表观密度表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量。当材料内部空隙含水时，其质量和体积均将发生变化，故测定材料表观密度时，应注明其含水率。图1-3材料润湿示意图材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性。2） 材料的吸水性与吸湿性 吸水性材料在水中吸收并保持水分的性质称为吸水性。......
2023-12-02
建筑材料：材料与质量、体积的物理性质
【摘要】：松散堆积密度是指在自然堆积状态下单位体积的质量；紧密堆积密度是指材料按规定方法填实后单位体积的质量。结合前面介绍的建筑材料与体积、质量有关的物理性质，完成表2-1中的空缺部分。表2-1建筑材料与体积、质量有关的物理性质知识比较表对同一种材料，质量相同的情况下，其真密度、表观密度、体积密度、堆积密度四者的大小关系如何？
【任务背景】 实际工程中，通常会遇到需要计算材料用量、构件自重、配料计算以及确定堆放空间、运输材料所需车辆型号及车子数量等问题，这些问题需要依据建筑材料的密度、表观密度和堆积密度等数据来解决；同时，也可利用这些数据为合理选择和使用材料提供参考，间接地预测或推断材料的其他物理性质和力学性质等。
1.材料的体积及相关参数
1）建筑材料的体积构成
单体材料的体积（图2-1）由绝对密实的矿质实体体积V和孔隙（即材料内部被空气所占据的空间）体积构成。孔隙因其连通性不同可分为开口孔隙（即与外界连通的孔隙）和闭口孔隙（即与外界不连通的孔隙），故孔隙体积进一步划分为开口孔隙体积V开与闭口孔隙V闭两部分。为了研究方便，又将绝对密实的矿质实体体积V与闭口孔隙V闭之和定义为表观体积，用V′表示；将V+V开+V闭体积之和定义为自然体积，用V0表示。
散粒状或粉状材料在堆积状态下的体积（图2-2）由颗粒的矿质实体体积V、颗粒的开口孔隙体积V开、颗粒的闭口孔隙体积V闭和颗粒间的空隙体积V空构成，即材料颗粒的自然体积V0与空隙体积V空的体积之和，称为堆积体积，用V′0表示。
图2-1 单体材料的体积示意图
图2-2 散粒状或粉状材料在堆积状态下的体积示意图
2）建筑材料的孔隙状况及结构密实参数
建筑材料的孔隙状况对其各种基本性质都具有重要的不同影响。孔隙状况通常指孔隙的孔隙率、孔隙连通性和孔隙直径3个方面。
（1）孔隙率
孔隙率即孔隙在材料体积中所占的比例，用P表示，其计算式为
式中 P——孔隙率，%；
V0——材料的自然体积，m3；
V——材料绝对密实状态下的矿质实体体积，m3。
与材料孔隙率相对的物理指标是材料的密实度，材料的密实度是指材料体积内，被固体物质充满的程度，用D表示，其计算式为
由式（2-1）和式（2-2）直接导出：
孔隙率、密实度皆反映了材料内部结构构造的致密程度，孔隙率越大，密实度越低，材料结构密实性越差。质地越疏的材料，材料强度越低、保温隔热性越好、吸声隔声能力越高。
（2）孔隙连通性
一般情况下，开口孔隙对材料的吸水性、吸声性影响较大，而闭口孔隙对材料的保温隔热性能影响较大。
（3）孔隙直径
孔隙按其直径的大小可分为粗大孔、毛细孔、极细微孔三类。粗大孔指直径大于毫米级的孔隙，主要影响材料的密度、强度等性能。毛细孔是指直径在微米至毫米级的孔隙，这类孔隙对水具有强烈的毛细作用，主要影响材料的吸水性、抗冻性等性能。极细微孔是指直径在微米级以下的孔隙，其直径微小，对材料的性能反而影响不大。矿渣、石膏制品、陶瓷锦砖分别以粗大孔、毛细孔、极细微孔为主。
3）材料堆积紧密程度参数
（1）空隙率
空隙率是指散粒状或粉状材料颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率，用P′表示，其计算式为
式中 P′——材料的空隙率，%；
——材料的堆积体积，m3；
V0——材料的自然体积，m3。
空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒间互相填充的紧密程度。空隙率可作为控制混凝土集料级配的依据，空隙率越小，说明其颗粒大小搭配得越合理。
（2）填充率
填充率是指散粒状或粉状材料颗粒体积占其堆积体积的百分率，用D′表示，即
由式（2-4）和式（2-5）直接导出
2.密度ρ
密度也称真密度，是指材料在绝对密实状态下（不含任何孔隙），单位体积的矿质实体所具有的质量，其计算式为(www.chuimin.cn)
式中 ρ——材料的密度，kg/m3；
m——材料的质量，kg；
V——材料在绝对密实状态下的实体体积，m3。
在研究建筑材料真密度问题时，常将密实度较高的材料（如钢材、玻璃和4℃的水）看成绝对密实。对绝对密实且外形规则的材料如钢材、玻璃等，体积V可采用测量计算的方法求得。对可研磨的非密实材料如砌块、石膏等，体积V可采用研磨成细粉，再用李氏密度瓶测定的方法求得。材料磨得越细，测得的数值越接近材料的真实体积。一般要求磨细的细粉粒径至少小于0.20mm。
3.表观密度ρ′
表观密度是材料单位表观体积（矿质实体体积+闭口孔隙体积）所具有的质量，用ρ′表示，其计算式为
式中 ρ′——材料的表观密度，kg/m3；
m——材料的质量，kg；
V′——材料的表观体积，m3。
材料表观体积的测定常常采用排水体积置换法求得。
4.体积密度ρ0
