密实度与孔隙率之间的关系为：P+D=1 (3)材料的空隙率与填充率 ①空隙率 散粒材料颗粒之间的空隙体积占材料堆积体积的百分率称为材料的空隙率。按照(1.6) 式进行计算： p-x10-5-x106-1-x10 (1.6) D 空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒相互填充的程度 ②填东率 材料在自然状态下的体积占堆积体积的百分率称为材料的填充率。填充率反映了材料被颗 粒填充的程度。按照(17)式进行计算 D=5x100=x10 (1.7) 密实度与空隙率之间的关系为：P+D=1 .2.2材料与水有关的性质 (1)材料的亲水性与憎水性 材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性，而材料与水接触时不能被水润湿的性质称 为憎水性， 材料被水湿润的程度可以用润混角来表示，如图13所示。润湿角越小，说明材料越容 易被水湿润。实验证明，润湿角9≤90的材料为亲水性材料，反之，日>90°的材料不能被水 湿润，为憎水性材料。当9-0°时，表明材料完全被水润湿。 (2)材料的吸湿性和吸水性 ①吸湿性 材料在潮湿空气中吸附水分的性质称为吸湿性。材料的吸湿性大小，用含水率来表示。含 水率是指材料内部所含水的质量占干材料质量的百分率。可按照(18)式进行计算。 =%-m1006 (18) 式中：P,一材料的含水率，% m,一材料在吸湿状态下的重量，： 定的温度和湿度条件下，材料中所含水分与周围空气湿度达到平衡时的含水率称为平 衡含水率。 ②吸水性 材料在水中（通过毛细孔隙）吸收水分的性质称为吸水性。土木工程材料吸水性的大小一般 用质量吸水率表示，质量吸水率是指材料吸水饱和时，其内部吸收水分的质量占干材料质量的 This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2flash.com for more information
百分率。可按照(1.9)式进行计算。 Ix100 (1.9) 式中：P一材料的质量吸水率，%； m。一材料在吸水饱和状态下的质量， m一材料在干燥状态下的质量，g (3)材料的耐水性 材料长期在饱和水作用下，不破坏同时强度也不显著降低的性质称为耐水性。材料的耐 水性好坏用软化系数表示，材料在饱和水状态下的抗压强度与材料在干燥状态下的抗压强度的 比值，就是软化系数。按照(1.10)式计算。 (1.10) 式中：K一材料的软化系数： 一材料在吸水饱和状态下的抗压强度，P ∫一材料在干燥状态下的抗压强度，Pa。 材料的软化系数在0一1之间.经常位于水中或受湖严重的重要结构物的材料，软化系数 (4)材料的抗冻性 材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环而不破坏，同时强度也不严重降低的性质， 称为抗冻性。 影响材料抗冻性的因素： ①材料的孔隙率和孔隙特征。 ②材料的吸水饱和程度。 ③材料抵抗冻胀应力的能力，即材料的强度。 就外界条件来说，材料受冻破坏的程度与冻融温度、结冰速度及冻融频繁程度等因素有关 温度越低、降温越快、冻融越频繁，则受冻破坏越严重。 (5)材料的抗渗性 材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性，另外，材料抵抗其他液体渗透的性质，也属于抗 渗性。 1.2.3材料的热工性质 （1)材料的导热性 材料传导热量的性质称为导热性。材料导热能力的大小，用导热系数来表示。 影响材料导热系数的因素主要有以下几个方面： This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2flash.com for more information
1)材料的物质组成与结构。 2)材料的孔隙率及孔隙特征 含水率 2度 4)导热时的温度 (2)材料的热容量 热容量是指材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。可用(111)式表示。 0=cm(6-4) (111) 式中：Q一材料吸收或放出的热量，K: c一材料的比热，J(gK), m一材料的质量，g 4-2一材料受热或冷却前后的温度差，K。 几种典型材料的热工性能指标如表1.2所示。 (3)耐燃性 建筑物失火时，材料能经受高温与火的作用不破坏，强度不严重降低的性能称为耐燃性。 根据耐燃性可将材料分为三大类 1)不燃烧类如普通石材、混凝土、砖、石棉等 2)难燃烧类如沥青混凝土、经防火处理的木材等。 