材料的密度、孔隙率和吸水率计算

材料的密度、孔隙率和吸水率的计算一、材料的密度、表观密度和堆积密度1.密度(ρ)密度是材料在绝对密实状态下，单位体积的重量。

按下式计算:ρ＝m/V式中ρ——密度，g/cm3;M——材料的重量，g;V——材料在绝对密实状态下的体积，cm3。

这里指的“重量”与物理学中的“质量”是同一含义，在建筑材料学中，习惯上称之为“重量”。

对于固体材料而言，rn是指干燥至恒重状态下的重量。

所谓绝对密实状态下的体积是指不含有任何孔隙的体积。

建筑材料中除了钢材、玻璃等少数材料外，绝大多数材料都含有一定的孔隙、如砖、石材等块状材料。

对于这些有孔隙的材料，测定其密度时，应先把材料磨成细粉，经干燥至恒重后，用比重瓶(李氏瓶)测定其体积，然后按上式计算得到密度值。

材料磨得越细，测得的数值就越准确。

2.表观密度(ρ0)表现密度是指材料在自然状态下，单位体积的重量。

按下式计算:Ρo＝m/V0ρo——表观密度，g/cm3或kg/m3;m——材料的重量，g或kg;V o——材料的自然状态下的体积，cm3或m3材料在自然状态下的体积包含了材料内部孔隙的体积。

当材料含有水分时，它的重量积都会发生变化。

一般测定表观密度时，以干燥状态为准，如果在含水状态下测定表度，须注明含水情况。

在试验室中测定的通常为烘干至恒重状态下的表观密度。

质地坚硬的散粒状材料，如砂、石，要磨成细粉测定密度需耗费很大的能量，一般测定其密度，在应用过程中(如混凝土配合比计算过程)近似代替其密度。

3.堆积密度(ρ'0)堆积密度是指粉状或散粒状材料在堆积状态下，单位体积的重量。

按下式计算:ρ'0=m/V'0其中ρ'0——堆积密度，kg/m3;M——材料的重量，kg;V'0——材料的堆积体积，m3。

这里，材料的重量是指自然堆积在一定容器内材料的重量；其堆积体积是指所用容器的容积。

容器的容积视材料的种类和规格而定。

材料的堆积体积既包含内部孔隙也包含颗粒之间的空隙。

复习：1、材料的密度、表观密度、堆积密度的定义以计算方法2、材料的密实度与孔隙率3、材料的填充率与孔隙率§2、2材料与水有关的性质一、亲水性与憎水性材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性。

材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性。

材料的亲水性与憎水性可用润湿边角θ来说明。

θ愈小，表明材料易被水润湿。

当θ≤90°时，该材料被称为亲水性材料；当θ＞90°时，称为憎水性材料。

二、吸水性吸水性：材料在水中吸收水分的能力称为吸水性。

吸水性的大小常以吸水率表示。

有以下两种表示方法：质量吸水率（W m）：指材料吸水饱和时，所吸水量占材料绝干质量的百分率。

体积吸水率（W V）：指材料吸水饱和时，所吸水分的体积占绝干材料自然体积的百分率。

体积吸水率在数值上等于开口孔隙率。

表达式用质量吸水率ωm或体积吸水率ωv表示。

表达式分别如下。

ωm = m Sw / m×100% = [( msw'- m )/ m ]×100%ωv =V Sw /v0×100% = [( msw‘ - m )/v0 /ρw ]×100%式中m sw--- 材料吸水饱和时所吸水的质量，g 或kg 。

ωS w‘ --- 材料吸水饱和时材料的质量，g 或kg 。

V Sw--- 材料吸水饱和时所吸水的体积，cm3或m3。

ρw --- 水的密度，g/cm3或kg/m3。

质量吸水率和体积吸水率的关系ωv = ρ0×ωm注意：对多孔吸水材料，其质量吸水率往往超过100％，此时用体积吸水率表示；材料受潮后导热性增大，故保温隔热材料需保持干燥状态。

