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材料密度,孔隙率及吸水率测定
材料密度,孔隙率及吸水率测定
资料密度、孔隙率及吸水率的测定
一、实验目的和意义
资料的密度是资料最基本的属性之一,也是进行其余物性测试(如颗粒粒径测试)的基础数据。资料的孔隙率、吸水率是资料构造特点的标记。在资料研究中,孔隙率、吸水率的测定是对产质量量进行检定的最常用的方法之一。
资料的密度,能够分为体积密度、真密度等。体积密度是指不含游离水资料的质量与资料的整体积(包含资料的实体积和所有孔隙所占的体积)之比;资料质量与资料实体积(不包含存在于资料内部的关闭气孔)之比值,则称为真密度。孔隙率是指资猜中气孔体积与资料整体积之比。吸水率是指资料试样放在蒸馏水中,在规定的温度和时间内吸水质量和试样原质量之比。因为吸水率与张口孔隙率成正比,在科研和生产实质中常常采纳吸水率来反应资料的显气孔率。
所以,不论是在陶瓷资料、耐火资料、塑料、复合资料以及废物复合资料等资料的研究和生产中,测定这三个指标对资料性能的控制有重要意义。经过本实验达到以下要求。
1、认识体积密度、孔隙率、吸水率等观点的物理意义。
2、认识测定资料体积密度、密度(真密度)的测定原理和测定方法。
3、经过测定体积密度、密度(真密度),掌握计算资料孔隙率和吸水率的计算方法。
二、实验方法
-88天然饰面石材体积密度、真密度、真气孔率、吸水率试验方法。
三、实验原理
资料的孔隙率、吸水率的计算都是鉴于密度的测定,而密度的测定章是鉴于阿基米德原理。由阿基米德原理可知,浸在液体中任何物体都要遇到浮力(即液体的静压力)的作用,浮力的大小等于该物体排开液体的重量。
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重量是一种重力的值,但在使用依据杠杆原理设计制造的天平进行权衡时,对物体重量的测定已归纳为其质量的测定。所以,阿基米德定律可用下式表示。
m1-m2=VDL
(1)
式中m1——在空气中秤量物体时所得的质量;
m2——在液体中秤量物体时所得的质量;
V——物体的体积
DL——液体的密度
这样,物体的体积就能够经过将物体浸于已知密度的液体中,经过测定其质量的方法来求得。
在工程丈量中,常常忽视空气浮力的影响。在此前提下进一步推导,可得用称量法测定物体密度时的原理公式。
D=(m1DL)/(m1-m2)
(2)
这样,只需测出相关量并代入上式,就能够计算出待测物体在温度t℃时的密度。实验中真密度测定是鉴于粉末密度瓶浸液法莱测定的。其原理是:
将样品制成粉末,并将粉样浸入对其湿润而不溶解的浸液中,用抽真空或加热煮沸清除气泡,求出粉末试样从已知容量的容器中排出已知密度的液体,进而得出所测粉末的真密度。四、实验仪器
1、恒温干燥箱:
由室温到200℃;
2、天平:
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最大称量1000g,感量10mg;最大称量100g,感量1mg各1个;
3、xx1把;
4、容积250ml密度瓶1个;
5、200目标筛1个;
6、干燥器1个;
7、研钵1个;
8、实验试剂蒸馏水。
五、实验步骤
1、试样制备阶段
1)体积密度试样尺寸为50mm左右的水泥块
2)密度试样选择1000g左右试样,将表面打扫干净,并粉碎到颗粒小于
5mm,以四分法缩分到150g,再用瓷研钵研磨成粉末并经过200目标准筛,将粉样装入称量瓶中,放入(105±2)℃烘箱内干燥4h以上,拿出稍冷后,放入干燥器内冷却到室温。
2、体积密度测定
1)将试样用刷子打扫干净放入(105±2)℃烘箱中干燥2h,拿出,冷却到室温,称其质量(m0),。
2)将试样放入室温的蒸馏水中,浸泡48h后拿出,用拧干的湿毛巾擦去表面水分,并立刻称量质量(m1),;接着把试样挂在网篮中,将网篮与试样浸入室温的蒸馏水中,称量其在水中的质量(m2),。
3、密度测定
称取试样三份,每份50g(m‘0),将试样分别装入干净的密度瓶内,并倒入蒸馏水。倒入的蒸馏水不超出密度瓶体积的一半,将密度瓶放入蒸馏水中煮
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沸10-15分钟,使试样中气泡清除,或将密度瓶放在真空干燥器内清除气泡。气泡清除后,擦干密度瓶,冷却到室温,用蒸馏水装满至标记处,称量质量
(m’2)。再将密度瓶冲刷干净,用蒸馏水装满至标记处,并称质量(m‘1),
m‘
0、m‘
1、m’2,。
4、实验剖析与计算
(1)体积密度:
体积密度ρb(g/cm3)按下式计算。
ρb=ρw×m0/(m1-m2)
(3)
式中m0——干燥试样在空气的质量, g
m1——水饱和试样在空气中的质量, g
m2——水饱和试样在水中的质量, g
3ρw——试验时室温水的密度,g/cm
2)密度ρt(g/cm3)按下式计算。ρt=ρw×m‘0/(m‘-m1+’2)m‘0
(4)
式中m‘0——干粉试样在空气的质量, g
m‘1——只装蒸馏水的密度瓶的质量, g
m‘2——装粉样加水的密度瓶质量, g
3ρw——试验时室温水的密度,g/cm
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(3)孔隙率:
依据测定所得的体积密度和密度,孔隙率 ρa(%)按下式计算
ρa=(1-ρb/ρt)×100%
(5)
3式中ρb——试样的体积密度,g/cm
3ρt——试样的密度,g/cm
(4)吸水率:
吸水率Wa(%)按下式计算
Wa=100%×(m1-m0)/m0
(6)
式中m0——干燥试样在空气的质量, g
m1——水饱和试样在空气中的质量, g
六、议论
1、依据式
(3)、式
(4)、式
(5)和式
(6),分别用测定值计算资料的体积密度、密度、吸水率、孔隙率。
2、计算体积密度、密度、吸水率、孔隙率的均匀值最大值与最小值。
3、体积密度、密度计算到三位有效数,孔隙率、吸水率计算到两位有效
数。
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