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第二节 材料的基本状态参数一、材料的密度、表观密度和堆积密度1、密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量（工程中也称为重量）。
式中： ρ——材料的密度，g/cm 3；m ——材料在干燥状态下的重量，g ；V ——材料在绝对密实状态下的体积，cm 3。
绝对密实状态下的体积，是指构成材料的固体物质本身的体积，它不包括材料内部的孔隙的体积。
除个别材料如：玻璃、钢、沥青外大多数材料是含有孔隙的。
因此，测定材料绝对密实的体积，应把材料磨成小于0.20mm 的细粉末，以消除材料内部的孔隙，用排水法求得粉末的体积，即是材料绝对密实状态下的体积。
2、表观密度：材料在自然状态下单位体积的质量（原称容重）。
式中：ρ0——材料的表观密度，kg/m 3；m ——材料的重量，kg ；V 0——材料在自然状态下的体积，m 3。
所谓自然状态下的体积，是指包括材料实体体积和闭口孔隙的体积，而不包括开口孔隙的体积。
对外观形状规则的材料，可直接度量外形尺寸后计算体积；若外观形状不规则，可将其腊封后用排水法求得其体积。
从公式可以看出，表观密度永远小于密度。
注意：材料的表观密度与含水状况有关，材料含水时，重量增加，体积也会发生不同程度的变化，因此测定材料的表观密度时应以干燥状态为准，而对含水状态下测定的表观密度，须注明含水量。
3、堆积密度：散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量。
包括松堆密度和紧堆密度。
式中：ρ0′——散粒材料的堆积密度，kg/m 3；m ——散粒材料的重量，kg ；V 0′——散粒材料的自然堆积体积，m 3。
散粒材料的堆积体积包括颗粒自然状态下的体积和开口孔隙的体积，又包括了颗粒之间的空隙体积。
常用其所填充满的容器的标定体积来表示。
二、材料的孔隙和空隙：1、材料的孔隙：大多数材料的内部都含有孔隙，它们会对材料的性能产生不同程度的影响。
孔隙对材料性能产生影响的因素包括： (1)、孔隙的多少(2)、孔隙的特征Vm =ρ00V m=ρ'0'0V m =ρ1）、孔隙率（P ）：是指材料内部孔隙体积（V P ）占材料总体积（V 0）的百分率。
材料的参数
材料的参数是指用来描述和衡量材料特性的各种属性和特征。
这些参数通常包括物理、化学、力学、电学等方面的指标，用来评估材料的性能和适用性。
以下是一些常见的材料参数及其描述。
1. 物理参数：
密度：材料的质量与体积的比值，用来衡量材料的重量。
熔点：材料从固态转变为液态的温度，用来判断材料的热稳定性。
导热系数：材料传导热量的能力，是热传导的重要参数。
热膨胀系数：材料在温度变化下长度或体积的变化率。
电导率：材料导电性或导热性的指标。
2. 化学参数：
化学组成：材料的化学成分，影响材料的性质和用途。
氧化还原性：材料与氧气或其他物质的反应能力。
电化学活性：材料在电化学反应中的电子交换能力，如电极材料的活性。
3. 力学参数：
强度：材料抵抗外力破坏的能力。
硬度：材料抵抗划伤或穿刺的能力。
韧性：材料抵抗断裂或变形的能力。
弹性模量：材料在受力时的变形量和应力的比值。
4. 电学参数：
电阻率：材料阻碍电流流动的能力。
介电常数：材料在电场中的相对极化能力。
击穿电压：材料在电场作用下失去绝缘性的电压。
这些参数对于材料的设计、选择和应用非常重要。
不同的材料参数适用于不同的应用领域，例如结构材料、电子材料、化工材料等。
通过对材料参数的认识和理解，可以更好地掌握材料的特性，从而提高材料的使用效果和性能。
第二节材料的状态参数和结构特征1 . 材料的体积体积是材料占有的空间尺寸。
