材料基本性能檢測(cè)主講葉承敏課件

材料基本性能檢測(cè)主講:葉承敏

§典型工作任務(wù)1

材料的密度試驗(yàn)（重點(diǎn)）

§典型工作任務(wù)2材料的吸水率和含水率試驗(yàn)（難點(diǎn)）

項(xiàng)目2土木工程材料試驗(yàn)準(zhǔn)備目錄§2.2.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)（重點(diǎn)）

§2.2.2砂的吸水率試驗(yàn)（難點(diǎn)）

§2.2.3砂的含水率試驗(yàn)（標(biāo)準(zhǔn)法）（重點(diǎn)）§2.2.4砂的含水率試驗(yàn)（快速方法）§2.2.5碎石或卵石的吸水率試驗(yàn)§2.2.6碎石或卵石的含水率試驗(yàn)

典型工作任務(wù)1材料的密度試驗(yàn)?zāi)夸洝?親水性與憎水性

§2吸水性（重點(diǎn)、難點(diǎn)）

§3吸濕性

§4耐水性

§5抗?jié)B性（難點(diǎn)）

2.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)目錄

定義:指材料在空氣中與水接觸時(shí)能被水潤(rùn)濕的性質(zhì),0°≤θ≤90°。具有親水性質(zhì)的材料稱為親水性材料，絕大多數(shù)工程材料均為親水性材料，如：石材、水泥基材料、磚、砌塊、玻璃及陶瓷等。親水性（1）（2）憎水性

定義：指材料在空氣中與水接觸時(shí)不能被水潤(rùn)濕的性質(zhì),90°≤θ≤180°具有這種性質(zhì)的材料稱為憎水性材料。如：瀝青、塑料、橡膠和油漆等。隔熱及吸聲等多孔材料應(yīng)進(jìn)行憎水處理，避免性能下降。1.親水性和憎水性2.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)圖2-1材料潤(rùn)濕角（θ）示意圖θ<90o90°≤θ≤180°1.親水性和憎水性親水性材料；憎水性材料2.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)

2.吸水性材料能吸收水分的能力，稱為材料的吸水性。吸水的大小以吸水率來表示。分為質(zhì)量吸水率和體積吸水率兩種。（1）質(zhì)量吸水率

質(zhì)量吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所吸水量占材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量百分比，并以ｗm表示。質(zhì)量吸水率ｗm的計(jì)算公式為：式中mb——材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ）;mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ）。2.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)（2）體積吸水率體積吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所吸水的體積占材料自然體積的百分率，并以WＶ表示。體積吸水率WＶ的計(jì)算公式為：式中 mb——材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ）

mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ）。

V0—材料在自然狀態(tài)下的體積，（cm3）

ρw—水的密度,（g/cm3

），常溫下取ρw=1.0g/cm32.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料的吸水率與其孔隙率有關(guān)，更與其孔特征有關(guān)。因?yàn)樗质峭ㄟ^材料的開口孔吸入并經(jīng)過連通孔滲入內(nèi)部的。材料內(nèi)與外界連通的細(xì)微孔隙愈多，其吸水率就愈大。2.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)

3.吸濕性材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。

干燥的材料處在較潮濕的空氣中時(shí)，便會(huì)吸收空氣中的水分；而當(dāng)較潮濕的材料處在較干燥的空氣中時(shí)，便會(huì)向空氣中放出水分。前者是材料的吸濕過程，后者是材料的干燥過程。

由此可見，在空氣中，某一材料的含水多少是隨空氣的濕度變化的。2.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料的吸濕性用含水率來表示。材料在任一條件下含水的多少稱為材料的含水率，并以Ｗh表示，其計(jì)算公式為：式中 ms——材料吸濕狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ）；mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ）。2.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)顯然，材料的含水率受所處環(huán)境中空氣濕度的影響。當(dāng)空氣中濕度在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定時(shí)，材料的吸濕和干燥過程處于平衡狀態(tài)，此時(shí)材料的含水率保持不變，其含水率叫作材料的平衡含水率。2.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)4.耐水性材料的耐水性是指材料長(zhǎng)期在飽和水的作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。衡量材料耐水性的指標(biāo)是材料的軟化系數(shù)KR：式中KR—材料的軟化系數(shù);fb—材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（MPa);fg—材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（MPa）。2.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)軟化系數(shù)反映了材料飽水后強(qiáng)度降低的程度，是材料吸水后性質(zhì)變化的重要特征之一。

