Материал: 2104
рений диаметра. Высоту цилиндра определяют в четырех местах (h1, h2, h3, h4) и за окончательный результат принимают среднее арифметическое четырех измерений.
2. Вычислить объем образца.
Объем образца 
, см3, имеющего вид куба или параллелепипеда, вычисляют по формуле
где
– средние значения размеров граней образца, см. Объем образца цилиндрической формы вычисляют по формуле
амассой 500 г и более – с точностьюАдоД1,0 Иг.
4.Вычислить среднююбплотность образца. Среднюю плотность материала вычисляют по формуле как среднее арифметическое трех ее значений для различныхио разцов.С
|
Номер |
Размеры образца, |
, |
, |
, |
Среднее |
|||
Материал |
|
см |
|
значение |
|||||
опыта |
|
|
см3 |
г |
г/см3 |
||||
|
|
|
|
||||||
|
а |
b |
h |
г/см3 |
кг/м3 |
||||
|
|
|
|
|
|||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Определение средней плотности образцов неправильной формы
Среднюю плотность образцов неправильной формы определяют методом гидростатического взвешивания. Согласно закону Архимеда на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной им жидкости. Так как
в качестве жидкости используется вода, плотность которой равна 1 г/см3, то объем образца будет численно равен выталкивающей силе, рассчитанной как разность веса образца на воздухе и в воде.
Материалы и оборудование: образцы материала (указать) размером 40 70 мм, расплавленный парафин, весы технические с приспособлением для гидростатического взвешивания (рис. 5), сосуды для насыщения водой и парафинирования образцов, нитки для подвешивания образцов при парафинировании.
|
|
|
|
|
Ход работы: |
|
|
|
|
1. Взвесить образец. Взвешива- |
|
|
|
|
ние производить с точностью до 0,01 |
||
|
|
|
г. |
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Поместить образец в сосуд с |
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
водой на 2 ч (в лабораторной работе – |
||
|
|
|
на 30 мин) до полного насыщения от- |
||
|
|
|
крытых пор и микротрещин водой. |
||
|
|
|
Уровень воды в сосуде должен быть |
||
|
|
|
выше поверхности образцов не менее |
||
|
|
б |
|
|
|
Рис. 5.Весы для гидростатического |
чем на 20 мм. |
|
|||
|
взвешивания |
|
|
3. Извлечь насыщенные образцы |
|
|
и |
|
|
3 |
|
материала из воды, удал ть влагуАс их поверхности мягкой влажной |
|||||
тканью. |
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Взвесить насыщенный водой образец на воздухе. |
|||||
5. Провести гидростат ческое взвешивание образца. |
|||||
6. Вычислить среднюю плотность образца m, г/см , по формуле |
|||||
где – масса образца в сухом состоянии, г; |
– масса образца в на- |
||||
сыщенном водой состоянии на воздухе, г; |
– масса образца в на- |
||||
сыщенном водой состоянии в воде, г; 
– плотность воды.
Образцы горной породы с крупными открытыми порами при определении средней плотности покрывают тонкой пленкой парафина. Для этого нужно:
1.Взвесить образец.
2.Перевязать образец ниткой и быстро погрузить в расплавлен-
ный парафин (для сохранения в объеме открытых пор).
3.Взвесить покрытый парафином образец, предварительно охладив его до комнатной температуры.
4.Провести гидростатическое взвешивание покрытого парафином образца.
5.Вычислить среднюю плотность 
, г/см3, по формуле
где – масса сухого образца, г; |
– масса образца, покрытого па- |
|||||||||||
рафином, на воздухе, г; |
|
– масса образца, покрытого парафином, в |
||||||||||
воде, г; – плотность парафина, г/см3 ( |
И |
|
|
|
||||||||
= 0,93 г/см3). |
|
|
|
|||||||||
Среднюю плотность материала вычисляют как среднее арифме- |
||||||||||||
тическое трех определений для различных образцов. |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
||
6. Результаты измерений и вычислений занести в табл. 4. |
||||||||||||
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Результаты определения средней плотности материала |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
и |
А |
|
|
|
|
Среднее |
||||
Материал |
Номер |
, |
|
, |
|
, |
|
, |
|
значение |
||
|
опыта |
г |
|
г |
г |
|
|
г/см3 |
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г/см |
|
кг/м |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы |
|
|
|
|
|
|||||
1.Дайте определение средней плотности материала. Какие факторы могут повлиять на значение средней плотности?