三、吸湿性材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。

材料的吸湿性常以含水率（W含）表示，含水率等于含水量占材料绝干质量的百分率。

含水率随环境温度和空气湿度的变化而改变。

当与空气温湿度相平衡时的含水率称为平衡含水率。

用含水率ω'm 表示ω'm = m w /m×100%式中m w --- 材料在空气中吸收水分的量, kg 。

吸水率和孔隙率的关系
吸水率和孔隙率是材料科学中常用的两个参数，它们之间存在着密切的关系。

吸水率是指材料在一定时间内吸收水分的能力，而孔隙率则是指材料中孔隙的占据比例。

这两个参数的关系对于材料的性能和应用具有重要的影响。

吸水率和孔隙率之间的关系是正相关的。

孔隙率越高，材料中的孔隙就越多，因此吸水率也会相应地增加。

这是因为孔隙可以提供更多的表面积，使得水分能够更容易地进入材料内部。

因此，孔隙率是影响材料吸水率的重要因素之一。

吸水率和孔隙率的关系还与材料的性质有关。

例如，对于多孔材料来说，孔隙率越高，吸水率也会相应地增加。

这是因为多孔材料中的孔隙可以提供更多的表面积，使得水分能够更容易地进入材料内部。

而对于密实材料来说，孔隙率较低，因此吸水率也会相应地降低。

吸水率和孔隙率的关系还与材料的应用有关。

例如，在建筑材料中，孔隙率和吸水率是影响材料防水性能的重要因素。

如果孔隙率过高，材料就容易吸水，从而影响其防水性能。

因此，在设计建筑材料时，需要考虑孔隙率和吸水率之间的关系，以确保材料具有良好的防水性能。

吸水率和孔隙率是材料科学中重要的参数，它们之间存在着密切的
关系。

孔隙率越高，吸水率也会相应地增加。

这一关系对于材料的性能和应用具有重要的影响，需要在材料设计和应用中加以考虑。

材料密度、孔隙率及吸水率的测定一、实验目的和意义材料的密度是材料最基本的属性之一,也是进行其他物性测试(如颗粒粒径测试)的基础数据。

材料的孔隙率、吸水率是材料结构特征的标志。

在材料研究中,孔隙率、吸水率的测定是对产品质量进行检定的最常用的方法之一。

材料的密度,可以分为体积密度、真密度等。

体积密度是指不含游离水材料的质量与材料的总体积(包括材料的实体积和全部孔隙所占的体积)之比;材料质量与材料实体积(不包括存在于材料内部的封闭气孔)之比值,则称为真密度。

孔隙率是指材料中气孔体积与材料总体积之比。

吸水率是指材料试样放在蒸馏水中,在规定的温度和时间内吸水质量和试样原质量之比。

由于吸水率与开口孔隙率成正比,在科研和生产实际中往往采用吸水率来反映材料的显气孔率。

因此,无论是在陶瓷材料、耐火材料、塑料、复合材料以及废物复合材料等材料的研究和生产中,测定这三个指标对材料性能的控制有重要意义。

通过本实验达到以下要求。

1、了解体积密度、孔隙率、吸水率等概念的物理意义。

2、了解测定材料体积密度、密度(真密度)的测定原理和测定方法。

3、通过测定体积密度、密度(真密度),掌握计算材料孔隙率和吸水率的计算方法。

二、实验方法参考GB9966.3-88天然饰面石材体积密度、真密度、真气孔率、吸水率试验方法。

三、实验原理材料的孔隙率、吸水率的计算都是基于密度的测定,而密度的测定则是基于阿基米德原理。

由阿基米德原理可知,浸在液体中任何物体都要受到浮力(即液体的静压力)的作用,浮力的大小等于该物体排开液体的重量。

重量是一种重力的值,但在使用根据杠杆原理设计制造的天平进行衡量时,对物体重量的测定已归结为其质量的测定。

因此,阿基米德定律可用下式表示。

m1-m2=VDL (1)式中m1——在空气中秤量物体时所得的质量;m2——在液体中秤量物体时所得的质量;V——物体的体积DL——液体的密度这样,物体的体积就可以通过将物体浸于已知密度的液体中,通过测定其质量的方法来求得。

一 、密度 、表观密度 、堆积密度 图 1—1、21、密度；材料绝对密实状态下的单位体积的质量。

ρ=vm式中，ρ表示材料的质量，g/cm 3. m —表示干燥状态下的质量，g. v —表示在绝对密实状态下的体积cm 3 2、表观密度：指在自然状态下单位体积的质量。

ρ0=v m式中 ρ0 ——表示材料的表观密度，g/ cm 3. kg/ m 3 v o ——表示在自然状态下的材料体积。

cm 3、m 33、堆积密度：材料在规定装填条件下，单位松散体积的质量。

ρo ，=,v m式中ρo ，——表示堆积密度 kg/ m 3V 0,——表示散粒材料的松散体积。

二、材料的孔隙率和空隙率1、孔隙率：材料的孔隙体积与材料在自然状态下总体积的百分比。

P=0V V 孔×100%P=0V V V -=(1-P P 0)×100%式中 P ——材料的孔隙率（%） 材料开口孔隙率：P k =12V m m -×Hp 1式中 P k ——材料开孔率（%）2、空隙率：材料在松散状态颗粒之间空隙的体积与松散体积的百分比P ,=,,0OOV V V -，=(1-,0P P )×100%式中 P ,——散粒在干燥状态下的空隙率（%）三、材料的吸水性和吸湿性1、吸水性：用材料的吸水率表示吸水率：质量吸水率：体积吸水率：质量吸水率与体积吸水率的关系：吸湿性用材料的含水率表示。

