Решение

1) Определяем водопоглощение по массе.

W_m = [(m_вл – m_сух )/ m_сух] х 100% = [(308 – 300)/ 300] х 100 % = 2,7%.

2) Определяем водопоглощение по объему.

d = W_o/W_m, где d – относительная плотность; d = ρ_о/ρ_{воды при 4}^О_С.

W_o = d W_m = (ρ_о/ρ_воды )W_m = (2,0 / 1,0) 2,7 = 5,4%.

3) Определяем пористость:

П = [1 – ρ_о/ρ] х 100% = [1 – 2000/2500] х 100% = 20%.

4) Определяем коэффициент насыщения.

К_нас = W_o / П = 5,4 / 20 = 0,28. Морозостойкость материала можно оценить по коэффициенту насыщения. Материал морозостоек если К_нас менее или равен 0,9. 0,28<0,9, поэтому известняк морозостойкий.

Пример 2. Прочность на сжатие кирпича в сухом состоянии (R_сух) 20 МПа, а после насыщения водой (R_нас) 12 МПа. Водопоглощение по объему 20%, а общая пористость 28%. Дать заключение о водостойкости и морозостойкости кирпича.

Решение

1) Материал считают водостойким, если его коэффициент размягчения (водостойкости) равен или более 0,8. Определяем коэффициент размягчения.

К_разм = R_нас / R_сух = 12 / 20 = 0,6 < 0,8. Кирпич не водостойкий.

2) Определяем коэффициент насыщения (см. п.4 задачи 1).

К_нас = W_o / П = 20 / 28 = 0,7 < 0,9. Кирпич морозостойкий.

Пример 3. Определить пористость известняка - ракушечника, если образец массой 50 г и объемом 30 см³ после измельчения вытеснил из объемометра Ле-Шателье 20 см³ воды.

Решение

1) Определяем среднюю плотность известняка.

ρ_o = m / V = 50 / 30 = 1,66 г/см³.

2) Определяем истинную плотность известняка.

ρ = m / V = 50 / 20 = 2,5 г/см³.

3) Определяем пористость известняка.

П = [1 – ρ_о/ρ] х 100% = [1 – 1,66/2,5] х 100% = 33,6%.

Пример 4. Определить истинную плотность известняка, если пустой пикнометр вместимостью 100 мл имеет массу 50 г, с порошком известняка его масса составляет 70 г, а с порошком известняка и водой – 160 г.

Решение

1) Определяем массу навески порошка известняка.

m = 70 – 50 = 20 г.

2) Определяем массу пикнометра с водой как сумму масс пустого пикнометра и воды при нормальных условиях, когда ρ_воды= 1 г/см³. Масса 100 мл (см³) воды равна 100 г): m₁ = 50 + 100 = 150 г.

3) Определяем истинную плотность известняка.

ρ = m ρ_воды / (m + m₁ – m₂) = 20 x 1 / (20 + 150 –160) = 2 г/см³, где m₂ – масса пикнометра с водой и материалом.

Пример 5. Определить плотность вещества и объем пор в кирпиче, если целый кирпич имеет массу 3,2 кг и размеры 250 х 120 х 65 мм, а полученный из него порошок вытесняет 1400 см³ воды.

Решение

1) Определяем истинную плотность кирпича.

ρ = m / V = 3200 / 1400 = 2,29 г/см³.

2) Определяем объем пор.

V_п = V_к – V = 25,0 х 12,0 х 6,5 – 1400 = 550 см³.

Пример 6. Определить пористость и относительную плотность образца материала, если истинная плотность ρ = 2,68 г/см³, а водопоглощение по массе в 1,3 раза меньше водопоглощения по объему. Стандартным веществом является вода при 4^оС.

Решение

1) Определяем относительную плотность.

d = W_o/W_m = 1,3

2) Определяем среднюю плотность.

ρ_o = d х ρ_воды = 1,3 x 1 = 1,3 г/см³.

3) Определяем пористость.

П = [1 – ρ_о/ρ] х 100% = [1 – 1,3/2,68] х 100% = 52 %.

Пример 7. Во сколько раз пористость камня А отличается от пористости камня Б, если известно, что плотность твердого вещества обоих камней одинакова и составляет 2,72 г/см³, но средняя плотность камня А на 20% больше, чем камня Б, у которого водопоглощение по объему в 1,8 раза больше водопоглощения по массе.