2.Может ли средняя плотность материала равняться его истинной плотности?
3.Какова методика определения средней плотности образцов правильной геометрической формы?
4.В чем заключается методика определения средней плотности плотных и пористых образцов неправильной геометрической формы?
5.Какое практическое значение имеет средняя плотность мате-
риалов в строительстве?
Лабораторная работа № 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАСЫПНОЙ ПЛОТНОСТИ
Цель работы: определить насыпную плотность зернистых материалов различной крупности.
Теоретическая часть
Насыпная плотность – масса единицы объема материала, находящегося в рыхлонасыпном состоянии.
Насыпная плотность 
, кг/м3, определяется по формуле
И |
|
Д |
– насыпной |
где – масса материала в насыпном состоянии, кг; |
|
объем, включая пространство между частицами, м3. |
|
Насыпная плотность является характеристикой сыпучих (зерни- |
|
стых, порошкообразных) материалов. Ее определяют для цемента,
песка, щебня, гравия и др. В объеме таких материалов имеются не |
||
|
б |
|
только поры в самом материале, но и пустоты между зернами (рис. 6). |
||
На насыпную плотность материала влияет влажность. Вода за- |
||
и |
|
|
мещает воздух в порах матер алаАи адсорбируется на поверхности его |
||
С |
|
зерен, и поэтому, как правило, |
|
чем больше влажность материала, |
|
|
|
|
|
|
тем больше его плотность. |
|
|
При транспортировке и хра- |
|
|
нении сыпучие материалы уплот- |
|
|
няются. При этом их насыпная |
|
|
плотность оказывается на 15 |
|
|
30% выше, чем в рыхлонасыпан- |
|
|
ном состоянии. |
|
|
Насыпную плотность мате- |
Рис. 6. Схема составных частей |
риалов определяют, измеряя их |
|
сыпучего материала: –естественный |
объем мерными цилиндричес- |
|
объем материала; – объем |
кими сосудами вместимостью |
|
межзерновых пустот |
от 1 до 50 л. За объем материала |
|
|
|
в этом случае принимают объем |
|
|
сосуда. |
Материалы и оборудование: предварительно высушенный зернистый материал (указать), весы технические, цилиндры мерные, совок, линейка.
Ход работы:
1. Взвесить пустой цилиндр.
Мелкозернистые материалы (зерна менее 5 мм) насыпают в мерный сосуд вместимостью 1 л. Крупнозернистые материалы (зерна более 5 мм) засыпают в мерные сосуды вместимостью 5, 10, 20 и 50 л в
соответствии с табл. 5. |
|
|
|
|||
2. |
Засыпать |
материал |
совком в |
|
||
цилиндр с высоты 10 см до образова- |
|
|||||
ния конуса (рис. 7). |
|
|
|
|||
3. |
Снять |
излишек |
материала |
И |
||
стальной линейкой вровень с краями |
||||||
|
||||||
цилиндра (без уплотнения). |
|
Д |
||||
|
|
|
|
|||
4. |
Взвесить |
цилиндр |
с материа- |
|
||
лом. |
|
|
|
|
|
|
5. |
Вычислить насыпную плот- |
|
||||
|
|
|
|
А |
|
|
ность материала с точностью 10 кг/м3 |
|
|||||
по формуле |
|
|
|
Рис. 7. Схема засыпки зернистого |
||
|
|
|
|
|
материала в мерный цилиндр |
|
|
|
и |
|
|
||
где |
С |
|
|
– масса мерного цилиндра с |
||
– масса мерного ц бл ндра, кг; |
||||||
материалом, кг; 
– объем мерного цилиндра, м3.
6. Результаты испытаний и вычислений занести в табл. 6. За результат принимают среднее арифметическое значение двух параллельных испытаний.
Таблица 5
Объемы мерных цилиндров в зависимости от размера зерен материала
Объем мерного |
Размеры цилиндра, мм |
Размер фракции |
|
цилиндра, л |
Диаметр |
Высота |
щебня, мм |
5 |
185 |
185 |
5 10 |
10 |
234 |
234 |
Св. 10 20 |
20 |
234 |
234 |
Св. 20 40 |
50 |
400 |
400 |
Св. 40 |