2.1 材料的基本状态参数
2.1.1 材料的密度、表观密度和堆积密度
2.1.1.1 密度
材料在绝对密实状态下单位体积的质量，称为材料的密度，用式（21）表示。
ρ=Vm
（2 1）
式中 ρ———材料的密度，g/cm3或kg/m3；
m———材料在干燥状态下的质量，g或kg；
V———材料在绝对密实状态下的体积，cm3或m3。
所谓绝对密实状态下的体积，是指不包括材料内部孔隙的固体物质的实际体积。
常用材料中除钢材、玻璃、沥青等可以认为不含孔隙外，绝大多数材料均或多或少地含有孔隙。测定有孔隙材料的密度时，须将材料磨成细粉（粒径小于0.20mm），经干燥后用李氏瓶测得其实际体积。材料磨得越细，测得的密度值越精确。
2.1.1.2 表观密度
材料在自然状态下单位体积的质量，称为材料的表观密度，用式（22）表示。
ρ0=Vm0
（2 2）
式中 ρ0———材料的表观密度，g/cm3或kg/m3；
m———材料的质量，g或kg；
V0———材料在自然状态下的体积，cm3或m3。
所谓自然状态下的体积，是指包括材料内部孔隙的外观几何形状的体积。
对于外形规则的材料，其表观密度测定很简便，只要测得材料的质量和体积，即可算得。不规则材料的体积要采用排水法求得，但材料表面应预先涂上蜡，以防止水分渗入材料内部使所测结果不准确。另外，材料的表观密度与含水状况有关，当材料含水率变化时，其质量和体积均有所变化。因此测定材料表观密度时，须同时测定其含水率，并予以注明。
2.1.1.3 堆积密度
散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量，称为材料的堆积密度，用式（23）表示。
ρ′0=Vm′0
（2 3）
式中 ρ′0———散粒材料的堆积密度，kg/m3；
m———散粒材料的质量，kg；
V′0———散粒材料的自然堆积体积，m3。
所谓散粒材料的自然堆积体积，是指含有孔隙在内的散粒状材料的总体积与颗粒之间空隙体积之和。
测定散粒状材料的堆积密度时，材料的质量是指填充在一定容器内的材料质量，其堆积体积是指所用容器的体积。
在造园过程中，密度、表观密度和堆积密度常用来计算材料的配料、用量、构件的自重、堆放空间和材料的运输量。工程中常用的几种材料密度、表观密度和堆积密度值见表21。
表2 1
常用造园材料的密度、表观密度和堆积密度
单位：kg/m3
2.1.2 材料的密实度和孔隙率
2.1.2.1 密实度
密实度是指材料内部固体物质的体积占材料总体积的百分率，用式（24）表示。
D=VV0×100%=ρ0ρ×100%
（2 4）
式中 D———材料的密实度，%。
2.1.2.2 孔隙率
孔隙率是指材料内部孔隙体积占材料总体积的百分率，用式（25）表示。
P=VV0-0V×100%=（1-ρρ0）×100%
（2 5）
式中 P———材料的孔隙率，%。
由式（24）和式（25）可得：
D+P=1
（2 6）
上式表明，材料的总体积是由该材料的固体物质与其所包含的孔隙所组成。
2.1.2.3 孔隙特征
大多数造园材料的内部都含有孔隙，这些孔隙会对材料的性能产生不同程度的影响。一般认为，孔隙可以从两个方面对材料产生影响：一是孔隙的多少，常用孔隙率来表示；二是孔隙的特征，通常包括以下3方面。
（1）按孔隙尺寸大小，可把孔隙分为微孔、细孔和大孔3种。
（2）按孔隙之间是否相互贯通，把孔隙分为互相隔开的孤立孔，互相贯通的连通孔。
（3）按孔隙与外界之间是否连通，把孔隙分为与外界相连通的开口孔，与外界不相连通的封闭孔（见图21）。
图21 含孔材料体积组成示意图
1—开口孔隙；2—闭口孔隙
材料的孔隙率大小、孔隙特征、孔隙分布状况等，直接影响材料的力学性能、热工性能、耐水性等性能。一般而言，孔隙率较小，封闭的微孔较多且孔隙分布均匀的材料，其吸水性较小，强度较高，导热系数较小，抗渗性较好。该类性能的材料宜在驳岸、护
坡等受水体长期浸泡的部位，或园路基层、景观建筑基础等易受冻融影响的部位使用。
2.1.3 材料的填充率和空隙率
2.1.3.1 填充率
填充率是指散粒材料在堆积状态下，颗粒体积占总体积的百分率，用式（27）表示。
D′=VV0′0×100%=ρρ′00×100%
（2 7）
式中 D′———材料的填充率，%。
2.1.3.2 空隙率
空隙率是指散粒材料在堆积状态下，颗粒间空隙体积占总体积的百分率，用式（28）表示。
P′=V′0V-′0V0×100%=（1-ρρ′00）×100%
（2 8）
式中 P′———材料的空隙率，%。
空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒之间相互填充的致密程度。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算含砂率的依据。
由式（27）和式（28）可得填充率和空隙率的关系为：
D′+P′=1
（2 9）
综上所述，含孔材料的体积组成如图21所示，散粒状材料的体积组成如图22所示。
图22 散粒状材料松散体积组成示意图
1—颗粒中的固体物质；2—颗粒的开口孔隙；3—颗粒的闭口孔隙；4—颗粒间的空隙