一般材料吸水后，水分會(huì)分散在材料內(nèi)微粒的表面，削弱其內(nèi)部結(jié)合力，強(qiáng)度則有不同程度的降低。

當(dāng)材料內(nèi)含有可溶性物質(zhì)時(shí)（如石膏、石灰等），吸入的水還可能溶解部分物質(zhì)，造成強(qiáng)度的嚴(yán)重降低。2.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料耐水性限制了材料的使用環(huán)境，軟化系數(shù)小的材料耐水性差，其使用環(huán)境尤其受到限制。軟化系數(shù)的波動(dòng)范圍在0至1之間。工程中通常將ＫＲ＞0.85的材料稱為耐水性材料，可以用于水中或潮濕環(huán)境中的重要工程。用于一般受潮較輕或次要的工程部位時(shí)，材料軟化系數(shù)也不得小于0.75。2.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)

5.抗?jié)B性抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。土木建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，當(dāng)材料兩側(cè)的水壓差較高時(shí)，水可能從高壓側(cè)通過內(nèi)部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側(cè)。這種壓力水的滲透，不僅會(huì)影響工程的使用，而且滲入的水還會(huì)帶入能腐蝕材料的介質(zhì)，或?qū)⒉牧蟽?nèi)的某些成分帶出，造成材料的破壞。

材料的抗?jié)B性通常用滲透系數(shù)或滲透等級(jí)表示。2.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)滲透系數(shù)材料的滲透系數(shù)可通過下式計(jì)算:式中：K—滲透系數(shù),（cm/h）;Q—滲水量，（cm3

）A—滲水面積,（cm2

）H—材料兩側(cè)的水頭度，（cm）d—試件厚度（cm）t—滲水時(shí)間（h）

材料的滲透系數(shù)越小，說明材料的抗?jié)B性越強(qiáng)。2.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)抗?jié)B等級(jí)

材料的抗?jié)B等級(jí)是指用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行透水試驗(yàn)時(shí)，材料標(biāo)準(zhǔn)試件在透水前所能承受的最大水壓力，并以字母P及可承受的水壓力（以0.1MPa為單位）來表示抗?jié)B等級(jí)。如P4、P6、P8、P10…等，表示試件能承受逐步增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa…的水壓而不滲透。2.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料吸水后，在負(fù)溫作用條件下，水在材料毛細(xì)孔內(nèi)凍結(jié)成冰，體積膨漲所產(chǎn)生的凍脹壓力造成材料的內(nèi)應(yīng)力，會(huì)使材料遭到局部破壞。隨著凍融循環(huán)的反復(fù)，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(tài)下，能經(jīng)受反復(fù)凍融循環(huán)作用而不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性能。2.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)抗凍性以試件在凍融后的質(zhì)量損失、外形變化或強(qiáng)度降低不超過一定限度時(shí)所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)來表示，或稱為抗凍等級(jí)。

材料的抗凍等級(jí)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次的凍融循環(huán)。材料的抗凍性與材料的強(qiáng)度、孔結(jié)構(gòu)、耐水性和吸水飽和程度有關(guān)。2.1.1材料與水有關(guān)的性質(zhì)2.2.2砂的吸水率試驗(yàn)

材料的吸水率是指材料在吸水飽和狀態(tài)下的吸水量和干燥狀態(tài)下材料的質(zhì)量或體積比，分別用質(zhì)量吸水率和體積吸水率表示。第二章總結(jié)本章學(xué)時(shí)：講課4，實(shí)驗(yàn)4主要內(nèi)容：材料與密度有關(guān)性質(zhì)、與水有關(guān)的性質(zhì)等。重點(diǎn)：掌握密度、表觀密度、堆積密度、