В чем измеряется истинная плотность: Определение истинной плотности песка по прибору Ле-Шателье по ГОСТ 8735-88

2 Определение истинной плотности

Истинная
плотность
численно равна массе единицы объема
мате­риала в абсолютно плотном
состоянии без пор, пустот и трещин.
Следова­тельно, истинная плотность
– это плотность вещества, из которого
состоит материал. Для материалов и
изделий, имеющих одинаковый вещественный
состав, истинная плотность одинакова
(кирпич, керамзит).

Для
определения этого показателя используют
предварительно вы­сушенную и
измельченную пробу материала. Чем больше
степень измель­чения, тем плотнее
расположение частиц в объеме и,
следовательно, меньше погрешность
опыта.

Навеску
порошкообразного материала 30 г с помощью
воронки пе­реносят в пикнометр
вместимостью 100 см. Порошок заливают
водой примерно на 1,5 см выше уровня
материала и ставят пикнометр на водя­ную
или песчаную баню в наклонном положении.
Для удаления пузырьков воздуха и
уплотнения порошка смесь кипятят 15 –
20 мин. После этого колбу охлаждают до
комнатной температуры, доливают водой
до метки (по нижнему мениску) и взвешивают
с точностью до 0,1 г. Затем содержи­мое
выливают, пикнометр ополаскивают и,
заполнив водой до метки, взвешивают.

Истинную
плотность ρ, г/см , рассчитывают по
формуле

ρ=
m
ρв
/
m
+
m1
– m2
(6)

где
m
–
масса навески порошка, г; ρ_в
– плотность воды, принимаемая рав­ной
1 г/см³;
mj
– масса пикнометра с водой, г;
m₂
– масса пикнометра с на­веской порошка
и водой, г.

Пористость
– один из важнейших показателей структуры
любого материала. Общая пористость
материала состоит из объема замкнутых
пор, изолированных от внешней среды, и
открытых (капиллярных), доступных
проникновению воды, газов. В зависимости
от характера пор эксплутацинные свойства
материалов – морозостойкость,
теплопровод-
ность,
звуко­поглощение, водонепроницаемость,
коррозионная стойкость различны. При
одинаковой общей пористости свойства
материалов будут зависеть от объема
открытых пор.

Пористость
П, %,
зависит от плотности вещества, из
которо­го состоит материал – ρ, его
плотности в естественном состоянии –
ρ_о,
и рассчитывается по формуле

П
= (1 – ρо
/
ρ) · 100 (7)

где
ρо
– средняя плотность, г/см³;
ρ – истинная плотность, г/см³.

Полученные
значения сравнивают с данными таблицы
3.

Таблица
3 – Общая
пористость и пустотность строительных
материалов

Контрольные
вопросы для защиты выполненной
лабораторной работы

1
Какие экспериментальные данные надо
иметь, чтобы рассчитать истинную
плотность материала?

2
От чего зависит истинная плотность
материала?

3
Какие экспериментальные данные надо
иметь, чтобы рассчитать среднюю плотность
материала?

4
Как рассчитать среднюю плотность образца
правильной и неправильной формы?

5
От чего
зависит средняя плотность материала?

6
Истинная
и средняя плотность материала. Что в
этих показателях общее и что разное?

7
Что такое
насыпная плотность? Как определить этот
показатель?

8
С какой
целью определяют пустотность рыхлозернистых
мате­риалов?

9
Какое
влияние оказывают открытая и замкнутая
пористость на морозостойкость материала?

Перечень
ГОСТов и СТБ, используемых при выполнении
лабораторной работы

1
СТБ 4.201-79. Система показателей качества
продукции. Строительство. Материалы и
изделия теплоизоляционные. Номенклатура
показателей.

2
СТБ 4.211-80. Система показателей качества
продукции. Строительство. Материалы
строительные нерудные и заполнители
для бетона пористые. Номенклатура
показателей.

Лабораторная
работа № 2. Определение водопоглощения
и прочности материалов

Вопросы
допуска к выполнению лабораторной
работы

1
Что такое водопоглощение?

2
От чего зависит водопоглощение?

3
От чего зависит прочность?

4
Как определяют марку прочности материала?

Цель
работы:

Учащийся
должен
приобрести:

1
Навыки:

• определения
  основных физических свойств строительных
  мате­риалов;

• работы
  с используемыми приборами и оборудованием;

• обработки
  результатов испытаний.

2
Умения:

• устанавливать
  общую зависимость между характеристиками;

• физических
  свойств материалов;

• анализировать
  полученные результаты, оценивать
  влияние струк­туры исследуемых
  материалов на их эксплутационные
  свойства;

• делать
  выводы о рациональном применении
  материалов;

• Полученные
  данные заносят в таблицу 1.

Таблица
1 – Физико-механические свойства
материалов

Используемые
приборы и оборудование:

1
Лабораторные
и настольные циферблатные весы.

2
Емкость
для кипячения образцов.

3
Баня
песчаная или водяная.

4
Шкаф
сушильный.

5
Гидравлический пресс.

