1.3. Определение плотности пористого материала неправильной геометрической формы

Плотность пористого материала неправильной геометрической формы определяют методом парафинирования или методом предварительного насыщения образца водой, а в данном опыте методом парафинирования.

Порядок проведения опыта

Определяют наименование материала. Сухой образец обвязывают ниткой и взвешивают с точностью до 0,5 г ().

Образец, удерживая за нитку, несколько раз подряд на 1-2 секунды погружают в расплавленный парафин с интервалом в 30-40 секунд между каждым погружением. Осмотром образца убеждаются, что вся его поверхность покрыта сплошной коркой парафина (при необходимости повторяют его погружение в парафин).

Взвешивают образец, покрытый парафином ().

Мерный цилиндр заполняют водой, отмечают исходный до погружения в него образца объем воды, а после погружения образца вытесненный им объем воды () с точностью до 1 см³.

Погрузив на ниточке образец в цилиндр, отмечают вытесненный им объем воды (), вычисляют объем образца с парафином по формуле:

Объем парафина на образце определяют, учитывая его плотность, равную 0,930 по формуле:

тогда объем образца без парафина:

_.

Среднюю плотность образца вычисляют по формуле:

,

Результаты опытов вносят в таблицу 3.

Таблица 3. Результаты определения плотности пористого материала неправильной геометрической формы

Наименование образца	Масса образца, г		Объем воды в мерном цилиндре,		Объем образца с парафином, в см³, V3	Объем парафина на образце, Vпар	Объем образца, см³ Vобр	Средняя плотность образца
	сухого, m	покрытого парафином, m1	до погружения образца, покрытого парафином в воду, V1,	после его погружения в воду, V2
1
2…

1.4. Определение плотности сыпучих материалов

Определение насыпной плотности сыпучих материалов проводят засыпкой их в предварительно взвешенный мерный цилиндр с высоты 10 см через воронку (рис. 1). Объем мерного цилиндра выбирают в зависимости от размера его зерен (фракции) (табл. 4). Воронка обеспечивает равномерное заполнение мерного цилиндра материалом. Образовавшуюся над краями цилиндра горку материала срезают ножом или линейкой, поставленными на ребро вертикально, без уплотнения. После этого цилиндр с материалом взвешивают и определяют плотность материала в неуплотненном состоянии ().

Рис.1. Стандартная воронка для определения насыпной плотности сыпучих материалов

Для определения коэффициента уплотнения сыпучего материала после заполнения им сосуда образовавшуюся над краями мерного цилиндра горку материала, не срезая, переносят на встряхивающий столик и уплотняют 25-кратным встряхиванием, придерживая мерный сосуд. Затем цилиндр ставят под воронку и досыпают материалом с верхом; после чего ножом с нажимом на материал срезают излишек и взвешивают сосуд, а затем определяют плотность материала в уплотненном состоянии (). Коэффициент уплотнения сыпучего материала определяют по формуле: .

Таблица 4. Мерные металлические цилиндры для сыпучих материалов в зависимости от крупности их зерен

Объем мерного цилиндра, л	Внутренние размеры цилиндра, мм		Фракции щебня (гравия), мм
	диаметр	высота
5	185	185	От 5 до 10
10	234	234	Св. 10 до 20
20	294	294	Св. 20 до 40
50	400	400

Данные опытов вносят в таблицу 5.

Таблица 5. Результаты определения плотности сыпучих материалов

Наименование материала	Масса пустого мерного цилиндра, г	Объем пустого мерного цилиндра,	Масса материала, г		Плотность,		Коэффициент уплотнения,

1.5. Определение истинной плотности и пористости

Определение истинной плотности материалов пикнометрическим способом проводят в соответствии с ГОСТ 8735-88 (СТ СЭВ 6317-88) «Песок для строительных работ. Методы испытаний», ГОСТ 9758-86* «Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний», ГОСТ 310.2-76* «Цементы. Методы определения тонкости помола», ГОСТ 8269-87* «Щебень из природного камня, гравий и щебень из гравия для строительных работ. Методы испытаний».

Порядок проведения испытания песка

Подготовка к испытанию песка. Пробу песка массой около 30 г просеивают через сито с отверстиями диаметром 5 мм, высушивают до постоянной массы и охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе над концентрированной серной кислотой или безводным хлоридом кальция. Песок перемешивают и делят на две части массой 15 г каждая.

Каждую часть навески всыпают в чистый высушенный и предварительно взвешенный пикнометр (m₂), после чего взвешивают его вместе с песком (m₁). Затем наливают в пикнометр дистиллированную воду в таком количестве, чтобы пикнометр был заполнен примерно на²/₃его объема, перемешивают содержимое и ставят его в слегка наклонном положении на песчаную или водяную баню. Содержимое пикнометра кипятят в течение 15-20 мин для удаления пузырьков воздуха.

После удаления воздуха пикнометр обтирают, охлаждают до температуры помещения, доливают до метки дистиллированной водой и взвешивают (m₄). После этого пикнометр освобождают от содержимого, промывают, наполняют до метки дистиллированной водой и снова взвешивают (m₃). Все взвешивания проводят с погрешностью до 0,01 г.

Рис. 2. Пикнометры

Истинную плотность материала в вычисляют по формуле:

_,

где m₁– масса пикнометра с песком, г;m₂ – масса пустого пикнометра, г;m₃– масса пикнометра с дистиллированной водой, г;m₄– масса пикнометра с песком и дистиллированной водой после удаления пузырьков воздуха, г; ρ_в– плотность воды (принимается равной 1).

Расхождение между результатами двух определений истинной плотности должно быть не более 0,02 г/см³. В случаях больших расхождений проводят третье определение и вычисляют среднее арифметическое двух ближайших значений.

_{Результаты опытов вносят в таблицу 6.}

_{Таблица 6. Результаты определения истинной плотности материалов}

Наименование материала	№ опытов	m1, г	m2, г	m3, г	m4, г	Истинная плотность,	Среднее значение истинной плотности,

Пористость материалов. Пористостью материала называют степень заполнения объема материала порами. Следовательно, это свойство противоположно истинной плотности, так как чем плотнее материал, тем меньше его пористость и наоборот.

Величину пористости (с точностью до 0,1%) находят по формуле:

.