2.Основные свойства заполнителей и методы их испытаний

Разнообразные заполнители из природных каменных пород ха­рактеризуются основными физико-техническими свойствами, опре­деляющими области их применения в технологии бетонов. В этом разделе рассматриваются основные свойства заполнителей как продукции добычи и переработки нерудных полезных ископаемых.

2.1.Плотность зёрен и вещества заполнителей

Плотность зерен заполнителя определяется по разнице в ре­зультатах взвешивания пробы на воздухе и в воде.

Поскольку взвешивание в воде сопряжено с возможностью ее проникания в поры зерен заполнителя, последний заранее насы­щают водой.

Плотность зерен заполнителя определяется по формуле:

где М1. М2, М3 - масса пробы соответственно в сухом состо­янии; после насыщения заполнителя водой, установленная при взвешивании на воздухе; в воде, г; Рв - плотность воды, г/см3.

Для определения плотности заполнителей в рыхлонасыпанном состоянии применяется метод гидростатического взвешивания. При определении плотности этим методом насыщенный водой за­полнитель взвешивают на гидростатических весах (рис.2.1.1). Последовательность измерений следующая: заполнитель помещают в перфорированный стакан и определяют массу насыщенного водой заполнителя на воздухе. тг. Далее, не снимая навеску с крючка весов, погружают ее в стакан с водой так. чтобы она (навеска- перфорированный стакан с заполнителем) не касалась стенок сосуда с водой. Определяют массу пробы заполнителя в воде (т3).

Плотность вещества заполнителей, или истинную плотность, определяют путем измельчения пробы в тонкий порошок (порис­тостью частиц пренебрегаем) с последующим измерением абсолют­ного объема навески порошка в пикнометре или приборе Ле-Ша-телье по объему вытесненной порошком воды или другой жидкости (керосина).

Р ис.2.1.1.Гидростатические весы:

1 - перфорированный стакан; 2 - крюк;

3 - коромысло; 4 - чашка для разновесов; 5 - разновесы

Пикнометрическим способом плотность вещества заполнителей определяют следующим образом. Навеску массой до 80 г высыпают с помощью воронки в чистый высушенный и предварительно взве­шенный пикнометр вместимостью 100 см3, после чего взвешивают пикнометр с порошком. Затем в пикнометр наливают жидкость (вода, керосин), инертную по отношению к испытуемому материа­лу. Для удаления пузырьков воздуха можно использовать песча­ную или водяную баню, либо вакуум-шкаф.

Плотность вещества заполнителя вычисляют по формуле

г де m,, тг. т3 - масса пикнометра соответственно с навес­кой порошка; пустого; с навеской порошка и жидкостью; с жид­костью, г;рж - плотность жидкости, г/см3.

Рис.2.1.2.Прибор Ле-Шателье:

а - общий вид; б - в рабочем состоянии

(1 - объемомер; 2 - сосуд; 3 - штатив; 4 - термометр)

Плотность вещества заполнителей с помощью прибора Ле-Ша-телье определяют следующим образом. Объемомер 1 (рис.2.1.2) помещают в стеклянный сосуд 2 с водой так, чтобы вся его гра­дуированная часть была погружена в воду. Температура воды в сосуде должна соответствовать температуре 20±2 °С. Чтобы при­бор находился в рабочем положении его закрепляют в штативе 3. Прибор наполняют водой или другой жидкостью, инертной по от­ношению к испытуемому заполнителю, до нижней метки. После за­полнения свободную от жидкости часть прибора протирают тампо­ном из фильтровальной бумаги. На технических весах взвешивают навеску порошка испытуемого заполнителя массой около 70 г с погрешностью не более 0.01 г. Порошок высыпают в прибор не­большими порциями до тех пор, пока уровень жидкости в приборе не достигнет одного из делений в пределах верхней градуиро­ванной части. Остаток порошка взвешивают. Для удаления пу­зырьков воздуха, попавшего в жидкость вместе с порошком, при­бор вынимают из сосуда с водой и поворачивают в наклонном по­ложении в течение 10 мин. После этого его снова помещают в сосуд с водой не менее чем на 10 минут для термостатирования и определяют уровень жидкости в приборе. Разность отсчетов между конечным и начальным уровнями жидкости соответствует объему порошка V, помещенного в прибор. Таким образом, плот­ность вещества заполнителя вычисляют по формуле

где mt - первоначальная масса порошка со стаканчиком. тг - масса остатка порошка со стаканчиком, г; V - объем порошка, см3.