§ 1. Параметры состояния

Плотность р (г/см 3, кг/м3) — масса единицы объема абсолютно плотного материала. Если масса материала т, а его объем в плотном состоянии Va, то

Относительная плотность выражает плотность материала по отношению к плотности воды (это безразмерная величина).

За немногими исключениями (металлы, стекло, мономинералы) строительные материалы пористы. Объем пористого материала в естественном состоянии (т. е. вместе с заключенными в нем порами) Ve слагается из объема твердого вещества Va и объема пор Va (рис. 1)

Рис. 1. Схема составных частей пористого материала: V. — абсолютный объем; V. — объем в естественном состоянии (с порами); V,

Перед определением объема пор пробу материала высушивают в сушильном шкафу при температуре 105°С до постоянной массы, т. е. до полного удаления гигроскопической влаги. Подготовленную пробу помещают в герметически закрытый сосуд, из которого откачивают воздух, и в вакууме насыщают материал жидкостью. Объем жидкости, полностью заполнившей поровое пространство, равен объему пор в пробе материала. В качестве замещающей жидкости применяют воду и керосин (для цементных материалов). Для точных измерений объема пор используют сжиженный гелий, учитывая его сверхтекучесть и способность проникать в тонкие поры. Зная объем материала в естественном состоянии и определив объем заключающихся в нем пор, находят объем, занимаемый веществом Va = Ve — Vu, и вычисляют плотность по приведенной выше формуле.

Стандартный метод определения плотности и пористости материалов (бетона, кирпича и др.) предусматривает измельчение предварительно высушенной пробы в порошок, проходящий через сетку с отверстиями 0,25 мм. Абсолютный объем Va навески т порошка измеряют с помощью пикнометра: его принимают равным объему вытесненной порошком жидкости. Плотность вычисляют по формуле (1).

Объемная масса у (г/см3, кг/м3) есть масса единицы объема материала в естественном состоянии (объем Ve определяется вместе с порами):

Значения объемной массы данного материала в сухом у и влажном состояниях ув связаны соотношением

где WM — количество воды в материале, доли от его массы.

Объемная масса пористых материалов всегда меньше их плотности. Например, объемная масса легкого бетона — 500 — 1800 кг/м3, а его плотность — 2600 кг/м3.

Объемная масса строительных материалов колеблется в очень широких пределах: от 15 (пористая пластмасса — мипора) до 7850 кг/м3 (сталь).

Основные свойства распространенных строительных материалов даны в табл. 2.

Объемная насыпная масса Yh — масса единицы объема рыхло насыпанных зернистых или волокнистых материалов (цемента, песка, гравия, щебня, гранулированной минеральной ваты и т. п.). Например, плотность известняка — 2700 кг/м3, его объемная масса —

Таблица 2 Основные свойства строительных материалов (в воздушно-сухом состоянии)

Наименование материала	Плотность, г /си	Объемная масса, г/см3	Пористость, %	Теплопроводность , Бт (м.°С)
Бетон:
тяжелый	2,6	2,4	10	1,16
легкий	2,6	1,0	61,5	0,35
ячеистый	2,6	0,5	81	0,2
Кирпич:
обыкновенный	2,65	Г,8	32	0,8
пустотелый	2,65	1,3	51	0,55
Природные камни:
гранит	2,7	2,67	1,4	2,8
вулканический туф	2.7	1,4	52	0,5
Стекло:
оконное	2,65	2,65	0,0	0,58
пеностекло	2,65	0,30	88	0,11
Полимерные материалы:
стеклопластик	2,0	2,0	0,0	0,5
Мипора (вспененный полимер)	1,2	0,015	98	0,03
Древесные материалы:
сосна	1,53	0,5	67	0,17
древесноволокнистая	1,5	0,2	86	0,06
плита

2500 кг/м3, а объемная насыпная масса известнякового щебня — 1300 кг/м3. По этим данным можно вычислить пористость известняка и пустотность щебня, пользуясь приведенными ниже формулами.