由于材料具有不同的物理状态，因而表现出不同的体积。
1.1 材料的绝对密实体积：干材料在绝对密实状态下的体积。
即材料内部没有孔隙时的体积，或不包括内部孔隙的材料体积。
一般以Ｖ表示材料的绝对密实体积1.2 材料的表观体积：材料在自然状态下的体积，即整体材料的外观体积（含内部孔隙和水分）。
一般以V0 表示材料的表观体积。
1.3 材料的堆积体积：粉状或粒状材料，在堆集状态下的总体外观体积。
根据其堆积状态不同，同一材料表现的体积大小可能不同，松散堆积下的体积较大，密实堆积状态下的体积较小。
材料的堆集体积一般以V’’来表示。
2. 材料的密度材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量，按下式计算：ρ= m/V式中：ρ—密度, g/cm3 或 kg/m3m—材料的质量，g 或 kgV—材料的绝对密实体积，cm3 或 m3测试时，材料必须是绝对干燥状态。
含孔材料则必须磨细后采用排开液体的方法来测定其体积。
3. 材料的表观密度表观密度（俗称“容重”）是指材料在自然状态下单位体积的质量。
按下式计算：ρ0= m/ V0式中 ρ0—材料的表观密度, g/cm3 或 kg/m3m —材料的质量，g 或 kgV0—材料的表观体积，cm3 或 m3材料的表观体积是指包括内部孔隙在内的体积。
因为大多数材料的表观体积中包含有内部孔隙，其孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影响其总质量（有时还影响其表观体积）。
因此，材料的表观密度除了与其微观结构和组成有关外，还与其内部构成状态及含水状态有关4. 材料的堆积密度堆积密度是指粉状或粒状材料，在堆积状态下单位体积的质量。
按下式计算：式中 ρ0，—材料的堆积密度, g/cm3 或 kg/m3m —材料的质量，g 或 kgV0，—材料的堆积体积，cm3 或 m3粉状或粒状材料的质量是指填充在一定容器内的材料质量，其堆积体积是指所用容器的容积而言。
材料参数说明范文材料参数是指在材料的性能、组织和结构等方面进行描述和评估的指标和数值，可以用来了解材料的特性、选择合适的材料、设计制造工艺等。
下面是对一些常见材料参数的介绍：1. 密度：材料的密度是指单位体积的质量，通常以克/立方厘米（g/cm³）或千克/立方米（kg/m³）表示。
密度可以影响材料的重量、形变、强度等特性，常用于材料选择和设计计算中。
2.硬度：材料的硬度是指材料对外力的抵抗能力，常用来衡量材料的耐磨性和耐划伤性。
硬度常用的测试方法有洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度等。
3.强度：材料的强度是指材料抵抗外力变形和破坏的能力。
常用的强度参数有抗拉强度、抗压强度、抗扭强度等，可以通过材料的应力-应变曲线来评估材料的强度特性。
4.韧性：材料的韧性是指材料在承受外力下能够发生塑性变形，并能够吸收大量的能量而不破坏的能力。
韧性可以通过衡量材料的断裂延伸率、冲击强度等参数来评估。
5.刚性：材料的刚性是指材料对外力的变形程度的抵抗能力，也可以理解为材料的变形程度与所受力之间的关系。
刚性通常用弹性模量来表示，弹性模量越大，材料的刚性越高。
6.热膨胀系数：材料的热膨胀系数是指材料在温度变化时，单位温度变化所引起的长度、面积或体积的变化比例。
热膨胀系数可以影响材料在温度变化下的尺寸稳定性。
7.熔点和凝固点：材料的熔点是指材料从固态转变为液态的温度，凝固点是指材料从液态转变为固态的温度。
熔点和凝固点可以用来评估材料的熔融和凝固特性。
8.导热系数：材料的导热系数是指材料在单位时间内导热量通过单位厚度和单位面积的能力，常用来评估材料的热传导性能。
