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材料的密度、表观密度与堆积密度

(2010-08-09 21:33:33)
标签:

杂谈

分类: 岩石力学

材料的密度、表观密度与堆积密度
1、密度:密度是材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。——密度 自身体积
(不含孔隙) 磨成细粉消除内部孔隙,材料的排水体积 V
计算式          ρ= m/v
式中   ρ--- 材料的密度,g/㎝3 。
m --- 材料在干燥状态下的质量,g 。
v --- 材料在绝对密实状态下的体积,㎝3 

2、表观密度和容积密度:表观密度(又称为视密度、近似密度)表示材料单位细观外形体积(包括内部封闭孔隙)的质量,容积密度(又称为体积密度、表观毛密度、容重)表示材料单位宏观外形体积(包括内部封闭孔隙和开口孔隙)的质量。——表观密度细观外形体积
(含闭口孔) 干燥材料浸入水中,待吸水饱和后,测量排开水的体积 V
计算式           ρ'= m /v '
             式中      ρ'--- 材料的表观密度,g/cm3 。
                     --- 材料在干燥状态下的质量,g 。
                          v '--- 材料不含开口孔隙的 体积,cm3 。
3、堆积密度:堆积密度是指散粒材料或粉状材料,在自然堆积状态下单位体积的质量。——堆积密度 自然堆积体积 (含材料间空隙) 颗粒材料正好装满容器,测量该容器的容积V
计算式     ρ0'= m/ v0 ' =m /(V+ VP + Vv )
            式中   ρ0'--- 材料的堆积密度,kg/ m3 。
             VP  --- 颗粒内部孔隙的体积,m3 。
             Vv --- 颗粒间空隙的体积,m3 。
    注意:自然堆积状态下的体积含颗粒内部的孔隙积及颗粒之间的空隙体积。

 

密度、表观密度、体积密度和堆积密度 http://www.scutde.net/t14courses/1411-fmghkinfhj/IMAGES/qq.JPG   ⑴ 密度
  密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。按下式计算:
                 http://www.scutde.net/t14courses/1411-fmghkinfhj/1/1-1.jpg
式中 ρ—— 材料的密度,g/cm3;
m—— 材料的质量(干燥至恒重),g;
   V—— 材料在绝对密实状态下的体积,cm3。
  除了钢材,玻璃等少数材料外,绝大多数材料内部都有一些孔隙。在测定有孔隙材料(如砖、石等)的密度时,应把材料磨成细粉,干燥后,用李氏瓶测定其绝对密实体积。材料磨得越细,测得的密实体积数值就越精确。
  另外,工程上还经常用到比重的概念,比重又称相对密度,是用材料的质量与同体积水(4℃)的质量的比值表示,无单位,其值与材料密度相同(g/cm3)。
  ⑵ 表观密度
  表观密度是指单位体积(含材料实体及闭口孔隙体积)物质颗粒的干质量,也称视密度。按下式计算:
                  http://www.scutde.net/t14courses/1411-fmghkinfhj/1/IMAGES/1.6.JPG               
式中 ρ′—— 材料的表观密度,kg/m3或g/cm3;
   m —— 材料的质量,kg或g;
   V′—— 材料在包含闭口孔隙条件下的体积(即只含内部闭口孔,不含开口孔),见图1-2,m3或cm3。
            http://www.scutde.net/t14courses/1411-fmghkinfhj/1/1-7.GIF
  通常,材料在包含闭口孔隙条件下的体积式采用排液置换法或水中称重法测量。
  ⑶ 体积密度
  体积密度是指材料在自然状态下单位体积(包括材料实体及其开口孔隙、闭口孔隙)的质量,俗称容重。体积密度可按下式计算:
                  http://www.scutde.net/t14courses/1411-fmghkinfhj/1/1-2.jpg
式中 ρ0—— 材料的体积密度,kg/m3或g/cm3;
   m—— 材料的质量,kg或g;
   V0—— 材料在自然状态下的体积,包括材料实体及其开口孔隙、闭口孔隙,见图1-1,m3或cm3。
  对于规则形状材料的体积,可用量具测得。如加气混凝土砌块的体积是逐块量取长、宽、高三个方向的轴线尺寸,计算其体积。对于不规则形状材料的体积,可用排液法或封蜡排液法测得。
  毛体积密度是指单位体积(含材料的实体矿物成分及其闭口孔隙、开口孔隙等颗粒表面轮廓线所包围的毛体积)物质颗粒的干质量。因其质量是指试件烘干后的质量,故也称干体积密度。
  ⑷ 堆积密度
  堆积密度是指单位体积(含物质颗粒固体及其闭口、开口孔隙体积及颗粒间空隙体积)物质颗粒的质量,有干堆积密度及湿堆积密度之分。堆积密度可按下式计算:
                    http://www.scutde.net/t14courses/1411-fmghkinfhj/1/IMAGES/1.7.jpg 
式中 http://www.scutde.net/t14courses/1411-fmghkinfhj/1/1-4.jpg—— 堆积密度,kg/m3;
   m —— 材料的质量,kg;
   http://www.scutde.net/t14courses/1411-fmghkinfhj/1/1-5.jpg—— 材料的堆积体积,m3。
  材料的堆积体积包括材料绝对体积、内部所有孔体积和颗粒间的空隙体积。材料的堆积密度反映散粒构造材料堆积的紧密程度及材料可能的堆放空间。其测定方法在实验部分有专门介绍。

