1.1 材料的物理性质

1.1.1 材料的真实密度、表观密度和堆积密度

密度是指物质单位体积的质量，单位为g/cm³或kg/m³。由于材料所处的体积状况不同，故有真实密度、表观密度和堆积密度之分。

1.真实密度

真实密度是指材料在规定条件（105℃±5℃烘干至恒重，温度20℃）绝对密实状态下（绝对密实状态是指不包括任何孔隙在内的体积）单位体积所具有的质量，按下式计算：

式中 ρ——真实密度，g/cm³或kg/m³；

m_s——材料矿质实体的质量，g或kg；

V_s——材料矿质实体的体积，cm³或m³。

除了钢材、玻璃等少数近于真实密度的材料外，绝大多数材料都有孔隙。在测定有孔隙材料的密度时，应把材料磨成细粉（粒径小于0.20mm），经干燥后用李氏密度瓶测定其实体体积。材料磨得愈细，测定的密度值愈精确。

2.表观密度

表观密度是单位体积（含材料的实体矿物及不吸水的闭口孔隙，但不包括能吸水的开口空隙在内的体积）所具有的质量，按下式计算：

式中 ρ_a——表观密度，g/cm³或kg/m³；

m_s、V_s——意义同式（1.1）；

V_n——材料不吸水的闭口孔隙的体积，cm³或m³。

3.堆积密度

堆积密度（旧称松散容重）是指粉状、粒状或纤维状态下，单位体积（包含了颗粒的孔隙及颗粒之间的空隙）所具有的质量，按下式计算：

式中——堆积密度，g/cm³或kg/m³；

m——材料的质量，g或kg；

V_o——材料的堆积体积，cm³或m³。

1.1.2 材料的密实度和孔隙率

1.密实度

密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程度，也就是固体物质的体积占总体积的比例。密实度反映了材料的致密程度，以D表示：

含有孔隙的固体材料的密实度均小于1。材料的很多性能，如强度、吸水性、耐久性、导热性等均与其密实度有关。

2.孔隙率

孔隙率是指材料孔隙体积（包括不吸水的闭口孔隙，能吸水的开口空隙）与总体积之比，以P表示，可用下式计算：

孔隙率与密实度的关系为

孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。材料内部的孔隙又可分为连通的孔隙和封闭的孔隙，连通孔隙不仅彼此贯通且与外界相通，而封闭孔隙彼此不连通且与外界隔绝。孔隙率的大小及孔隙本身的特征与材料的许多重要性质，如强度、吸水性、抗渗性、抗冻性和导热性等都有密切关系。一般而言，孔隙率小，且连通孔较少的材料，其吸水性较小，强度较高，抗渗性和抗冻性较好。

在土木工程中，计算材料用量、构件自重、配料计算及确定堆放空间时经常用到材料的密度、表观密度和堆积密度等数据。常用土木工程材料的有关数据见表1.1。