1. Wyznaczenie gęstości w kolbie Le Chateliera.

Oznaczenie polega na pomiarze objetości badanego materiału w benzenie lub alkoholu w kolbie Le Chateliera.

• Przygotowanie próbek:

Z materiału kamiennego przeznaczonego do badań bierze się rozdrobnione kawałki , mniejsze niż 0,5 mm.Przez ćwiartowanie wydziela się próbkę 70 g i ponownie rozdrabnia tak , żeby całość przeszła przez sito 0,08 mm.

• Oznaczenie:

Czystą kolbę suszy się i napełnia alkoholem lub benzenem nieco ponad podziałkę zerową. Kolbę zanurza się w zlewce z wodą o stałej temperaturze 20⁰ C. Kruszywo należy wsypywać porcjami. Wsypywanie należy przerwać , gdy poziom cieczy podniesie się do jednej z kresek podziałki. Następnie należy kilkakrotnie obrócić kolbę dookoła jej pionowej osi , w celu usunięcia pęcherzyków powietrza. Parownicę z niewykorzystaną cześcią próbki waży się z dokładnością 0,01 g w celu określenia masy wsypanego kruszywa do kolby.

Obliczane wyniki należy porównać z wartościami tabelarycznymi.

Gęstość ρ obliczamy ze wzoru:

gdzie:

m - masa kruszywa wsypanego do kolby,

V - objętość kruszywa wsypanego do kolby'

• Opracowanie wyników:

m¹ = 70 g piasku

V¹ = 19,3 cm³

V² = 0,2 cm³

m_sucha = 18,4 g

czyli:

• Wnioski:

Wartość wyliczonej gęstości objętościowej mieści się w granicach gęstości dla piaskowca , które wynoszą 2,58 - 2,84 g/cm³.

2. Wyznaczenie gęstości pozornej mączki.

Gęstość pozorną mączki oznacza się przez utrząsanie 200 g mączki w cylindrze miarowym. Wskażnik gęstości pozornej jest stosunkiem gęstości pozornej mączki do jej gęstości.

Gęstość pozorna:

Zawartość wolnych przestrzeni w zagęszczonym wypełniaczu wykonuje się w przedstawionym wyżej aparacie Rigdena. Badanie polega na normalnym zagęszczeniu próbki mączki o znanej gęstości w/w aparacie. Masa próbki wypełniacza wynosi 10 - 12 g. Próbkę wsypuje się do cylindra aparatu badawczego. Podnosząc cylinder na wysokość 10 - 100 razy i opuszczając dokonuje się zagęszczenia próbki wypełniacza. Następnie pośrednio mierzy się grubość warstwy zagęszczonego wypełniacza.

Zawartość wolnych przestrzeni w wypełniaczu:

G - masa próbki wypełniacza [g]

H - wysokość zagęszczonej próbki [cm]

ρ - gęstość wypełniacza [g/cm³]

F - powierzchnia cylindra [cm²]

Masa próbki wypełniacza: G = 11,5 g

d₁ = 25,12 mm

d₂ = 25,24 mm d_śr = 25,22 mm

d₃ = 25,29 mm

h₁ = 109,31 mm

h₁ = 109,34 mm h_1śr = 109,325 mm

h₂ = 121,91 mm

h₂ = 122,08 mm h_2śr = 122,04 mm

h₂ = 122,12 mm

H = h_2śr - h_1śr = 122,04 - 109,325 = 12,71 mm = 1,271 cm

F = Π • d²/4 = Π • 2,522²/4 = 4,99 cm²

ρ = 2,70 g/cm³ - kolba Le Chateliera

Zawartość wolnych przestrzeni w wypełniaczu:

3. Oznaczenie powierzchni właściwej.

Zasada oznaczania powierzchni właściwej polega na zmierzeniu czasu przepływu określonej objętości powietrza przez sprasowaną próbkę cementu lub wypełniacza. Przygotowanie próbki polega na wcześniejszym oznaczeniu

• gęstości ρ w kolbie Le Chateliera [g/cm³]

• porowatości wypełniacza e w aparacie Rigdena

Masa próbki: G = ρ • V • [ 1 - e ]

ρ - gęstość kruszywa / mączki / [g/cm³]

V - objętość pojemnika na mączkę [cm³]

e - porowatość mączki w pojemniku wyznaczona w aparacie Rigdena

Odwarzoną mączkę w ilości wg powyższego wzoru przenosi się do pojemnika na sitko z krązkiem bibuły. Zawartość pojemnika wstrząsa się przez lekkie uderzenie nim o stół , a następnie na górnej powierzchni mączki umieszcza się krążek bibuły i sprasowuje się tłokiem tak , aby główka tłoka zetknęła się z krawędzią pojemnika. Po wyjęciu tłoka , pojemnik z mączką osadza się na ramieniu manometru przy otwartym kranie. Podnosi się ciecz w manometrze za pomocą gruszki do górnej linii pomiarowej po czym zamyka się kran. Przepływajace przez warstwe cementu powietrze wyrównuje ciśnienie i płyn manometryczny opada. W momencie , gdy poziom cieczy obniża się do drugiej od góry linii pomiarowej , włącza się sekundomierz i mierzy czas opadania cieczy do wysokości trzeciej linii.

