材料的基本屬性1-2

1、2.2 材料的物理性質(zhì)材料的物理性質(zhì)vm1、密度、密度:（1）定義：指的是材料在）定義：指的是材料在絕對密實狀態(tài)絕對密實狀態(tài)下，單下，單位體積的位體積的干質(zhì)量干質(zhì)量。計算公式為：計算公式為：上式中，上式中， 密度（密度（g/cm3)m材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g）；）； v材料在絕對密實狀態(tài)下的體積（材料在絕對密實狀態(tài)下的體積（cm3);2.2.1 密度、表觀密度和堆積密度密度、表觀密度和堆積密度關(guān)于密度計算中的體積問題關(guān)于密度計算中的體積問題注意：注意：材料在致密狀態(tài)下的體積指的是不包含材材料在致密狀態(tài)下的體積指的是不包含材料內(nèi)部孔隙的密實體積料內(nèi)部孔隙的密實體積1、對

2、于致密材料（如鋼材、玻璃等）而言，內(nèi)部、對于致密材料（如鋼材、玻璃等）而言，內(nèi)部是不含孔隙的，故體積很容易測定；是不含孔隙的，故體積很容易測定；2、但是對于絕大多數(shù)材料而言，在自然狀態(tài)下材、但是對于絕大多數(shù)材料而言，在自然狀態(tài)下材料是含有一些孔隙的。料是含有一些孔隙的。n有孔隙材料的體積測定方法：有孔隙材料的體積測定方法： 一般采用一般采用李氏瓶李氏瓶測定有孔材料的實體體積測定有孔材料的實體體積？思考題：思考題： 如何測量有孔隙材料的密度？如何測量有孔隙材料的密度？關(guān)于密度計算中的體積問題關(guān)于密度計算中的體積問題容積為容積為220250mL，帶有長約，帶有長約1820、直徑約、直徑約1的細頸，

3、的細頸，細頸上有刻度讀數(shù)，精確至細頸上有刻度讀數(shù)，精確至0.1mL。李氏瓶法是按。李氏瓶法是按“置換置換”原理，用煤油置換出已知質(zhì)量的石粉的實體體積原理，用煤油置換出已知質(zhì)量的石粉的實體體積 *測量有孔隙材料密度的方法與步驟：測量有孔隙材料密度的方法與步驟：（1）定義：指的是材料在自然狀態(tài)下，單位體）定義：指的是材料在自然狀態(tài)下，單位體積的干質(zhì)量。積的干質(zhì)量。00vm 表觀密度（表觀密度（kg/m3)0m材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（kg）；）；vo材料在自然狀態(tài)下的體積（材料在自然狀態(tài)下的體積（m3);*自然狀態(tài)下的體積自然狀態(tài)下的體積Vo= 密實狀態(tài)下的體積密實狀態(tài)下的體

4、積V +孔隙孔隙體積體積V孔孔思考題：比較密度和表觀密度的大?。克伎碱}：比較密度和表觀密度的大??？思考題：如何測定材料的表觀密度？思考題：如何測定材料的表觀密度？取材料樣品取材料樣品烘烘 干干烘箱烘箱1050C1100C冷卻到室溫冷卻到室溫干燥器干燥器稱量質(zhì)量稱量質(zhì)量 m天平天平1、測定材料的干質(zhì)量、測定材料的干質(zhì)量m:分兩種情況：分兩種情況：（1 1）對于形狀規(guī)則的材料，如磚、石塊等：）對于形狀規(guī)則的材料，如磚、石塊等：用用游標卡尺游標卡尺可定材料的自然體積；可定材料的自然體積；對于六面體，測定長、寬、高；對于六面體，測定長、寬、高；對于圓柱體，測定其直徑和高；對于圓柱體，測定其直徑和高；（

