Способ определения плотности твердых материалов Советский патент 1981 года по МПК G01N9/02 

(,54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ТВЕРДЫХ Изобретение относится к области технической физики и, в частности, к способам измерения и испытания матер алов . Оно может быть использовано для определения плотности материалов Известен способ для определения плотности материалов, в котором в пикнометр вводят замеренный объем жидкости, заполняющей микропоры, и по истечению 2-3 мин сливают не впитанную в образец жидкость, затем повторно наполняют жидкость до риски помещают в вакуум для откачки воздуха и снова замеряют объем жидкости, дополнительно введенной до риски Ц Также известен способ для определения плотности твердой фазы почвы, при котором для удаления воздуха из пробы почвы намачивают в течение 10-12 ч, затем кипятят или помещают на 1 ч в вакуум. Оставшийся воздух удаляют с помощью упругих колебаний звуковой частоты 15-20 кГц при интенсивности 22,5 ВТ/СМ 2. Наиболее близким является способ определения плотности материалов, включающий измельчение и высушивание образца при температуре 105-110 С в течение 6-8 ч, взвешивание пикнометМАТЕРИАЛОВра с навеской образца, приготовление суспензии и вакуумирование ее в течение 60 мин Гз1. При обычных методах приготовления суспензии воздух, находящийся в микротрещинах и углублениях частиц материала, остается в них и защемляется капиллярным давлением воды. Известные методы его удаления tl, 2, 3 предусматривают создание избыточного давления воздуха, защемленного в микротрещинах по сравнению с окружающей средой. Для этого суспензию кипятят 2 или вакуумируют СЗ. Ив том, и в другом случае изменение давления воздуха в микротрещинах по сравнению с первоначальным не может превышать 0,1 МПа. Что касается давления жидкости, которой защемлен этот воздух, то оно обратно пропорционально квадрату радиуса капилляра трещины и при соответствующих диаметрах может быть значительно выше 0,1 МПа. Поэтому известные методы принципиально не могут обеспечить достаточной точности анализа. Для приближения к истинному значению плотности эти способы предусматривают длительное выдерживание суспензии 1 час 23,

18 часов ГЗЗ , при котором воздух, находящийся в микротрещинах, частично растворяется.

Целью настоящего изобретения является повышение точности и сокращение процесса определения плотности материалов.

Поставленная цель достигается тем, что вакуумирование образца производят до приготовления суспензии и в процессе ее изготовления причем вакуумирование проводят при разряжении - 0,09 - 0,1 МПа в течение 1-2 мин.

Пример . Образец, представляющий собой кварцевый песок, измельчали в механической ступке, высушивали в сушильном шкафу при температуре 105-110°С в течение 6-8 ч. Взвешивали пикнометр, после чего около 30 г порошка с точностью до 0,01 г перенесли.в пикнометр вместимостью 100 см. Через тройной штуцер к пикнометру подсоединили два шланга: один шланг для откачки воздуха, втоНаименование

Время выполнений операций, мин, при операций способе удаления воздуха

рой конец которого соединили с вакуумнасосом, а другой шланг для подачи воды, второй конец которого подсоединили к емкости с водой (все соединения герметичны}.

Проводили вакуумирование при разряжении 0,1 МПа в течение 1 мин, после чего в пикнометр подали воду до черты пикнометра и взвесили с точностью до 0,01 г. Потом освободили пикнометр от суспензии и взвесили его с водой, наполненной до черты. ПлотI- - .i X

НОСТЬ вычислили по фОрМУЛеР Т7г-г5г-rs:-

,чНчT/i %

где ( - навеска порошка; /j - масса пикнометра с водой; масса пикнометра с водой и навескойкаменного порошка в rpciMMax.

Для сравнения опыты по определению плотности материалов проводились тремя способами; кипячением суспензии/ вакуумированием суспензии, вакуумированием сухого материала. Данные испытаний приведены в сравнительной таблице.

Приготовление суспензии

Подготовка к удалению воздуха и подсоединение шлангов, установка водяной бани Удаление воздух включая достижение заданной температуры или разрежения

Подготовка пикнометра с суспензией к взвешиванию, включая разборку прибора и охлаждение до нормальной температуры

Итого минут: 126,37

Значение удельного веса г/см 2,626

0,1-8

0,15

0,20

0,20

1,0

60

0,2

0-,2

1,58

60,55 2,664 2,612 Как видно из таблицы, использование предлагаемого способа определения плотности материалов по сравнению с существующими способами обестпечивает следующие преимущества: сокргицение времени на определение удел ного веса образца в 60 раз; повышение точности определения на 1,5%. Формула изобретения Способ определения плотности твер дых материалов, включающий измельчение и высушивание образца,взвешивание пикнометра с навеской образца, приготовление суспензии, вакуумирова ние и определение объема образца, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса анализа и повышения точности измерений, вакуумирование образца и приготовление суспензии, осуществляют при разряжении 0,09-0,1 МПа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 125938, кл. Q 01N 9/02, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР 190648, кл. Q 01 N 1/01, 1968. 3.Волков М.И. Методы испытания строительных .материалов. М., Стройиздат, 1974, с.16-17 (прототип;.