Величина пористости одного и того же состава материала предопределяет его прочность. Увеличение пористости приводит к уменьшению прочности материала [3].
1.3. Последовательность и порядок выполнения работы |
|
С |
(содержание заданий) |
|
|
В течен е занят я студенты должны выполнить следующие работы: определ ть стинную плотность плотной горной породы ус- делитькоренным способом с спользованием прибора Ле-Шателье и пикно-
метрическ м способом; определить среднюю плотность горной породы с спользован ем метода гидростатического взвешивания; опре-
способом; рассч тать пустотность песка; определить водопоглощение и водонасыщен е горной породы по массе и объему.
среднюю плотность песка с использованием прибора ЛеШателье; определбАть о щую пористость горной породы расчетным
1.3.1. Определение истинной плотности
Истинная плотность – масса единицы объема материала в абсо-
лютно плотном состоянии (т.е. ез учета имеющихся в нем пустот и пор).
стеклянная воронка, сито № 014.Д 1. Мелкие куски пробы измельчают в ступке и просеивают через
Пикнометрический метод
Аппаратура: пикнометр емкостью 100 мл (рис. 1.1), технические весы, стакан (бюкс) для взвешивания, чугунная или фарфоровая
ступка, эксикатор, сушильный шкаф, песчаная или водяная баня, И
сито №014.
2. Полученный порошок переносят в фарфоровую чашку, поме-
щают в сушильный шкаф при 105 110 °С, высушивают до постоянной массы, затем охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры.
3. Отвешивают две навески порошкообразного материала массой 10 г каждая. Каждую навеску всыпают в чистый сухой пикнометр и наливают дистиллированную воду комнатной температуры в таком количестве, чтобы пикнометр был заполнен не более чем на половину своего объема.
7
|
4. Пикнометр в слегка наклонном положении |
|
|
ставят на песчаную или водяную баню и кипятят |
|
|
его содержимое в течение 15…20 мин для удале- |
|
С |
ния пузырьков воздуха (пузырьки воздуха могут |
|
быть удалены путем выдерживания пикнометра |
||
под вакуумом в эксикаторе). После кипячения ох- |
||
лаждают пикнометр с содержимым до комнатной |
||
температуры. |
|
|
5. Доливают пикнометр до риски дистилли- |
||
споласкивают |
|
|
|
рованной водой и взвешивают с точностью до 0,01 |
|
Рис. 1.1. П кнометр |
г, затем освобождают пикнометр от содержимого, |
|
|
|
, заполняют его до черты дистилли- |
рованной водой комнатной температуры и взвешивают. |
||
6. Ист нную плотность , г/см3, определяют по формуле |
||
|
|
(1.1) |
где 
– масса навески порошка, высушенного до постоянной массы, г; 
– плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3; 
– масса пик-
нометра с дистиллированной водой, г; – масса пикнометра с на- |
||
веской и дистиллированной водой после удаления пузырьков воздуха, |
||
г. |
Д |
|
Расхождениебмежду результатамиАдвух определений не должно |
||
|
||
быть более 0,02 г/см3. В случае больших расхождений производят |
||
третье определение и принимают для расчета два ближайших значе- |
|
ния. За результат принимают среднеарифметическое значение двух |
|
параллельных испытаний. |
И |
|
|
Ускоренное определение истинной плотности с использованием прибора Ле Шателье
Аппаратура: прибор Ле Шателье (рис. 1.2), технические весы, стаканчик для взвешивания или фарфоровая чашка, эксикатор, шкаф сушильный.
1.Пробу готовят по 1 2 подразд. 1.3.1. После этого отвешивают две навески массой по 50 г каждая.
2.Прибор заполняют водой до нижней отметки, уровень воды определяют по нижнему мениску.
