22

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Физические свойства строительных материалов

Ц е л ь р а б о т ы: ознакомиться с методами определения основных физических свойств строительных материалов и изучить эти свойства.

А п п а р а т у р а и м а т е р и а л ы: весы технические; весы для гидростатического взвешивания; пикнометр емкостью 50-100 мл; ступка фарфоровая с пестиком; сито № 02; сушильный шкаф; песчаная или водяная баня; термометр; эксикатор; металлическая линейка или штангенциркуль; мерный цилиндр емкостью 500 мл; металлическая мерная емкость (объемометр); парафин технический; влагомер; материалы для испытаний.

ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Определение истинной плотности

Сущность метода заключается в определении массы, измерении объема в абсолютно плотном состоянии (т.е без пор и пустот) и вычислении плотности материала как отношения массы к объему.

Перед определением истинной плотности (ρ_ист) материал предварительно измельчают и просеивают через сито № 02. Порошок в количестве 20-30 г высушивают до постоянной массы при температуре 105^°С и затем охлаждают в эксикаторе.

Высушенный пикнометр взвешивают на технических весах (m₁) с точностью до 0,01 г. Берут навеску массой 10 г от приготовленной пробы, помещают ее в пикнометр и вновь взвешивают (m₂). В пикнометр с навеской заливают дистиллированную воду до половины его объема и кипятят на водяной (песчаной) бане в течение 15-20 мин для удаления пузырьков воздуха.

После удаления пузырьков воздуха пикнометр охлаждают проточной водой до комнатной температуры, доливают до метки, тщательно вытирают от остатков воды и снова взвешивают (m₃). После этого пикнометр освобождают от содержимого, промывают водой, заполняют дистиллированной водой до метки, обтирают и вновь взвешивают (m₄).

Истинная плотность или масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии, кг/м³ :

, (1.1)

где m – масса сухого образца, г; V_a – объем образца в абсолютно плотном состоянии, см³ , равный:

, (1.2)

где (m₂ –m₁ ) – масса сухого порошка, г; m₃ – масса пикнометра с пробой и дистиллированной водой, г; m₄ – масса пикнометра с дистиллированной водой, г; ρ_в – плотность воды, равная 1000 кг/м³ (1 г/см³).

Значение ρ_ист вычисляют как среднее арифметическое двух испытаний.

2. Определение средней плотности

Средняя плотность материала вычисляется как отношение его массы к объему в естественном (т.е. с учетом пор и пустот) состоянии, кг/м³ :

, (1.3)

где m – масса сухого образца, г; V_е - объем образца в естественном состоянии, см³ .

Методы определения средней плотности зависят от геометрической формы образца (правильной или неправильной) и его пористости.

2.1. Определение средней плотности на образцах

правильной геометрической формы

Высушенный до постоянной массы образец измеряют металлической линейкой или штангенциркулем с точностью до 0,1 мм и определяют его объем. Затем образец взвешивают на технических весах с точностью до 0,01 г и определяют среднюю плотность по формуле (1.3). Результат вычисляется как среднее арифметическое двух измерений.

2.2. Определение средней плотности на образцах

неправильной геометрической формы

Куски материала неправильной формы, предварительно очищенные от пыли и высушенные до постоянной массы взвешивают на технических весах с точностью до 0,01 г. Затем образец погружают в расплавленный парафин и иглой удаляют пузырьки воздуха, образующиеся на парафиновой пленке. Покрытие поверхности парафином производят в целях предотвращения проникновения влаги в открытые поры материала.

Образец обвязывают тонкой нитью и взвешивают на весах гидростатического взвешивания на воздухе и в воде. Разница в массе образца на воздухе и в воде, деленная на плотность воды, будет соответствовать объему этого образца (согласно закону Архимеда).

Средняя плотность образца неправильной формы, г/см³:

(1.4)

где m – масса сухого образца, г; m₁ – масса образца, покрытого парафином и взвешенного на воздухе, г; m₂ – масса образца, покрытого парафином и взвешенного в воде, г; ρ_в – плотность воды, равная 1 г/см³ ; ρ_пар - плотность парафина, равная 0,93 г/см³ .