9.电导率：材料的电导率是指材料导电性能的好坏，可以通过衡量材料导电电流与施加电势之间的关系来评估。
高电导率的材料常用于电子元器件和导电材料中。
10.腐蚀性：材料的腐蚀性指材料与外界环境接触时，对其产生化学反应并导致材料质量的损失的能力。
腐蚀性可通过评估材料的耐腐蚀性能和与不同介质的相容性来了解。
各种材质的参数范文材质参数是指材料的特性和性能参数。
不同的材质具有不同的参数范围，在使用材质的过程中，了解和掌握这些参数对于材料的应用和性能评价非常重要。
下面将以金属、塑料和木材为例，介绍各种材质的参数范文。
金属材料的参数范文:1.强度：金属的抗拉强度是表征材料能够抵抗拉力的能力。
一般来说，金属材料的抗拉强度越高，材料的强度就越大。
2.延展性：金属材料的延展性是指材料在受到外力作用下能够延展的能力。
高延展性的金属材料可以被加工成各种形状，适用于多种工艺。
3.硬度：金属材料的硬度是对材料抵抗针尖压痕的能力的评估。
硬度高的金属具有较好的耐磨性和抗切削性能。
4.导电性：金属材料的导电性是指材料对电流的传导能力。
能够良好传导电流的金属材料可以被应用于电子元件和导线等领域。
5.导热性：金属材料的导热性是指材料对热能传导的能力。
导热性能好的金属可以被用于散热材料和传热设备中。
塑料材料的参数范文:1.密度：塑料材料的密度是指单位体积内所含质量的大小。
密度较小的塑料材料可以减小产品的重量，提高便携性。
2.强度：塑料材料的强度是指材料抵抗外力破坏的能力。
一般来说，高强度的塑料材料可以提高产品的耐用性。
3.耐腐蚀性：塑料材料的耐腐蚀性是指材料对化学物质腐蚀的抵抗能力。
耐腐蚀性好的塑料材料可以延长产品的使用寿命。
4.耐热性：塑料材料的耐热性是指材料在高温环境下的稳定性。
耐热性好的塑料材料可以用于高温工艺和高温环境中。
5.可塑性：塑料材料的可塑性是指材料可以通过加热和压力变形的能力。
可塑性好的塑料材料可以用于制造各种形状的产品。
木材的参数范文:1.密度：木材的密度是指单位体积内所含质量的大小。
密度较大的木材具有较好的耐磨性和抗冲击性能。
2.强度：木材的强度是指材料抵抗外力破坏的能力。
一般来说，高强度的木材可以提高产品的耐久性。
3.吸水性：木材的吸水性是指材料吸水的能力。
吸水性好的木材容易受潮，而吸水性差的木材具有较好的防腐性能。
常用材料性质参数以下是常见的材料性质参数：1. 密度：材料的密度是指单位体积内的质量，通常以千克/立方米（kg/m³）表示。
密度可以用来判断材料的重量和占用空间。
2.强度：强度是指材料抵抗力通过应力产生的变形或破坏的能力。
常见的强度参数有屈服强度、抗拉强度、抗压强度和抗剪切强度。
3.弹性模量：弹性模量是材料在受力下发生形变的能力。
它描述了材料的刚性和弹性，常见的弹性模量有杨氏弹性模量、剪切模量和泊松比。
4.硬度：硬度是材料抵抗外界力对其表面产生划痕或穿透的能力。
常见的硬度参数有洛氏硬度、维氏硬度和布氏硬度。
5.热膨胀系数：热膨胀系数衡量了材料在温度变化下的线膨胀程度。
它影响着材料的尺寸稳定性和热应力。
6.热传导性：热传导性是指材料传导热量的能力。
它衡量了材料导热的速度和效率，常常以热导率（单位：瓦特/米·开尔文）来表示。
7.电导率：电导率是材料导电的能力。
它衡量了材料导电的速度和效率，通常以电导率（单位：西门子/米）来表示。
8.抗腐蚀性：抗腐蚀性是指材料对于外部环境中腐蚀物质的抵抗能力。
不同材料具有不同的抗腐蚀性，一些材料可能需要额外的防护措施来增强其抗腐蚀性。
9.可加工性：可加工性是指材料在制造和加工过程中的易处理程度。
它包括了材料的切削性、可塑性、可锻性、可焊性等参数。
10.燃烧性：燃烧性描述了材料在受热或与氧气接触时燃烧的特性。
它根据材料的燃烧速率、火焰传播速度和烟雾排放来衡量。
