◆ 對於大多數建築材料，因ρ0 <ρ，故密實度d <1 或 d<100%。
2. 孔隙率p——指材料內部孔隙的體積佔材料總體積的百分率。
p=（v0- v）/ v0×100%=（1-ρ0/ρ）×100%
即 d+p=1
孔隙率的大小直接反映了材料的緻密程度。
孔隙特徵（三種分類方式）
a、按孔徑尺寸的大小分為：微孔、細孔和大孔三種。
b、按孔隙之間是否貫通分為：互相隔開的孤立孔和互相貫通的連通孔。
c、按孔隙與外界是否連通分為：開口孔和閉口孔。
v孔= v開+ v閉= vk+ vb 則孔隙率p=pk+pb
孔隙對材料性質的影響(孔隙↑)
a.材料的堆積密度↓
b.材料受力的有效面積↓,強度↓
c.堆積密度↓,導熱係數和熱容隨封閉孔隙率↑而↓，隨粗大或貫通孔隙率↑而↑
d.透氣性、透水性、吸水性↑
e.對抗凍性,要視孔隙特徵及孔隙率大小而定,有些也能提高抗凍性
1. 空隙率p』——是指散粒材料在其堆積體積中，顆粒之間的空隙體積所佔的比例。
p』=（v0』- v0）/ v0』 ×100%=（1- v0/v0』）×100%
1-ρ0』/ρ0）×100%
◆ 空隙率的大小反映了散粒材料的顆粒互相填充的緻密程度。
2. 填充率d』——是指某堆積體積中，被散粒材料的顆粒所填充的程度。d』= v0/v0』 ×100%=ρ0』/ρ0×100%
即 p』+ d』=1
◆ 填充率的大小反映了散立材料的顆粒之間互相填充的程度。
◆ 例1-1：某石灰岩的ρ=2.62 g/cm3，孔隙率
p=1.20%。今將石灰岩破碎成碎石，
碎石的堆積密度為1580 kg/m3。
求：此碎石的表觀密度和空隙率。
◆ 解： p=（v0- v）/ v0×100%
1-ρ0/ρ）×100%=1.20%
◆ ∴ρ0=2.59 g/cm3
p』=（v0』- v0）/ v0』 ×100%
1-ρ0』/ρ0）×100%
39%1. 材料的親水性與憎水性
定義：與水接觸時，有些材料能被水潤濕，而有些材料則不能被水潤濕，對這兩種現象來說，前者為親水性，後者為憎水性。
根本原因在於材料的分子結構。
親水性材料與水分子之間的分子親合力大於水分子本身之間的內聚力；反之，憎水性材料與水分子之間的親合力小於水分子本身之間的內聚力。
工程實際中，材料是親水性或憎水性，通常以潤濕邊角的大小劃分。
2. 材料的吸水性——材料能吸收水分的能力。
材料吸水飽和時的含水率用吸水率來表示。
2.1 質量吸水率ｗm—是指材料在吸水飽和時，所吸水量佔材料在乾燥狀態下的質量百分比。
質量吸水率的計算公式為：
m=（mb- mg）/ mg×100%
式中：mb—材料吸水飽和狀態下的質量（g或kg）；
mg—材料在乾燥狀態下的質量（g或kg）。
2.2 體積吸水率wｖ—是指材料在吸水飽和時，所吸水的體積佔材料自然體積的百分率。
體積吸水率wｖ的計算公式為：
wｖ=（mb- mg）/ v0×（1/ρw）×100%
式中：v0— 材料在自然狀態下的體積，(cm3 或 m3)；
ρw—水的密度，(g/cm3 或 kg/m3)，常溫下取1.0 g/cm3。
材料的吸水率與其孔隙率有關，更與其孔特徵有關。
因為水分是通過材料的開口孔吸入並經過連通孔滲入內部的。材料內與外界連通的細微孔隙↑，其吸水率就↑；材料的開口孔↑，吸水率↑；而材料中閉口孔或粗大孔↑，則吸水率↓。
3. 材料的吸濕性——是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質。
吸濕過程←→乾燥過程
因此在空氣中，某一材料的含水多少是隨空氣的濕度發生變化的。
材料的含水率ｗh——材料在任一條件下含水的多少。
h=（ms- mg）/ mg×100%
式中：ms—材料吸濕狀態下的質量（ｇ或kg）；
mg—材料在乾燥狀態下的質量（ｇ或kg）。
平衡含水率——當空氣中濕度在較長時間內穩定時，材料的吸濕和乾燥過程處於平衡狀態，此時材料的含水率保持不變。
4. 材料的耐水性——材料長期在飽和水的作用下不破壞、強度也不顯著降低的性質。
衡量指標：材料的軟化係數 kr= fb/ fg
式中：kr —材料的軟化係數；
fb — 材料吸水飽和狀態下的抗壓強度（mpa）；
fg — 材料在乾燥狀態下的抗壓強度（mpa）。
材料的耐水性限制了材料的使用環境。
軟化係數小的材料耐水性差，其使用環境尤其受到限制。
軟化係數的波動範圍在0～1之間。
工程中通常將kr＞0.85的材料稱為耐水性材料，可以用於水中或潮濕環境中的重要工程。用於一般受潮較輕或次要的工程部位時，材料軟化係數也不宜小於0.75。
5. 抗凍性
材料吸水後，在負溫作用條件下，水在材料毛細孔內凍結成冰，體積膨漲所產生的凍脹壓力造成材料的內應力，會使材料遭到區域性破壞。隨著凍融迴圈的反覆，材料的破壞作用逐步加劇，這種破壞稱為凍融破壞。
