(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。