8
3. Каждую навеску через воронку прибора всыпают небольшими порциями до тех пор, пока
уровень жидкости в приборе, определяемый по ниж- |
||||||
нему мениску, не поднимется до риски с делением |
||||||
20 мл или с другим делением в пределах верхней |
||||||
С |
|
|
|
|
||
градуированной части прибора. Для удаления пу- |
||||||
зырьков воздуха прибор рекомендуется слегка |
||||||
встряхнуть. |
|
|
|
|
||
|
4. Остаток змельченной пробы, не вошедший |
|||||
прибор |
|
|||||
в |
, взвеш вают и определяют плотность по- |
|||||
рошка , г/см3, по формуле |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Рис. 1.2. Прибор |
|
|
|
|
|
|
Ле Шателье |
|
|
быть |
(1.2) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
где |
– масса высушенной навески порошка, г; |
– масса остатка, г; |
||||
– объем воды, вытесненной порошком, определяемый по градуиро- |
||||||
ванной шкале, см3. |
А |
|||||
|
Расхождение между результатами двух определений плотности |
|||||
не должно |
|
олее 0,02 г/см3. В случае больших расхождений |
||||
производят третье определение и принимают для расчета два бли- |
||||||
жайших значения. |
За результат принимают среднеарифметическое |
|||||
|
|
|
|
|
Д |
|
значение двух параллельных испытаний. |
|
|||||
|
|
1.3.2. Определение средней плотности |
||||
|
Средняя плотность – масса единицы объема материала в естест- |
|||||
|
|
|
|
|
И |
|
венном состоянии, включая имеющиеся в нем пустоты и поры. |
||||||
|
Среднюю плотность образцов правильной геометрической фор- |
|||||
мы определяют по объему и массе образца . |
ля вычисления объ- |
|||||
ема измеряют длину, ширину (или диаметр) и высоту образца. Перед взвешиванием образцы высушивают до постоянной массы. Среднюю плотность вычисляют по формуле как среднее арифметическое трех определений:
(1.3)
Среднюю плотность образцов неправильной формы определяют методом гидростатического взвешивания.
9
Аппаратура: весы технические с приспособлением для гидростатического взвешивания (рис. 1.3), сушильный шкаф, сосуд для насыщения водой или парафинирования образцов, металлическая щетка, нитки для подвешивания образцов при парафинировании и гидроста-
тическом взвешивании. |
|
|
|
|
|
|
|
С |
1. Для определения средней |
||||||
плотности берут 3 4 образца ма- |
|||||||
териала размером 40 70 мм. Ка- |
|||||||
ждый образец тщательно очищают |
|||||||
металлической |
щеткой, |
обтирают |
|||||
сухой тряпкой, |
высушивают в су- |
||||||
шильном |
шкафу |
до |
постоянной |
||||
и |
|||||||
массы. |
|
|
|
|
|
||
Для |
определения |
средней |
|||||
плотности зерен материала разме- |
|||||||
ром до 40 мм берут аналитическую |
|||||||
Рис. 1.3. Весы для г дростатического |
массой не менее 2,5 кг. Про- |
||||||
бу высушивают |
до |
постоянной |
|||||
взвешивания |
массы, просеивают через сито с |
||||||
пробуразмером отверстий, соответст- |
|||||||
вующим наименьшему номинальному размеру зерен данного мате- |
|||||||
риала, и из остатка на сите отвешивают две пробы по 1000 г каждая. |
|||||||
2. Образцы материала произвольной формы или навеску мате- |
|||||||
риала насыщают водойА, погружая их в воду комнатной температуры |
|||||||
на 2 ч так, чтобы уровень воды в сосуде был выше поверхности об- |
|||||||
3. Насыщенные образцы породыДили пробу материала вынимают из воды, удаляют влагу с их поверхности мягкой влажной тканью и сразу же взвешивают на воздухе, а затем на гидростатических весах. Образцы материала погружают в воду, подвешивая на нитке, а пробу материала помещают в сетчатый (перфорированный) стакан, погру-
разцов или щебня не менее чем на 20 мм.
женный в воду.
4. Среднюю плотность образцов горной породы произвольной |
|
3 |
И |
формы или навески материала , г/см |
, определяют по формуле |
(1.4)
10