孔隙度及其粒度和形状几何计量光学式图像显微镜

孔隙度及其粒度和形状的关系

  由直径相同的球状颗粒组成的堆积层的孔隙度，可以简单几何学
计算，最松散的堆积使g=0.476；最密集的堆积使g=0.259.这是理
想的堆积，但是实际上，一群颗粒形成拱圈而留出空隙的”架桥“
效应会提高孔隙度，经验足够的敲击或压结，这些空隙就消失，如
果球的直径不同，问题就变复杂，因为较小的颗粒会配合到较大颗
粒之间的空隙中，从而降低孔隙度，虽然达到不再适于理论计算的
程度，在由球状颗粒组成的砂土的一些很有意义的研究曾实验地表
示这种效应，对于同一大小的圆球，得到最大的孔隙度，而加入小
些的或大些的颗粒破坏其粒度相等性时，减少孔隙度。

  如果颗粒不仅形状产规则而且大小不均匀，则从理论上的观点看
成，问题变得更复杂些，但是实验研究证实一般所期望的情况，即
其孔隙度一般比圆球的高，一个极端的例子是由小片组成的碎的云
母，在一系列实验中这物质表现很高的孔隙度，达0.935.即使在压
结后，还是g=0.865.在一特别的圆形平板的例子里，有可能挤紧堆
积，结果降低孔隙度，但是象这种规则形状的颗粒，实际上是很少
遇到的。

  实验地研究这一课题的方法之一，是将熔化的石蜡倾入容器中将
粉末”固定“，在凝结后，可将试品取出，用肉眼或显微镜检查并
且摄影，循这些路线的详细的研究表明，压结减少空隙度是由“桥
梁”倒塌，不规则的颗粒的更好地配合一起，例如一个颗粒的凸面
配合在另一个颗粒的凹面里，以及较小颗粒充填满较大颗粒中的空
隙。

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