Определение средней плотности
УКРАИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Кафедра «Строительные материалы, конструкции и сооружения»
Пособие
к исполнению лабораторных работ
по дисциплине «Строительные материалы»
и «Строительное материаловедение»
Часть 1
Харьков – 2010
РАБОТА № 1
ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ МАТЕРИАЛА
Определение истинной плотности
Истинная плотность - характеризуется массой сухого материала в единице абсолютного объема, т.е. объема без пор и пустот.
Практически абсолютно плотное состояние сухого материала достигается измельчением его в ступке или шаровой мельнице и последующим просевом через сито с отверстиями в свету 0,2 мм (918 отв./см2), при этом считают, что частицы материала не имеют пор.
Для определения истинной плотности необходимо: объемомер - прибор Ле Шателье - Кандло (рис. 1.1), воронка стеклянная, весы аналитические, инертная к испытуемому материалу жидкость и сухой измельченный материал (порошок).
Прибор Ле Шателье - Кандло представляет собой стеклянную колбу с узким горлышком, которая немного расширяется в средней части, как показано на рис. 1.1.
| а) | б) |
 |  |
Рис. 1.1. Прибор для определения истинной плотности:
а) колба Ле Шателье - Кандло
б) прибор в собранном виде
На шейке колбы нанесены черты выше и ниже сферического расширения, объем между которыми равен 20 см3. Выше верхней черты колба, также градуированная с ценой деления 0,1 см3.
Объемомер наполняют до нижней, нулевой черты жидкостью инертною (не вступает в реакцию с испытуемым материалом) касательно порошка материала.
От подготовленной пробы отвешивают 60 - 90 г материала и высыпают совочком через воронку в прибор небольшими порциями до тех пор, пока уровень жидкости в колбе (по нижнему мениску) не поднимется до черты в пределах верхней градуированной части прибора. Разница между конечными и начальными уровнями жидкости в объемомере показывает объем всыпанного порошка в прибор. Остаток порошка взвешивают.
Масса порошка, всыпанного в объемомер, будет равняться раз-нице между результатами первого и второго взвешивания.
Истинную плотность (ρ) материала рассчитывают по формуле:
, г/см3, кг/м3 (1.1)
, г/см3, кг/м3 (1.2)
где: m1 - навес сухого материала до испытаний, г;
m2 - остаток от навеса, г;
m - количество порошка, всыпанного в прибор, г;
V - объем жидкости, вытесненный навесом материала, см3.
Определение средней плотности
Средняя плотность - характеризуется массой сухого материала в единице общего объема - в естественном состоянии, то есть вместе с порами.
Среднюю плотность ( ρ сер ) вычисляют по формуле (1.3), как отношение массы сухого материала к его общему объему:
, г/см3, кг/м3 (1.3)
где: m - масса сухого материала, г;
V - общий объем сухого материала в естественном состоянии, с порами, см3.
При определении средней плотности материала можно использовать образцы как правильной, так и неправильной геометрической формы. От формы образца зависит метод определения средней плотности материала.
1.2.1 Определение средней плотности образца правильной геометрической формы
Для определения средней плотности образцы материала могут быть выполнены в форме куба, параллелепипеда или цилиндра.
Образцы правильной геометрической формы предварительно высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 105¸110ºС.
С помощью штангенциркуля или линейки измеряют геометрические размеры образцов и вычисляют их объем, после чего образцы взвешивают на технических весах.
Образец любой правильной геометрической формы измеряют в трех местах и берут средний результат с точностью до 0,1 мм.
Объем образца V, имеет вид куба или параллелепипеда, вычисляют по формуле:
, см3 (1.4)
где: aср, bср, hср - среднее значение размеров граней образца, см.
Объем образца V цилиндрической формы рассчитывают по формуле:
, см3 (1.5)
где: dср - средний диаметр образца, см;
hср - средняя высота цилиндрического образца, см.