Piwierzchnia właściwa:

K - stała aparatu

T - czas przepływu cieczy między kreską drugą , a trzecią

η^p - lepkość powietrza

ρ - gęstość

e - porowatość mączki

Dane:

K = 12,256

ρ = 2,70 g/cm³

e = 0,33

T = 1,50 min = 110 sek

T = 19,1⁰ C ⇒ η^p. = 0,0001803 =

Powierzchnia właściwa:

4. Wyznaczenie hydrofilności.

Hydrofilność określa w jakim środoisku badany materiał kamienny zachowuje się:

• hydrofobowo - zasadowo , [żle zwilżany przez wodę]

• hydrofilowo - kwaśne , [dobrze zwilżany przez wodę].

Do badania pobiera się dwie próbki wysuszonego wypełniacza , który został przesiany przez sito 0,074 mm. Masa próbek wynosi po 10 gram. Umieszcza się je w dwóch szklanych cylindrach. Do jednego cylindra wlewa się wodę , do drugiego - naftę. Poziom cieczy powinien odpowiadać podwójnej wysokości słupa kruszywa. Po 72 godzinach odczytuje się poziom górnych powierzchni poszczególnych kruszyw w cylindrach z wodą i z naftą.

Wskaznik hydrofilności:
gdzie:

V_wwodzie - wysokość słupa kruszywa w cylindrze z wodą,

V_wnafcie - wysokość słupa kruszywa w cylindrze z naftą.

Materiał kamienny , który jest żle zwilżany przez wodę / hydrofobowy / , posiada współczynnik hydrofilności mniejszy niż 1,1 , nadaje się do robót bitumicznych.

• Opracowanie wyników

Do badania wzięto dwie próbki po 10 gram , umieszczono je w dwóch cylindrach. Do pierwszego wlano wode , a do drugiego naftę. Po tygodniu odczytano objętości:

V_wwodzie = 6,5 cm³

V_wnafcie = 6,5 cm³

H =

• Wniosek:

Badany materiał jest żle zwilżany przez wodę więc jest hydrofilowy i nadaje się do robót bitumicznych.

6. Oznaczenie wskażnika koncentracji.

Koncentracja objętościowa wypełniacza K , jest to miara maksymalnego zagęszczenia 15 gram wypełniacza doprowadzonego do kulistej formy skupienia siłami napięcia powierzchniowego nafty , wyrażona w procentach. Wysuszony i ochłodzony wypełniacz , w ilości 15 ± 0,1 g , umieszcza się w parownicy o średnicy około 12 cm. Za pomocą biurety dodaje się 1 - 2 krople na sekundę nafty kosmetycznej , do tej chwili az cały materiał zostanie zwilżony i zlepi się w jedną bryłę.

Wyniki opracowuje się ze wzoru:

, gdzie:

ρ - gęstość mączki mineralnej [g/cm³]

V_n - objętość nafty zużytej do zwilzania 15 gram wypełniacza [cm³]

• Opracowanie wyników:

ρ = 2,70 g/cm³

V_n = 15,25 - 8,6 = 6,65 cm³

7. Oznaczenie wskażnika aktywności wypełniacza.

Jest to liczba charakteryzująca wielkość fizyko-chemiczną stanu międzyfazowego powierzchni wypełniacza zwilzanego naftą i płukanego w wodzie , obliczona ze wzoru empirycznego.

Wypełniacz zwilzony naftą wprowadza się do cylindra miarowego o pojemności 50 ml i zawierającego 25 ml wody destylowanej. Cylinder poddaje się wstrząsom w położeniu poziomym 25×2. Następnie odczytuje się objętość osadu wypełniacza oraz objętość warstwy emulsji nad powierzchnią wody.

Wskażnik aktywności wypełniacza oblicza się ze wzoru:

, gdzie:

V_n - objętość nafty zużytej do zwilżania 15 gram wypełniacza , [ml]

V_w - objętość osadu wypełniacza w cylindrze , [ml]

• Opracowanie wyników:

V_n = 6,65 g/cm³

V_w= 13,5 cm³

ρ = 2,70 g/cm³

---