Истинная плотность материала р и – физическая величина, определяемая отношением массы m, г, однородного материала к его объему V a, см3, в абсолютно плотном состоянии, т. е. без учета пор и пустот, а именно:
ри = m / V a, г/см3. (1.18)
Выполнение работы. Для определения истинной плотности каменного материала из отобранной и тщательно перемешанной средней пробы отвешивают 200...220 г. Кусочки отобранной пробы сушат в сушильном шкафу при температуре 110±5 оС до постоянной массы, затем тонко измельчают в фарфоровой ступке. Полученный порошок просеивают через сито № 02 (размер ячейки в свету – 0,2×0,2 мм). Отвесив в фарфоровой чашке навеску массой около 180 г просеянного порошка, его снова высушивают, а затем охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе, где порошок хранят до проведения испытания.
Истинную плотность твердого материала определяют с помощью объемомера Ле Шателье (рис. 1.1), который представляет собой стеклянную колбу вместимостью 120...150 см3 с узкой шейкой, несколько расширяющейся в средней части. На шейке колбы выше и ниже шаровидного уширения нанесены две черты, объем между которыми равен 20 см3. Шейка градуирована, цена деления 0,1 см3.
|
|
Рис. 1.1. Объемомер Ле Шателье:
1 – объемомер; 2 – сосуд с водой;
3 – термометр
Объемомер наполняют до нижней нулевой черты жидкостью, инертной по отношению к порошку материала: водой, безводным керосином или спиртом. После этого свободную от жидкости часть (выше нулевой черты) тщательно протирают тампоном из фильтровальной бумаги. Затем объемомер помещают в стеклянный сосуд с водой, имеющей температуру 20 °С (температура, при которой градуировали его шкалу). В воде объемомер остается все время, пока идет испытание. Чтобы объемомер в этом положении не всплывал, его закрепляют на штативе так, чтобы вся градуированная часть шейки находилась в воде.
От подготовленной пробы, находящейся в эксикаторе, с точностью до 0,01 г отвешивают 80 г материала и высыпают его ложечкой через воронку в прибор небольшими порциями до тех пор, пока уровень жидкости в нем не поднимется до черты с делением 20 см3 или до черты в пределах верхней градуированной части прибора. Разность между конечным и начальным уровнями жидкости в объемомере показывает объем порошка, всыпанного в прибор. Остаток порошка взвешивают. Масса порошка, всыпанного в объемомер, будет равна разности между результатами первого и второго взвешиваний.
Истинную плотность материала вычисляют по формуле
р и = (m – m 1)/ V a, (1.19)
где m – масса навески материала до опыта, г;
m 1 – остаток от навески, г;
V a – объем жидкости, вытесненной навеской материала (объем порошка в объемомере), см3.
|
|
Истинную плотность материала вычисляют с точностью до 0,01 г/см3 как среднее арифметическое результатов двух определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,02 г/см3.
Результаты определения истинной плотности материала записывают в журнал для лабораторных работ и сравнивают с данными, приведенными в табл. 1.2.
Т а б л и ц а 1.2. Истинная и средняя плотность материалов
Материал | Истинная плотность, кг/м3 | Средняя плотность, кг/м3 |
Гранит Известняк плотный Туф вулканический Кирпич керамический Древесина сосны Песок Пенопласт Стекло Сталь строительная | 2800…2900 2400…2600 2600…2800 2600…2800 1550…1600 2600…2700 1300…1400 2400…2600 7800…7850 | 2600…2700 2100…2400 900…2100 1600…1800 500…600 1400…1600 200…500 2400…2600 7800…7850 |