密度、表觀密度、堆積密度、孔隙率、開口孔隙率、閉口孔隙率 的定義和區(qū)別

1、1第1章 土木工程材料的基本性質(zhì)學(xué)習(xí)重點(diǎn) （1）密度、表觀密度、堆積密度 （2）孔隙率、空隙率 （3）含水率、吸水率、軟化系數(shù) （4）抗壓、抗拉、抗剪、抗彎強(qiáng)度 （5）彈性、塑性；脆性、韌性學(xué)習(xí)難點(diǎn) 密度、表觀密度、堆積密度的區(qū)分，孔隙率、空隙率的計(jì)算。21.1 材料科學(xué)的基本理論1.2 材料的基本物理性質(zhì)（1）密度第1章 土木工程材料的基本性質(zhì)Vm1.固體固體2.閉口孔隙閉口孔隙3.開口孔隙開口孔隙絕對密實(shí)狀態(tài)下（不含孔隙情況下），單位體積的干質(zhì)量。如何測量？3李氏瓶測定“絕對密實(shí)體積”密度：絕對密實(shí)狀態(tài)下（不含孔隙情況下），單位體積的干質(zhì)量。4近似密度砂石等材料用排液置換法測量近似密度時(shí)，

2、對應(yīng)的體積是？1.固體固體2.閉口孔隙閉口孔隙3.開口孔隙開口孔隙閉口孔隙體積）實(shí)體體積 (ma5表觀密度計(jì)算表觀密度對應(yīng)的體積是？1.固體固體2.閉口孔隙閉口孔隙3.開口孔隙開口孔隙開口孔隙閉口孔隙實(shí)體體積包含：00Vm對于規(guī)則形狀材料的體積，可用量具測得。對于不規(guī)則形狀材料的體積，可用封蠟排液法測得。6堆積密度指散?；蚍蹱畈牧显诙逊e狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，包含了顆粒之間的“空隙”。00Vm材料堆積體積包括：實(shí)體體積+孔隙體積（閉口孔隙體積+開口孔隙體積）空隙體積材料的堆積密度反映散粒構(gòu)造材料堆積的緊密程度及材料可能的堆放空間。7三種密度的比較密度密度表觀密度表觀密度堆積密度堆積密度對應(yīng)體對應(yīng)

3、體積積實(shí)體體積實(shí)體體積實(shí)體體積開實(shí)體體積開口、閉口孔隙口、閉口孔隙體積體積實(shí)體體積開實(shí)體體積開口、閉口孔隙口、閉口孔隙體積空隙體體積空隙體積積對應(yīng)質(zhì)量呢？干重！81.2.2材料的密實(shí)度與孔隙率（1）密實(shí)度：表示材料內(nèi)被固體所填充的程度。0VVD 0D（2）孔隙率：材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率。0001VVVVVP01P91.2.3 材料的填充率與空隙率（1） 填充率：表觀體積（包括顆粒的固體、開口閉口孔隙）與堆積體積的比值。（2）空隙率：空隙體積與堆積體積的比值。00VVD 00D000001VVVVVP001P空隙率可作為控制混凝土骨料的級配及計(jì)算砂率的依據(jù)。10P18 習(xí)題 1.

4、430g/cm71. 275. 2%)5 . 11 ()1 (P（1）求表觀密度（2）求空隙率%4 .4271. 256. 11100P111.2.4材料與水相關(guān)的性質(zhì)1 親水與憎水121.2.4材料與水相關(guān)的性質(zhì)1 親水與憎水潤濕邊角:當(dāng)材料與水接觸時(shí)，在材料、水以及空氣三相的交點(diǎn)處，作沿水滴表面的切線，此切線與材料和水接觸面的夾角，稱為潤濕邊角，角愈小，表明材料愈易被水潤濕。親水性材料（90），如磚、石材、混凝土、鋼材、木材等。憎水性材料（90），如瀝青、石蠟等。132 材料的吸水性與吸濕性1）含水率例： 100g土中含水20g，該土的含水率為20，對嗎？2)吸水性、吸水率材料與水接觸吸收

5、水分的性質(zhì)稱為吸水性。材料吸水飽和時(shí)的含水率稱為吸水率。材料具有細(xì)微而連通的孔隙，則其吸水率較大；封閉或粗大的孔隙材料，其吸水率較低。不同材料的吸水率差別很大。（X）材料干重水質(zhì)量mmmW1142 材料的吸水性與吸濕性3）吸濕性材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)稱為吸濕性。吸濕作用一般是可逆的，最后與空氣濕度達(dá)到平衡，平衡時(shí)的含水率稱為平衡含水率。保溫材料吸濕后，將大大降低其保溫隔熱性能，要特別注意采取有效防護(hù)措施。木材的吸濕性特別明顯。153 材料的耐水性材料抵抗水的破壞作用的能力稱為材料的耐水性。狹義耐水性指水對材料力學(xué)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的劣化作用。定向吸附，劈裂破壞；吸水膨脹，開裂破壞；物質(zhì)溶解

6、，孔隙增大。在設(shè)計(jì)長期處于水中或潮濕環(huán)境中的重要結(jié)構(gòu)時(shí)，必須選用軟化系數(shù)0.85的材料。壓強(qiáng)度材料在干燥狀態(tài)下的抗的抗壓強(qiáng)度材料在吸水飽和狀態(tài)下軟化系數(shù) 164. 材料的抗?jié)B性材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性?？?jié)B性是決定材料耐久性的主要指標(biāo)。材料的抗?jié)B性通常用滲透系數(shù)表示。滲透系數(shù)的物理意義是：一定厚度的材料，在一定水壓力下，在單位時(shí)間內(nèi)透過單位面積的水量。174. 材料的抗?jié)B性材料的抗?jié)B性與材料內(nèi)部的孔隙率特別是開口孔隙率有關(guān)，開口空隙率越大，大孔含量越多，則抗?jié)B性越差。地下建筑及水工建筑等，因經(jīng)常受壓力水的作用，所用材料應(yīng)具有一定的抗?jié)B性。對于防水材料則應(yīng)具有好的抗?jié)B性。18練 習(xí)某材