这些常见的材料性质参数可以帮助人们了解材料的特性，指导材料的选择和使用。
对于不同的应用领域和需求，各参数的重要性和优先级可能不同，因此需要根据具体情况综合考虑。
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——杨子1.2 材料的基本状态参数（教材2至10页重点浓缩及部分参考资料扩展，知识点示意图请参考教材）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：ρ式中ρ——材料的密度（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材料内部孔隙在内的体积。
实际密度的测量：1) 对近于绝对密实的材料：金属、玻璃等测量几何体积—承重—代入公式2) 对有孔隙的材料：砖、混凝土、石材磨成细粉—李氏比重瓶法测试2.表观密度（容重）材料在自然状态下单位体积的质量。
单位g/cm 3 或kg/m 3 公式：式中 ρo ——材料的表观密度（kg/m 3）m ——材料的质量（kg ）v o ——材料在自然状态下的体积（m 3）自然状态下的体积是指包含材料内部孔隙在内的体积。
材料内部孔隙含有材料水分时，其质量和体积均发生变化。
表观密度的测量：1）对形状规则的材料：砖、混凝土、石材烘干—测量几何体积—称重—代入公式2）对形状不规则的材料：烘干—蜡封—浮力天平3.堆积密度（松散容积）散粒状材料在自然堆积状态下单位体积的质量。
单位g/cm 3 或kg/m 3公式： o'o'v m ρ=Ρo' ——散装材料堆积密度（kg/m 3）m ——散装材料的质量（kg ）V o'——散装材料的自然堆积体积（m 3）o o v mρ=堆积体积是指包含颗粒内部孔隙和颗粒间的空隙在内的体积。
堆积密度的测量：1）容器法：散装材料装入容器—测量体积—称净重—代入公式2）自然堆积法:堆积成一定形状—测量几何体积—称重—代入公式4.材料的孔隙1）密实度是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:影响材料的： 强度、吸水性、耐久性、导热性2) 孔隙率是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。
公式：5.材料的空隙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。
反映散装材料堆积的致密程度。
公式：空隙率是指散装材料在某容器的堆积体积中，颗粒之间的空100%×ρρO ==O V V D 100%×)ρρ1(1O -=-=-=O O O V V V V V P %100＇ ＇V V ＇O ⨯==ρρO D隙体积占总体积的比率公式：P ＇=V O ＇ −V OV O ＇=1−V O V O ＇=(1−ρO ＇ρ0)×100％空隙率与填充率的关系：Ｐ＇＋Ｄ＇＝１孔隙率与空隙率的区别：１. ３材料的力学性质１．材料的强度与比强度强度是材料在外力（荷载）作用下抵抗破坏的能力● 依受力形式有：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。
● 不同材料的承载特点是不同的：混凝土、石材、砖—抗压强度高钢材、各类纤维—抗拉强度高● 建筑材料常根据极限强度的大小，划分为不同的强度等级或符号。
（注意：1.脆性材料如混凝土主要以抗拉强度来划分等级或标号，塑性材料如钢材以抗拉强度来划分。