5、2 2）對于形狀不規(guī)則的材料，如卵石、碎石等，）對于形狀不規(guī)則的材料，如卵石、碎石等，采用排液法確定其自然體積；采用排液法確定其自然體積；* *（1）定義：指的是顆粒狀或粉狀材料在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量）定義：指的是顆粒狀或粉狀材料在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量 * 計算公式為：計算公式為：00Vm 堆積密度（堆積密度（kg/m3) m材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)（材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)（kg）；）； 材料在堆積狀態(tài)下的體積（材料在堆積狀態(tài)下的體積（m3);00V？（1）首先采用前述方法測定其干質(zhì)量）首先采用前述方法測定其干質(zhì)量m;（2）然后采用容量升來測定砂子、石子的）然后采用容量升來測定砂子、石子

6、的堆積體積，方法如下：堆積體積，方法如下： a）砂子采用）砂子采用1L、5L的容量升來測堆積體的容量升來測堆積體積；積； b）石子采用）石子采用10L、20L、30L的容量升來的容量升來 測定其堆積體積；測定其堆積體積；（3）利用公式計算堆積密度：）利用公式計算堆積密度：00Vm2.2.2 材料的密實度和孔隙率材料的密實度和孔隙率1、材料的密實度：、材料的密實度：（1）定義：是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實的程）定義：是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實的程度，也就是固體體積占總體積的比例。度，也就是固體體積占總體積的比例。（2）表示方法：用）表示方法：用D來表示。來表示。%1000VVD%100VVD0

7、 或%100)m()m(0 %1000 2、 孔隙率孔隙率 （1）定義：是指材料體積內(nèi)，孔隙體積占總體）定義：是指材料體積內(nèi)，孔隙體積占總體積的百分率。積的百分率。（2）表示方法：用）表示方法：用P表示。表示。 孔隙可分為閉口孔和開口孔?？紫犊煞譃殚]口孔和開口孔。 P=（V0-V）/V0*100%=（1-V/V0）*100%100)1(0 1 DP 材料內(nèi)部孔隙示意材料內(nèi)部孔隙示意 v密實度和孔隙率反映了材料的致密程度。密實度和孔隙率反映了材料的致密程度。一般來說，同一種材料，孔隙率越小，連接孔隙一般來說，同一種材料，孔隙率越小，連接孔隙越少越少,則：則：其強度越高；其強度越高；吸水越少；吸水

8、越少；抗?jié)B性和抗凍性越好；抗?jié)B性和抗凍性越好；但是保溫性差；導熱性越好但是保溫性差；導熱性越好 （1）定義：空隙率是指散粒材料在堆積體積中，）定義：空隙率是指散粒材料在堆積體積中，顆粒之間的空隙體積占堆積體積的百分率。顆粒之間的空隙體積占堆積體積的百分率。（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 材料的顆粒之間相互材料的顆粒之間相互填充的致密程度；填充的致密程度；思考：空隙率與孔隙率有什么區(qū)別？思考：空隙率與孔隙率有什么區(qū)別？2.2.3 材料的空隙率材料的空隙率 有一個有一個1.5升的容器，平裝滿碎石后

9、，碎石升的容器，平裝滿碎石后，碎石重重2.55kg。為測其碎石的表觀密度，將所。為測其碎石的表觀密度，將所有碎石倒入一個有碎石倒入一個7.78升的量器中，向量器升的量器中，向量器中加滿水后稱重為中加滿水后稱重為9.36kg，試求碎石的表，試求碎石的表觀密度。若在碎石的空隙中又填以砂子，觀密度。若在碎石的空隙中又填以砂子，問可填多少升砂子？問可填多少升砂子？思考題：？思考題： 表觀密度：表觀密度：m/V 2.55/7.78-（9.362.55）2.63kg/m3 堆積密度堆積密度：0m/V02.55/1.51.7kg/L 空隙率：空隙率：P （10/）100% （1 1.7/2.63）100% 35.4% 砂的體積砂的體積： V0 1.5 35.4% 0.53L 某材料已知其密度為某材料已知其密度為2.7g/cm3，體積密度，體積密度為為1600kg/m3，質(zhì)量吸水率為，質(zhì)量吸水率為23%。試求。試求（1）吸水飽和后材料的體積密度；（）吸水飽和后材料的體積密度；（2）材料的孔隙率及體積吸水率；（材料的孔隙率及體積吸水率；（3）材料的）材料的孔隙水飽和度；（孔隙水飽