Середня щільність pm матеріалу (далі ми будемо називати її щільністю) - фізична величина, що визначається відношенням маси m матеріалу до всього займаного ним об'єму V, включаючи наявні в них пори і порожнечі: pm = m / V. Отже, щільність матеріалу змінюється в залежності від його структури. Тому штучні матеріали можна отримувати із заданою (необхідної) щільністю, змінюючи їх структуру.
Справжня щільність p матеріалу характеризується масою одиниці об'єму матеріалу, причому мається на увазі обсяг тільки твердої речовини, з якого складається матеріал Vтв без урахування обсягу пір і пустот: р = m / Vтв. Іншими словами, справжня щільність - це щільність речовини, з якого складається матеріал.
У непористих матеріалів (скло, сталь, бітум) середня щільність дорівнює істинної.
Справжня щільність кожного речовини - постійна характеристика (фізична константа), яка не може бути змінена, як середня щільність матеріалу, без зміни його хімічного складу або молекулярної структури. Значення істинної щільності речовини залежать в основному від його хімічного складу, і у матеріалів з близьким хімічним складом вони відрізняються незначно.
Пористість - ступінь заповнення обсягу матеріалу порами: П = [(V - Vтв) / V] 100%. Зазвичай пористість розраховують, виходячи з середньої та дійсної густини:
П = Пористість матеріалу характеризується не тільки з кількісної сторони, але і за характером пір: замкнуті і відкриті, дрібні (розміром до сотих і тисячних часток міліметра) і великі (від десятих часток міліметра до 2. 5 мм). Характер пір важливий, наприклад, при оцінці здатності матеріалу поглинати воду. Так, матеріал з замкнутими порами практично не поглинає воду, з відкритими (більшість часу являє собою повідомляються капіляри) - активно поглинає воду.
Пористість - основна структурна характеристика, яка визначає такі властивості матеріалу, як водопоглинання, теплопровідність, акустичні властивості, морозостійкість, міцність.
Водопоглинання - здатність матеріалів вбирати і утримувати в своїх порах вологу - характеризується максимальною кількістю води, яке може поглинути абсолютно сухий матеріал. Водопоглинання визначають по відношенню до маси сухого матеріалу (водопоглинання за масою Bm) або по відношенню до природного обсягом матеріалу (об'ємне водопоглинання Bv): Bm = [(m2 - m1) / m2] · 100%; Bv = [(m2 - m1) / Vест] · 100%, де m1 - маса матеріалу в сухому стані, г; m2 - маса насиченого водою матеріалу, м З наведених формул очевидно, що Bv / Вm = m1 / V = рm т. е. ВV = Bm · pm.
Вологість - величина, що показує, скільки води в даний момент знаходиться в матеріалі по відношенню до його сухої маси (рідше по відношенню до обсягу матеріалу). Вологість матеріалу виражається у відсотках і може змінюватися від 0% (абсолютно сухий матеріал) до значення повного водопоглинання. Вологість матеріалу залежить як від якості самого матеріалу (пористості, гігроскопічність), так і від навколишнього його середовища (вологість повітря, наявність контакту з водою).
Морозостійкість - здатність матеріалу в насиченому водою стані витримувати багатократне поперемінне заморожування і відтавання без ознак руйнування. Морозостійкість характеризується числом циклів заморожування (при температурі не вище -17 ºС) і відтавання (у воді), яке матеріал витримує без втрати більше 5% своєї маси або 15% початкової міцності. Морозостійкість залежить від пористості і водопоглинання матеріалу.
Теплопровідність - здатність матеріалу передавати теплоту крізь свою товщину від однієї своєї поверхні до іншої в разі, якщо температура у цих поверхонь різна. Теплопровідність матеріалу характеризується кількістю теплоти (в джоулях), яке здатний пропустити матеріал через 1 м 2 поверхні при товщині 1 м і різниці температур на поверхнях 1 До протягом 1 с. Теплопровідність твердої речовини залежить від його хімічного складу і молекулярної будови.
Теплоємність - здатність матеріалу поглинати теплоту при нагріванні. Показником теплоємності слугує питома теплоємність, рівна кількості теплоти, необхідної для нагрівання одиниці маси матеріалу на 1 К.
Термостійкість - здатність матеріалу витримувати без руйнування одно- або багаторазові різкі перепади температур. Мірою термостійкості скла є температурний перепад, який воно витримує без руйнування. Для листового скла і склотари він становить близько 80 ° С.
Термічна стійкість вогнетривких виробів визначається числом теплозмін, т. Е. Числом поперемінних нагрівань до 1300 ° С і охолоджень в проточній воді температурою 5. 25 ° С, які витримує матеріал до втрати ним 20% своєї початкової маси. Наприклад, термостійкість високовогнетривких хромомагнезитових виробів становить не менше двох, а магнезітохромітового - п'яти теплозмін.
Теплове розширення - властивість матеріалу розширюватися при нагріванні і стискатися при охолодженні - характеризується температурними коефіцієнтами об'ємного і лінійного розширення. Температурний коефіцієнт лінійного розширення (ТКЛР) показує, на яку частку первісної довжини збільшується обсяг матеріалу при підвищенні температури на 1 К. Між коефіцієнтами лінійного α і об'ємного β розширення існує залежність β≈3α.
В'язкість - властивість рідин і газів чинити опір переміщенню однієї їх частини щодо іншої. Розрізняють динамічну в'язкість η і кінематичну ν (ν = ηр, де р - щільність рідини або газу). Одиниця динамічної в'язкості Па · с, кінематичної - м 2 / с.