材料的体积密度是指材料在自然状态下单位体积（矿质实体体积+闭口孔隙体积+开口孔隙体积）所具有的质量，其计算式为
式中 ρ0——材料的体积密度，kg/m3；
m——材料的质量，kg；
V0——材料的自然体积，m3。
体积密度与材料结构组成中孔隙的多少和孔隙的含水程度密切相关。材料的孔隙越多，表观密度越小；当孔隙中含有水分时，其质量和体积均发生变化。因此，测定材料的体积密度时须注明含水情况。标准状态下测定的体积密度为材料在烘干状态下的体积密度。
材料自然体积的测量，对于外形规则的材料，如烧结砖、砌块等，可采用测量方法直接求得。对外形不规则的散粒状材料，如果被测材料溶于水或其吸水率大于0.5%，则试件须进行蜡封处理（蜡封法）。
5.堆积密度
堆积密度是指粉状、颗粒状及纤维状等材料在自然堆积状态下单位体积（包括矿质实体体积+闭口孔隙体积+开口孔隙体积+颗粒或纤维间空隙体积）的质量，其计算式为
式中 
——材料的堆积密度，kg/m3；
m——材料的质量，kg；
V′0——材料在堆积状态下的堆积体积，m3。
建筑材料的堆积体积可采用容积筒测量法得到。
堆积密度与材料堆积的紧密程度有关，根据材料堆积的紧密程度，堆积密度分为松散堆积密度和紧密堆积密度。松散堆积密度是指在自然堆积状态下单位体积的质量；紧密堆积密度是指材料按规定方法填实后单位体积的质量。
【课堂思考与讨论2-1】
（1）结合前面介绍的建筑材料与体积、质量有关的物理性质，完成表2-1中的空缺部分。
表2-1 建筑材料与体积、质量有关的物理性质知识比较表
（2）对同一种材料，质量相同的情况下，其真密度、表观密度、体积密度、堆积密度四者的大小关系如何？
（3）建筑工程中钢材、水泥混凝土空心砌块、水泥混凝土三种材料，试推测哪种材料的体积密度最大，哪种最小？
（4）某农村私人住宅进行装修，现场拌制建筑砂浆需要大约7.5m3的砂子，根据以往经验，当地干砂的堆积密度为1378kg/m3，试想用额定承载质量为3t的货车拉沙是否超载。
（5）某房屋建筑设计中，设计框架梁的混凝土等级为C20，依据以往的经验数据其硬化后的体积密度为2500kg/m3，经计算其体积为1.5万m3，计算其自重，为后期设计提供参考数据。
有关建筑材料的文章
- 详细阅读
-
水泥质量复验结果-建筑材料详细阅读
水泥质量是否合格，需要通过科学的试验方法进行检测，并结合相关质量控制指标要求进行判定。表3-11通用硅酸盐水泥试验取样依据及方法2）试验用水试验用水应是洁净的饮用水，如有争议时应以蒸馏水为准。2）试验目的为测定水泥凝结时间及安定性时制备标准稠度的水泥净浆确定加水量。④试验结果确定。试验前准备、水泥净浆的拌制、测定步骤皆与调整水量法相同。......
2023-10-10
-
了解建筑材料的品种-建筑材料详细阅读
钢材韧性好，能承受冲击和振动荷载的作用。碳是决定钢材性质的主要元素。但磷可使钢材的强度、耐蚀性提高。硫在钢材中以FeS的形式存在，在钢的热加工时易引起钢的脆裂，称为热脆性。这些元素的存在降低了钢材的强度、冷弯性能和焊接性能。沸腾钢常含有较多杂质，且致密程度较差，因此品质较镇静钢差，其代号为“F”。查询资料，了解钢材的其他分类情况？......
2023-10-10
-
建筑材料组成、结构与构造详细阅读
3） 相组成材料中结构相近、性质相同的均匀部分称为相。材料的结构大体上可以划分为宏观结构、亚微观结构和微观结构等不同层次。是指材料内部具有粗大孔隙的结构。亚微观结构影响材料的吸水性、收缩性、受力时的变形性能等。......
2023-12-02
-
建筑材料中与热有关的性质详细阅读
导热系数是评价材料绝热性能的重要指标。材料的导热系数越小，则材料的保温隔热性能越好。表2-2几种常用建筑材料的导热系数和比热容为了使房屋冬暖夏凉，结合建筑材料与热有关的性质，想想在选择墙体材料时应如何选择？试推断保温材料的导热系数大小与孔隙状况之间的关系，以及保温材料在受潮受冻后其导热系数的变化。......
2023-10-10
-
建筑材料的重要性与应用详细阅读
建筑材料在建设工程中有着举足轻重的地位。 建筑材料与建筑结构和建筑施工之间存在着相互促进、相互依存的密切关系。建筑材料的组成、结构决定其性能，材料的性能在很大程度上决定了建筑物的功能和使用寿命。在材料的选择、生产、储运、使用和检验评定过程中，任何环节的失误都可能导致工程事故的发生。事实上，建筑物出现的质量事故，绝大部分与建筑材料的质量缺损相关。......
2023-12-02
-
建筑材料：标准简介与企业标准的区别详细阅读
技术标准包括的内容很多。它是由国家标准主管部门委托有关部门起草，或有关部委提出批报，经国家技术监督局会同各有关部委审批，并由国家技术监督局发布。由国家中央部委标准机构指定有关研究院所、大专院校、工厂等单位提出或联合提出，报中央部委主管部门审批后发布，并报国家技术监督局备案。企业标准则仅适用于本企业，其代号为QB。凡没有制定国家标准、行业标准的产品，均应制定相应的企业标准。......
2023-12-02
-
建筑材料的基本力学性质详细阅读
表13材料的比强度1.3.2弹性与塑性材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，能完全恢复到原始形状的性质，称为弹性，这种可恢复的变形称弹性变形。......
2023-12-02
相关推荐