結(jié)構(gòu)工程師基礎(chǔ)知識輔導:建筑材料的基本物理性質(zhì)

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(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一一密度,g/cm3;
    m一一材料的重量,g;
    V一一材料在絕對密實狀態(tài)下的體積,cm3.
    這里指的“重量”與物理學中的“質(zhì)量”是同一含義,在建筑材料學中,習慣上稱之為“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,應先把材料磨成細粉,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,測得的數(shù)值就越準確。
    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/V0
    ρo一一表觀密度,g/cm3或kg/m3;
    m一一材料的重量,g或kg;
    Vo一一材料的自然狀態(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,以干燥狀態(tài)為準,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,要磨成細粉測定密度需耗費很大的能量,一般測定其密度,在應用過程中(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‘0一一堆積密度,kg/m3;
    M一一材料的重量,kg;
    V‘0一一材料的堆積體積,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:
    孔隙率P= =(1-)×100%(10-1-4)
    孔隙率相對應的是密實度,即材料體積內(nèi),被固體物質(zhì)充實的程度??捎孟率接嬎悖?BR>    密實度D= =×100%(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孔隙、細小孔隙和較粗大孔隙??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。