（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：

1.一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

2. 某栋普通楼房建筑造价1000万元，据此估计建筑材料费用大约为下列哪一项?

A. 250万元；

B. 350万元

C. 450万元

D. 500－600万元

提示：在土木工程中，材料费用一般要占工程总造价的50%左右，有的可高达70%。

答案：D

（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/m²。

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，此称吸湿性。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，如下式：

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，如黏土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。