表观密度与堆积密度

密度、表观密度与堆积密度

(1) 密度

密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。按下式计算：

式中ρ——密度，g/cm3；

m——材料的质量，g；

V——材料在绝对密实状态下的体积，cm3。

绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积。所以材料的密度大小取决于材料的组成与材料的微观结构，当材料的组成与结构一定时，材料的密度为常数。除了钢材、玻璃等少数材料外，绝大多数材料都有一些孔隙。在测定有孔隙材料的密度时，应把材料磨成细粉，干燥后，用李氏瓶测定其实体积。材料磨得越细，测得的密度数值就越精确。砖、石材等块状材料的密度即用此法测得。

(2) 表观密度

表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量，按下式计算：

式中ρo——表观密度，g/cm3或kg/cm3；

m——材料的质量，g或kg；

V o——材料在自然状态下的体积，或称表观体积，cm3或m3。

材料的表观体积是指材料及所含内部孔隙的总体积，材料在自然状态下的质量与其含水状态关系密切，且与材料孔隙的具体构造特征

有关。故测定表观密度时，必须注明其含水情况，一般是指材料在气干状态（长期在空气中干燥）下的表观密度。在烘干状态下的表观密度，称为干表观密度。不含开口孔隙的表观密度称为视密度，以排水法测定其体积。

(3) 堆积密度

堆积密度是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量，按下式计算：

式中——堆积密度，kg/m3；

m——材料的质量，kg；

——材料的堆积体积，m3。

测定散粒材料的堆积密度时，材料的质量是指填充在一定容器内的任意含水状态下的质量。但须注明含水率，其堆积体积是指所用容器的容积而言。因此，材料的堆积体积包含了颗粒内部的孔隙及颗粒之间的空隙。材料的堆积密度与材料的表观密度、堆积的紧密程度有关。在捣实状态下测定的堆积密度称为紧密堆积密度。

表观密度

英文名称:

Apparent density

中文名称:

表观密度

说明:

多数材料为多孔物质，具有与外部相通的开口孔和不通的闭孔，将含有闭孔材料的密度称为“表观密度”。表观密度=材料的质量/（实质部分的容积+闭孔容积）炭材料通常用比重瓶法（Pycnometer），以甲苯或正丁醇作标准液进行测定，也有用氦气充填微孔直到几乎不再吸附的气体介质置换法进行测定的。有时也用水银压入微孔中进行充填测定。随测定方法以及浸透或置换的程度不同，所得数值也不一样。

例：

石的表观密度和堆积密度试验⑴ 石的表观密度试验

①仪器设备：鼓风烘箱：能使温度控制在（105±5）℃；

天平：称量2 kg，感量1 g；

广口瓶：1 000 mL，磨口，带玻璃片；

方孔筛：孔径为4.75 mm的筛一只；

温度计、搪瓷盘、毛巾等。

②试样制备：

试样制备可参照前述的取样与处理方法

③实验步骤

A. 按规定取样，并缩分至略大于规定的数量，风干后筛余小于

4.75 mm的颗粒，然后洗刷干净，分为大致相等的两份备用。

表10－3 表观密度试验所需试样数量

最大粒径，mm 小于26.5 31.5 37.5 63.0 75.0

最少试样质量，kg 2.0 3.0 4.0 6.0 6.0

B. 将试样浸水饱和，然后装入广口瓶中。装试样时，广口瓶应倾斜放置，注入饮用水，用玻璃片覆盖瓶口。以上下左右摇晃的方法排除气泡；

C. 气泡排尽后，向瓶中添加饮用水直至水面凸出瓶口边缘。然后用玻璃片沿瓶口迅速滑行，使其紧贴瓶口水面。擦干瓶外水分后，称出试样、水、瓶和玻璃片总质量，精确至1 g。

D. 将瓶中试样倒入浅盘，放在烘箱中于（105±5）℃下烘干至恒量，待冷却至室温后，称出其质量，精确至1g。

E. 将瓶洗净并重新注入饮用水，用玻璃片紧贴瓶口水面，擦干瓶外水分后，称出水、瓶和玻璃片总质量，精确至1g。

注：试验时各项称量可以在15℃～25℃范围内进行，但从试样加水静止的2h起至试验结束，其温度变化不应超过2℃。

④结果计算与评定

A. 表观密度按下式计算，精确至10 kg/m3：式中ρ2——表观密度，kg/m3；G0——烘干后试样的质量，g；G1——试样、水、瓶和玻璃片的总质量，g；G2——水、瓶和玻璃片的总质量，g；ρ水——水的密度，1 000 kg/m3；

B. 表观密度取两次试验结果的算术平均值，两次试验结果之差大于20 kg/m3，须重新试验。对

颗粒材质不均匀的试样，如两次试验结果之差超过20 kg/m3，可取4次试验结果的算术平均值。

材料密度、表现密度、孔隙率之间的关系

2006年12月20日星期三 15:49

2.1.17 集料空隙率(间隙率) percentage of voids in aggregate

集料的颗粒之间空隙体积占集料总体积的百分比。

2.1.18 孔隙比void ratio

集料孔隙(含开口孔隙、粒间空隙)体积与颗粒所占体积(含颗粒固体、闭口孔隙)的比值，用小数表示。2.1.5 堆积密度accumulated density

单位体积(含物质颗粒固体及其闭口、开口孔隙体积及颗粒间空隙体积)物质颗粒的质量。有干规程密度及湿堆积密度之分。

2.1.6 表观密度(视密度) apparent density

单位体积(含材料的实体矿物成分及闭口孔隙体积)物质颗粒的干质量。

2.1.7 表观相对密度(视比重) apparent specific gravity

表观密度与同温度水的密度之比值。

2.1.8 表干密度(饱和面干毛体积密度)saturated surface-dry density