| Перед началом опыта проверенный на герметичность поверхностномер устанавливают на стол в строго вертикальном положении. Затем с точностью до 0,01 г отвешивают навеску предварительно высушенного до постоянной массы испытуемого материала в рассчитанном количестве.
На перфорированный диск гильзы укладывают кружок фильтровальной бумаги и затем высыпают в гильзу испытуемый материал. Плунжер вставляют в гильзу и, нажимая на него рукой, прессуют материал до тех пор, пока упорное кольцо плунжера не коснется верхнего края гильзы. После этого приводят в действие водоструйный насос и, открыв кран между манометром-аспиратором и гидравлическим регулятором разрежения, поднимают воду в манометре-аспираторе до уровня двух отметок, нанесенных на первом колене манометра-аспиратора. Затем кран закрывают и ведут наблюдение за падением уровня воды в первом колене манометра-аспиратора, которое имеет место благодаря просасыванию воздуха через слой испытуемого материала.
Когда уровень воды достигнет отметки, нанесенной над верхним баллоном, включают секундомер и останавливают его в тот момент, когда уровень воды понизится до отметки, расположенной между первым и вторым баллонами.
Опыт повторяют три раза и из трех отсчетов вычисляют среднее арифметическое значение времени падения уровня воды, по которому производят расчет величины удельной поверхности испытуемого материала.
Если уровень воды в верхнем баллоне снижается слишком быстро, что затрудняет производство отсчета времени, то пользуются нижним баллоном. В этом случае включают секундомер в момент, когда уровень воды доходит до отметки, расположенной между баллонами, а выключают в момент прохождения его через нижнюю отметку.
Пример. Испытуемый материал — портландцемент марки 500, плотность цемента 3100 кг/м3, постоянная прибора 25, температура окружающего воздуха в момент опыта 20° С, средняя плотность цемента в уплотненном состоянии 1600 кг/м3, диаметр гильзы 0,0252 м, толщина слоя цемента в уплотненном состоянии 0,015 м.
1. Находим объем цемента в гильзе:
2. Подсчитываем примерную величину навески цемента:
3. Определяем коэффициент пористости:
4. Находим значение величины А для серии опытов:
При этом пользуемся табл. 4 для определения значений  в зависимости от величины m и табл. 5 для определения зависимостей плотности ртути и вязкости воздуха от температуры.
5. Производим опыты и определяем среднее значение времени падения уровня жидкости Т. Предположим, что среднее значение T = 64 с.
6. Производим вычисление величины удельной поверхности испытуемого цемента
7. Записываем результаты определений по следующей форме: постоянные величины для данной серии опытов: k = 25; m = 0,483; η = 0,00001808 Н•с/м[1]; Q = = 0,012 кг; ρ = 3100 кг/м[2].
металлическую камеру цилиндрической формы, перегороженную на некоторой высоте металлическим перфорированным диском. Под диском имеется штуцер, посредством которого через резиновую трубку нижняя часть кюветы соединяется с жидкостным манометром. На внешней поверхности кюветы нанесена миллиметровая шкала.
Плунжер, с помощью которого производится уплотнение материала, находящегося в кювете, выполнен в виде цилиндра с упорным диском. В теле плунжера просверлены канал и отверстия для выхода воздуха. Цилиндр подогнан к кювете с просветом не более 0,15 мм.
К вырезу упорного диска прикреплена металлическая планка с нониусом, которая вместе со шкалой делений, нанесенной на поверхности кюветы, позволяет измерять толщину слоя испытуемого материала с точностью до 1 мм.
Стеклянный одноколенный манометр длиной около 300 мм заполняется подкрашенной водой. Он предназначен для измерения давления воздуха под слоем испытуемого материала и в сочетании с секундомером дает возможность определять воздухопроницаемость слоя испытуемого материала.
Резиновая груша с клапанами служит для создания разрежения под слоем материала.
В комплект прибора входят секундомер и аптекарские весы с разновесами.
