工程材料的基本性质-材料的物理性质（土木工程材料）

材料与水有关的性质(1)亲水性与憎水性材料在空气中与水接触时，根据材料表面被水润湿的程度，分亲水性材料和憎水性材料两类。材料被水润湿的程度可用润湿角θ来表示。润湿角是在材料、水和空气三相的交点处，沿水滴表面的切线和水与固体的接触面之间的夹角。材料润湿角

当材料分子与水分子间的相互作用力大于水分子间的作用力时，材料表面就会被水所润湿。此时，润湿角θ≤90°，这种材料属于亲水性材料。材料分子与水分子间的相互作用力小于水本身分子间作用力，则表示材料不能被水润湿。此时，润湿角90°＜θ＜180°，这种材料称为憎水性材料。大多数建筑材料，如石材、砖瓦、陶器、混凝土、木材等都属于亲水性材料，沥青、石蜡和某些高分子材料属于憎水性材料。(2)吸水性指材料在水中能吸收水分的性质。吸水性的大小用吸水率表示。吸水率为材料浸水后在规定时间内吸入水的质量（或体积）占材料干燥质量（或干燥时体积）的百分比。质量吸水率

体积吸水率

材料吸水率的大小与材料的孔隙率和孔隙构造特征有关。(3)吸湿性材料在潮湿的空气中吸收空气中水分的性质称为吸湿性。吸湿性的大小用含水率表示。含水率为材料所含水的质量占材料干燥质量的百分比。计算式为：(4)耐水性材料在长期饱和水作用下不被破坏，其强度也不显著降低的性质称为耐水性。材料的耐水性用软化系数表示。计算式为：软化系数表达了材料在浸水后强度的波动情况。软化系数越低，表示材料吸水饱和后的强度降低越多，耐水性越差。水中或受潮严重的重要结构物软化系数不宜小于0.85；受潮较轻或次要要结构物的软化系数不宜低于0.75。软化系数大于0.80的材料，通常认为是耐水材料。(5)抗渗性是指材料在压力水作用下抵抗水渗透的性质。材料的抗渗性可用渗透系数表示。材料的抗渗性也可以用抗渗等级Pn来表示。某防水混凝土的抗渗等级为P6，表示该混凝土试件经标准养护28d后，按照规定的试验方法在0.6MPa压力水的作用下无渗透现象。材料抗渗性的好坏，与材料的孔隙率和孔隙特征有密切的关系。孔隙率很小而且是封闭的孔隙的材料具有较高的抗渗性。(6)抗冻性材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻结和融化作用(冻融循环)而不被破坏，强度也无显著降低的性能。混凝土的抗冻性用抗冻等级Fn表示。n表示材料试件经n次冻融循环试验后，质量损失不超过5%，抗压强度降低不超过25%。n的数值越大，说明抗冻性能愈好。冰冻对材料的破坏作用，是由于孔隙水结冰时体积膨胀（9%）而引起孔壁受压破裂所致。材料抗冻性的高低，取决于材料的吸水饱和程度和材料对结冰时体积膨胀所产生的压力的抵抗能力。材料的抗冻性与材料的密实度、强度、孔隙构造特征、耐水性以及吸水饱和程度有关。材料与质量有关的性质(1)密度指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。计算式为：绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积。材料与质量有关的性质(2)表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。计算式为：材料的表观体积是指包含孔隙的体积。一般是指材料长期在空气中干燥，即气干状态下的表观密度。在烘干状态下的表观密度，称为干表观密度。(3)堆积密度指粉状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。计算式为：

砂子、石子等散粒材料的堆积体积，是在特定条件下所填充的容量筒的容积。材料的堆积体积包含了颗粒之间或纤维之间的孔隙。常用建筑材料的有关数据见表。常用建筑材料的密度、表观密度、堆积密度和孔隙率材料密度ρ(kg/m3)表观密度ρ0(kg/m3)堆积密度ρ’0(kg/m3)孔隙率(%)石灰岩2.60~2.802000~2600____花岗岩2.60~2.902600~2800__0.5~3.0石灰岩2.60~2.80__1400~1700__砂2.60__1450~1650__粘土2.60__1600~1800__普通粘土砖2.501600~1800__20~40材料密度ρ(kg/m3)表观密度ρ0(kg/m3)堆积密度ρ′0(kg/m3)孔隙率(%)粘土空心砖2.501000~1400____水泥3.10__1200~1300