2.强度值是材料力学性质的指标，强度等级是根据强度值划分的级别）如混凝土按抗压强度划分为C15~C80共十四个强度等级水泥按抗压和抗拉强度划分为32.5~72.5砂浆按抗压强度划分为M2.5~M20六个等级热轧钢筋按屈服强度划分为ⅠⅡⅢⅣ●材料的抗压、抗拉、抗剪强度计算：f=F max A式中：f——材料强度（Mpa）F max——材料破坏时的最大荷载（N）A——试件受力面积（mm2）●抗弯强度计算：1）.试件在两支点的中间受一集中荷载作用，如下计算f f=3PL2bh式中f f——抗弯（折）强度（Mpa）P——试件破坏时的最大荷载（N）L——二支点之间的距离（mm）b、h——试件截面的宽度和高度（mm）2）.试件在二支点的三分点处作用两个大小相等的集中荷载，计算如下：f f=PL bh2比强度是指材料强度与其表观密度之比。
意义：反映材料轻质高强的指标。
值越大，材料越轻质高强２.材料的弹性与塑性弹性是指材料在外力的作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的弹性。
弹性模量E=σε塑性是指材料在外力的作用下产生变形，当外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质。
（实际的材料并不存在理想的弹性变形和塑性变形。
）３.材料的脆性、韧性、徐变脆性是指在外力作用下，当外力达到一定限度后，材图表 1料突然破坏而又无明显的塑性变形的性质。
（脆性材料如混凝土、玻璃、石材抵抗冲击或震动荷载的能力很差）韧性是指在冲击、震动荷载的作用下，材料承受很大的变形也不至于破坏的性能。
如钢材、木材、纤维等（建筑实体例如桥梁、牛腿柱、电梯井、高层建筑等）。
徐变是指材料在长期不变荷载作用下，变形随着时间的延长而逐渐增长的现象。
４.材料的硬度、耐磨性硬度是指材料表面能抵抗其他较硬物体压入或刻画的能力。
刻画法莫氏硬度（10级）1—滑石2—石膏3—方解石4—萤石5—磷石灰6—正长石7—石英8—黄玉9—刚玉10—金刚石回弹法用于测定混凝土表面硬度，并间接推算混凝土的强度（亦用于陶瓷、砖、砂浆等）耐磨性是指材料表面抵抗磨损的能力。
常用磨损率表示公式：M=m0−m1A式中：M——耐磨率（g/cm2）m o——磨前质量（g）m1——磨后质量（g）A——试样受磨面积（cm3）（用于计算道路、地面、踏步、水库泄洪道、溢流面等磨损情况）1.4材料与水有关的性质1.材料的亲水性与憎水性材料在空气中与水接触时，根据其是否能被水润湿，将材料分为亲水性和憎水性两大类。
常用润湿角θ表示。
亲水性材料θ≤90°憎水性材料θ＞90°2.材料的含水状态亲水性材料的含水状态可分为四种基本状态：●干燥状态——材料的孔隙中不含水或含水极微●气干状态——材料的孔隙中所含水与大气湿度相平衡●饱和面干状态——材料表面干燥，而孔隙中充满水达到饱和●湿润状态——材料不仅孔隙中含水饱和，而且表面上为水润湿附有一层水膜（材料还可以处于以上两种基本状态的过渡状态中）3.材料的吸湿性吸湿性是指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×100%式中：W含——材料的质量含水率（%）m湿——材料含水时的质量（g）m干——材料烘干到恒重的质量（g）影响含水率大小的因素：1）材料的本性—亲水性或憎水性材料2）环境温度、湿度—温度越低、相对湿度越大，材料含水率越高吸水性对材料的影响：导热性增大、热阻降低—对围护结构材料不利体积膨胀—对木结构和木制品不利湿涨干缩与周围环境平衡的平衡含水率4.材料的吸水性吸水性是指材料在浸水情况下吸入水分的能力。
用吸水率表示。
公式：W质=m湿−m干m干×100%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）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、孔隙率大小等吸水性对材料的影响：1）导热性增大、热阻降低—对围护结构材料不利2）强度降低、体积膨胀5.材料的耐水性耐水性是指材料长期在饱水作用下不破坏，其强度也不显著降低的性质。
