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第一章 土木工程材料的基本性能 图1-4 排液法测定材料的体积 材料的基本物理性质 3.体积密度（俗称容重） 材料在自然状态下单位体积的质量。其计算式如下： (1.3) 式中： ρ’——材料的表观密度(kg/m3)。 m ——材料的质量(kg)。 V’——材料在自然状态下的体积(m3)。 ▲测定V’：若材料外观形状规则，可直接度量外形尺寸，按几何公式计算；若外观形状不规则，可蜡封孔隙后用排液法测得。 ▲当材料含水时，重量增大，体积也会发生变化，所以测定体积密度时须同时测定其含水率，注明含水状态。 问题： ？ 1.对于某一种材料来说，其密度、表观密度和堆积密度之间 的大小关系怎样？ 答：密度＞表观密度＞堆积密度 △为什么？ 答：相同质量 M 时有： V1＞V0＞V 2.用排液法测定V’时为什么要蜡封材料的表面孔隙？ 答：防止液体进入开口孔中，少算Vk体积。 根据水与材料表面的润湿角（接触角）θ的大小，有： 亲水性 0≤θ≤ 90°时，材料表面可被水所湿润；材料表面被水湿润，水可被材料所吸附，材料的这种性能称为亲水性，这种材料称为亲水性材料。 憎水性 90°＜θ≤ 180°时，材料表面不可被水湿润，材料称为憎水性材料，这种性能称为材料的憎水性。 问题？ 1、为什么房屋一楼潮湿？ 2、如何解决？ 1、地下水沿材料毛细管上升，然后在空气中挥发。 2、解决问题的原理与办法： 阻塞毛细通道， 对材料中的毛细管壁憎水处理等。 问题：材料吸水后，强度为什么会降低？ 材料吸水后，水分会吸附到材料内物质微粒的表面，减弱微 粒间的结合力，从而致使其强度下降。 这是吸水材料性质变化的重要特征之一，软化系数反映了这 一变化的程度。 指材料能经受火焰和高温的作用而不破坏，强度也不显著降低的性 能，是影响建筑物防火、结构耐火等级的重要因素。根据材料耐燃性的不 同，分为三大类。 1) 不燃材料 遇火或高温作用时，不起火、不燃烧、不碳化的材料，如混凝土、天 然石材、砖、玻璃和金属等。但玻璃、钢铁和铝等材料，虽然不燃烧，但 在火烧或高温下会发生较大的变形或熔融，因而是不耐火的。 2) 难燃材料 遇火或高温作用时，难起火、难燃烧、难碳化，只有在火源持续存在 时才能继续燃烧，火源消除燃烧即停止的材料，如沥青混凝土和经防火处 理的木材等。 3) 易燃材料 指遇火或高温作用时，容易引燃起火或微燃，火源消除后仍能继续燃 烧的材料，如木材、沥青等。用可燃材料制作的构件，一般应作防燃处 理。 ▲影响材料强度的因素： △材料的组成和构造。 △材料的致密度（孔隙率）。 △材料的种类。 △同类材料当其内部构造不同时，其强度也不同。 △同类材料抵抗不同外力作用的能力也不相同。 内部构造非匀质的材料，其不同外力作用下的强度差别很大。如混凝 土、砂浆、砖、石和铸铁等，其抗压强度较高，而抗拉、弯(折)强度较 低；钢材的抗拉、抗压强度都较高。 ▲强度等级（工程应用指标）： 为了掌握材料性能、便于分类管理、合理选用材料、正确进行设计、 控制工程质量，常将材料按其强度的大小，划分成不同的等级，称为强 度等级，是衡量材料力学性质的主要技术指标。 脆性材料如混凝土、砂浆、砖和石等，主要用于承受压力，其强度等 级用抗压强度来划分；韧性材料如建筑钢材，主要用于承受拉力，其强 度等级就用抗拉时的屈服强度来划分。 2. 比强度 指单位体积质量材料所具有的强度，即材料的强度与其表观密度的比值(f/ρ0 )。比强度是衡量材料轻质高强特性的技术指标。 高层建筑、大跨度结构的发展，要求材料不仅要有较高的强度，而且要 尽量减轻其自重，即要求材料具有较高的比强度。轻质高强性能已经成为 材料发展的一个重要方向。 材料的力学性质 1.2 材料的力学性质 一、材料受力状态 　　材料在受外力作用时，由于作用力的方向和作用线(点)的不同，表现为不同的受力状态，典型的受力情况如图1.4所示。 (a) 压力 (b) 拉力 (c)弯曲(折) (d) 弯曲(折) (e) 剪切 图1.4 材料的受力状态 材料的力学性质 二、材料的强度 　　1. 强度 　　材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为材料的强度