Caracteristici structurale II

Densitatea aparenta a unui material (r_a) reprezinta masa unitatii de volum aparent (format din particule constituente si discontinuitatile din acest volum - pori, 313b19d goluri, capilare, fisuri etc.)

Intrucat in porii ce comunica cu exteriorul se poate gasi apa absorbita, care ar modifica esential masa unitatii de volum, densitatea aparenta se raporteaza de cele mai multe ori la materialul uscat la masa constanta. In cazul cand masa s-a masurat pentru o anumita umiditate , aceasta se va specifica in mod expres.

Volumul aparent se poate determina prin masuratori pe epruvete sau prin metoda volumului de lichid dislocuit.

Determinarea densitatii aparente prin masuratori directe

Metoda se aplica in cazul cand se dispune de corpuri de proba (epruvete) cu forma geometrica cunoscuta .

Aparatura si materiale: balanta tehnica avand capacitatea mai mare decat cea probabila a probei; etuva, sublere, proba fasonata.

Efectuarea masuratorilor.

Probele fasonate se usuca la masa constanta la 105 5°C daca materialul nu impune o alta temperatura. Se considera ca proba a ajuns la masa constanta daca dupa pastrarea timp de 4 ore in etuva diferenta de masa intre doua cantariri succesive este mai mica de:

- 0,02 g in cazul cantaririi la balanta analitica;

- 0,2 g in cazul cantaririlor la balanta tehnica

Dupa aducerea probei la masa constanta, aceasta se pastreaza in exicator pentru racire timp de o ora.

Fig.6.1. - exicator

Se cantareste proba la balanta tehnica cu o precizie de 0,1 g (m)

Se executa masurarea dimensiunilor probei conform procedeului explicat anterior. Inregistrarea si interpretarea rezultatelor

Rezultatele masuratorilor a, b , c si m se trec in tabelul 6.1.-a,b

Epruveta cubica

Tabelul 6.1.a

Forma cubica

dimensiuni

media aritmetica

a

b

c

volum (cm3)

masa (g)

r =

g/cm3 kg/m3

Epruveta cilindrica Tabelul 6.1.b

dimensiuni

media

d  (cm)

h  (cm)

V  (cm3)

m  (g)

r

g/cm3 kg/m3

Se calculeaza mediile aritmetice ale dimensiunilor, volumul aparent si densitatea aparenta (cu o precizie de trei cifre semnificative). Rezultatul final se exprima in kg/m³ .

Determinarea densitatii aparente prin metoda volumul de lichid dislocuit

Metoda masurarii volumului de lichid dislocuit

Principiul metodei consta in determinarea volumului de lichid de referinta, pe care proba il dislocuieste cand aceasta este imersata in lichidul respectiv.

Metoda se aplica pentru probe de o forma oarecare si cand nu exista incompatibilitate intre materialul din proba si lichidul folosit in experiment.

Pentru a se evita absorbtia lichidului de referinta in porii deschisi ai probei, dupa efectuarea cantaririi in stare uscata la masa constanta este necesara pregatirea probei fie prin saturare , fie prin parafinare.

Pregatirea probei prin saturare cu lichid de referinta.

In cazul cand materialul din proba nu reactioneaza chimic cu apa, sau in prezenta acesteia nu se produce distrugerea structurii, proba se satureaza cu apa dupa cum urmeaza:

Se introduce proba in vasul de saturatie si se toarna apa distilata pana la 1/4 din inaltimea probei, mentinandu-se nivelul timp de 2 ore. Se adauga apa distilata pana cand nivelul in vasul de saturatie ajunge la 3/4 din inaltimea probei, lasandu-se astfel timp de 24 ore. Se acopera proba cu apa distilata si dupa 24 de ore se scoate, se sterge cu o carpa umezita pentru a indeparta apa adsorbita, se cantareste si se reintroduce in vasul de saturatie. Se repeta operatia de cantarire din 24 in 24 ore pana cand diferenta intre doua cantariri succesive este mai mica de 0,05% din masa obtinuta la ultima cantarire. Se obtine masa probei saturate m_s .

Pregatirea probei prin parafinare.

In cazul cand materialul din proba reactioneaza chimic cu apa sau aceasta distruge structura materialului, proba se parafineaza.

Pentru parafinare, proba uscata se introduce, in mai multe reprize , intr-o baie de parafina topita astfel incat pe suprafata probei se formeaza un strat de parafina impermeabil si continuu de aproximativ 1mm grosime. Dupa parafinare este necesara recantarirea probei, pentru determinarea masei probei parafinate. Masa parafinei aderenta la suprafata probei se calculeaza ca diferenta intre masa probei parafinate si masa probei uscate la masa constanta. Cunoscand densitatea parafinei 0,92 g/cm³. se poate calcula volumul de parafina dispus pe suprafata probei.

Aparatura si materiale: balanta tehnica de capacitate mai mare decat cea probabila a probei; cilindru gradat; apa distilata, proba de material.

Efectuarea masuratorilor.

Se cantareste cu o precizie de 0,1 g proba de incercat (m)

Se toarna in cilindrul gradat apa distilata pana la un nivel cel putin egal cu inaltimea probei de incercat . Se citeste volumul V₁.

Se introduce in cilindrul gradat proba de incercat .

Se citeste volumul V₂ (fig.6.2.)

Fig.6.2. Masurarea volumul de lichid dislocat

Inregistrarea si interpretarea rezultatelor

Masa (m), volumele V₁ si V₂ se trec in tabelul 6.3.

Tabelul 6.3.

Se calculeaza diferenta volumelor V₂ si V₁ ce reprezinta volumul probei. Se calculeaza densitatea cu o precizie de trei cifre semnificative, in g/cm³ si se transforma in kg/m³ .

Metoda balantei hidrostatice.

Metoda se aplica in cazul probelor mici sau cand se urmareste obtinerea unei precizii ridicate.

Aparatura si materiale: balanta hidrostatica, proba de material, apa distilata.

Balanta hidrostatica (fig.6.4.) este o balanta tehnica la care unul din platane este astfel adaptat incat sa poata sustine printr-un fir foarte subtire proba de material si un vas in care se gaseste apa distilata si care permite imersarea totala a probei.

Fig.6.4. Balanta hidrostatica

Efectuarea determinarii.

Proba de analizat se cantareste la balanta hidrostatica, in aer, notandu-se cu m₁ masa acesteia. Se suspenda proba cu ajutorul firului sub talerul balantei hidrostatice, se imerseaza in vasul cu apa distilata si se cantareste din nou , notandu-se cu m₂ masa probei.

Inregistrarea si interpretarea rezultatelor.

Rezultatele cantaririlor m₁ si m₂ se trec in tabelul 6.5.

Tabelul 6.5.

Se calculeaza volumul (V) probei si densitatea materialului cu o precizie de patru cifre semnificative.

Rezultatul este media aritmetica a trei rezultate care nu difera intre ele cu mai mult de 0,5%.

Metoda se aplica pentru probe unitare fara o forma geometrica regulata. Pentru a impiedica patrunderea lichidului de referinta in porii deschisi ai materialului din proba, aceasta se pregateste inaintea efectuarii determinarii prin saturare sau prin acoperire cu un strat de parafina.