Лабораторно-практическое занятие
Определение средней и истинной плотности материалов
Цель работы: ознакомиться с сущностью понятий и методами определения истинной и средней плотности; научиться определять плотность, пористость, водопоглощение и прочность различных строительных материалов.
Ход работы:
-
Ознакомиться с материалом работы;
-
Дать определение понятиям истинная плотность, средняя плотность, водопоглощение, пористость;
-
Используя данные таблицы 1 рассчитать истинную плотность, среднюю плотность, пористость, водопоглощение;
-
Сделать вывод о проделанной работе.
Краткие теоретические сведения
Истинная плотность – масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии, т. е. без учета пор. Определяют ее как отношение массы m материала, выраженной в г или кг, к его объему V в абсолютно плотном состоянии:
ρ=
, (кг/м3),
где m — масса, кг;
v — объем, занимаемый веществом, м3.
Для определения плотности каменного материала кусочки отобранной пробы материала сушат в сушильном шкафу при температуре 110±5" С до постоянной массы; затем их тонко измельчают и просеивают через сито № 02, имеющее 918 отверстий на 1см2. Отвешивают 60 - 70 г порошка материала и небольшими порциями высыпают его ложечкой через воронку в мерный цилиндр, куда предварительно заливают 50 мл воды, до тех пор, пока уровень жидкости в нем не поднимется до черты с делением 70 мл. Разность между конечным и начальным уровнями жидкости в мерном цилиндре показывает объем порошка, всыпанного в прибор. Остаток порошка взвешивают.
Средняя плотность - масса единицы объема материала в естественном состоянии (вместе с порами). Среднюю плотность ро, г/см3 или кг/м3, вычисляют по формуле:
ρcp= m/vср (кг/м3),
где m — масса материала (изделия) в естественном состоянии,
кг;
vm — объем материала (изделия), м3.
В зависимости от вида материала (сыпучие, правильной и неправильной геометрической формы) применяют различные способы определения средней плотности.
Определение средней плотности на образцах неправильной геометрической формы производят методом гидростатического взвешивания.
Сухой образец взвешивают на технических весах, затем покрывают тонким слоем расплавленного парафина н снова взвешивают. После этого его подвешивают на тонкой нити к коромыслу гидростатических весов и определяют массу образца в воде. Разница в массе образца на воздухе и в воде будет соответствовать объему испытуемого образца (по закону Архимеда).
Пористость - степень заполнения объема материала порами. Величину пористости материала вычисляют в процентах по формуле:
ПП = (1-pcp/p)·100%
Водопоглощение - это способность материала впитывать и удерживать в порах воду.
Для определения водопоглощения образцы материала высушивают до постоянной массы и погружают в воду на 48 ч или кипятят в течение 1 ч.
После водонасыщения образцы вынимают из сосуда с водой, обтирают влажной мягкой тканью и взвешивают.
Водопоглощение по массе и объему вычисляют в процентах по формуле:
W0 =
·100%
где m - масса образца в сухом состоянии, кг;
m1 - масса образца в водонасыщенном состоянии, кг.
Таблица 1 – Исходные данные
№ п/п | m, кг | m1, кг | , м3 | vср, м3 |
1 | 70 | 80 | 25 | 20 |
2 | 40 | 55 | 16 | 12 |
3 | 30 | 38 | 22 | 20 |
4 | 60 | 70 | 34 | 29 |
5 | 50 | 56 | 28 | 25 |
6 | 80 | 89 | 43 | 35 |
7 | 90 | 97 | 52 | 48 |
8 | 120 | 135 | 97 | 85 |
9 | 150 | 155 | 100 | 90 |
10 | 100 | 104 | 76 | 70 |
11 | 70 | 80 | 25 | 20 |
12 | 40 | 55 | 16 | 12 |
13 | 30 | 38 | 22 | 20 |
14 | 60 | 70 | 34 | 29 |
15 | 50 | 56 | 28 | 25 |
16 | 80 | 89 | 43 | 35 |
17 | 90 | 97 | 52 | 48 |
18 | 120 | 135 | 97 | 85 |
19 | 150 | 155 | 100 | 90 |
20 | 100 | 104 | 76 | 70 |
21 | 70 | 80 | 25 | 20 |
22 | 40 | 55 | 16 | 12 |
23 | 30 | 38 | 22 | 20 |
24 | 60 | 70 | 34 | 29 |
25 | 50 | 56 | 28 | 25 |
26 | 80 | 89 | 43 | 35 |
27 | 90 | 97 | 52 | 48 |
28 | 120 | 135 | 97 | 85 |
29 | 150 | 155 | 100 | 90 |
30 | 100 | 104 | 76 | 70 |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1 . Как изменяется средняя плотность материалов при увлажнении?
2. От чего зависит водопоглощение материалов?
З. Что называется теплопроводностью материала, и как она изменяемся при увлажнении?
4. Что такое морозостойкость материалов, и от чего она зависит?
5. На какие группы делятся строительные материалы по огнестойкости?
6. Какие свойства называются механическими, и как они разделяются?
7. Какие основные свойства характеризуют качество материала и предопределяют область его применения?
8. Пористость материалов. Как влияет пористость на свойства материалов?
9. Какие свойства у материалов можно отнести к химическим?