7、料的密度為2.68g/cm3，干表觀密度為1680Kg/m3，現(xiàn)將一重930g的該材料浸入水中，吸水飽和后取出稱重為1035g，試求該材料的孔隙率、吸水率、開口孔隙率及閉口孔隙率。 吸水率吸水率105/930=11.3%3 .3768. 268. 1110P孔隙率%0 .1968. 1/930105表觀體積開口孔隙體積開口孔隙率開口孔隙率孔隙率閉口孔隙率3 .18%0 .193 .37191.3 材料的基本力學(xué)性質(zhì)1.3.1 材料的理論強(qiáng)度實(shí)際強(qiáng)度往往遠(yuǎn)小于理論強(qiáng)度，為什么？材料性質(zhì)不均勻，缺陷：微裂紋，微孔隙。應(yīng)力集中。“千里之堤，潰于蟻穴?！睉?yīng)力:單位面積上的內(nèi)力。應(yīng)力單位:MPa, KP

8、a, Pa, N/m2201.3.2 材料的強(qiáng)度強(qiáng)度：材料破壞時(shí)所承受的極限應(yīng)力值。根據(jù)所受外力的作用形式不同材料強(qiáng)度可分為抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎（抗折、彎拉）強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。21例題：P18，題1.2。 飽水抗壓強(qiáng)度飽水抗壓強(qiáng)度185/(0.115*0.12)=13406kPa=13.4MPa干燥抗壓強(qiáng)度干燥抗壓強(qiáng)度207/(0.115*0.12)=15000kPa=15MPa軟化系數(shù)軟化系數(shù)13.4/15=0.8930.85，故可用于常與水接觸的工程，故可用于常與水接觸的工程結(jié)構(gòu)物。結(jié)構(gòu)物。22材料的“物盡其用”磚、石、混凝土：磚、石、混凝土：抗壓強(qiáng)度較高，抗拉強(qiáng)度較低?？箟簭?qiáng)度較高，

9、抗拉強(qiáng)度較低。鋼材：鋼材：抗壓強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度均較高。抗壓強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度均較高。強(qiáng)度與孔隙率的關(guān)系：強(qiáng)度與孔隙率的關(guān)系：孔隙率越大，強(qiáng)度越孔隙率越大，強(qiáng)度越-?。同一種材料的強(qiáng)度分級：同一種材料的強(qiáng)度分級：C30（強(qiáng)度為（強(qiáng)度為30MPa的混凝土），的混凝土），C50?HPB235（強(qiáng)度為（強(qiáng)度為235MPa的熱軋光圓鋼筋）的熱軋光圓鋼筋）HRB335（強(qiáng)度為（強(qiáng)度為335MPa的熱軋帶肋鋼筋）。的熱軋帶肋鋼筋）。低低231.3.3 彈性與塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后能完全恢復(fù)到材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后能完全恢復(fù)到原始形狀的性質(zhì)稱為原始形狀的性質(zhì)稱為彈性彈性?？赏耆?/p>

10、復(fù)的變形稱為?？赏耆謴?fù)的變形稱為彈性變形彈性變形。材料在外力作用下，當(dāng)應(yīng)力超過一定限值時(shí)產(chǎn)生顯著變形，材料在外力作用下，當(dāng)應(yīng)力超過一定限值時(shí)產(chǎn)生顯著變形，且不產(chǎn)生裂縫或發(fā)生斷裂且不產(chǎn)生裂縫或發(fā)生斷裂，外力取消后，仍保持變形后的形狀，外力取消后，仍保持變形后的形狀和尺寸的性質(zhì)稱為和尺寸的性質(zhì)稱為塑性塑性。不可恢復(fù)的變形稱為。不可恢復(fù)的變形稱為塑性變形塑性變形。實(shí)際上，單純的彈性材料是沒有的，大多數(shù)材料在受力不實(shí)際上，單純的彈性材料是沒有的，大多數(shù)材料在受力不大的情況下表現(xiàn)為彈性，受力超過一定限度后則表現(xiàn)為塑性，大的情況下表現(xiàn)為彈性，受力超過一定限度后則表現(xiàn)為塑性，所以可稱之為彈塑性材料。所以可

11、稱之為彈塑性材料。241.3.4 脆性與韌性材料受外力作用，當(dāng)外力達(dá)一定值時(shí)，材料發(fā)生突然破壞，材料受外力作用，當(dāng)外力達(dá)一定值時(shí)，材料發(fā)生突然破壞，且破壞時(shí)無明顯的塑性變形，這種性質(zhì)稱為且破壞時(shí)無明顯的塑性變形，這種性質(zhì)稱為脆性脆性。材料在沖擊或振動(dòng)荷載作用下，能吸收較大的能量，同時(shí)產(chǎn)材料在沖擊或振動(dòng)荷載作用下，能吸收較大的能量，同時(shí)產(chǎn)生較大的變形而不破壞，這種性質(zhì)稱為生較大的變形而不破壞，這種性質(zhì)稱為韌性韌性。251.4 材料的耐久性耐久性耐久性是指材料在長期使用過程中，抵抗各種環(huán)境因素的破是指材料在長期使用過程中，抵抗各種環(huán)境因素的破壞作用，保持其原有性能而不變質(zhì)、不破壞的性質(zhì)。它是材料壞作用，保持其原有性能而不變質(zhì)、不破壞的性質(zhì)。它是材料的一種