3)燃烧类如木材、沥青等。 (4)耐火性 材料在长期高温作用下，保持不熔性并能工作的性能称为耐火性。按耐火性高低可将材料 分为3 1)耐火材料如耐火砖中的硅砖、镁砖、铝砖、铬砖等。 2)难熔材料如难熔黏土砖、耐火混凝土等。 3)易熔材料如普通黏土砖等。 (5)材料的热变形性 材料在温度变化时的尺寸变化称为热变形性。热变形性的大小用线膨胀系数表示。 1.3材料的力学性质 材料的力学性质是指材料在外力作用下的表现，通常以材料在外力作用下的变形性或强度 来表示 1.3.1材料的强度与比强度 材料在外力（即荷载）作用下抵抗破坏的能力，称为强度。 (1)材料的强度类型 1)材料的抗压、抗拉及抗剪强度 材料的抗压、抗拉及抗剪强度按(1.12)式计算。 (1.12) 8 This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2flash.com for more information
式中：f一材料的强度，MPa F一试件玻坏时的最大荷载，N: A一试件受力截面面积，mm 抗压强度是评定脆性材料强度的基本指标，而抗拉强度是评定塑性材料强度的主要指标。 2)材料的抗弯强度 材料的抗弯强度与试件的几何形状及荷载施加的情况有关，对于矩形截面和条形试件，当 采用二分点试验（图1,4）〈在两支点的中间作用一个集中荷载)时，其抗弯极限强度按(1,13) 式计算。 (1.13) 当采用三分点试验（图1.4）（在跨度的三分点上加两个集中荷载）时，其抗弯极限强度 按(1.14)式计算。 (1.14) 式中：n一材料的抗弯极限强度，Pa: Fx一试件破坏时的最大荷载，N L一试件两支点间的距离，mm: b、h一试件截面的宽度和高度，mm。 (2)影响材料程度的因素 ①材料的组成、结构和构造 孔腺审 图1.5材料强度与孔隙率的关系 ②试验条件 试验方面的因素有：试件大小、试件形状、加荷速度以及试件的平整度等。 ③材料的含水情况 ④温度 (3)材料的强度等级 常用土木工程材料的强度如表1.3所示。 (4)材料的比强厨 比强度等于材料的强度与表观密度之比，即单位质量的材料强度。比强度是用来评价材料 是否轻质高强的一个指标。几种主要材料的比强度如表1.4所示。 This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2flash.com for more information
1.3.2材料的弹性与塑性 材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，变形随即消失并能完全恢复原来形状的性 质，称为材料的弹性。应力与应变的比值称为材料的弹性模量。按照(1.15)式计算。 F=g (1.15) 式中：一材料的应力，Pa 一材料的应变 E一材料的弹性模量P 材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，不能恢复变形，仍然保持变形后的形状和 尺寸，并且不产生裂缝的性质，称为材料的塑性。 1.3.3材料的脆性与韧性 材料受外力作用，当外力达到一定限度后，材料突然破坏，但破坏时设有明显塑性变形的 性质，称为材料的脆性。具有这种性质的材料称为脆性材料。 材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大能量，产生较大变形而不致破坏的性质，称为 材料的韧性或冲击韧性。 1.3.4材料的硬度与耐磨性 (1)硬度 硬度是指材料表面抵抗硬物压入或刻划的能力 (2)耐性 耐磨性是指材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐磨性以磨损前后材料单位面积的质量损 失，即磨损率表示。 材料的磨损率越低，表明该材料的耐磨性越好。 1.4材料的耐久性 材料在长期使用过程中，能抵抗各种作用而不破坏，并且能保持原有性能的能力，称为 材料的耐久性。 影响耐久性的因素很多，包括物理作用、化学作用及生物作用等。 (1)物理作用 物理作用指材料受干湿、冷热、冻融变化等，使材料体积发生收缩与膨胀，或产生内应 力而开裂破坏。 (2)化学作用 化学作用指材料在大气和环境水中的酸碱盐等溶液的侵蚀下，使材料逐渐发生质变而破 坏 (3)生物作用 生物作用指材料在昆虫或菌类等的侵害下，导致材料发生虫蛀、腐朽而破坏。 10 This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2flash.com for more information