Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лабораторные работы (метод. указания)_1.doc
Скачиваний:
163
Добавлен:
29.02.2016
Размер:
896.51 Кб
Скачать

1 Определение средней плотности материалов

Средняя плотность численно равна массе единицы объема мате­риала в естественном состоянии (с пустотами и порами).

Объем образца правильной формы (пеносиликат, кирпич, зерна керамзита) рассчитывают, замеряя геометрические размеры при помощи штангенциркуля или металлической линейки. При размерах образца до 100 мм точность замера составляет 0,1 мм; свыше 100 мм – 1 мм. Массу образца определяют с точностью до 0,1 г (при массе до 500 г) и с точно­стью до 1 г (при массе более 500 г).

Для определения средней плотности образцы материала должны быть изготовлены в форме куба, параллелепипеда или цилиндра. При этом необходимо учитывать, что для пористых материалов размер образца кубической формы должен быть не менее 100  100  100 мм, а для плотных не менее 40  40  40 мм. У цилиндрических образцов диаметр и высота должны быть соответственно не менее 70 и 40 мм.

Образцы правильной геометрической формы (три для испытуемого материала) высушивают в сушильном шкафу при t = ± 5 °С, охлаждают в эксикаторе и хранят в нём до момента испытания.

На основании полученных данных среднюю плотность ρо, г/см3, вычисляют по формуле

ρо = m / V (1)

где m – масса образца, г; V – объем образца, см3.

Объем образцов неправильной формы (зерна щебня) определяют при помощи гидростатического взвешивания. Согласно закону Архимеда на тело, находящееся в жидкости, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости.

Так как в работе в качестве жидкости использована вода, плотность которой равна 1 г/см3, то, следовательно, объем образца численно равен выталкивающей силе, рассчитанной как разность массы образца на воздухе и в воде.

Для определения объема предварительно взвешенный высушенный образец покрывают тонким слоем расплавленного парафина с целью гид­роизоляции открытых пор, проникновение воды в которые может повлиять на достоверность полученных результатов.

После парафинирования производят взвешивание образца сначала на воздухе, подвесив его на нити к левому коромыслу гидротехнических ве­сов, а затем в воде, исключая соприкосновение с воздухом, стенками и дном емкости.

Расчет средней плотности проводят в следующей последовательности.

Объем парафинаVn, см3, затраченного на покрытие образца.

v = m1 – m / ρп (2)


где т – масса высушенного образца, г; m1 – масса образца, покрытого па­рафином на воздухе, г; ρп – плотность парафина, принимаемая 0,93 г/см. Объем образца с парафином Vj, см3.

v1 = m1 – m2 / ρв (3)

где m1 масса образца, покрытого парафином, на воздухе, г; m2 – масса образца в воде, г; ρв – плотность воды, равная 1 г/см3.

На основании полученных результатов формул (2), (3) рассчитывают среднюю плотность образца ρо, г/см3

ρо = m/ v1 – v (4)

Песок, щебень, гравий используют в строительстве в виде рыхлозер- нистых смесей. Поэтому для таких материалов определяют не только среднюю плотность зерен, но и насыпную плотность их совокупности.

Насыпная плотность – это масса рыхлозернистых материалов в единице объема в свободном, неуплотненном состоянии.

Для определения насыпной плотности в цилиндр известного объема засыпают с высоты 10 см высушенный материал с горкой.

Объем цилиндра выбирают в зависимости от размера зерен: до 5 мм – 1 – 2 л; от 5 до 10 мм – 5 л; от 10 до 20 мм – 10 л; от 20 до 40 м – 20 л; свыше 40 мм – 50 л.

Излишки материала снимают линейкой вровень с краями (без уплот­нения) движением от себя, взвешивают цилиндр с материалом. Насыпанную плотность ρн, кг/м , определяют по формуле.

ρн = m1– m/ v (5)

где m – масса мерного цилиндра, кг; mj – масса мерного цилиндра с мате­риалом, кг; V – объем мерного цилиндра, м3.

Для оценки достоверности полученных результатов их сравнивают с табличными данными (таблица 2).

Таблица 2 – Плотность строительных материалов

Материалы

Плотность, кг/м3

истинная

средняя

Насыпная

Щебень гранитный

2600 – 2800

2500 – 2700

1450 – 1650

Гравий керамзитовый

2600 – 2700

650 – 800

200 – 1300

Песок кварцевый

2500 – 2650

1450 – 1700

Кирпич керамический

2600 – 2700

1600 – 1900

Бетон тяжелый

2600 – 2900

1800 – 2500

Сталь строительная

7850

– 7900

7850 – 7900

Стекло строительное

2500 – 2600

2500 – 2600