3. Определение удельной поверхности песка

Из пробы исследуемого песка, просеянной сквозь сито с круглыми отверстиями диаметром 5 мм, берут навеску около 300 г и высушивают до постоянной массы.

Удельную поверхность песка определяют при помощи пневматического поверхностемера (рис. 24). В гильзу 1 на перфорированную бронзовую решетку кладут кружок фильтровальной бумаги, затем всыпают часть исследуемого песка. Гильзу при этом слегка постукивают о стол и тем самым уплотняют песок. Сверху на уплотненный песок укладывают второй кружок фильтровальной бумаги и вставляют плунжер так, чтобы он своими упорами дошел до верхнего края гильзы, слегка допрессовывая песок. Гильза соединена с наполненным водой аспиратором 4, при этом краны 3, 5 и 6 должны быть закрыты.

Затем плунжер из гильзы вынимают и открывают сливной кран 3 аспиратора. Когда на водяном манометре 7 установится постоянное разрежение Н, под струю воды подставляют колбу 2 и одновременно включают секундомер. Истечение жидкости продолжается до тех пор, пока ее уровень, снижаясь, не дойдет до метки на аспираторе. В этот момент отмечают величину разрежения по манометру (в см водяного столба), закрывают сливной кран 3 и выключают секундомер, фиксируя продолжительность опыта τ в с. Затем определяют количество воды в колбе в см³ при помощи мерного цилиндра. Температуру во время опыта контролируют термометром 8.

После окончания опыта песок из гильзы объемом V₁ высыпают и определяют массу песка в гильзе m с погрешностью 0,1 г. Определение насыпной плотности песка в уплотненном состоянии ρˉ_нас определяют по формуле

ρˉ_нас = m/V₁. (23)

Рис. 24. Пневматический поверхностемер

Далее по значениям установленной насыпной плотности ρˉ_нас и плотности зерен песка ρ_п подсчитывают его пустотность П в долях единицы в уплотненном состоянии

П = 1 – ρˉ_нас/ρ_{п .} (24)

На основании полученных результатов вычисляют удельную поверхность песка S_уд по формуле

14К _______ ___ _________

S_уд = ----- · √ Н^.τ/ V_в · √1/η · √П³/(1 – П)² , (25)

ρ_п

где К – константа прибора; V_в − объем воздуха, прошедшего в процессе опыта через слой песка, равный объему воды в колбе, см³;

Определение удельной поверхности производят два раза, каждый раз применяя новую порцию песка. Величину удельной поверхности вычисляют с погрешностью 1 см²/г как среднее арифметическое двух определений.

В табл. 23 и 24 представлены результаты определения вязкости и пустотности песка для использования данных значений при расчете удельной поверхности песка.

Таблица 23

Зависимость вязкости воздуха от температуры

Температура воздуха, оС	16	18	20	22	24	26	28
Значения√1/η	74,79	74,58	74,37	74,16	73,96	73,78	73,58

Таблица 24

Пустотность песка

П	√П3/(1 – П)2	П	√П3/(1 – П)2	П	√П3/(1 – П)2
0,300 0,305 0,310 0,315 0,320 0,325 0,330 0,335 0,340 0,345 0,350 0,355 0,360 0,365 0,370 0,375 0,380	0,235 0,242 0,250 0,258 0,266 0,274 0,283 0,292 0,300 0,309 0,319 0,328 0,338 0,347 0,357 0,367 0,378	0,385 0,390 0,395 0,400 0,405 0,410 0,415 0,420 0,425 0,430 0,435 0,440 0,445 0,450 0,455 0,460 0,465	0,388 0,399 0,410 0,422 0,433 0,445 0,459 0,469 0,482 0,495 0,508 0,521 0,535 0,549 0,563 0,578 0,593	0,470 0,475 0,480 0,485 0,490 0,495 0,500 0,505 0,510 0,515 0,520 0,525 0,530 0,535 0,540 0,545 0,550	0,608 0,624 0,639 0,656 0,672 0,690 0,707 0,725 0,743 0,762 0,781 0,801 0,821 0,842 0,863 0,884 0,906