關(guān)于密度、密實(shí)度、壓實(shí)度、容重、孔隙率的辨析
密度和相對(duì)密度
密度指:“單位容積內(nèi)的質(zhì)量”,估算公式:密度=質(zhì)量/容積。
相對(duì)密度是指:物質(zhì)的密度與參考物質(zhì)的密度在各自規(guī)定的條件下之比。有時(shí)也這樣定義:物質(zhì)的密度與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的密度之比,稱之為相對(duì)密度。本質(zhì)一樣比重和密度的換算,沒(méi)哪些不同。
密度有單位,相對(duì)密度沒(méi)有單位,相對(duì)密度主要是帶入估算時(shí)便捷:例如說(shuō)比重就是相對(duì)密度,二者不可以換算。
容重與密度
容重”與“密度”的概念在理論上是一樣的,只是應(yīng)用的環(huán)境有所不同:
1、容重通常是工程上用的一立方的重量,即單位體積內(nèi)物體的重量。而密度應(yīng)用范圍很廣,即“單位容積物質(zhì)的質(zhì)量”,液體、固體、氣體都可以用。
2、容重還表示:物體因?yàn)槭茉虑蛞Χ憩F(xiàn)出的重力特點(diǎn),對(duì)于均質(zhì)流體,容重也指作用在單位容積上的重力。有的書上用V來(lái)表示。在國(guó)際單位制中,其單位是:牛/立方米。
3、兩個(gè)量在數(shù)值上是V=9.8ρ(近似估算ν=10ρ),但傳統(tǒng)單位不同。
4、類似量還有比容、比重。
密實(shí)度與孔隙率
1、密實(shí)度
指材料容積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。
2、孔隙率
孔隙率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,可分為連通的與封閉的兩種。連通孔隙除了彼此貫通且與外界相通,而封閉孔隙則除了彼此不連通且與外界相隔絕??紫栋匆?guī)格大小又分為極微細(xì)孔隙、細(xì)小孔隙和較粗大孔隙。孔隙的大小及其分布對(duì)材料的性能(如熱工、隔聲)影響較大。
堆積密度、表觀密度、密實(shí)度
1、密度(ρ)
密度是材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下,單位容積的重量。按下式估算:
ρ=M/V
式中ρ——密度,克每立方分米;
M——材料的重量,克;
V——材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的容積,立方分米。
這兒指的"重量"與數(shù)學(xué)學(xué)中的"質(zhì)量"是同一含意。在建筑材料學(xué)中,習(xí)慣上稱之為“重量”。建筑材料中不僅鋼材、玻璃等少數(shù)材料外,是指干燥至恒重狀態(tài)下的重量。所謂絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的容積是指不富含任何孔隙的容積絕大多數(shù)材料都富含一定的孔隙、如磚、石材等粉狀材料。對(duì)于那些有孔隙的材料,測(cè)定其密度時(shí),應(yīng)先把材料磨成細(xì)粉,經(jīng)干燥至恒重后,用比重瓶(李氏瓶)測(cè)定其容積,之后按上式估算得到密度值。材料磨得越細(xì),測(cè)得的數(shù)值就越確切。
2、表觀密度(ρ0)
表現(xiàn)密度是指材料在自然狀態(tài)下,單位容積的重量。按下式估算:
ρ0=m/V0
ρ0——表觀密度,克每立方分米或千克每立方米
m——材料的重量,克或千克
V0——材料的自然狀態(tài)下的容積,立方分米或立方米
材料在自然狀態(tài)下的容積包含了材料內(nèi)部孔隙的容積。當(dāng)材料富含水分時(shí),它的重量積就會(huì)發(fā)生變化。通常測(cè)定表觀密度時(shí),以干燥狀態(tài)為準(zhǔn),假如在含水狀態(tài)下測(cè)定表度,須標(biāo)明含水情況。在試驗(yàn)室中測(cè)定的一般為烘干至恒重狀態(tài)下的表觀密度。玉質(zhì)堅(jiān)硬的散粒狀材料,如砂、石要磨成細(xì)粉測(cè)定密度需花費(fèi)很大的能量,通常測(cè)定其密度,在應(yīng)用過(guò)程中(如混凝土配合比估算過(guò)程)近似取代其密度。
3、堆積密度(ρ'0)
堆積密度是指塊狀或散粒狀材料在堆積狀態(tài)下,單位容積的重量。按下式估算:
ρ'0=m/V'0
其中ρ'0——堆積密度,千克每立方米
M——材料的重量,千克
V'0——材料的堆積容積,立方米
這兒,材料的重量是指自然堆積在一定容器內(nèi)材料的重量,其堆積容積是指所用容器的體積。容器的體積視材料的種類和尺寸而定。材料的堆積容積既包含內(nèi)部孔隙也包含顆粒之間的縫隙。
表觀密度和堆積密度
1、定義
表觀密度和容重一樣:材料在自然狀態(tài)下,單位容積所具有的質(zhì)量。
堆積密度:散粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位容積的重量稱為堆積密度。
孔隙率:是指材料容積內(nèi)孔隙容積占材料總體積的百分比。
縫隙率:縫隙率是指散粒材料在某容器的堆積容積中比重和密度的換算,顆粒之間的縫隙容積占堆積容積的百分比。
凹坑率(空心率):空心磚和空心砌塊凹坑和槽的容積總和與按外的規(guī)格算出的容積之比的百分比。
2、關(guān)系
密度越高,表觀密度越大,孔隙率越小。
孔隙率越大,表觀密度不一定小,密度不一定小。
縫隙率越大堆積密度越大。吸水率越大。
壓實(shí)度與密實(shí)度
壓實(shí)度:
(1)壓實(shí)后的干密度與標(biāo)準(zhǔn)最大干密度之比,以百分比表示,試驗(yàn)方式一般有灌砂法,環(huán)劍法,核子儀測(cè)定法等;
(2)是壩體工程的質(zhì)量控制指標(biāo)。土的壓實(shí)度等于土的實(shí)際干密度與最大干密度的比值,用比率表示。先取壓實(shí)前的土樣送試驗(yàn)室測(cè)定其最佳含水量時(shí)的干密度,此為最大干密度。再取壓實(shí)后的土樣測(cè)定其實(shí)際干密度,用實(shí)際干密度乘以最大干密度即是實(shí)際壓實(shí)度。
密實(shí)度:
(1)材料容積內(nèi)固體所充實(shí)的程度。試驗(yàn)方式有標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn),動(dòng)力觸探試驗(yàn)等。
(2)密實(shí)度試驗(yàn)是指填土施工時(shí)用環(huán)刀采樣后經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得的土的干容重及含水率。