Hoe wordt de materiaaldichtheid gemeten? De dichtheid van verschillende materialen

In veel industrieën, enook in de bouw en landbouw wordt het concept "materiaaldichtheid" gebruikt. Dit is een berekende hoeveelheid, dat is de verhouding tussen de massa van een stof en het volume dat het inneemt. Als ze een dergelijke parameter kennen, bijvoorbeeld in beton, kunnen bouwers de vereiste hoeveelheid berekenen bij het storten van verschillende gewapende betonconstructies: bouwstenen, plafonds, monolithische muren, kolommen, beschermende sarcofagen, poelen, sluizen en andere objecten.

Hoe de dichtheid te bepalen

Het is belangrijk op te merken dat bij het bepalen van de dichtheidbouwmaterialen kunt u speciale referentietabellen gebruiken, waar deze waarden voor verschillende stoffen worden gegeven. Er zijn ook methoden en berekeningsalgoritmen ontwikkeld waarmee dergelijke gegevens in de praktijk kunnen worden verkregen als er geen toegang is tot referentiemateriaal.

De dichtheid wordt bepaald door:

• vloeibare lichamen met een hydrometerinrichting (bijvoorbeeld het bekende proces van het meten van de elektrolytparameters van een auto-accu);
• vaste en vloeibare stoffen die de formule gebruiken met bekende begingegevens van massa en volume.

Alle onafhankelijke berekeningen hebben natuurlijk onnauwkeurigheden, omdat het moeilijk is om het volume betrouwbaar te bepalen als het lichaam een ​​onregelmatige vorm heeft.

Fouten bij het meten van de dichtheid

Houd rekening met het volgende om de dichtheid van een materiaal nauwkeurig te berekenen:

• De fout is systematisch. Het verschijnt constant of kan volgens een bepaalde wet veranderen in de loop van verschillende metingen van dezelfde parameter. Het wordt geassocieerd met de fout van de instrumentenschaal, de lage gevoeligheid van het apparaat of de mate van nauwkeurigheid van de berekeningsformules. Door bijvoorbeeld het lichaamsgewicht te bepalen met behulp van gewichten en het effect van het drijfvermogen te negeren, zijn de gegevens bij benadering.
• De fout is willekeurig. Het wordt veroorzaakt door inkomende redenen en heeft een ander effect op de betrouwbaarheid van de gegevens die worden bepaald. Veranderingen in omgevingstemperatuur, atmosferische druk, ruimtetrillingen, onzichtbare straling en luchttrillingen worden allemaal weerspiegeld in de metingen. Het is absoluut onmogelijk om een ​​dergelijke invloed te vermijden.

• Afrondingsfout. Bij het verkrijgen van tussentijdse gegevens bij de berekening van formules, hebben getallen vaak veel significante cijfers achter de komma. De noodzaak om het aantal van deze tekens te beperken, impliceert ook het optreden van een fout. Deze onnauwkeurigheid kan gedeeltelijk worden verminderd door in tussenberekeningen verscheidene ordes van grootte meer over te laten dan het eindresultaat vereist.
• Nalatigheidsfouten (missers) treden opdoor foutieve berekeningen, onjuiste opname van meetgrenzen of het apparaat als geheel, onleesbaarheid van controleregistraties. De gegevens die op deze manier worden verkregen, kunnen sterk verschillen van vergelijkbare berekeningen. Daarom moeten ze worden verwijderd en moet het werk opnieuw worden gedaan.

Echte dichtheid meten

Gezien de dichtheid van het bouwmateriaal,u moet rekening houden met de ware indicator. Dat wil zeggen, wanneer de structuur van een substantie van een volume-eenheid geen schalen, holtes en vreemde insluitsels bevat. In de praktijk is er geen absolute uniformiteit wanneer bijvoorbeeld beton in een mal wordt gestort. Om de werkelijke sterkte te bepalen, die rechtstreeks afhangt van de dichtheid van het materiaal, worden de volgende bewerkingen uitgevoerd:

• De structuur wordt tot poeder vermalen. In dit stadium worden de poriën verwijderd.
• Het wordt gedroogd in een oven bij een temperatuur van meer dan 100 graden, en het resterende vocht wordt uit het monster verwijderd.
• Koel af tot kamertemperatuur en passeer een fijne zeef met een maaswijdte van 0,20 x 0,20 mm, waardoor het poeder uniform wordt.
• Het verkregen monster wordt gewogen op een zeer nauwkeurige elektronische weegschaal. Het volume wordt berekend in een volumetrische meter door onderdompeling in een vloeistofstructuur en meting van de verplaatste vloeistof (pyknometrische analyse).

De berekening wordt uitgevoerd volgens de formule:

p = m / V

waarbij m de massa van het monster in g is;

V is het volume in cm³.

Het meten van dichtheid in kg / m is vaak toepasbaar³.

Gemiddelde dichtheid van materiaal

Om te bepalen hoe constructiematerialen in reële bedrijfsomstandigheden onder invloed van vocht, positieve en negatieve temperaturen, mechanische belasting, een gemiddelde dichtheid moet worden gebruikt. Het kenmerkt de fysieke toestand van materialen.

Als de werkelijke dichtheid constant is enhangt alleen af ​​van de chemische samenstelling en structuur van het kristalrooster van de stof, de gemiddelde dichtheid wordt bepaald door de porositeit van de structuur. Het is de verhouding van de massa van een materiaal in homogene toestand tot het volume van de ingenomen ruimte in natuurlijke omstandigheden.

De gemiddelde dichtheid geeft de ingenieur een idee van de mechanische sterkte, de mate van vochtopname, de warmtegeleidingscoëfficiënt en andere belangrijke factoren die bij de constructie van de elementen worden gebruikt.

Bulk dichtheid concept

Geïntroduceerd voor de analyse van bulkconstructiesmaterialen (zand, grind, geëxpandeerde klei, enz.). De indicator is belangrijk voor het berekenen van het kosteneffectieve gebruik van bepaalde componenten van het bouwmengsel. Het toont de verhouding van de massa van een stof tot het volume dat het inneemt in een staat van losse structuur.

Als het stortgewicht bijvoorbeeld bekend ismateriaal met korrelvorm en gemiddelde dichtheid van korrels, het is gemakkelijk om de parameter van leegte te bepalen. Bij de vervaardiging van beton is het handiger om een ​​vulmiddel (grind, steenslag, zand) te gebruiken, dat een lagere porositeit van droge stof heeft, aangezien het basismateriaal het cement zal vullen, wat de kosten zal verhogen.

Dichtheidsindicatoren van sommige materialen

Als we de berekende gegevens van sommige tabellen nemen, dan daarin:

• De dichtheid van steenmaterialen, die calcium-, silicium- en aluminiumoxiden bevatten, varieert van 2400 tot 3100 kg per m^3.
• Houtsoorten met cellulosebasis - 1550 kg per m2³.
• Organische stoffen (koolstof, zuurstof, waterstof) - 800-1400 kg per m³.
• Metalen: staal - 7850, aluminium - 2700, lood - 11300 kg per m³.