抗凍性——是指材料在吸水飽和狀態下，能經受反覆凍融迴圈作用而不破壞、強度也不顯著降低的效能。
抗凍等級——抗凍性以試件在凍融後的質量損失、外形變化或強度降低不超過一定限度時所能經受的凍融迴圈次數來表示。
材料的抗凍等級可分為ｆ15、ｆ25、ｆ50、ｆ100、ｆ200等，分別表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的凍融迴圈。
材料的抗凍性與材料的強度、孔結構、耐水性和吸水飽和程度等有關。
6. 材料的抗滲性——是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的效能。
土木建築工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，當材料兩側的水壓差較高時，水可能從高壓側通過內部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側。這種壓力水的滲透，不僅會影響工程的使用，而且滲入的水還會帶入能腐蝕材料的介質，或將材料內的某些成分帶出，造成材料的破壞。
6.1衡量指標：滲透係數
材料的滲透係數可通過下式計算: k=qd/ath
材料的滲透係數越小，說明材料的抗滲性越強。
6.2 抗滲等級
材料的抗滲等級是指用標準方法進行透水試驗時，材料標準試件在透水前所能承受的最大水壓力，並以字母p及可承受的水壓力（以0.1mpa為單位）來表示抗滲等級。如p4、p6、p8、p10…等。
例1-2：一塊燒結普通磚的外形尺寸為240×115×53，吸水飽和
重2940g，烘乾至恒重為2580g。今將該磚磨細至粉末，
並烘乾後取50g，用李氏比重瓶測得其體積為18.58cm3。
求：ρ、ρ0、p、wm、wv、pk、pb。
解：ρ=m/v=50／18.58=2.69 g/ cm3
ρ0= m/v0=2580 ／（240×115×53×10-3）=1.76 g/ cm3（幹表觀密度）
孔隙率p=（1-ρ0/ρ）×100%=34.6%
wm=（mb- mg）/ mg×100%=（2940-2580）／2580×100%=13.95%
wv= wm×ρ0=24.6%
pk= wv=24.6%
∵pk＋pb=p ∴pb=p- pk=34.6%-24.6%=10%
五、五、材料的熱工性質
1.導熱性
當材料兩面存在溫度差時，熱量從材料一面通過材料傳導至另一面的性質，稱為材料的導熱性。
2.衡量指標：導熱係數λ
導熱係數的定義和計算式如下所示：
式中：λ——導熱係數，ｗ／（ｍ·ｋ）；
ｑ－傳導的熱量，ｊ
ｄ—材料厚度，ｍ；
ｆ——熱傳導面積，m2
ｚ一熱傳導時間，h；
（t2-t1）－材料兩面溫度差，k
物理意義上定義：導熱係數是單位厚度(1m)的材料、兩面溫度差為1ｋ時、在單位時間(1s)內通過單位面積(1㎡)的熱量
2. 熱容量和比熱
材料在受熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質稱為材料的熱容量。
單位質量材料溫度公升高或降低1ｋ所吸收或放出的熱量稱為熱容量係數或比熱c。
式中：c---材料的比熱，j/（g·k）
q--材料吸收或放出的熱量(熱容量)
m---材料質量，g
（t2 - t1）--材料受熱或冷卻前後的溫差，k
3. 熱阻和傳熱系數
熱阻是材料層（牆體或其它圍護結構）抵抗熱流通過的能力。
熱阻的倒數稱為材料層（牆體或其它圍護結構）的傳熱系數。傳熱系數是指材料兩面溫度差為1ｋ時，在單位時間內通過單位面積的熱量。
4. 材料的溫度變形性——指溫度公升高或降低時材料的體積變化。
除個別材料以外，多數材料在溫度公升高時體積膨脹，溫度下降時體積收縮。這種變化表現在單向尺寸時，為線膨脹或線收縮，相應的技術指標為線膨脹係數（α）。
軟化係數反映了材料吸水飽和後強度降低的程度，是材料吸水後性質變化的重要特徵之一。
一般材料吸水後，水分會分散在材料內微粒的表面，削弱其內部結合力，強度則有不同程度的降低。當材料內含有可溶性物質時（如石膏、石灰等），吸入的水還可能溶解部分物質，造成強度的嚴重降低。
第三節材料的基本力學性質
1.材料的強度——是材料在應力作用下抵抗破壞的能力。
通常情況下，材料內部的應力多由外力（或荷載）作用而引起，隨著外力增加，應力也隨之增大，直至應力超過材料內部質點所能抵抗的極限，即強度極限，材料發生破壞。
在工程上，通常採用破壞試驗法對材料的強度進行實測。將預先製作的試件放置在材料試驗機上，施加外力（荷載）直至破壞，根據試件尺寸和破壞時的荷載值，計算材料的強度。
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