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第一章 土木工程材料的基本性质 第一节 材料的物理性质 第二节 材料的力学性质 第三节 材料的耐久性 第四节 材料的装饰性 第五节 材料的组成、结构、构造及其对材料 性质的影响 本章作业:1-1、1-2、1-4、1-12 第一节 材料的物理性质 一、材料的密度、表观密度和堆积密度 二、材料的孔隙率与空隙率 三、材料与水有关的性质 四、材料的热工性质 一、材料的密度、表观密度和堆积密度(1) 材料的体积构成 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。 一、材料的密度、表观密度和堆积密度(2) 绝对密实体积 干燥材料在绝对密实状态下的体积。即材料内部固体物质的体积,或不包括内部孔隙的材料体积。一般以V表示。 一般将材料磨成规定细度的粉末,用排开液体的方法得到其体积。 表观体积 对于比较密实、孔隙较少的散粒状材料,不必磨细,直接用排开液体的方法测定的体积。一般以 表示。 一、材料的密度、表观密度和堆积密度(3) 材料的自然体积 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。 形状规则的材料可根据其尺寸计算其体积;形状不规则的材料可先在材料表面涂腊,然后用排开液体的方法得到其体积。 材料的堆积体积 粉状或粒状材料,在堆积状态下的总体外观体积。松散堆积状态下的体积较大,密实堆积状态下的体积较小。一般以 V0 表示。 一、材料的密度、表观密度和堆积密度(4) (一)密度 指材料在绝对密实状态下单位体积的质量,按下式计算: 式中:ρ——实际密度,g/cm3 ; m——材料的质量,g ; V——材料的绝对密实体积,cm3 。 一、材料的密度、表观密度和堆积密度(5) (二)表观密度 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 ——表观密度, kg/m3; m ——材料的质量,kg; V0_—— _材料的自然体积,m3。 一、材料的密度、表观密度和堆积密度(6) 表观体积是指包括内部封闭孔隙在内的体积。其封闭孔隙的多少,孔隙中是否含有水及含水的多少,均可能影响其总质量或体积。 因此,材料的表观密度与其内部构成状态及含水状态有关。 一、材料的密度、表观密度和堆积密度(7) 砂表观密度ρs的测定(kg/m3) 式中: m0——砂试样的烘干质量,g; m0=300g; m1——砂试样、水及容量瓶总质量,g; m2——水及容量瓶总质量,g。 一、材料的密度、表观密度和堆积密度(8) (三) 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, kg/m3; m ——材料的质量,kg; ——材料的堆积体积,m3。 一、材料的密度、表观密度和堆积密度(9) 砂堆积密度的测定 一、材料的密度、表观密度和堆积密度(10) 几种密度的比较 一、材料的密度、表观密度和堆积密度(11) 密实度是指材料体积内固体物质填充的程度。密实度的计算式如下: 式中: ρ——密度; ρ0——材料的表观密度。 对于绝对密实材料, 因 ρ0 =ρ ,故密实度D =1 或100%。对于大多数土木工程材料, 因 ρ0 <ρ ,故密实度D < 1 或 D < 100%。 二、材料的孔隙率与空隙率(1) (一)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: 式中:V——材料的绝对密实体积,cm3 或 m3; V0——材料的表观体积,cm3 或 m3; ρ0——材料的表观密度, g/cm3 或 kg/m3; ρ——密度, g/cm3 或 kg/m3。 二、材料的孔隙率与空隙率(2) (二)空隙率 空隙率是指散粒材料在其堆积体积中, 颗粒之间的空隙体积所占的比例。空隙率 按下式计算: 式中:ρ0——材料的表观密度;
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