材料的密度、表觀密度和堆積密度

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1、材料的密度、表觀密度和堆積密度二、建筑材料的基本物理性質(zhì)(一)材料的密度、表觀密度和堆積密度1.密度(ρ)密度是材料在絕對密實狀態(tài)下,單位體積的重量。按下式計算:ρ＝m/V式中ρ——密度,g/cm3;M——材料的重量,g;V——材料在絕對密實狀態(tài)下的體積,cm3。這里指的"重量"與物理學(xué)中的"質(zhì)量"是同一含義,在建筑材料學(xué)中,習(xí)慣上稱之為“重量”。對于固體材料而言,rn是指干燥至恒重狀態(tài)下的重量。所謂絕對密實狀態(tài)下的體積是指不含有任何孔隙的體積。建筑材料中除了鋼材、玻璃等少數(shù)材料外,絕大多數(shù)材料都含有一定的

2、孔隙、如磚、石材等塊狀材料。對于這些有孔隙的材料,測定其密度時，應(yīng)先把材料磨成細(xì)粉,經(jīng)干燥至恒重后,用比重瓶(李氏瓶)測定其體積,然后按上式計算得到密度值。材料磨得越細(xì),測得的數(shù)值就越準(zhǔn)確。2.表觀密度(ρo)表現(xiàn)密度是指材料在自然狀態(tài)下,單位體積的重量。按下式計算:Ρo＝m/V0ρo——表觀密度,g/cm3或kg/m3;m——材料的重量,g或kg;Vo——材料的自然狀態(tài)下的體積,cm3或m3材料在自然狀態(tài)下的體積包含了材料內(nèi)部孔隙的體積。當(dāng)材料含有水分時,它的重量積都會發(fā)生變化。一般測定表觀密度時,以干燥

3、狀態(tài)為準(zhǔn),如果在含水狀態(tài)下測定表度,須注明含水情況。在試驗室中測定的通常為烘干至恒重狀態(tài)下的表觀密度。質(zhì)地堅硬的散粒狀材料,如砂、石,要磨成細(xì)粉測定密度需耗費很大的能量,一般測定其密度,在應(yīng)用過程中(如混凝土配合比計算過程)近似代替其密度。3.堆積密度(ρ'0)堆積密度是指粉狀或散粒狀材料在堆積狀態(tài)下,單位體積的重量。按下式計算:ρ'0=m/V'0(10-1-3)其中ρ'0——堆積密度,kg/m3;M——材料的重量,kg;V'0——材料的堆積體積,m3。這里,材料的重量是指自然堆積在一定容器內(nèi)材料的重量;其

4、堆積體積是指所用容器的容積。容器的容積視材料的種類和規(guī)格而定。材料的堆積體積既包含內(nèi)部孔隙也包含顆粒之間的空隙。(二)材料的孔隙率和空隙率孔隙率是指材料體積內(nèi),孔隙體積所占的比例。用下式計算:(10-1-4)孔隙率相對應(yīng)的是密實度,即材料體積內(nèi),被固體物質(zhì)充實的程度。可用下式計算:(10-1-5)孔隙率或密實度的大小直接反映了材料的致密程度。材料內(nèi)部孔隙的構(gòu)造可分為連通孔和封閉孔,連通孔不僅彼此貫通還與外界相通,而封閉孔不僅彼此不連通,而且與外界相隔絕孔隙按尺寸的大小又可分為極微細(xì)孔隙、細(xì)小孔隙和較粗大孔隙

5、?？紫兜拇笮?、分布、數(shù)量及構(gòu)造特征對材料的性能產(chǎn)生很大的影響?？障堵适侵干⒘畈牧显谀扯逊e體積中，顆粒之問的空隙體積所占的比例。用下式計算：??????（10-1-6）與空隙率相對應(yīng)的是填充率，即材料在某堆積體積中被顆粒填充的程度?？捎孟率接嬎悖?????（10-1-7）(三)材料的親水性和憎水性組成建筑物的材料經(jīng)常與水或空氣中的水分接觸，而處于材料、水和空氣的三相體系中，水分與不同材料表面之間的相互作用不同。在三相交點處，沿水滴表面的切線與水和材料的接觸面之間的夾角θ，稱潤濕邊角。一般認(rèn)為：當(dāng)θ≤90°時

6、．如圖10-1-1（a），表示水分子之間的內(nèi)聚力小于水分子與材料分子間的吸引力，這種材料稱為親水性材料；當(dāng)θ>90°時．如圖10-l-l(b)，表示水分子之間的內(nèi)聚力大于水分子與材料分子間的吸引力，這種材料稱為憎水性材料、建筑材料中的混凝上、木材、磚等為親水材料，瀝青、石蠟等為憎水性材料。親水性材料表面做憎水處理，可提高其防水性能。?(四)材料的吸水性和吸濕性材料在水中能吸收水分的性質(zhì),稱為吸水性,常用吸水率來表示。按下式計算:????????????式中W吸——材料的吸水率,%;M0——材料在干燥狀態(tài)下的

7、重量,g;M——材料在吸水飽和狀態(tài)下的重量,g。吸水率有重量吸水率和體積吸水率之分,上式定義的吸水率為重量吸水率,體積吸水率是指材料吸入飽和水的體積占材料自然狀態(tài)下體積的百分率。材料的吸水率與孔隙有很大關(guān)系,若材料具有微細(xì)而連通的孔隙,則吸水率較大，若具有封閉孔隙,則水分難以滲入,吸水率較小;若具有的孔隙較粗大,水分雖容易滲入，但不易在孔內(nèi)保留,僅起到潤濕孔壁的作用,吸水率也較小。所以,不同的材料或同種材料不同的內(nèi)部構(gòu)造,其吸水率會有很大的差別。吸濕性是指材料吸收空氣中水分的性質(zhì),常以含水率表示,按下式計算

8、:?????????????????式中W含——含水率,%;M0——材料在干燥狀態(tài)下的重量,g;M1——材料在含水狀態(tài)下的重量,g。空氣濕度發(fā)生變化時,含水率也會隨之發(fā)生變化。與空氣濕度達(dá)到平衡時的含水率稱平衡含水率。通常材料大量吸濕后,會造成材料重量增加、體積改變、強(qiáng)度降低，對于保溫材料來說,還會顯著降低其保溫絕熱性能。