實(shí)驗(yàn)十二材料密度、吸水率及氣孔率的測(cè)定

1、.實(shí)驗(yàn)十二 材料密度、吸水率及氣孔率的測(cè)定一目的意義在無(wú)機(jī)非金屬材料中，有的材料內(nèi)部是有氣孔的，這些氣孔對(duì)材料的性能和質(zhì)量有重要的影響。材料的體積密度是材料最基本的屬性之一，它是鑒定礦物的重要依據(jù)，也是進(jìn)行其它許多物性測(cè)試如顆粒粒徑測(cè)試的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。材料的吸水率、氣孔率是材料結(jié)構(gòu)特征的標(biāo)志。在材料研究中，吸水率、氣孔率的測(cè)定是對(duì)制品質(zhì)量進(jìn)行檢定的最常用的方法之一。在這些材料的生產(chǎn)中，測(cè)定這三個(gè)指標(biāo)對(duì)生產(chǎn)控制有重要意義。本實(shí)驗(yàn)的目的：1了解體積密度、氣孔率等概念的物理意義；2掌握體積密度、氣孔率的測(cè)定原理和測(cè)定方法；3了解體積密度、氣孔率測(cè)試中誤差產(chǎn)生的原因及防止方法，二基本原理密度的物理意義是指

2、單位體積物質(zhì)的質(zhì)量。顆粒密度和材料吸水率、氣孔率的測(cè)定都是基于阿基米德原理。將粉末浸入可潤(rùn)濕粉體的液體中，抽真空排除氣泡，計(jì)算顆粒排除液體的體積。便可計(jì)算出顆粒的密度。當(dāng)顆粒的閉氣孔全部被破壞時(shí)，所測(cè)密度即為顆粒的真密度，否則為顆粒的有效密度。與此類以，可以將塊體材料視為大的“顆?！保捎妙愃祁w粒測(cè)試的方法測(cè)定材料的吸水率、氣孔率。粉體材料的密度，可以分為顆粒的真密度，有效密度，松裝密度和振實(shí)密度。測(cè)定顆粒的真密度必須采用無(wú)孔材料，一般情況下，顆粒的密度指的是顆粒的有效密度。無(wú)機(jī)非金屬材料難免含有各種類型的氣孔。塊體材料如水泥、陶瓷等制品，含有部分大小不同，形狀各異的氣孔。浸漬時(shí)能被液體填充或

3、與大氣相通的氣孔稱為開(kāi)口氣孔；不能被液體填充或不與大氣相通的氣孔稱為閉口氣孔。塊體材料中固體材料的體積、開(kāi)口及閉口氣孔的體積之和稱為總體積。材料所有開(kāi)口氣孔的體積與其總體積之比稱為開(kāi)口氣孔率或顯氣孔率；材料所有閉口氣孔的體積與材料總體積之比稱為閉口氣孔率；材料所有氣孔的體積（開(kāi)口和閉口氣孔體積之和）與其總體積之比稱為真氣孔率。在科研和生產(chǎn)實(shí)際中往往采用吸水率來(lái)反映材料的顯氣孔率。三實(shí)驗(yàn)裝置材料密度和氣孔率測(cè)定的裝置如圖35-1所示。四測(cè)試步驟1顆粒密度的咧定1）洗凈比重瓶，連同瓶塞一起，在110下烘干并置于干燥器中冷卻。稱取比重瓶重量mo（精確至0.001g，下同）。用細(xì)頸漏斗將被測(cè)粉末裝入比

