第 一 章 土木工程材料导论.pptVIP

孔隙对材料性能的影响空隙率与强度的关系见右图：随着孔隙率增大，表观密度提高，吸水率降低，强度和耐久性提高。吸水率强度耐久性表观密度孔隙率孔隙对材料性能的影响第30页，共61页，星期日，2025年，2月5日例题某工地质检员从一堆碎石料中取样，并将其洗净后干燥，用一个10升的金属桶，称得一桶碎石的净质量是13.50Kg；再从桶中取出1000g的碎石，让其吸水饱和后用布擦干，称其质量为1036g；然后放入一广口瓶中，并用水注满这广口瓶，连盖称重为1411g，水温为25?C，将碎石倒出后，这个广口瓶盛满水连同盖的质量为791g；另外从洗净完全干燥后的碎石样中，取一块碎石磨细、过筛成细粉，称取50g，用李氏瓶测得其体积为18.8毫升。请问？1）该碎石的密度、表观密度和堆积密度？2）该碎石的孔隙率、开口孔隙率和闭口孔隙率？3）该碎石的密实度、空隙率和填充率？第31页，共61页，星期日，2025年，2月5日解答：1）∵V’o=10L,m’0=13.5kg;ρ0’=（m0’/V0’）=13.5/10=1.35＝13.5kg/m3∵m’=1000g,吸水后质量=1036g.水的密度＝1。则，Vo=791－(1411－1036)=416mL∴ρ0=（m’/V0）=1000/416=2.404∵V=18.8mL,m=50g;∴ρ=(m/V)=50/18.8=2.662)P=[1－ρ0/ρ]×100%=(1－2.404/2.66)=9.624%其中：P开=36/416=8.653%P闭=9.624－8.65=0.974%3)D=1－P=90.376%P’=[1－ρ0’/ρ0]×100%=(1－1.35/2.404)=43.8%D’=1－P’=1－43.8%=56.2%碎石在水中吸水的质量＝开口孔隙体积第32页，共61页，星期日，2025年，2月5日材料与水有关的性质与水有关的性质（材料的表面性质）表面能与表面张力亲水性和憎水性吸水性耐水性吸湿性第33页，共61页，星期日，2025年，2月5日表面能与表面张力表面层分子的势能大于本体分子，材料表面有富余的势能——表面能（表面张力）表面活性：物质甲能显著降低物质乙的表面张力，常称甲对乙有表面活性，能显著降低表面活性的物质称为表面活性剂第34页，共61页，星期日，2025年，2月5日固体表面的润湿性亲水性与憎水性HydrophilicandHydrophobicProperties第35页，共61页，星期日，2025年，2月5日1、亲水性与憎水性根据水与材料表面的润湿角（接触角）θ的大小，有：cosθ=(γsg-γsl)/γlg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。??第36页，共61页，星期日，2025年，2月5日亲水性与憎水性材料的特征：材料的亲水性与憎水性主要取决于材料的组成与结构：有机材料一般是憎水性，无机材料都是亲水性。水在憎水性材料的表面有自动收缩成珠的趋势，不能润湿材料的表面。对工程防水有利。水在亲水性材料的表面是自动散开和铺展，并自发地润湿表面。第37页，共61页，星期日，2025年，2月5日吸水性和吸湿性吸水性材料与水接触时，其内部孔隙会吸收水分，这种性质称为吸水性。材料的吸水性用吸水率表示。吸湿性材料在潮湿空气中，会吸收水分的性质称为吸湿性。材料的吸湿性用平衡含水率表示。材料的吸水（湿）性与材料内部孔隙结构与材料的亲水性或憎水性密切相关：材料通过其内部开口、连通的孔隙吸收外部环境的水开口孔隙越多，材料吸水率越大；开口连通孔径较小，因毛细管作用而容易吸水。亲水性材料的吸水（湿）性比憎水性材料强。亲水性孔壁使水自动吸入；憎水性孔壁难以使水吸入。第38页，共61页，星期日，2025年，2月5日含水率、吸水率、平衡含水率含水率材料所含水的质量与干燥状态下质量之比：w=