Лабораторная работа 1 Определение средней плотности материала на образцах правильной геометрической формы (кубах или цилиндрах)

Цель работы: Определение средней плотности материалов различного происхождения и структуры.

Теоретическая часть

Средняя плотность – масса единицы объема материала в естественном состоянии (т.е. с порами и пустотами). Среднюю плотность ρ_ср , кг/м³ (г/см³), рассчитывают по формуле:

, (1.1)

где m – масса образца, кг (г);

V_е – объем образца в естественном состоянии, м³ (см³).

Массу и объем определяют путем испытания образцов. Испытания материалов производят в состоянии естественной влажности или в нормированном влажностном состоянии: сухом, воздушно-сухом, нормальном, водонасыщенном.

В настоящей лабораторной работе предусмотрено определение средней плотности различных строительных материалов в воздушно-сухом состоянии.

Методика определения средней плотности зависит от формы испытываемого образца: правильной или неправильной геометрической формы.

Образцы подготавливают к испытаниям: очищают их от пыли и рыхлых частиц, выдерживают не мене 10 суток в помещении при температуре (25 ± 10) ºС и относительной влажности воздуха (50 ± 20) %.

Оборудование (должно соответствовать требованиям нормативно-технической документации на конкретный строительный материал):

– весы технические квадрантные; весы технические с разновесами;

– линейка металлическая;

– штангенциркуль.

Проведение испытания

При помощи штангенциркуля или металлической линейки измеряют геометрические размеры образцов:

– у куба – длину а, ширину b, высоту h;

– у цилиндра – диаметр d и высоту h.

Геометрические размеры образцов измеряют согласно схеме, представленной на рисунке 1.1.

Рисунок 1 – Схема измерения геометрических размеров

образцов куба (а) и цилиндра (б)

Длину, ширину и высоту куба измеряют с точностью до 0,01см в трех плоскостях: по параллельным друг другу ребрам и средней между ними линии (посередине измеряемой грани). За окончательный результат по каждому размеру принимают среднее арифметическое значение.

^, (1.2) ^, (1.3)

^, (1.4)

где a_ср , b_ср , h_ср – среднее арифметическое значение соответственно длины, ширины и высоты куба, см;

a₁ , a₂ , a₃ – фактические значения длины в первом, втором и третьем замерах, см;

b₁ , b₂ , b₃ – тоже, ширины куба, см;

h₁, h₂, h₃ – тоже, высоты куба, см.

Средние арифметические значения размеров образца-куба используют в расчете его объема в естественном состоянии V_е , см³

V_е= a_ср · b_ср · h_ср (1.5)

Диаметр цилиндра измеряют в четырех местах: два взаимно перпендикулярных диаметра на верхнем и нижнем основании (d₁, d₂ и d₃, d₄). По результатам замеров рассчитывают среднее арифметическое значение диаметра d_ср, см:

^, (1.6)

Высоту измеряют по образующим цилиндра, проходящим через точки пересечения выбранных диаметров с окружностью. По результатам замеров рассчитывают среднее арифметическое значение высоты h_ср, см:

^, (1.7)

где h₁, h₂, h₃, h₄ – фактические значения высоты в первом, втором, третьем и четвертом замерах, см.

Средние арифметические значения диаметра и высоты образца-цилиндра используют для определения его объема в естественном состоянии V_е , см³:

^, (1.8)

Массу m в граммах определяют, взвешивая измеренный образец (с точностью до 0,1 г при массе до 500 г, до 1 г – при массе более 500г).

Результаты испытаний заносят в таблицу 1 и по формуле 1.1 вычисляют среднюю плотность ρ_ср .

Таблица 1 – Результаты определения средней плотности строительных материалов

Размеры в сантиметрах

Показатели	Наименование материалов
	___________ (призма)			___________ (призма)			___________ (цилиндр)
Масса образца m, г
Размеры куба:
длина a1 , a2 , a3							–
aср							–
ширина b1 , b2 , b3							–
bср							–
высота h1 , h2 , h3							–
hср							–
Размеры цилиндра:
диаметр: d1 , d2 , d3, d4	–
dср
высота h1 , h2 , h3, h4	–
hср
Объем образца Vе , см3
Средняя плотность ρср, г/см3
Средняя плотность ρср, кг/м3

Заключение: Полученный результат (не) лежит в пределах реальных значений.