材料的基本属性1-2

1、2.2 材料的物理性质材料的物理性质vm1、密度、密度:（1）定义：指的是材料在）定义：指的是材料在绝对密实状态绝对密实状态下，单下，单位体积的位体积的干质量干质量。计算公式为：计算公式为：上式中，上式中， 密度（密度（g/cm3)m材料在干燥状态下的质量（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（材料在绝对密实状态下的体积（cm3);2.2.1 密度、表观密度和堆积密度密度、表观密度和堆积密度关于密度计算中的体积问题关于密度计算中的体积问题注意：注意：材料在致密状态下的体积指的是不包含材材料在致密状态下的体积指的是不包含材料内部孔隙的密实体积料内部孔隙的密实体积1、对

2、于致密材料（如钢材、玻璃等）而言，内部、对于致密材料（如钢材、玻璃等）而言，内部是不含孔隙的，故体积很容易测定；是不含孔隙的，故体积很容易测定；2、但是对于绝大多数材料而言，在自然状态下材、但是对于绝大多数材料而言，在自然状态下材料是含有一些孔隙的。料是含有一些孔隙的。n有孔隙材料的体积测定方法：有孔隙材料的体积测定方法： 一般采用一般采用李氏瓶李氏瓶测定有孔材料的实体体积测定有孔材料的实体体积？思考题：思考题： 如何测量有孔隙材料的密度？如何测量有孔隙材料的密度？关于密度计算中的体积问题关于密度计算中的体积问题容积为容积为220250mL，带有长约，带有长约1820、直径约、直径约1的细颈，

3、的细颈，细颈上有刻度读数，精确至细颈上有刻度读数，精确至0.1mL。李氏瓶法是按。李氏瓶法是按“置换置换”原理，用煤油置换出已知质量的石粉的实体体积原理，用煤油置换出已知质量的石粉的实体体积 *测量有孔隙材料密度的方法与步骤：测量有孔隙材料密度的方法与步骤：（1）定义：指的是材料在自然状态下，单位体）定义：指的是材料在自然状态下，单位体积的干质量。积的干质量。00vm 表观密度（表观密度（kg/m3)0m材料在干燥状态下的质量（材料在干燥状态下的质量（kg）；）；vo材料在自然状态下的体积（材料在自然状态下的体积（m3);*自然状态下的体积自然状态下的体积Vo= 密实状态下的体积密实状态下的体

4、积V +孔隙孔隙体积体积V孔孔思考题：比较密度和表观密度的大小？思考题：比较密度和表观密度的大小？思考题：如何测定材料的表观密度？思考题：如何测定材料的表观密度？取材料样品取材料样品烘烘 干干烘箱烘箱1050C1100C冷却到室温冷却到室温干燥器干燥器称量质量称量质量 m天平天平1、测定材料的干质量、测定材料的干质量m:分两种情况：分两种情况：（1 1）对于形状规则的材料，如砖、石块等：）对于形状规则的材料，如砖、石块等：用用游标卡尺游标卡尺可定材料的自然体积；可定材料的自然体积；对于六面体，测定长、宽、高；对于六面体，测定长、宽、高；对于圆柱体，测定其直径和高；对于圆柱体，测定其直径和高；（

5、2 2）对于形状不规则的材料，如卵石、碎石等，）对于形状不规则的材料，如卵石、碎石等，采用排液法确定其自然体积；采用排液法确定其自然体积；* *（1）定义：指的是颗粒状或粉状材料在堆积状态下，单位体积的质量）定义：指的是颗粒状或粉状材料在堆积状态下，单位体积的质量 * 计算公式为：计算公式为：00Vm 堆积密度（堆积密度（kg/m3) m材料在干燥状态下的质（材料在干燥状态下的质（kg）；）； 材料在堆积状态下的体积（材料在堆积状态下的体积（m3);00V？（1）首先采用前述方法测定其干质量）首先采用前述方法测定其干质量m;（2）然后采用容量升来测定砂子、石子的）然后采用容量升来测定砂子、石子

6、的堆积体积，方法如下：堆积体积，方法如下： a）砂子采用）砂子采用1L、5L的容量升来测堆积体的容量升来测堆积体积；积； b）石子采用）石子采用10L、20L、30L的容量升来的容量升来 测定其堆积体积；测定其堆积体积；（3）利用公式计算堆积密度：）利用公式计算堆积密度：00Vm2.2.2 材料的密实度和孔隙率材料的密实度和孔隙率1、材料的密实度：、材料的密实度：（1）定义：是指材料体积内被固体物质充实的程）定义：是指材料体积内被固体物质充实的程度，也就是固体体积占总体积的比例。度，也就是固体体积占总体积的比例。（2）表示方法：用）表示方法：用D来表示。来表示。%1000VVD%100VVD0

7、 或%100)m()m(0 %1000 2、 孔隙率孔隙率 （1）定义：是指材料体积内，孔隙体积占总体）定义：是指材料体积内，孔隙体积占总体积的百分率。积的百分率。（2）表示方法：用）表示方法：用P表示。表示。 孔隙可分为闭口孔和开口孔。孔隙可分为闭口孔和开口孔。 P=（V0-V）/V0*100%=（1-V/V0）*100%100)1(0 1 DP 材料内部孔隙示意材料内部孔隙示意 v密实度和孔隙率反映了材料的致密程度。密实度和孔隙率反映了材料的致密程度。一般来说，同一种材料，孔隙率越小，连接孔隙一般来说，同一种材料，孔隙率越小，连接孔隙越少越少,则：则：其强度越高；其强度越高；吸水越少；吸水

8、越少；抗渗性和抗冻性越好；抗渗性和抗冻性越好；但是保温性差；导热性越好但是保温性差；导热性越好 （1）定义：空隙率是指散粒材料在堆积体积中，）定义：空隙率是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率。颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率。（2）表示方法：用）表示方法：用P表示：表示：%100000 vvvp%100100 v空隙率的大小反映了散粒空隙率的大小反映了散粒 材料的颗粒之间相互材料的颗粒之间相互填充的致密程度；填充的致密程度；思考：空隙率与孔隙率有什么区别？思考：空隙率与孔隙率有什么区别？2.2.3 材料的空隙率材料的空隙率 有一个有一个1.5升的容器，平装满碎石后

9、，碎石升的容器，平装满碎石后，碎石重重2.55kg。为测其碎石的表观密度，将所。为测其碎石的表观密度，将所有碎石倒入一个有碎石倒入一个7.78升的量器中，向量器升的量器中，向量器中加满水后称重为中加满水后称重为9.36kg，试求碎石的表，试求碎石的表观密度。若在碎石的空隙中又填以砂子，观密度。若在碎石的空隙中又填以砂子，问可填多少升砂子？问可填多少升砂子？思考题：？思考题： 表观密度：表观密度：m/V 2.55/7.78-（9.362.55）2.63kg/m3 堆积密度堆积密度：0m/V02.55/1.51.7kg/L 空隙率：空隙率：P （10/）100% （1 1.7/2.63）100% 35.4% 砂的体积砂的体积： V0 1.5 35.4% 0.53L 某材料已知其密度为某材料已知其密度为2.7g/cm3，体积密度，体积密度为为1600kg/m3，质量吸水率为，质量吸水率为23%。试求。试求（1）吸水饱和后材料的体积密度；（）吸水饱和后材料的体积密度；（2）材料的孔隙率及体积吸水率；（材料的孔隙率及体积吸水率；（3）材料的）材料的孔隙水饱和度；（孔隙水饱