5.2 Определение средней плотности образцов правильной геометрической формы

Средняя плотность – это масса единицы объема материала в естественное состоянии (с учетом пор и пустот);

(2)

где m – масса материала, г;

V_ест – объем материала в естественном состоянии, см³.

Для определения средней плотности образцы изготовляют в форме куба, параллелепипеда или цилиндра с минимальными размерами (длина, ширина, высота, диаметр) не менее 5 см. Образцы сушат в сушильном шкафу при 115 °С до постоянной массы, охлаждают в эксикаторе и хранят в нем до начала испытаний.

Массу образцов определяют взвешиванием на технических весах. Образцы массой менее 500 г взвешивают с точностью до 0,1 г, более 500 г – с точностью до 1 г.

Объем образцов определяют измерением их размеров штангенциркулем. Стороны размером до 10 см измеряют с точностью до 0,1 мм, более 10 см – с точностью до 1 мм.

Размеры образца в форме куба или параллелепипеда измеряют по схеме, показанной на рисунке 3, т.е. по длине, ширине и высоте. За истинный размер принимают среднее арифметическое трех измерений.

В этом случае объем вычисляют по формуле:

(3)

Рисунок 3 – Схема измерения размеров образца кубической формы

Размеры образца цилиндрической формы измеряют по схеме, изображенной на рисунке 4, т.е. по диаметру и высоте. За истинный размер принимают среднее арифметическое этих измерений.

Рисунок 4 – Схема измерения размеров образца цилиндрической формы

В этом случае объем вычисляют по формуле:

. (4)

По известным массе и объему образца вычисляют среднюю плотность материала как среднее арифметическое результатов испытания трех образцов одного и того же материала.

5.3 Определение пористости

Пористость материала – это степень заполнения его объема порами, вычисляемая в процентах по формуле:

, (5)

где ρ – истинная плотность материала, г/см³;

ρ_о– средняя плотность материала, г/см³.

5.4 Определение насыпной плотности сыпучих материалов

Для определения насыпной плотности применяют стандартную воронку в виде усеченного конуса, переходящего в нижней части в трубку диаметром 20 мм с задвижкой. Под трубкой устанавливают заранее взвешенный мерный сосуд объемом V= 1 л = 1000 см³. В воронку насыпают высушенный до постоянной массы исследуемый материал, открывают задвижку и с избытком заполняют мерный цилиндр материалом. После этого закрывают задвижку и линейкой срезают излишек материала вровень с краями цилиндра. Сосуд с материалом взвешивают и определяют его массу с точностью до 1 г.

Насыпную плотность вычисляют по формуле:

(6)

где m₁ – масса пустого цилиндра, г;

m₂ – масса цилиндра с материалом, г [3, 4].