Определение истинной плотности с помощью объемомера

ВВЕДЕНИЕ

 

Цель лабораторных работ – ознакомление студентов с основными свойствами строительных материалов, практическое освоение методов определения свойств, приобретение навыков работы в лаборатории и способности оценки качества строительных материалов по показателям их важнейших физико-технических свойств.

В основу методических указаний положены стандартные методы испытаний свойств строительных материалов с учетом лабораторного оборудования, имеющегося на кафедре строительных материалов.

Изучение темы рассчитано на 4-6 часов. Предварительная подготовка студентов к выполнению лабораторных работ заключается в изучении темы по соответствующим методическим указаниям и рекомендуемой литературе.

Все работы студенты выполняют, самостоятельно, звеньями по 2-3 человека.

В качестве материалов для испытаний могут применяться природные каменные материалы, например- известняк или искусственные каменные материалы, например -бетон.

Для определения истинной плотности студентам предоставляется заранее подготовленный порошок, для определения средней плотности – щебень из горной породы, для определения прочности и истираемости - выпиленные образцы-кубики 5x5x5 см или других размеров.

На занятиях студентами оформляются журналы лабораторных работ. Методы испытаний после их изучения должны быть кратко законспектированы в журнале, записаны формулы для проведения расчетов, выполнены эскизные зарисовки применяемых приборов.

Результаты проведенных испытаний и выполненных расчетов в табличной форме записываются в журнал. Выполняется заключение о свойствах строительных материала при сопоставлении их с табличными значениями, приведенными в приложении. Черновые записи и все необходимые вычисления могут производиться на отдельных листах бумаги.

Студенты, не подготовленные к занятию и не имеющие журнала, к работе не допускаются. Пропущенные часы занятий отрабатываются вне расписания в сроки, указанные преподавателем.

При сдаче лабораторных работ студенты предъявляют письменные ответы на контрольные вопросы и решенные задачи из методических указаний по теме. Преподаватель производит контрольный опрос по теме занятий.

Каждая работа после выполнения подписывается студентом, а после ее сдачи - преподавателем. Необходимым условием сдачи лабораторных работ является аккуратное заполнение журнала.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Для обоснованного выбора тех или иных строительных материалов, с точки зрения получения наибольшего технико-экономического эффекта при их практическом применении, необходимо знать свойства материалов и учитывать условия, в которых они будут работать в строительной конструкции. Свойства материалов чрезвычайно разнообразны.

Для удобства изучения свойства можно подразделить на следующие группы: 1) физические; 2) химические; 3) механические; 4) технологические; 5)комплексные.

Некоторые из свойств (плотность, пористость, прочность) одинаково важны для всех материалов, другие свойства (коррозионная стойкость, морозостойкость) - только для некоторых материалов, в определенных условиях службы.

В настоящих методических указаниях приводятся методики определения лишь главных свойств строительных материалов: истинной и средней плотности, пористости, истираемости, прочности, морозостойкости и др.

 

ИСТИННАЯ ПЛОТНОСТЬ

 

Истинной плотностью называется масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии, т.е. без учета пор и пустот. Значение истинной плотности используются для расчетов при определении пористости материала.

Истинная плотность определяется по формуле:

r= , [г/см³], (1)

где m - масса образца, г;

V - объем образца в абсолютно плотном состоянии, см³.

Материалы для определения истинной плотности дробят и размалывают до тонкого порошка, а затем высушивают при температуре 105-110⁰С до постоянной массы. Измельчение материала способствует механическому разрушению пор. Степень измельчения определяется стандартом на материал.

Истинную плотность можно определить при помощи объемомера Ле-Шателье (рис. 1 а) или пикнометра (рис. 1.б), руководствуясь ГОСТ 8735-88 и ГОСТ 30629-99 в соответствии с методиками, изложенными ниже.

 

Определение истинной плотности с помощью объемомера

Ле-Шателье

 

При определениях, требующих высокой точности, прибор устанавливают в сосуд с водой при температуре 20⁰С. Объемомер заполняют до нулевой риски жидкостью, инертной к исследуемому материалу, причем уровень жидкости устанавливают по касательной к вогнутому мениску. Горловину прибора тщательно просушивают бумагой.

 

а)

б)

 

Рис.1. Приборы для определения истинной плотности:

а) объемомер Ле-Шагелье; б) пикнометр

 

Для испытания берут навеску порошка 70 - 90 г. Навеску порошка взвешивают в чаше на лабораторных весах с точностью до 0,01 г, после чего постепенно всыпают в объемомер небольшими порциями, чтобы не произошло образования пробок. Порошок прекращают всыпать после того, как уровень жидкости поднимается до черты с делением 20 мл (см³) или выше, в пределах градуированный части прибора. Оставшуюся часть порошка взвешивают и по разности масс определяют массу порошка, всыпанного в объемомер. Вычисление плотности с точностью до 0,01 г/см³ производится по формуле

, [г/см³], (2)

где m₁ – масса порошка с чашкой, в которой взвешивался порошок, г;

m₂ - масса остатка порошка с чашкой, г;

V - объем жидкости, вытесненной всыпанным порошком, см³.

Для получения достоверного результата проводится не менее трех испытаний и за окончательный результат принимается среднее арифметическое значение.