用软化系数表示公式：K软=f饱f干式中K软—材料的软化系数（0~1）f饱—材料在饱水状态下的抗压强度（Mpa）f干—材料在干燥状态下的抗压强度（Mpa）软化系数要求1）软化系数越小，说明材料吸水饱和后的强度降低越多，其耐水性越差。
2）对经常处于水中或受潮严重的重要结构物（如地下构筑物、基础、水工结构）的材料，其K软≥0.85 3）受潮较轻的或次要结构物的材料，其K软≥0.75 4）K软≥0.80的材料，一般称为耐水材料6.材料的抗渗性抗渗性是指材料抵抗有压介质（水、油、气）渗透的性质用渗透系数K表示，依达西定律K=WdAtH式中K—材料的渗透系数（ml/cm2.s）t—渗水时间（s）A—渗水面积（cm2）H—净水压力（cm）d—试件厚度（cm）抗渗等级1）渗透系数越大，材料的抗渗性越差2）对于混凝土和砂浆，抗渗性常用抗渗等级（S）表示：S=10H-1H —试件开始渗水时的水压力(Mpa)3) 影响材料抗渗性的因素：孔隙率、孔隙特征4）地下建筑（地铁、人防建筑、地下室）、水工建筑、防水材料等要求较高的抗渗性7.材料的抗冻性抗冻性是指材料在吸水饱和的状态下，能经受多次冻结和融化作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性质。
用抗冻符号D表示冻融破坏的原因1）材料有孔且孔隙含水2）水冰体积膨胀9%，结冰压力高达100Mpa 3）结冰压力超过材料的抗拉强度时，材料开裂4）裂缝的增加也进一步增加了材料的饱水程度5）饱水程度的增加进一步加剧了冰融破坏6）反复多次——进一步加剧——最终材料崩溃1.5材料的热性质1.热容量是指材料加热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。
大小用比热容表示公式：Q=cm(T2-T1)式中Q—材料吸收或放出的热量（J）c—材料的比热（J/g.k）m—材料的质量（g）(T2-T1)—材料受热或冷却前后的温差（K）比热的建筑物理意义：材料的比热对保持建筑物内部温度稳定有很大关系，比热大的材料，能在热流变动或采暖设备供热不均时，缓和室内温度的波动。
常见的比热（单位J/g.k）钢材c=0.48 空气c=1.00木材c=2.72 水c=4.182.导热性是指材料传导热量的能力。
其大小用热导率λ=QδAt(T2−T1)式中λ—导热率（W/m.K）Q—传导的热量（J）A—热传导面积（m2）δ—材料的厚度（m）t—热传导时间（s）( T2−T1)—材料两侧温度差（K）在建筑工程中的意义：判断材料的保温隔热性能（λ越大，传热越快，保温性越差）各种材料的导热系数差别很大，常见的建筑材料的导热系数范围是0.035~3.5W/(m·k)，工程中通常把λ＜0.23W/（m·k）的材料称为绝热材料（保温隔热材料）影响导热性的因素：a)材料的化学组成与结构化学组成不同的材料，其导热系数不同如一般情况下，导热系数的大小为：金属材料＞非金属材料＞有机材料b)孔隙率和空隙构造特征一般来说：P↑,导热性↓，原因是静止空气的λ＜一般材料的λ。
P一定时，随着连通孔和粗孔的增多，λ↑，因为若孔隙粗大或贯通，对流作用加强，λ↑c)材料的湿度和温度材料受潮后，λ↑，导热性↑，保温隔热↓（λ水＞λ空气）材料受潮后再受冻，λ进一步↑，保温隔热性进一步↓（λ冰＞λ水）常见的导热率参数：泡沫塑料λ=0.035 水λ=0.58大理石λ=3.5 冰λ=2.2钢材λ=58 空气λ=0.023混凝土λ=1.51 松木λ=1.17~0.353.材料的热变形性材料的热变形性是指材料在温度变化时的尺寸变化，除个别的如水结冰之外，一般材料均符合热胀冷缩这一自然规律。