4、重瓶中至體積的1/3，注意不要使粉末粘在瓶頸。稱的其重量Ms。2）將浸液注入裝有粉末的瓶?jī)?nèi)至2/3體積，蓋上比重瓶蓋，置入真空干燥器內(nèi)。啟動(dòng)真空泵，抽真空至壓力小于20Torr（mmHg），在此壓力下保持5分鐘。3）取出比重瓶，注滿浸液，稱其重量msl。4）洗凈比重瓶，注滿浸液，稱其重量ml。5）浸漬用液體積密度的測(cè)定：浸潰液體在測(cè)試溫度下的體積密度，可以采用定體積液體稱重法、液體比重天平稱重法或液體比重計(jì)測(cè)量法測(cè)定。精確至0.001g/cm3。2材料吸水率、氣孔率的測(cè)定1）用超聲波清洗機(jī)清洗塊狀材料，在110（或在可允許的更高溫度）下烘干至恒重。置于干燥器中冷卻至室溫。稱取試樣質(zhì)量Ml。試樣

5、干燥至最后兩次稱量之差小于前一次的0.1即為恒重。2）將試樣置于燒杯或其它清潔容器內(nèi)，并放于真空干燥器內(nèi)抽真空至20Torr，保壓5分鐘，然后在5分鐘內(nèi)緩慢注入浸液，直至浸沒(méi)試樣。再保持20Torr壓力5分鐘。將試樣連同容器取出后，在空氣中靜置30分鐘。3）飽和試樣的表觀質(zhì)量的測(cè)定：將飽和試樣吊在天平的吊鉤上，并浸入有溢流管容器的浸液中，稱取飽和試樣的表現(xiàn)質(zhì)量M2。表現(xiàn)質(zhì)量為飽和浸液的試樣在浸液中稱得的質(zhì)量。4）飽和試樣質(zhì)量：將飽和了浸液的毛巾，小心地拭去飽和試樣表面流掛的液珠（注意不可將大孔中的浸液吸出）。立即稱取和試樣的質(zhì)量M3。五數(shù)據(jù)記錄與處理1顆粒密度的測(cè)定記錄與數(shù)據(jù)處理將測(cè)試結(jié)果結(jié)果

6、填入表35-2。顆粒密度的計(jì)算公式如下： （35-1）式中：mo比重瓶重，（g）；ms（比重瓶+粉末）重，（g）；msl（比重瓶+粉末+浸液）重，（g）；ml（比重瓶+浸液）重，（g）；Dl測(cè)試溫度下，浸液的密度，（g/cm3）；粉末的密度，（g/cm3）。表35-2 顆粒密度測(cè)定實(shí)驗(yàn)記錄表粉末名稱測(cè)定人測(cè)定日期液體名稱液體密度（g/cm3）=測(cè)定溫度（）比 重 品 瓶 號(hào)瓶 重 （g） mo（瓶+粉）重 （g） ms（瓶+粉+液）重（g） msl （瓶+液）重 （g） ml顆粒有效密度（g/cm3）真密度平均值（g/cm3）2材料吸水率、氣孔率測(cè)定記錄與數(shù)據(jù)處理將測(cè)試結(jié)果結(jié)果填入表35-3。

7、表35-3 材料吸水率、氣孔率測(cè)定實(shí)驗(yàn)記錄表試樣名稱測(cè)定人測(cè)定日期編號(hào)干試樣質(zhì)量M1顯氣孔率%飽和試樣表現(xiàn)質(zhì)量M2真氣孔率%飽和試樣在空氣中質(zhì)量M3閉口氣孔率%吸 水 率 %體積密度 吸水率、氣孔率由下列公式計(jì)算： 1）吸水率Wa： （35-2） 2）顯氣孔率Pa： （35-3） 3）體積密度Db： （35-4）4）真氣孔率Pt： （35-5） 5）閉氣孔率Pc： （35-6）式中：Dl測(cè)試溫度下，浸液的密度，（g/cm3）；Dt試樣的真密度，（g/cm3）。六注意事項(xiàng) 1為了準(zhǔn)確地測(cè)試顆粒的密度、吸水率和氣孔率，一般每個(gè)樣品應(yīng)重復(fù)測(cè)試兩次以上。復(fù)測(cè)的誤差應(yīng)不大于：顯氣孔率：0.5%；真氣孔率：0.5%；吸 水 率：0.3%；體積密度：0.01 g/cm3。2被測(cè)試的顆粒試樣在測(cè)試前，須充分