建筑师《材料与构造》复习：材料的填充率与空隙率

　　(三)材料的填充率与空隙率

　　1.填充率

　　填充率是指散粒材料在某堆积体积中，被其颗粒填充的程度，按下式计算

　　D’= V/V’0×100% (1-4 )

　　2.空隙率

　　空隙率P’是指散粒材料在某堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例.

　　空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。空隙率可作为控制混凝土 骨料级配与计算含砂率的依据。

　　例：一种材料孔隙率增大时，以下性质①密度、②表观密度、③吸水率、④强度、⑤抗冻性，其中哪些一定下降?(C)

　　A ①②;

　　B ①③;

　　C ②④;

　　D ②③。

　　(四)材料的亲水性和憎水性

　　材料与水接触，首先遇到的问题就是材料是否能被水润湿。润湿是水被材料表面吸附 的过程。

　　当水与材料在空气中接触时，在材料、水和空气的交界处，沿水滴表面的切线与水和固体接触面所成的夹角(润湿边角)愈小，浸润性愈好。

　　(1)如果润湿边角θ为零，则表示该材料完全被水所浸润; (2)当润湿边角θ≤900时，水分子之间的教聚力小于水分子与材料 分子间的相互吸引力，此种材料称为亲水性材料; (3)当θ>900时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子间的 吸引力，则材料表面不会被浸润，此种材料称为憎水性材料。

　　这一概念也可应用到其他液体对固体材料的浸润情况，相应地称为亲液性材料或憎液 性材料。

　　(五)材料的吸水性与吸湿性

　　1.吸水性

　　材料在水中能吸收水分的性质称为吸水性。

　　(1)质量吸水率Wm

　　(2)体积吸水率Wv

　　质量吸水率与体积吸水率存在下列关系。

　　Wv=Wm×ρo/l000 (1-12) 式中ρ。一一材料在干燥状态下的表观密度， kg/时。

　　材料的吸水性与材料的孔隙率和孔隙特征有关。对于细微连通孔隙，孔隙率愈大，则 吸水率愈大，闭口孔隙水分不能进去，而开口大孔虽然水分易进入，但不能存留，只能润 湿孔壁，所以吸水率仍然较小。各种材料的吸水率很不相同，差异很大，如花岗石的吸水 率只有0. 5%~0. 7%，混凝土的吸水率为2%~3%，勃土砖的吸水率达8%~20%，而 木材的吸水率可超过100%。

　　2.吸湿性

　　材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。潮湿材料在干燥的空气中也会放出水 分，此称还湿性。材料的吸湿性用含水率表示。

　　Wh=(ms-mg)/mg×100%

　　式中Wh一一一材料的含水率， %;

　　ms材料在吸湿状态下的质量， kg;

　　mg一一材料在干燥状态下的质量， kg。

　　材料中所含水分与空气的湿度相平衡时的含水率，称为平衡含水率。具有微小开口孔 隙的材料，吸湿性特别强。如木材及某些绝热材料，在潮湿空气中能吸收很多水分。这是 由于这类材料的内表面积大，吸附水的能力强所致。

　　材料的吸水性和吸湿性均会对材料的性能产生不利影响。材料吸水后会导致其自身质 量增大，绝热性降低，强度和耐久性将产生不同程度的下降。材料吸湿和还湿还会引起其 体积变形，影响使用。不过利用材料的吸湿可起降湿作用，常用于保持环境的干燥。

　　(六)材料的耐水性

　　材料长期在水作用下不被破坏，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，如F式：

　　KR=fb/fg

　　式中KR——材料的软化系数;

　　fb一一材料在饱水状态下的抗压强度， MPa;

　　fg——材料在干燥状态下的抗压强度， MPa。

　　KR值愈小，表示材料吸水饱和后强度下降愈大，即耐水性愈差。材料的软化系数 KR在0~1之间。不同材料的KR值相差较大，如勃土KR=0，而金属KR=l，工程中将 KR>0.85的材料，称为耐水的材料。

　　在设计长期处于水中或潮湿环境中的重要结构时，必须选用KR>0.85的建筑材料。 对用于受潮较轻或次要结构物的材料，其KR值不宜小于0. 75。

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