УКРАИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Кафедра «Строительные материалы, конструкции и сооружения»

Пособие

к исполнению лабораторных работ

по дисциплине «Строительные материалы»

и «Строительное материаловедение»

Часть 1

Харьков – 2010

РАБОТА № 1

ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ МАТЕРИАЛА

1.1 Определение истинной плотности

Истинная плотность - характеризуется массой сухого материала в единице абсолютного объема, т.е. объема без пор и пустот.

Практически абсолютно плотное состояние сухого материала достигается измельчением его в ступке или шаровой мельнице и последующим просевом через сито с отверстиями в свету 0,2 мм (918 отв./см²), при этом считают, что частицы материала не имеют пор.

Для определения истинной плотности необходимо: объемомер - прибор Ле Шателье - Кандло (рис. 1.1), воронка стеклянная, весы аналитические, инертная к испытуемому материалу жидкость и сухой измельченный материал (порошок).

Прибор Ле Шателье - Кандло представляет собой стеклянную колбу с узким горлышком, которая немного расширяется в средней части, как показано на рис. 1.1.

а)	б)

Рис. 1.1. Прибор для определения истинной плотности:

а) колба Ле Шателье - Кандло

б) прибор в собранном виде

На шейке колбы нанесены черты выше и ниже сферического расширения, объем между которыми равен 20 см³. Выше верхней черты колба, также градуированная с ценой деления 0,1 см³.

Объемомер наполняют до нижней, нулевой черты жидкостью инертною (не вступает в реакцию с испытуемым материалом) касательно порошка материала.

От подготовленной пробы отвешивают 60 - 90 г материала и высыпают совочком через воронку в прибор небольшими порциями до тех пор, пока уровень жидкости в колбе (по нижнему мениску) не поднимется до черты в пределах верхней градуированной части прибора. Разница между конечными и начальными уровнями жидкости в объемомере показывает объем всыпанного порошка в прибор. Остаток порошка взвешивают.

Масса порошка, всыпанного в объемомер, будет равняться раз-нице между результатами первого и второго взвешивания.

Истинную плотность (ρ) материала рассчитывают по формуле:

, г/см³, кг/м³ (1.1)

, г/см³, кг/м³ (1.2)

где: m₁ - навес сухого материала до испытаний, г;

m₂ - остаток от навеса, г;

m - количество порошка, всыпанного в прибор, г;

V - объем жидкости, вытесненный навесом материала, см³.

1.2 Определение средней плотности

Средняя плотность - характеризуется массой сухого материала в единице общего объема - в естественном состоянии, то есть вместе с порами.

Среднюю плотность ( ρ _сер ) вычисляют по формуле (1.3), как отношение массы сухого материала к его общему объему:

, г/см³, кг/м³ (1.3)

где: m - масса сухого материала, г;

V - общий объем сухого материала в естественном состоянии, с порами, см³.

При определении средней плотности материала можно использовать образцы как правильной, так и неправильной геометрической формы. От формы образца зависит метод определения средней плотности материала.

1.2.1 Определение средней плотности образца правильной геометрической формы

Для определения средней плотности образцы материала могут быть выполнены в форме куба, параллелепипеда или цилиндра.

Образцы правильной геометрической формы предварительно высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 105110ºС.

С помощью штангенциркуля или линейки измеряют геометрические размеры образцов и вычисляют их объем, после чего образцы взвешивают на технических весах.

Образец любой правильной геометрической формы измеряют в трех местах и ​​берут средний результат с точностью до 0,1 мм.

Объем образца V, имеет вид куба или параллелепипеда, вычисляют по формуле:

, см³ (1.4)

где: a_ср, b_ср, h_ср - среднее значение размеров граней образца, см.

Объем образца V цилиндрической формы рассчитывают по формуле:

, см³ (1.5)

где: d_ср - средний диаметр образца, см;

h_ср - средняя высота цилиндрического образца, см.