5. Хімічні властивості

Кислотостійкість - це здатність матеріалу чинити опір дії кислот, яка оцінюється втратою маси зразка матеріалу, ви­триманого в кислоті (бітум кислотостійкий, а цемент - ні).

Лугостійкість - це здатність матеріалу чинити опір дії лугів практично без руйнування (цемент лугостійкий, а лазур - не лугостійкий).

Токсичність - це здатність матеріалу в процесі виготовлен­ня й особливо експлуатації за певних умов виділяти для здоро­в'я людини (отруйні) речовини, зокрема деякі полімерні мате­ріали виділяють отруйні речовини.

Розчинність - це здатність матеріалу розчинюватись у воді, олії, бензині та інших речовинах-розчинниках. Якщо олійна фарба в оліфі розчинюється - це добре, а якщо глина, штука­турка у воді розчинюється - це погано.

Корозійна стійкість - узагальнене поняття стійкості мате­ріалу до руйнування за спільної дії хімічних, електрохімічних, біологічних та інших процесів (метал іржавіє і втрачає міцність).

6. Лабораторно-практична робота №1

Визначення фізичних властивостей матеріалів

Основна мета всіх лабораторних робіт - поглиблення, роз­ширення закріплення знань, одержаних учнями на теоретич­них заняттях з матеріалознавства.

Мета. Навчитись визначати густину, об'ємну масу, по­ристість, водопоглинонняя і пологість.

а) Визначення густини

Прилади, приладді! і матеріали: об'смомір :і поділками місткістю 100 мл (рис. 2, о) або градуйоїшний мірний циліндр місткістю 100 мл з ціною поділок 0,5 мм, сосуд з водою (б), тер­мометр, штатив, технічна вага з важками (гирками), колба з гасом або водою, скляна воронка, скляний або металевий сово­чок, фарфорова чашка, фільтрувальний папір; досліджуваль-ний матеріал, розтертий на порох (наприклад, цегляний поро­шок); ковадло, сито з сіткою №02 (918 отв./см²), сушильна шафа, ексикатор (циліндр), хлористий кальцій і таблиця довід­кових величин густини.

Підготовчі роботи. Матеріал у вигляді цегляного порошку, просіяного через сито, висушіть у сушильній шафі при темпера­турі Ю5..110°С до постійної маси, при якій різниця між двома контрольними зважуваннями після повторного просушування, буде відрізнятись близько 0,2%. Чашку з висушеним порошком об'ємом 70...80 г покладіть у закритий циліндр для охолоджен­ня до кімнатної температури. Перед цим на дно ексикатора на­сипте небагато хлористого кальцію для усунення вологи.

Рис. 2. Об'ємомір: а - загальний нагляд; б - прилад у робочому стані, 1 - об'ємомір, 2 - штатив, 8 - термометр, 4 - посудина, 5 -інертна рідина, 6 - вода.

Порядок виконання робіт

1. Наповніть об'ємомір (рис. 2, а) гасом (5) або водою до низу меніска (до "0") з надлишком, який відсмоктують фільтру­вальним папером.

2. Вільну від рідини частину трубки об'ємоміра підсушіть там­поном з фільтрувального паперу.

3. Об'ємомір (б, 1) помістіть у скляну посудину (б, 4) з водою (6) і закріпіть разом з термометром (3) на штатив 2 так, щоб градуйована частина об'ємоміра з рідиною при температурі 20'С була занурена у воду з температурою теж 20°С. Можна об'ємомір не поміщати у воду, а працювати на стійкому столі.

4. З ексикатора просушений охолоджений цегляний порошок гоночним помістіть у фнрфорону чашку і зважте з точністю до 0,01 г(270 г з чашкою)

5. Порошок цегляний через воронку засипте в об’ємомір за допомогою ложечки до тих пір, поки рівень рідини в приладі досягне поділки 20 см³. При цьому об'єм рідини в приладі, що знаходяться між рисками приладу, буде рівний об'єму насипаного порошка, тобто 20 см³. Щоб не попало повітря, об'ємомір звільніть від штатива, вийміть з води і обертайте у нахиленому стані впродовж 10...15 хв. Після прилад знов помістіть у сосуд з водою і через 10 хв. робіть відлік.

6. Залишок порошку з чашкою зважте (216 г). Тоді маса матеріалу порошка, засипаного в прилад, буде рівна різниці між результатами першого і другого зважування, тобто 270 -216 = 54 г.

7. Визначте густину за формулою:

8. Повторіть дослід з новою порцією цегляного порошку, а тоді визначте густину як середнє арифметичне з результатів двох визначень.

9. Запишіть результати роботи в журнал за формою 1 і по­рівняйте з довідковими даними (таблиця 1).

Форма 1 Найменування матеріалу - цегляний порошок.

б) Визначення густини рідини Прилади, приладдя і матеріали: денсиметр

(ареометр), прозорий скляний циліндр міст­кістю 250 або 500 мл, скляна паличка, суха тка­нина, досліджувана рідина. Порядок виконання робіт

1. Досліджувану рідину налийте в прозорий скляний циліндр на 3/4 його об'єму і пере­мішайте скляною паличкою.

2. М'якою тканиною насухо протріть аерометр і обережно занурте його по центру в рідину.

3. Відрахуйте від 1,00, тобто зверху вниз, пока­зання шкали аерометра на рівні рідини в циліндрі (рис. З, б).

4. Дослід повторіть 2-3 рази з різною кількістю рідини при температурі +20°С.

5. Результати густини рідини запишіть у жур­нал.

в) Визначення об'ємної маси матеріалу правильної геометричної форми

Прилади, приладдя і матеріали: сушильна шафа, вага з важками, штангенциркуль, мета­лева лінійка з поділками в 1 мм, щітка, зразки досліджуваних матеріалів, таблиця довідкових величин об'ємної маси.

