建筑材料密度计算

2023年4月20日发(作者：农村旧房改造案例)

第二章 建筑材料的基本性质

2.1 材料的物理性质

一 密度

根据体积的表现形式不一样，有密度、体积密度和堆积密度三种概念。

1.密度：是指材料在绝对密实状态下，单位体积的干质量.

计算公式：

密度的测定办法：





m

V

1）测质量：烘干（烘箱)-干燥（干燥器）—称量（天平)；

2）测体积:

(a）外观规则的材料,直接用游标卡尺测量尺寸求体积，如钢材、玻璃等

(b）外观不规则的坚硬颗粒，如砂、石等，可由排水法测得;

(c)可研磨的非密实材料，如砌块、石膏等，V可采用密度瓶测定。

2.体积表观密度：是指材料在自然状态下，单位体积的干质量.

计算公式:

体积密度的测定：



0



m

V

0

（1）外形规则的材料，如砖，可直接测量体积得到；

(2）外形不规则的，可采用封腊排水法测定体积。

【例 题】 烧结普通砖的尺寸为240mm×115mm×53mm，已知其孔隙率为

37%，干燥质量为2487g，浸水饱和后质量为2984g。试求该砖的体积密度、

密度、吸水率.

解：1）表观密度：ρo=m/Vo=2487/1462.8=1。7g/cm

1

3

孔隙率P=V孔/Vo×100％=37％ ， V孔/1462。8×100％=37％

故孔的体积:V孔=541。236cm，

3

密实体积:V=Vo-V孔=1462.8-541.236=921.6cm

3

2）密度：ρ=m/V=2487/921。6=2。7g/cm

1

3

3）含水率：W=（m-m)/m1×100%=（2984—2487）/2487×100％

21

=20％

3。堆积密度：是指粉末状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。

'



0



计算公式：

m

V

0

'

一般采用容积筒测定。容量升的大小视颗粒的大小而定，一般砂子采用1L

的容量升，石子采用10L，20L，30L的容量升。

常用材料的密度、表观密度和堆积密度值参见教材。

二 材料的密实度和孔隙率、填充率和空隙率

1。材料的密实度：是指材料的体积内，被固体物质充满的程度，用D表示：

m



V



D100%100%100%

0

m

V

0





0

2.材料的孔隙率P：是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率。材料的孔

隙可分为闭口孔和开口孔。

材料内部孔隙示意

计算公式：

P100%(1)100%(1)100%

VV

00



V

VV

00



3。材料的填充率D‘:它是指散粒状材料堆积体积中，颗粒体积所占的百分率。

'000

D100%100%100%

V

V

''

0

m

m





0

'



0

4.空隙率P’:它是指散粒状材料堆积体积中,颗粒间空隙体积所占的百分率。

'



0'0

P(1)100%(1)100%

'



0

V

0

V

三 材料与水有关的性质

1.亲水性和憎水性：

材料与水接触时由于水在固体表面润湿状态不同，表现为亲水与憎水两种不

同的性质.常见的憎水性材料有：沥青、石蜡和塑料等，常用做防水、防潮材料。

2.吸水性：

材料在水中吸收水分的性质，称为吸水性，有质量吸水率和体积吸水率两种

表示方法：

（1）质量吸水率:

W100%

m

mm

bg

m

g



mm

（2）体积吸水率:

3.吸湿性：

W100%

V

bg

V

0



W

材料在潮湿的空气中吸收水分的性质，称为吸湿性;

W100%

h

mm

sg

m

g

4.耐水性：材料耐水性指材料长期在水的作用下不破坏、强度不明显下降的性质。

K

R

f

b

f

g

一般用软化系数KR表示，KR〉0。85的为耐水材料

5.抗渗性：指抵抗压力水渗透的性质。

用抗渗等级P表示，如P6表示材料的最大渗水压力为0.6MPa；

6.抗冻性，指材料在含水状态下能忍受多次冻融循环而不破坏,强度也不显著下降

的性质。

一般用抗冻等级F表示，如F10，表示在标准试验条件下,材料强度下降不

大于25%，质量损失不大于5％，所能经受的冻融循环次数最多为10次。

四 材料与热量有关的性质

1.导热性：导热性指当材料两侧有温度差时热量由高温侧向低温侧传递的能力，

用导热系数来表示。

思考题1：影响材料导热系数的主要因素有哪些?

答:（1）材料的化学组成和物理结构:如金属比非金属导热系数大

（2)孔隙状况：孔隙率越大，导热系数越小；

（3)含水率：受潮后导热系数较大;

（4)环境的温度：温度越高，导热系数越大。

思考题2:为什么保温隔热材料使用过程中一定要注意防潮防冻？

答：因为空气、水和冰的导热系数依次增加，故保温材料在受潮、受冻后,导

热系数可增大100倍左右。

2。材料的热容量：指材料在温度变化时吸收和放出热量的能力。

3.耐燃性和耐火性：材料在空气中遇火燃烧的性能称为耐燃性.

（1） 非燃烧材料:砖、天然石材、混凝土、砂浆、金属材料等；

（2） 难燃烧材料:石膏板、水泥石棉板等；

（3） 燃烧材料：胶合板、纤维板、木材等。

2。2 材料的力学性质

一、 强度、比强度和强度等级

1.强度：材料的力学性质指材料在外力作用下所引起的变化的性质。在外力作用

下,材料抵抗破坏的能力称为强度.根据外力作用方式的不同,材料的强度有抗压

强度、抗拉强度、抗弯强度（或抗折强度）及抗剪强度等形式.

（ａ)抗压 (ｂ)抗拉 (ｃ）抗折 （ｄ）抗剪

2。比强度：指材料强度与其表观密度之比.

3。强度等级：强度等级是按照强度的大小进行分级；

塑性材料一般按照材料的抗拉极限强度进行分级，如钢材分为Q195，215，

235，255,275等；

脆性材料一般按照材料的极限抗压强度进行分级的，如水泥一般分为42。5，

52。5，62。5等.

二 、弹性与塑性

材料在外力作用下产生变形,当外力去除后能完全恢复到原始形状的性质称

为弹性。材料在外力作用下产生变形，当外力去除后,有一部分变形不能恢复,这

种性质称为材料的塑性。

如:钢材的应力应变曲线

三、 韧性与脆性

1.脆性：材料受外力作用，当外力达一定值时，材料发生突然破坏，且破坏时无

明显的塑性变形，这种性质称为脆性。如砖、石材、陶瓷、玻璃、混凝土和铸铁

等。

2。韧性：材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时产生较大的

变形而不破坏,这种性质称为韧性。如建筑钢材、木材和塑料等。

四、 硬度和耐磨性

1. 硬度：

是指材料表面抵抗其他物体压入或刻划的能力.金属材料等的硬度常用压入

法测定，如布氏硬度法，是以单位压痕面积上所受的压力来表示。陶瓷等材料常

用刻划法测定 。

工程中有时用硬度来间接推算材料的强度，如回弹法用于测定混凝土表面硬

度,间接推算混凝土强度。

2。耐磨性：是材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐磨性与材料的组成结构及强

度、硬度有关。在土木工程中，道路路面、工业地面等受磨损的部位，选择材料

需考虑其耐磨性.

3。3 材料的耐久性

材料的耐久性：材料在长期使用过程中，能保持其原有性能而不变质、不破

坏的性质，统称之为耐久性。它是一种复杂的、综合的性质,包括材料的抗渗性、

抗冻性、大气稳定性和耐腐蚀性等。