Испытание материала производят следующим образом. Высушивают испытуемый материал до постоянной массы при температуре 105—110° С и затем охлаждают его до комнатной температуры в эксикаторе. Пробу материала взвешивают с точностью до 0,01 г. Количество (г) материала берут в соответствии с соотношением Р= 3,33 ρ, где ρ — плотность испытуемого материала.
В тех случаях, когда определению подлежит смесь материалов, величина навески
где А, В и С — количества весовых частей компонентов смеси; ρ1, ρ2 и ρ3 — соответственно значения их плотности, г/см3.
На перфорированный диск укладывают кружок фильтровальной бумаги и высыпают в кювету испытуемый материал. Постукиванием выравнивают поверхность порошка, накрывают его кружком фильтровальной бумаги и уплотняют порошок с помощью плунжера, нажимая на него рукой.
Пользуясь нониусом на планке плунжера и шкалой на поверхности кюветы, определяют высоту слоя уплотненного материала L.
После удаления плунжера из кюветы открывают кран и с помощью груши создают разрежение под слоем материала. Это разрежение должно быть таким, чтобы жидкость в манометре поднялась до уровня верхней колбочки.
Затем закрывают кран и, пользуясь секундомером, замеряют время, в течение которого мениск жидкости манометра пройдет между двумя соседними рисками (Т, с). При быстром опускании столба жидкости замер времени лучше производить во время прохождения мениска жидкости между 3-й и 4-й рисками, а при медленном— между 1-й и 2-й рисками.
В журнал записывают температуру воздуха, при которой производилось определение.
Удельную поверхность испытуемого материала вычисляют
где k — постоянная прибора (указывается в паспорте прибора для каждой пары рисок); Т — время прохождения мениска жидкости между двумя рисками манометра, с; Р — величина навески материала, г; М — величина, зависящая от высоты слоя материала и вязкости воздуха,
где L — толщина слоя материала, см.
Для ускорения проведения расчетов составляют таблицы, в которых указывают значение М в зависимости от температуры опыта и толщины слоя испытуемого материала и √T в зависимости от величины Т. Обычно такие таблицы имеются в инструкции к прибору.
При проведении опытов необходимо следить за тем, чтобы количество жидкости в манометре было нормальным, т. е. чтобы ее уровень приходился против нижней риски. Уровень жидкости в манометре проверяют при пустой и открытой кювете.
Прибор должен быть герметичным. Для проверки герметичности кювету плотно закрывают резиновой пробкой, создают разрежение в приборе с помощью груши и наблюдают за поведением жидкости в манометре. Если прибор герметичен, то уровень жидкости остается на одном и том же месте.
Так как высота слоя испытуемого материала в значительной степени влияет на правильность результатов испытания, то необходимо проверить точность измерительного устройства. С этой целью в кювету на перфорированный диск укладывают два кружочка фильтровальной бумаги, опускают плунжер в кювету и проверяют точность совпадения нулевых делений нониуса и шкалы. Если имеется какое-либо несовпадение, то его необходимо устранить или учитывать, при измерении высоты слоя материала.
Если отсутствует паспорт прибора или в нем нет данных о величине постоянной прибора k, то производят ее определение. Для этого необходимо иметь порошкообразный материал с известной удельной поверхностью. С этим порошком производят такой же опыт, как и при испытании материала с неизвестной удельной поверхностью, и вычисляют постоянную прибора 
где S0 — величина удельной поверхности, известная для данного материала; Р, М и Т — величины, определяемые при проведении опыта.
Определяя величину Т во время прохождения мениска жидкости между рисками 1—2, 3—4, 1—3 и 1—4, вычисляют величины постоянных прибора: k1-2, k2-3, k1-3 и k1-4.
Для определения удельной поверхности грубодисперсных порошков (с удельной поверхностью менее 1500 см2/г) следует брать навеску материала, численно равную удесятеренной плотности этого материала, и замерять время падения столба жидкости в манометре между рисками 3 и 4.
Величина М в этом случае определяется по таблице для одной трети измеренной высоты слоя материала, а расчет удельной поверхности производится (см2/г)
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ТЕХНОЛОГИЯМ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Ю.П.ГОРЛОВ
1982 |
