材料的體積密度如何計算

體積密度、密度、孔隙率和吸水率的計算

1、體積密度

體積密度（particle density）是指多孔材料在自然狀態(tài)下單位體積的質量，對單個顆粒而言，又稱為顆粒密度，表示單個顆粒包括顆粒內(nèi)部開口孔隙和閉口孔隙體積在內(nèi)的密度。其表達公式為：

ρp = m / (V固+V開+V閉)

ρp—多孔材料的體積密度，kg/m3；

m—多孔材料固體的質量，kg；

V固—多孔材料中固體骨架部分所占的體積，m3，

V開—多孔材料中開口孔隙所占的體積，m3，

V閉—多孔材料中閉口孔隙所占的體積，m3。

（1）適應塊狀、粒狀、粉狀、液體等不同樣品測量需要；

（2）自動重復測量狀態(tài)可進行重復運行；

（3）壓力平衡時間可根據(jù)用戶自行設定，設置靈活；

（4）分析運行一次的時間僅幾分鐘；

（5）對于用戶選擇的循環(huán)次數(shù)和定時的清洗，樣品準備/清洗狀態(tài)有脈沖信號（加壓/減壓）；

（6）自帶RS485、RJ45和微型打印機，以便于把數(shù)據(jù)傳到打印機（TMS型號）或PC上（PNS型號）；

（7）有用戶可選的大壓力，可消除分析樣品變形所帶來的危害；

（8）自動打印數(shù)據(jù)報告（TMS款），包括分析結果的統(tǒng)計，樣品號和運行條件。

2、密度(ρ)

密度是資料在絕對密實狀態(tài)下,單元體積的重量.按下式計算: ρ＝m/V式中ρ——密度,g/cm3; M——資料的重量,g; V——資料在絕對密實狀態(tài)下的體積,cm3. 這里指的“重量"與物理學中的“質量"是同一含義,在建筑資料學中,習慣上稱之為“重量".對固體資料而言,rn是指干燥至恒重狀態(tài)下的重量.所謂絕對密實狀態(tài)下的體積是指不含有任何孔隙的體積.建筑資料中除鋼材、玻璃等少數(shù)資料外,絕年夜大都資料都含

有一定的孔隙、如磚、石材等塊狀資料.對這些有孔隙的資料,測定其密度時,應先把資料磨成細粉,經(jīng)干燥至恒重后,用比重瓶(李氏瓶)測定其體積,然后按上式計算獲得密度值.資料磨得越細,測得的數(shù)值就越準確. 

3、表觀密度(ρ0)暗示密度是指資料在自然狀態(tài)下,單元體積的重量.按下式計算:

Ρo＝m/V0

ρo——表觀密度,g/cm3或kg/m3; 

m——資料的重量,g或kg; 

Vo——資料的自然狀態(tài)下的體積,cm3或m3 資料在自然狀態(tài)下的體積包括了資料內(nèi)部孔隙的體積.當資料含有水分時,它的重量積城市發(fā)生變動.一般測定表觀密度時,以干燥狀態(tài)為準,如果在含水狀態(tài)下測定表度,須注明含水情況.在試驗室中測定的通常為烘干至恒重狀態(tài)下的表觀密度.質地堅硬的散粒狀資料,如砂、石,要磨成細粉測定密度需耗費很年夜的能量,一般測定其密度,在應用過程中(如混凝土配合比計算過程)近似取代其密度. 

4、聚積密度(ρ'0)聚積密度是指粉狀或散粒狀資料在聚積狀態(tài)下,單元體積的重量.按下式計算: ρ'0=m/V'0

其中ρ'0——聚積密度,kg/m3; M——資料的重量,kg;V'0——資料的聚積體積,m3. 這里,資料的重量是指自然聚積在一定容器內(nèi)資料的重量；其聚積體積是指所用容器的容積.容器的容積視資料的種類和規(guī)格而定.資料的聚積體積既包括內(nèi)部孔隙也包括顆粒之間的空隙. 

孔隙率和空隙率

孔隙率是指資料體積內(nèi),孔隙體積所占的比例.用下式計算: 孔隙率相對應的是密實度,即資料體積內(nèi),被固體物質充分的水平.可用下式計算孔隙率或密實度的年夜小直接反映了資料的致密水平.資料內(nèi)部孔隙的構造可分為連通孔和封閉孔,連通孔不單彼此貫通還與外界相通,而封閉孔不單彼此不連通,而且與外界相隔絕孔隙按尺寸的年夜小又可分為微細孔隙、細小孔隙和較粗年夜孔隙.孔隙的年夜小、分布、數(shù)量及構造特征對資料的性能發(fā)生很年夜的影響. 空隙率是指散粒狀資料在某聚積體積中,顆粒之問的空隙體積所占的比例.用下式計算：與空隙率相對應的是填充率,即資料在某聚積體積中被顆粒填充的水平.可用下式計算：

親水性和憎水性

組成建筑物的資料經(jīng)常與水或空氣中的水分接觸,而處于資料、水和空氣的三相體系中,水分與分歧資料概況之間的相互作用分歧.在三相交點處,沿水滴概況的切線與水和資料的接觸面之間的夾角θ,稱潤濕邊角.一般認為：當θ≤90°時．如圖（a）,暗示水分子之間的內(nèi)聚力小于水分子與資料分子間的吸引力,這種資料稱為親水性資料；當θ>90°時．如圖（b）,暗示水分子之間的內(nèi)聚力年夜于水分子與資料分子間的吸引力,這種資料稱為憎水性資料、建筑資料中的混凝上、木材、磚等為親水資料,瀝青、石蠟等為憎水性資料.親水性資料概況做憎水處置,可提高其防水性能. 

吸水性和吸濕性

資料在水中能吸收水分的性質,稱為吸水性,經(jīng)常使用吸水率來暗示.按下式計算: 式中W吸——資料的吸水率,% M0——資料在干燥狀態(tài)下的重量,g; M——資料在吸水飽和狀態(tài)下的重量,g. 吸水率有重量吸水率和體積吸水率之分,上式界說的吸水率為重量吸水率,體積吸水率是指資料吸入飽和水的體積占資料自然狀態(tài)下積的百分率. 資料的吸水率與孔隙有很年夜關系,若資料具有微細而連通的孔隙,則吸水率較年夜,若具有封閉孔隙,則水分難以滲入,吸水率較小;若具有的孔隙較粗年夜,水分雖容易滲入,但不容易在孔內(nèi)保管,僅起到潤濕孔壁的作用,吸水率也較小.所以,分歧的資料或同種資料分歧的內(nèi)部構造,其吸水率會有很年夜的分歧. 吸濕性是指資料吸收空氣中水分的性質,常以含水率暗示,按下式計算: 式中W含——含水率,% M0——資料在干燥狀態(tài)下的重量,g;M1——資料在含水狀態(tài)下的重量,g. 空氣濕度發(fā)生變動時,含水率也會隨之發(fā)生變動.與空氣濕度到達平衡時的含水率稱平衡含水率.通常資料年夜量吸濕后,會造成資料重量增加、體積改變、強度降低,對保溫資料來說,還會顯著降低其保溫絕熱性能.