Загальні відомості. До початку роботи висушіть зразки до­сліджуваного матеріалу. Для щільних матеріалів розміри зразків повинні бути не менше 4x4x4 см, а для пористих - не менше 10х 10х 10 см (не менше трьох зразків). Схеми вимірю­вання зразків показані на рис. 4.

Об'єми зразків форми куба або паралелепіпеда визначають­ся за формулою (см³):

V = а ∙Ь ∙с

де а, Ь, с - середні розміри граней зразка, см.

Об'єм циліндра визначається за формулою (см³):

Рис. 4. Схема вимі­рювання зразків: а - кубічної фор­ми; б - циліндрич­ної форми.

Порядок виконання робіт

1. Зразок матеріалу почистіть щіткою від пилу і зважте (на­приклад, маса сосни 500 г).

2. Штангенциркулем або лінійкою виміряйте зразок, як пока­зано на (рис. 4), і визначіть об'єм V = 10x10x10 см = 1000 см³.

3. За формулою визначіть об'ємну масу.

4. Досліди виконайте три рази на різних зразках одного і того ж матеріалу і визначіть середнє арифметичне трьох вимірів.

5. Результати обчислення запишіть в журнал і порівняйте з до­відковими даними (табл. 1). Накресліть схему вимірювання зразка і опишіть хід роботи.

г) Визначення об'ємної маси матеріалу, який має непра­вильну геометричну форму

Прилади, приладдя і матеріали: металевий об'ємомір, по­судина ємкістю 500 мл, вага з важками, сушильна шафа, екси­катор, електронагрівний прилад, колба з водою, шовкова або капронова нитка, парафін у металевій посудині, досліджува­ний матеріал (цегла), таблиця довідкових величин об'ємної маси.

Загальні відомості. Візьміть, наприклад, кусок цегли об'є­мом 50... 100 см^:і і висушіть його в сушильній шафі при темпе­ратурі 105... 110 С до постійної маси; потім охолодіть у ексика­торі і занурте у воду до повного заповнення пор або покрийте його водонепроникним шаром парафіну. Щоб повністю запов­нити пори необхідно кип'ятити зразок дві години або витри­мувати у воді 24 години, а потім вийняти і зберігати при кімнатній температурі. Скло і сталь не потрібно занурювати у ноду або покривати парафіном, оскільки в них нема пор.

Порядок виконання робіт

1. Із ексикатора вийміть сухий охолоджений зразок цегли і зважте (т = 170 г), а потім перев'яжіть міцною ниткою.

2. Зважте суху посудину (3) місткістю 500 мл (т_пос = 401 г).

3. Металевий об'ємомір наповніть водою кімнатної температу­ри до рівня коліна (О-О) (рис. 5).

Рис. 5. Металевий об'ємомір: 1 - зразок цегли, 2 -об'ємомір, З - посудина місткістю 500 мл, 1 вода.

4. Зразок матеріалу обережно опустіть у воду (4). Вода, витіс­нена цеглою, через зливну трубку виливається в раніше зва­жену посудину. Об'єм витісненої води буде рівний об'єму за­нуреного в неї зразка. Зважте посудину з водою (т^_е = 501 г). Маса води (без посудини) буде відповідати об'єму зразка ма­теріалу в кубічних сантиметрах (1 см³ води має вагу 1 г), тоб­то У= 501 - 401 = 100 см³.

5. Визначте об'ємну масу цегли за формулою:

6. Дослід проведіть тричі на різних зразках цегли, а тоді об­числіть середнє арифметичне із трьох вимірів і запишіть у журнал за формою 2.

Форма 2

Найменування матеріалу – цегла.

д) Визначення пористості Порядок виконання робіт

1. Із таблиці 1 випишіть густину цегли - 2680 кг/м³, а із фор­ми 2 - об'ємну масу цегли - 1700 кг/м³.

2. Обчисліть пористість (пустотність) цегли за формулою:

3. Запишіть результати обчисленої пористості цегли, густини і об'ємної маси в журнал лабораторних робіт і порівняйте з довідковими даними (табл. 1).

є) Визначення водопоглинення

Прилади, приладдя і матеріали: сушильна шафа, вага з важ­ками, ванна, скляні палички, кусок м'якої тканини, м'яка щітка, стальна лінійка, цегла.

Порядок виконання робіт

1. Три цеглини очистіть щіткою і виміряйте точно довжину, ширину і товщину кожної: 120x250x65 мм = 1950 см³, 1960 см³, 1940 см³.

2. Зразки висушіть до постійної маси при температурі Ю5...110°С.

3. Сухі зразки цегли занурте у ванну з водою при температурі 20°С на 2-4 доби.

4. Насичені водою три цеглини витріть м'якою тканиною і зважте.

5. Обчисліть водопоглинання за масою і за об'ємом, викорис­товуючи формули:

6. Дослід проведіть три рази і визначте середнє арифметичне.

7. Всі результати обчислень запишіть у журнал за формою 3 і порівняйте з довідковими даними (табл. 1).

Форма З

Найменування матеріалу - цегла.

Показники	Досліди
	1-й	2-й	3-й
Маса сухої цегли, г (т,)	3315	3330	3300
Маса цегли насиченої водою, г (т2)	3646,5	3996	3795
Маса води, поглинутої цеглою, г	331,5	666	495
Об'єм цегли в природному стані, см3 (V)	1950	1960	1945
Водопоглинання за масою, % (Wм)	10	20	15
Водопоглинання за об'ємом, % (W0)	17	33,4	25,4
Водопоглинання за масою	(10 + 20+ 15): 3 = 15%
Водопоглинання за об'ємом	(17 + 33,9 + 25,4) : 3 = 28,1%