Метод определения насыпной плотности

Компания «КоролёвФарм» является не только контрактным производителем косметики, но также производит и биологически активные добавки (БАД) к пище в таблетированной и капсулированной форме. В связи с этим кажется необходимым рассказать о некоторых похожих терминах и технологические свойствах этих продуктов.

Технологические свойства порошкообразных (таблетированных и капсулированных) лекарственных веществ и биологически активных добавок к пище зависят от их физико-химических свойств. При производстве биологически активных добавок в форме таблеток и в форме твёрдых желатиновых капсул необходимо учитывать различные технологические характеристики, так как активные компоненты и многие экстракты лекарственных растений поступают в виде порошков или порошковых смесей.

Насыпная плотность

Базовой характеристикой всех сыпучих материалов является плотность. Существуют понятия истинной и насыпной плотности, которые измеряются в г/см³ или кг/м³.

Истинная плотность – это отношение массы тела к объему этого же тела в сжатом состоянии, в котором не учитываются зазоры и поры между частицами. Истинная плотность – постоянная физическая величина, которая не может быть изменена.

В своем естественном состоянии (неуплотненном) сыпучие материалы характеризуются насыпной плотностью. Под насыпной плотностью различных сыпучих материалов понимают количество порошка (сыпучего продукта), которое находится в свободно засыпанном состоянии в определённой единице объема.

Насыпная плотность заданного порошка или любой сыпучей смеси (D нас. пл.) определяется отношением массы свободно засыпанного порошка (Mасса cып.) к объему этого порошка (Vcосуда) по формуле:

D нас. пл.= Mасса cып/Vcосуда

Насыпная плотность учитывает не только объем частиц материала, но и пространство между ними, поэтому насыпная плотность гораздо меньше, чем истинная. Например, истинная плотность каменной соли составляет 2,3 т/м³, а насыпная – 1,02 т/м³.

Зная насыпную плотность применяемых сыпучих материалов можно при проектировании емкостей или дозаторов, а так же капсул и таблеток рассчитать их объем и, соответственно, высоту засыпки. Понятно, что если нам частично известны некоторые параметры, а именно высота засыпки, а так же коэффициент засыпки, то можно рассчитать высоту предполагаемого объема, то есть высоту форматных частей, что очень важно при решении технологических задач. Конечно, если известна насыпная плотность порошка, тогда технологи могут легко рассчитать массу для одной дозы, порции или упаковки и тем самым определить величину дозировки для капсулятора или таблетпресса, а также для любого другого фасовочного оборудования.

Значение насыпной плотности определяется в соответствии со стандартом (ГОСТ 19440-94 «Порошки металлические. Определение насыпной плотности. Часть 1. Метод с использованием воронки. Часть 2. Метод волюмометра Скотта») с помощью прибора волюмометра, принцип действия которого основан на точном определении массы порошка, заполняющего мерную емкость. Волюмометр состоит из воронки с ситом и корпуса с несколькими наклонными стеклами, по которым порошок, пересыпаясь, падает в тигелек с измеренным объемом и весом.

Объемная или Насыпная плотность зависит от размера, формы, влажности и плотности частиц гранул или порошка. По значению этого показателя можно прогнозировать и рассчитывать объем матричных каналов. Процедуру измерения насыпной плотности порошковой смеси или монопорошка проводят на специальном приборе (рис. 1).

Производят навеску массой 5,0 г порошка. Точность навески до 0,001 г. Далее засыпают навеску в мерный цилиндр. Устанавливают на приборе амплитуду колебаний (35-40 мм) при помощи регулировочного винта. Устанавливают отметку по шкале и фиксируют положение при помощи контргайки. Далее, с помощью трансформатора устанавливают частоту колебаний. Частота устанавливается в интервале от 100 до 120 кол/мин, по счетчику. После включения прибора тумблером оператор следит за отметкой, по которой установлен уровень порошка в цилиндре. Как правило, при работе прибора в течение 10 минут, уровень порошка или смеси становится постоянным, и прибор необходимо отключить.

Насыпную плотность рассчитывают по формуле:

где: ρ_н – насыпная плотность, кг/м³;

m – масса сыпучего материала, кг;

V – объем порошка в цилиндре после уплотнения, м³.

В зависимости от насыпной плотности порошки классифицируют следующим образом:

ρ_н > 2000 кг/м³ – весьма тяжелые;

2000 > ρ_н > 1100 кг/м³ – тяжелые;

1100 > ρ_н > 600 кг/м³ – средние;

ρ_н < 600 кг/м³ – легкие.

Одним из приборов, на котором проводят измерение насыпной плотности (а также другие характеристики порошковой смеси или монопорошка), является прибор ВТ-1000.

Анализатор ВТ-1000 (Рис. 2) используется для определения свойств различных сыпучих материалов, связанных с текучестью. Порошок или порошковые смеси, по определению, являются двухфазными системами. Свойства поверхности частиц порошковой смеси или монопорошка, так же как и их плотность, все эти параметры определяет его поведение в потоке и их сыпучесть.