4. Определение пористости

Пористость (общая) П – степень заполнения материала порами:

П = V_п / V_о, (1.10)

где V_п – объем пор в материале; V_о – объем материала в естественном состоянии.

Открытая пористость П_о определяется как отношение суммарного объема пор, насыщающихся водой, к объему материалаV_о, т.е.

. (1.11)

Закрытая пористость П_з:

П_з = П – П_о. (1.12)

Существует два способа определения общей пористости: экспериментальный и экспериментально-расчетный.

Экспериментальный (прямой) способ основан на замещении порового пространства в материале сжиженным гелием и тре­бует сложной аппаратуры для испытаний.

Экспериментально-расчетный метод определения порис­тости использует найденные опытным путем значения истинной плотности материала ρ и его средней плотности ρ_ов сухом состоянии. ПористостьП (%)вычисляют по формуле

. (1.13)

Открытую пористость П_ок (%)определяют по формуле

П_ок= В_о, (1.14)

где В_о – объемное водопоглощение материала, % (см. п.6).

Закрытую пористость П_з (%) вычисляют по формуле (1.12).

Результаты вычислений пористости материала заносят в табл.1.6.

Таблица 1.6. Результаты вычислений пористости материала

Наименование материала	Общая порис-тость образца, %	Открытая порис-тость образца, %	Закрытая порис-тость образца, %

5. Определение влажности

Влажность материала характеризуется тем количеством воды, которое содержится в порах и адсорбировано на поверхности образца.

Влажность образца W(%) вычисляется по формуле

, (1.15)

где m_в – масса влажного образца, г; m_с – масса сухого образца, г.

Влажность бетона определяют по образцам или пробам, полученным дроблением образцов после их испытания на проч­ность. Наибольший размер кусков после дробления должен быть не больше 5мм. Путем квартования отбирают пробу 100г, которую сушат при температуре (105±5)°С до постоянной массы. Чтобы установить в процессе высушивания достижение пробой постоянной массы, производят взвешивания не менее чем через 4часа. Массу считают постоянной, если разница между повторными взвешиваниями оказалась не более 0,1 %. Влажность образца вычисляют по формуле (1.15).

Результаты опытов заносят в табл.1.7.

Таблица 1.7. Результаты определения влажности образца материала

Наименование материала	Масса пробы в состоянии естественной влажности, г	Масса пробы в сухом состоянии, г	Влажность образца, %

6. Определение водопоглощения

Водопоглощение – это способность материала впитывать и удерживать в порах воду. Определяют водопоглощение по массе и объему.

Водопоглощение по массе В_м(%) вычисляют по формуле

, (1.16)

где m_н – масса насыщенного водой образца, г; m_с – масса сухого образца, г.

Водопоглощение по объему В_о (%) – степень заполнения объема материала водой, характеризующую в основном его открытую пористость, ─ вычисляют по формуле

, (1.17)

где V_о – объем образца, см³; ρ_в – плотность воды (1 г/см³).

Зная водопоглощение по массе В_м и плотность ρ_о, можно рассчитать водопоглощение по объему

. (1.18)

Испытание производят на образцах в виде кубов с реб­ром 100 или 150 мм или в виде цилиндров, имеющих такие же диаметр и высоту. Допускается определение водопоглощения материала на образцах, имеющих неправильную геометричес­кую форму и массу не менее 200г. Образцы высушивают до постоянной массы, а затем помещают в емкость, наполненную водой с таким расчетом, чтобы уровень воды в емкости был выше верхнего уровня уложенных образцов примерно на50мм. При этом образцы укладывают на прокладки так, чтобы высота образца была минимальной. Температура воды в емкости должна быть (20±2)°С.

Образцы взвешивают через каждые 24ч насыщения водой с погрешностью не более 0,1 г.При каждом взвешивании образ­цы, вынутые из воды, предварительно вытирают отжатой влаж­ной тканью. Массу воды, вытекшую из пор образца на чашку весов, следует включать в массу насыщенного образца. Насыщение водой производят до тех пор, пока результаты двух последовательных взвешиваний будут отличаться не более чем на 0,1 г. Водопоглощение по массе и объему вычисляют по формулам (1.16) -(1.18).

Водопоглощение материала определяют также методом кипя­чения образцов. При этом образцы кипятят в сосуде с водой. Объем воды должен не менее чем в два раза превышать объем установленных в нем образцов. После каждых 4ч кипячения образцы охлаждают в воде до комнатной температуры, обтира­ют влажной отжатой тканью и взвешивают. Испытание произво­дят до тех пор, пока результаты двух последовательных взве­шиваний будут отличаться не более чем на 0,1 %.Расчет водопоглощения ведут по указанным выше формулам.

Результаты опытов заносят в табл.1.8.

Таблица 1.8. Результаты определения водопоглощения образца материала

Наименование материала	Масса сухого образца, г	Масса образца, насыщенного водой, г	Объем образца, см3	Водопоглощение образца, %
				по массе	по объему

Контрольные вопросы

1. Что такое истинная плотность материала, от чего она зависит, как определяется?

2. Почему для определения истинной плотности каменный материал измельчают?

3. Что общего и что разного между истинной и средней плотностью материала?

4. Что такое средняя плотность материала, от чего она зависит, как определяется?

5. Что такое и как определяется общая, открытая и закрытая пористость материала?

6. Какая существует зависимость между водопоглощением по объему и общей пористостью материала? Всегда ли эта зависимость справедлива?

7. Какое влияние оказывает открытая и закрытая пористость на морозостойкость материала?

8. Какое влияние оказывает открытая и закрытая пористость на тепло- и звукопроводность материалов?

9. Что такое и как определяется влажность материала?

10. Что такое водопоглощение материала, от чего оно зависит, как определяется?

Лабораторная работа №2

Определение механических свойств материалов