含水率：四、耐水性耐水性：用软化系数表示：抗渗性用渗透系数表示抗渗等级五、材料的导热性导热系数六、热容量及比热容七、弹性变形弹性模量八、材料的静力强度静力强度计算公式表 1—4 常用材料的静力强度单位（MPa）九、计算砂的细度模数Mx,十、压碎指标十一、混凝土混凝土等级如：C25 表示混凝土的抗压强度标准值在25 MPa-30 MPa之间。

1、混凝土立方体抗压强度：f cu =αa f ce (C/W -αb)式中f cu——混凝土立方体抗压强度（28d）,MPa.f ce——水泥28d抗压强度实测强度值，MPa,αa、αb，——回归系数，与集料品种，水泥品种等因素有关，采用碎石时，αa=0.46；αb=0.07采用卵石时，αa=0.48；αb=0.33C/W——灰水比水泥实测强度等级值f ce= r c f ce,g （r c=1.13）式中f ce,g—水泥强度等级值，MPa;(出场强度) r c—水泥强度等级值的富裕系数，可按实际统计资料确定，若无实际资料，则取r c=1.13混凝土棱柱体抗压强度f ck≈0.67 f cu,kf cu,k—混凝土抗压强度标准值2、硬化龄期3、混凝土抗拉强度十二混凝土的配合比设计1、混凝土中各组成材料（水泥，水，砂，石）用量之间的比例关系；每立方米混凝土中各项材料的质量表示1立方米中各材料的质量 kg质量比：为水泥∶砂∶石=1∶2.4∶4 ；水灰比=0.60混凝土配合比的三个参数：水灰比（W/C）；砂率（βs）；单位用水量。

开口孔隙率和闭口孔隙率的计算
开口孔隙率的计算公式是什么？
1、密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量（材料实体质量与材料实体所占体积之比）.
2、表观密度(视密度)：材料的质量与表观体积之比.表观体积是材料实体体积加闭口孔隙体积,此体积即材料排开水的体积.
3、质量吸水率：吸水率为自然饱和状态下,孔隙水质量与干重之比.
4、开口孔隙率：开口孔隙体积与颗粒加所有孔隙体积（含开口孔隙与闭口孔隙）之比.
5、闭口孔隙率：闭口孔隙体积与颗粒加所有孔隙（含开口孔隙与闭口孔隙）体积之比.
6、体积吸水率：是指材料吸水饱和时,所吸水分的体积占干燥材料体积的百分数
7、空隙率：是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积(开口孔隙与间隙之和)占堆积体积的百分率.
8、孔隙率：材料中孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率.。

实验8 浸液法测定块体试样体积密度、气孔率及吸水率一、实验目的在无机非金属材料中，有的材料内部是有气孔的，这些气孔对材料的性能和质量有重要的影响。

材料的体积密度是材料最基本的属性之一，它是鉴定矿物的重要依据，也是进行其它许多物性测试如颗粒粒径测试的基础数据。

材料的吸水率、气孔率是材料结构特征的标志。

在材料研究中，吸水率、气孔率的测定是对制品质量进行检定的最常用的方法之—。

在这些材料的生产中，测定这三个指标对生产控制有重要意义。

本实验的目的：1．了解体积密度、气孔率等概念的物理意义：2．掌握体积密度及气孔率的测定原理和测定方法；3．了解体积密度、气孔率测试中误差产生的原因及防止方法。

二、基本原理体积密度是指干燥制品的质量与其总体积之比，即制品单位体积（表观体积）的质量，用g/cm 3表示。

此单位体积包括材料实体的体积和空隙体积，所以体积密度取决于真密度和气孔率，其数值小于真密度，用浸液法测定体积密度计算公式如下：1231ρρm m m b -=式中 m 1——干燥试样的质量，g ；m 2——饱和试样的表观质量，g ；m 3——饱和试样在空气中的质量，g ；ρ1——在实验温度下，浸液的密度，g/cm 3； ρb ——试样的体积密度，g/cm 3体积密度也是表征制品致密程度的主要指标。

气孔率又称孔度，它用试样中气孔体积占试样总体积的百分率来表示。

材料的气孔有三种形式：封闭气孔、开口气孔和贯通气孔。

封闭气孔：封闭在制品中不与外界相通；开口气孔：一端封闭，另一端与外界相通，能为流体填充；贯通气孔：贯通制品的两面，能为流体所通过。

若气孔体积中包含各种气孔时，则此种气孔体积占试样总体积之比称为总气孔率或真气孔率；封闭气孔体积占试样总体积之比称为封闭气孔率；与大气相通的气孔体积占试样总体积之比称为显气孔率或称开口气孔率。

