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(duì)密實(shí)狀態(tài)絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單下，單位體積的位體積的干質(zhì)量干質(zhì)量。計(jì)算公式為：計(jì)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(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積（材料在絕對(duì)密實(shí)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(jì)算中的體積問(wèn)題關(guān)于密度計(jì)算中的體積問(wèn)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(shí)體積料內(nèi)部孔隙的密實(shí)體積1、對(duì)

2、于致密材料（如鋼材、玻璃等）而言，內(nèi)部、對(duì)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(cè)定；是不含孔隙的，故體積很容易測(cè)定；2、但是對(duì)于絕大多數(shù)材料而言，在自然狀態(tài)下材、但是對(duì)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(cè)定方法：有孔隙材料的體積測(cè)定方法： 一般采用一般采用李氏瓶李氏瓶測(cè)定有孔材料的實(shí)體體積測(cè)定有孔材料的實(shí)體體積？思考題：思考題： 如何測(cè)量有孔隙材料的密度？如何測(cè)量有孔隙材料的密度？關(guān)于密度計(jì)算中的體積問(wèn)題關(guān)于密度計(jì)算中的體積問(wèn)題容積為容積為220250mL，帶有長(zhǎng)約，帶有長(zhǎng)約1820、直徑約、直徑約1的細(xì)頸，

3、的細(xì)頸，細(xì)頸上有刻度讀數(shù)，精確至細(xì)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(shí)體體積原理，用煤油置換出已知質(zhì)量的石粉的實(shí)體體積 *測(cè)量有孔隙材料密度的方法與步驟：測(cè)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(shí)狀態(tài)下的體積密實(shí)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??？思考題：比較密度和表觀密度的大??？思考題：如何測(cè)定材料的表觀密度？思考題：如何測(cè)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(cè)定材料的干質(zhì)量、測(cè)定材料的干質(zhì)量m:分兩種情況：分兩種情況：（1 1）對(duì)于形狀規(guī)則的材料，如磚、石塊等：）對(duì)于形狀規(guī)則的材料，如磚、石塊等：用用游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺可定材料的自然體積；可定材料的自然體積；對(duì)于六面體，測(cè)定長(zhǎng)、寬、高；對(duì)于六面體，測(cè)定長(zhǎng)、寬、高；對(duì)于圓柱體，測(cè)定其直徑和高；對(duì)于圓柱體，測(cè)定其直徑和高；（

5、2 2）對(duì)于形狀不規(guī)則的材料，如卵石、碎石等，）對(duì)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(jì)算公式為：計(jì)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(cè)定其干質(zhì)量）首先采用前述方法測(cè)定其干質(zhì)量m;（2）然后采用容量升來(lái)測(cè)定砂子、石子的）然后采用容量升來(lái)測(cè)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(lái)測(cè)堆積體的容量升來(lái)測(cè)堆積體積；積； b）石子采用）石子采用10L、20L、30L的容量升來(lái)的容量升來(lái) 測(cè)定其堆積體積；測(cè)定其堆積體積；（3）利用公式計(jì)算堆積密度：）利用公式計(jì)算堆積密度：00Vm2.2.2 材料的密實(shí)度和孔隙率材料的密實(shí)度和孔隙率1、材料的密實(shí)度：、材料的密實(shí)度：（1）定義：是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程）定義：是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)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(lái)表示。來(lái)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(kāi)口孔?？紫犊煞譃殚]口孔和開(kāi)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(shí)度和孔隙率反映了材料的致密程度。密實(shí)度和孔隙率反映了材料的致密程度。一般來(lái)說(shuō)，同一種材料，孔隙率越小，連接孔隙一般來(lái)說(shuō)，同一種材料，孔隙率越小，連接孔隙越少越少,則：則：其強(qiáng)度越高；其強(qiáng)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(dǎo)熱性越好但是保溫性差；導(dǎo)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?？障堵实拇笮》从沉松⒘?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(gè)有一個(gè)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(cè)其碎石的表觀密度，將所。為測(cè)其碎石的表觀密度，將所有碎石倒入一個(gè)有碎石倒入一個(gè)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(wèn)可填多少升砂子？問(wèn)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