程的物质基础。
第二，土木工程材料与建筑、结构和施工之间存在着相互依存、相互促进的密切关系。
第三，建筑物和构筑物的功能和使用寿命在很大程度上由土木工程材料的性能决定。
第四，土建工程的质量，主要取决于材料的质量控制。
最后，建筑物和构筑物的可靠度评价，相当程度地依存于材料的可靠度评价。
三、土木工程材料的发展趋势遵循可持续发展战略，土木工程材料的发展趋势表现为：（1）高性能化（2）高耐久性（3）多功能化（4）绿色环保（5）智能化另外，主产品和配套产品应同步发展，并解决好利益平衡关系。
同时，为满足现代土木工程结构性能和施工技术的要求，材料的应用应向着工业化方向发展。
四、土木工程材料的检验方法及标准化1.土木工程材料的质量检验方法通常可采用实验室内原材料性能检验、实验室内模拟结构鉴定及现场鉴定等方法。
本课程主要着重介绍实验室内材料性能的检验，包括下列内容：⑴物理性能检验⑵力学性能检验⑶材料与水有关的性能检验2.土木工程材料的标准化土木工程材料涉及的标准主要包括两类。
一是产品标准。
其内容主要包括：产品规格、分类、技术要求、检验方法、验收规则、应用技术规程等；二是工程建设标准。
其内容有土木工程材料选用有关的标准，有各种结构设计规范、施工及验收规范等。
目前，我国常用的标准按适用领域和有效范围，分为四级。
⑴国家标准分强制性标准（代号为GB）和推荐性标准（代号GB/T）。
⑵行业标准某些行业标准代号见表0.1。
表 0.1 几个行业的标准代号⑶地方标准（代号DB）⑷企业标准（代号QB）有关工程建设方面的技术标准的代号，应在部门代号后加J。
地方标准或企业标准所制定的技术要求应高于类似（或相关）产品的国家标准。
标准一般由标准名称、部门代号(以汉语拼音字母表示)、标准编号和颁发年份等来表示。
例如，1992年制定的建材行业推荐性479号建筑石灰的标准为：《建筑石灰》（JC/T 479-92）。
五、课程学习的目的和要求⒈课程学习的目的与主要内容土木工程材料课程是针对土木工程、工程管理、水利水电等专业开设的专业技术基础课。
通过学习，使学生掌握材料的基本理论和基础知识，为后续专业课程的学习及以后从事土木工程正确选用材料打下良好的基础。
本教材重点介绍了当前土木工程常用的材料，如水泥、石灰、混凝土、钢材、沥青材料等，并简要介绍了建筑功能材料。
对于各类材料，除重点介绍了技术性质外，对材料的生产、组成、结构与构造、技术标准也做了简要介绍，另外还简要介绍了检测这些技术性能指标的试验方法。
⒉课程的理论课学习任务学习时，可把相关内容分成三个层次：第一层次是土木工程材料基础理论知识。
所谓基础理论知识是指每类材料的生产工艺，材料的组成、结构、构造，该部分要重点领会其对材料性能的影响；第二层次是土木工程材料的基本性质。
这一层次要求学生重点掌握，在了解基本概念的基础上，要能运用已有的理论知识对基本性质的改善进行分析。
并能够结合工程实际，正确选用材料。
对于现场制作的材料，要能根据材料性能要求设计计算材料配比；第三层次为土木工程材料质量检验的内容，需要结合试验理解基本技术性质要求的意义。
⒊课程的实验课学习任务实验是课程的重要教学环节。
通过实验可验证所学的基础理论，增加感性认识，加深对理论知识的理解，熟悉试验鉴定、检验和评定材料质量的方法，掌握一定的试验技能，这对培养学生分析与判断问题的能力、试验工作能力以及严谨的科学态度十分有益，也为今后从事既有材料的改性、新材料的研制以及材料方面的科学研究奠定基础。
第1章土木工程材料的基本性质1.1 材料的组成、结构与构造及其对材料性质的影响1.1.1 材料的组成材料的组成包括材料的化学组成、矿物组成和相组成。
它不仅影响材料的化学稳定性，而且也是决定材料物理及力学性质的重要因素。
（1）化学组成（2）矿物组成（3）相组成1.1.2 材料的结构材料的结构对材料的性质有重要影响。
材料的结构一般分为宏观、细观和微观三个层次。
（1）宏观结构土木工程材料的宏观结构是指肉眼可以看到或借助放大镜可观察到的(毫米级)粗大组织。
其尺寸在10-3m级以上。
①散粒结构②聚集结构③多孔结构④致密结构⑤纤维结构⑥层状结构（2）细观结构细观结构（原称亚微观结构）是指用光学显微镜可以观察到的微米级的组织结构。
其尺寸范围在10-3～10-6m。
包括：①晶相种类、形状、颗料大小及其分布情况；②玻璃相的含量及分布；③气孔数量、形状及分布。
（3）微观结构微观结构是指借助电子显微镜或X射线，可以观察到的材料的原子、分子级的结构，微观结构的尺寸范围在10-6～10-10m。
材料微观结构可分为晶体、玻璃体、胶体三种形式。
①晶体晶体是内部质点(原子、离子、分子)在空间上按特定的规则呈周期性排列时所形成的结构。
②玻璃体将熔融物质迅速冷却（急冷），使其内部质点来不及按规则排列就凝固，这时形成的物质结构即为玻璃体，又称为无定形体或非晶体。
③胶体物质以极其微小的颗粒(粒径为10-7～10-9m)分散在连续相介质中形成的结构,称为胶体。
