Ako sa meria hustota materiálu? Hustota rôznych materiálov

V mnohých odvetviach priemyselnej výroby, aaj v stavebníctve a poľnohospodárstve sa používa koncept „hustoty materiálu“. Toto je vypočítaná hodnota, ktorá je pomerom hmotnosti látky k objemu, ktorý zaberá. Stavitelia, ktorí poznajú tento parameter, napríklad pre betón, môžu vypočítať jeho požadované množstvo pri nalievaní rôznych železobetónových štruktúr: stavebné bloky, podlahy, monolitické steny, stĺpy, ochranné sarkofágy, bazény, zámky a ďalšie objekty.

Ako určiť hustotu

Je dôležité si uvedomiť, že pri určovaní hustotystavebných materiálov, môžete použiť špeciálne referenčné tabuľky, kde sú tieto hodnoty uvedené pre rôzne látky. Boli vyvinuté aj metódy a výpočtové algoritmy, ktoré umožňujú získať takéto údaje v praxi, ak neexistuje prístup k referenčným materiálom.

Hustota je určená:

• kvapalné telesá s hustomerovým zariadením (napríklad známy proces merania parametrov elektrolytu autobatérie);
• tuhé a kvapalné látky podľa vzorca so známymi počiatočnými údajmi o hmotnosti a objeme.

Všetky nezávislé výpočty budú mať samozrejme nepresnosti, pretože je ťažké spoľahlivo určiť objem, ak má telo nepravidelný tvar.

Chyby merania hustoty

Ak chcete presne vypočítať hustotu materiálu, zvážte nasledujúce:

• Chyba je systematická.Objavuje sa neustále alebo sa môže meniť podľa určitého zákona v priebehu niekoľkých meraní rovnakého parametra. Je spojená s chybou stupnice prístroja, nízkou citlivosťou zariadenia alebo stupňom presnosti výpočtových vzorcov. Údaje napríklad o určení telesnej hmotnosti pomocou závaží a ignorovaní účinku vztlakovej sily sú približné.
• Chyba je náhodná.Je to spôsobené prichádzajúcimi dôvodmi a má iný vplyv na spoľahlivosť určovaných údajov. Zmeny teploty okolia, atmosférického tlaku, vibrácií v miestnosti, neviditeľného žiarenia a vibrácií vzduchu sa odrážajú v meraniach. Je úplne nemožné vyhnúť sa takémuto vplyvu.

• Chyba zaokrúhľovania.Pri získavaní prechodných údajov pri výpočte vzorcov majú čísla často mnoho desatinných miest za desatinnou čiarkou. Potreba obmedziť počet týchto znakov tiež predpokladá výskyt chyby. Túto nepresnosť je možné čiastočne obmedziť ponechaním medziproduktov o niekoľko rádov viac, ako vyžaduje konečný výsledok.
• Vyskytujú sa nepresnosti nedbalosti (pošmyknutia)z dôvodu chybných výpočtov, nesprávneho zahrnutia limitov merania alebo zariadenia ako celku, nečitateľnosti záznamov z kontroly. Údaje získané týmto spôsobom sa môžu výrazne líšiť od podobných výpočtov. Preto by mali byť odstránené a práca by mala byť vykonaná znova.

Meranie skutočnej hustoty

Vzhľadom na hustotu stavebného materiálu,musíte vziať do úvahy jeho skutočný ukazovateľ. To znamená, že keď štruktúra látky objemovej jednotky neobsahuje škrupiny, dutiny a cudzie inklúzie. V praxi neexistuje absolútna uniformita, keď sa napríklad betón naleje do formy. Na určenie jeho skutočnej pevnosti, ktorá priamo závisí od hustoty materiálu, sa vykonávajú tieto operácie:

• Štruktúra je rozomletá na práškový stav. V tejto fáze sa zbavte pórov.
• Suší sa v sušiarni pri teplote viac ako 100 stupňov a zvyšná vlhkosť sa odstráni zo vzorky.
• Ochladí sa na izbovú teplotu a nechá sa prejsť jemným sitom s veľkosťou ôk 0,20 x 0,20 mm, čím sa prášku dodá rovnomernosť.
• Získaná vzorka sa zváži na vysoko presnej elektronickej váhe. Objem sa vypočíta v odmernom metri ponorením do štruktúry kvapaliny a zmeraním vytesnenej kvapaliny (pyknometrická analýza).

Výpočet sa vykonáva podľa vzorca:

p = m / V

kde m je hmotnosť vzorky v g;

V - objem v cm³.

Často sa používa meranie hustoty v kg / m³.

Priemerná hustota materiálu

Ak chcete zistiť, ako konštrukciamali by sa používať materiály v skutočných prevádzkových podmienkach pod vplyvom vlhkosti, pozitívnych a negatívnych teplôt, mechanického namáhania a priemernej hustoty. Charakterizuje fyzikálny stav materiálov.

Ak je skutočná hustota konštantná hodnota azávisí iba od chemického zloženia a štruktúry kryštálovej mriežky látky, potom je priemerná hustota určená pórovitosťou štruktúry. Je to pomer hmotnosti materiálu v homogénnom stave k objemu obsadeného priestoru v prírodných podmienkach.

Priemerná hustota dáva inžinierovi predstavu o mechanickej pevnosti, stupni absorpcie vlhkosti, koeficiente tepelnej vodivosti a ďalších dôležitých faktoroch použitých pri konštrukcii prvkov.

Koncept objemovej hustoty

Predstavený pre analýzu hromadnej stavbymateriály (piesok, štrk, expandovaná hlina atď.). Ukazovateľ je dôležitý pre výpočet nákladovo efektívneho použitia určitých zložiek stavebnej zmesi. Ukazuje pomer hmotnosti látky k objemu, ktorý zaberá v stave voľnej štruktúry.

Napríklad, ak je známa sypná hmotnosťmateriál zrnitého tvaru a priemernej hustoty zŕn, je ľahké určiť parameter prázdnoty. Pri výrobe betónu je účelnejšie použiť plnivo (štrk, drvený kameň, piesok), ktoré má nižšiu pórovitosť sušiny, pretože základný cementový materiál ho pôjde naplniť, čo zvýši náklady.

Ukazovatele hustoty niektorých materiálov

Ak vezmeme vypočítané údaje niektorých tabuliek, potom v nich:

• Hustota kamenných materiálov, ktoré obsahujú oxidy vápnika, kremíka a hliníka, sa pohybuje od 2 400 do 3 100 kg na m^3.
• Druhy dreva na báze celulózy - 1 550 kg na m2³.
• Organické látky (uhlík, kyslík, vodík) - 800 - 1400 kg na m³.
• Kovy: oceľ - 7850, hliník - 2700, olovo - 11300 kg na m³.