1.密度
(1)密度。密度是指材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。其计算公式为
式中 ρ——密度(g/cm3或kg/m3);
m——干燥材料的质量(g或kg);
V——材料在绝对密实状态下的体积(cm3或m3)。
材料在绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积。通常认为,钢材、玻璃等少数材料是密实的,但绝大多数材料内部都存在一些孔隙。在测定有孔隙的材料密度时,应将材料磨细成粉,干燥后,用密度瓶(李氏瓶)测定其体积。
(2)表观密度。表观密度又称实密度,是指在规定的温度下,材料的视体积(包括实体积和孔隙体积)的单位质量,即材料在自然状态下单位体积的质量,常用单位为kg/m3。其计算公式为
式中 ρ0——表观密度(g/cm3或kg/m3);
m——材料的质量(g或kg);
V0——材料在自然状态下的体积(kg或m3)。
材料在自然状态下的体积,若只包括孔隙在内而不含有水分,则此时计算出来的表观密度称为干表观密度;若既包括材料内的孔隙,又包括孔隙内所含的水分,则计算出来的表观密度称为湿表观密度。
(3)堆积密度。堆积密度一般是指砂、碎石等的质量与堆积的实际体积的比值,粉状或颗粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。其计算公式为
式中 ——堆积密度(kg/m3);
m——材料的质量(kg);
——材料的堆积体积(m3)。
材料在自然状态下,堆积体积包括材料的表观体积和颗粒(纤维)之间的空隙体积,数值的大小与材料颗粒(纤维)的表观密度和堆积的密实程度有直接关系,同时受材料的含水状态影响。(www.xing528.com)
2.密实度与孔隙率
(1)密实度。密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度,也就是固体物质的体积占总体积的比例,用D表示。其计算公式为
式中 D——材料的密实度,常以百分数表示。
因为所以
凡具有孔隙的固体材料,其密实度都小于1。材料的密度与表观密度越接近,材料就越密实。材料的密实度大小与其强度、耐水性和导热性等很多性质有关。
(2)孔隙率。孔隙率是指在材料体积内,孔隙体积所占的比例,以P表示。其计算公式为
式中 P——材料的孔隙率,以百分数表示。
材料的密实度和孔隙率之和等于1,即D+P=1。
材料的孔隙率大,则表明材料的密实程度小。材料的许多性质如表观密度、强度、透水性、抗渗性、抗冻性、导热性和耐蚀性等,除与孔隙率的大小有关外,还与孔隙的构造特征有关。所谓孔隙的构造特征,主要是指孔的大小和形状。孔隙依大小可分为粗孔和微孔两类;依孔的形状可分为开口孔隙和封闭孔隙两类。一般均匀分布的微小孔隙较开口或相互连通的孔隙对材料性质的影响小。
3.填充率与空隙率
(1)填充率。填充率是指颗粒材料或粉状材料的堆积体积内,被颗粒所填充的程度,用D′表示。其计算公式为
(2)空隙率。空隙率是指材料在松散或紧密状态下的空隙体积占总体积的百分率,用P′表示。空隙率越高,表观密度越低。其计算公式为
材料空隙率大小表明材料中颗粒之间相互填充的密实程度,计算混凝土集料的级配和砂率时常以空隙率为计算依据。
材料的填充率和空隙率之和等于1,即D′+P′=1。
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