1.1.3 材料的构造材料的构造是指具有特定性质的材料结构单元间的相互组合搭配情况。
构造概念与结构概念相比，更强调了相同材料或不同材料的搭配组合关系。
1.1.4 材料中的孔隙与材料性质的关系（1）孔隙的分类按孔隙的大小，可将孔隙分为微小孔隙、细小孔隙（毛细孔）、粗大孔隙等。
对于无机非金属材料，孔径小于20nm的微小孔隙，水或有害气体难以侵入，可视为无害孔。
按孔隙形状可将孔隙分为球形孔隙、片状孔隙（即裂纹）、管状孔隙、墨水瓶状孔隙、带尖角的孔隙等。
片状孔隙、管状孔隙、带尖角的孔隙对材料性质的影响较大。
按常压下水能否进入到孔隙中，将常压水可以进入的孔隙称为开口孔隙，而将常压水不能进入的孔隙称为闭口孔隙。
另外，开口孔中有些孔不仅与外界相通，而且彼此贯通，称为连通孔。
（2）孔隙对材料性质的影响一般情况下，材料孔隙率越大，则材料的表观密度、堆积密度、强度均越小，耐磨性、抗冻性、抗渗性、耐腐蚀性、耐水性及其他耐久性越差，而保温性、吸声性、吸水性与吸湿性等越强。
（3）材料内部孔隙的来源与产生1.2.1 材料与质量有关的性质（1）材料的密度、表观密度与堆积密度①密度—True Density材料在绝对密实状态下、单位体积干材料的质量称为材料的密度。
按照（1.1）式进行计算。
mVρ=（1.1） 式中：ρ—材料的密度， g ·c m -3；m —材料在绝对干燥状态下的质量，g ； V —材料在绝对密实状态下的体积，c m -3。
②表观密度---Apparent Density材料在自然状态下，单位体积材料的质量称为材料的表观密度（原称容重，道路工程中称为体积密度）。
按照（1.2）式进行计算。
00mV ρ=（1.2） 式中：0ρ—材料的表观密度，g ·c m -3或kg ·m -3；m —材料在自然状态下的重量，g 或㎏；0V —材料在自然状态下的体积，c m 3或m 3。
③堆积密度---Bulk Density散粒材料(粉状或粒状材料)在堆积状态下，单位体积材料的质量称为材料的堆积密度。
按照（1.3）式进行计算。
'00mV ρ=（1.3） 式中：'0ρ—散粒材料的堆积密度，kg ·m -3；m —散粒材料在堆积状态下的质量，㎏；0V '—散粒材料在堆积状态下的体积，m 3。
常用土木工程材料的密度、表观密度和堆积密度如表1.1所示. （2）材料的孔隙率与密实度①孔隙率材料内部孔隙体积占材料自然状态下体积的百分率称为材料的孔隙率。
按照（1.4）式进行计算。
0000100%100%1100%V V V P V V ρρ-⎛⎫=⨯=⨯=-⨯ ⎪⎝⎭孔 （1.4） 材料孔隙率的大小直接反映材料的密实程度，孔隙率小，则密实程度高。
②密实度材料的固体物质体积占自然状态下体积的百分率称为材料的密实度。
密实度反映了材料体积内被固体物质所填充的程度。
按照（1.5）式进行计算：00100%100%VD V ρρ=⨯=⨯ （1.5）密实度与孔隙率之间的关系为：1P D += （3）材料的空隙率与填充率①空隙率散粒材料颗粒之间的空隙体积占材料堆积体积的百分率称为材料的空隙率。
按照（1.6）式进行计算：000000100%100%1100%V V V P V V ρρ''''⎛⎫-'=⨯=⨯=-⨯ ⎪⎝⎭空 （1.6）空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒相互填充的程度②填充率材料在自然状态下的体积占堆积体积的百分率称为材料的填充率。
填充率反映了材料被颗粒填充的程度。
按照（1.7）式进行计算：0000100%100%V D V ρρ'''=⨯=⨯ （1.7）密实度与空隙率之间的关系为：1P D ''+= 1.2.2 材料与水有关的性质（1）材料的亲水性与憎水性材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性；而材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性。
材料被水湿润的程度可以用润湿角θ来表示，如图1.3所示。
润湿角越小，说明材料越容易被水湿润。
实验证明，润湿角θ≤90º的材料为亲水性材料，反之，θ>90º的材料不能被水湿润，为憎水性材料。
当θ=0º时，表明材料完全被水润湿。
（2）材料的吸湿性和吸水性①吸湿性材料在潮湿空气中吸附水分的性质称为吸湿性。
材料的吸湿性大小，用含水率来表示。
含水率是指材料内部所含水的质量占干材料质量的百分率。
可按照（1.8）式进行计算。
100%h m mW m-=⨯h （1.8） 式中：h W —材料的含水率，％；h m —材料在吸湿状态下的重量，g ；m —材料在干燥状态下的重量，g 。
在一定的温度和湿度条件下，材料中所含水分与周围空气湿度达到平衡时的含水率称为平衡含水率。
②吸水性材料在水中(通过毛细孔隙)吸收水分的性质称为吸水性。
土木工程材料吸水性的大小一般用质量吸水率表示。