 

 

材料的密度、密实度与孔隙率

 

二、材料的基本物理性质
(一)材料的密度、表观密度与堆积密度(表1-1)
常用建筑材料的密度、表观密度及堆积密度
表1-1
材 料
密度ρ(kg/m3 )
表观密度ρ0(kg/m3 )
堆积密度ρ0 (kg/m3 )
石灰岩
花岗石
碎石(石灰岩)
黏土
普通黏土砖
黏土空心砖
水泥
普通混凝土
轻骨料混凝土
木 材
钢材
泡沫塑料
2600
2800
2600
2600
2600
2500
2500
3100
 
 
1550
7850
1800~2600
2500~2900
 
 
 
1600~1800
1000~ 1400
 
2100~2600
800~ 1900
400~800
7850
20~50
 
 
1400~ 1700
1450~ 1650
1600~1800
 
 
1200~ 1300
 
 
1.密度(俗称比重)
密度是指材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。按下式计算:
ρ=m/V
式中ρ――密度, kg/m3;
m――材料的质量, kg;
V――材料在绝对密实状态下的体积, m3。
在测定有孔隙材料的密度时,应把材料磨成细粉,干燥后,用李氏瓶测定其密实体积。
在测量某些致密材料(如卵石等)的密度时,直接以块状材料为试样,以排液置换法测量其体积,材料中部分与外部不连通的封闭孔隙 无法排除,这时所求得的密度称为近似密度(ρa)。 2.表观密度(俗称容重)
表观密度是指材料在自然状态下,单位体积的质量,按下式计算:
ρ0=m/V0
式中:ρ0表观密度, kg/m3;
m材料的质量, kg;
V0――材料在自然状态下的体积,或称表观体积m3 a
测定表观密度时,须注明其含水情况。一般是指材料在气干状态(长期在空气中干燥)下的表观密度。在烘干状态下的表观密度,称为干表观密度。
3.堆积密度(俗称松散容重)
堆积密度是指粉状或粒状材料,在堆积状态下,单位体积的质量,按下式计算:
ρ0=m/V0
式中ρ0堆积密度, kg/m3;
m――材料的质量, kg;
V0――材料的堆积体积m3。
 
例:
 
 
(二)材料的密实度与孔隙率
1.密实度
密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度,按下式计算: 密实度D= V/V0×100%
或D= ρ0/ρ×100%
2.孔隙率
孔隙率P是指材料体积内,孔隙体积所占的比例
即D+P=l或密实度+孔隙率=1
材料内部孔隙的构造,可分为连通的与封闭的两种。孔隙按尺寸大小又分为极微细孔隙、细小孔隙和较粗孔隙。孔隙的大小及其分布对材料的性能影响较大。

 

材料的亲水性与憎水性

料与水接触时,有些材料能被水湿润,而有些材料则不能被水湿润,对两种现象来说,前者为亲水性,后者为憎水性。为进一步说明材料的亲水性和憎水性,下面说说湿润角的概念。

   
    在水、材料与空气的液、固、气三相交点处,作液滴表面的切线,切线经过水与材料表面的夹角叫材料的湿润角。若湿润角≦90度,说明材料与水之间的作用力要大于水分之间的作用力,故材料可被水湿润,称这种材料是亲水性的。反之,若湿润角>90度,说明材料与水的作用力要小于水分之间的作用力,故材料可不被水湿润,称这种材料是憎水性的。
 
    水在亲水性材料表面可以铺展开,且能通过毛细管作用自动将水吸入材料内部,水在憎水性材料表面不仅不能铺展开,而且水分不渗入材料的毛细管中。
 
    建筑材料大多为亲水性材料,如水泥、混凝土、砂、石、砖、木材等,只有少数材料如沥青、石蜡及某些塑料为憎水性材料。
 
    那么亲水性材料和憎水性材料有什么用途呢?亲水性材料可以用于更多需要粘合的设计,可以使建筑更稳固;憎水性材料常用作防潮、防水及防腐材料,也可以对亲水性材料进行表面处理,以降低其吸水性。
          
                     
                 http://www.jiancai.com/UploadFile/20096195737778.jpg

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