由于开口气孔和贯通气孔占气孔总体积的绝大部分，而且对制品的使用性能影响最大，又较易测定，因此在材料的检测中，以显气孔率，即开口气孔和贯通气孔的体积之和占制品总体积的百分率表示该指标。

建筑材料复习资料重点复习建筑材料复资料一、填空题1、材料的密实度与孔隙的关系。

密实度+孔隙率=100%（或D+P=1）2、材料内部的孔隙构造可分为连通与封闭两种，按孔隙尺寸可分为粗大与微细两类。

3、随着孔隙率的增大，材料的强度降低，密度不变。

4、材料吸水率分两种计算方法，其中有可能超过100%的吸水率称为质量吸水率，它的计算式为W质=m饱-m干m 干×100%。

5、材料在外力作用下抵抗外力作用的能力称为强度，其值是以材料受外力时单位面积所承受的力表示。

6、材料抗冻性能的好坏是依据经受冻融循环的次数来评定。

7、材料的强度与其结构状态有关，结构越密实、越均匀，强度越大。

8、材料抗渗性的大小主要取决于材料本身的组成和结构状态。

9、材料的含水率值，除与组成和构造有关外，还与环境的温度和湿度有关。

11、当材料体积吸水率一定时，容重越小，质量吸水越大。

12、材料的表观密度越大，孔隙率则小，强度高，密度不变。

13、材料抗折强度计算公式是f=3FL 2bh2，其利用前提是两支点中心有一集中力和材料截面为矩形。

14、脆性材料体现在强度上的特点是抗压强度高和抗拉强度低。

15、比强度是指材料的强度和表观密度的比值，数值大时说明材料轻质高强效能较好。

16、生石灰与水反应的过程，称为石灰的熟化，此过程有放热和体积膨胀现象。

17、生石灰加水后制成石灰浆必须经陈伏后才可使用。

18、石灰硬化时的特性是速度慢，体积收缩。

19、胶凝材料按其组成可分为有机和无机两种，按硬化条件可分为气硬性和水硬性。

20、石灰陈伏的目的是消除过火石灰的危害作用。

22、国家标准规定硅酸盐水泥的凝结时间以初凝不早于45分钟和XXX不迟于390分钟为合格。

23、国家标准划定通俗水泥的固结工夫以初凝不早于45分钟和XXX不迟于10小时为合格。

26、水泥的体积安定性常用沸煮法法检验，此法是为评定水泥中游离CaO成分的破坏作用。

27、水泥石腐蚀类型主要有溶出性腐蚀、溶解性化学腐蚀、和膨胀性化学腐蚀三种。

材料的密度、孔隙率和吸水率的计算一、材料的密度、表观密度和堆积密度1•密度(p) 密度是材料在绝对密实状态下，单位体积的重量。

按下式计算:p= mN式中P--- 密度，g/cm3；M ——材料的重量，g;V ——材料在绝对密实状态下的体积，cm3。

这里指的“重量”与物理学中的“质量”是同一含义，在建筑材料学中，习惯上称之为“重量” 。

对于固体材料而言，rn 是指干燥至恒重状态下的重量。

所谓绝对密实状态下的体积是指不含有任何孔隙的体积。

建筑材料中除了钢材、玻璃等少数材料外，绝大多数材料都含有一定的孔隙、如砖、石材等块状材料。

对于这些有孔隙的材料，测定其密度时，应先把材料磨成细粉，经干燥至恒重后，用比重瓶(李氏瓶)测定其体积，然后按上式计算得到密度值。

材料磨得越细，测得的数值就越准确。

2.表观密度(p 0) 表现密度是指材料在自然状态下，单位体积的重量。

按下式计算:P o = m/V0P o 表观密度，g/cm3或kg/m3；材料的重量，g 或kg；Vo——材料的自然状态下的体积，cm3或m3 材料在自然状态下的体积包含了材料内部孔隙的体积。

当材料含有水分时，它的重量积都会发生变化。

一般测定表观密度时，以干燥状态为准，如果在含水状态下测定表度，须注明含水情况。

在试验室中测定的通常为烘干至恒重状态下的表观密度。

质地坚硬的散粒状材料，如砂、石，要磨成细粉测定密度需耗费很大的能量，一般测定其密度，在应用过程中（如混凝土配合比计算过程）近似代替其密度。

3•堆积密度（p '0）堆积密度是指粉状或散粒状材料在堆积状态下，单位体积的重量。

按下式计算:p'0=m/V'0其中p '0——堆积密度，kg/m3;M ----- 材料的重量，kg;V'o ------- 材料的堆积体积，m3。

这里，材料的重量是指自然堆积在一定容器内材料的重量；其堆积体积是指所用容器的容积。

容器的容积视材料的种类和规格而定。