I mange industrier, såvel som inden for byggeri og landbrug, bruges begrebet "materialetæthed". Dette er en beregnet værdi, som er forholdet mellem massen af et stof og det volumen, det optager. Ved at kende en sådan parameter, for eksempel for beton, kan bygherrer beregne den nødvendige mængde af det, når de hælder forskellige armerede betonkonstruktioner: byggeklodser, lofter, monolitiske vægge, søjler, beskyttende sarkofager, pools, sluser og andre genstande.
Sådan bestemmes massefylden
Det er vigtigt at bemærke, at når man bestemmer tætheden af byggematerialer, kan man bruge specielle referencetabeller, hvor disse værdier er angivet for forskellige stoffer. Der er også udviklet beregningsmetoder og algoritmer, der gør det muligt at få sådanne data i praksis, hvis der ikke er adgang til referencematerialer.
Densitet bestemt ud fra:
- flydende legemer med en hydrometeranordning (f.eks. den velkendte proces med at måle parametrene for elektrolytten i et bilbatteri);
- faste og flydende stoffer ved hjælp af formlen med kendte initiale massedata ogbind.
Alle uafhængige beregninger vil selvfølgelig have unøjagtigheder, fordi det er vanskeligt pålideligt at bestemme volumen, hvis kroppen har en uregelmæssig form.
Fejl i tæthedsmålinger
For nøjagtigt at beregne massefylden af materialet, skal følgende tages i betragtning:
- Fejlen er systematisk. Det vises konstant eller kan ændre sig i henhold til en bestemt lov i processen med flere målinger af den samme parameter. Forbundet med fejlen på instrumentskalaen, lav følsomhed af enheden eller graden af nøjagtighed af beregningsformlerne. Så f.eks. at bestemme kropsvægt ved hjælp af vægte og ignorere effekten af opdrift, er dataene omtrentlige.
- Fejlen er tilfældig. Det er forårsaget af indkommende årsager og har en anden effekt på pålideligheden af de data, der bestemmes. Ændringer i omgivelsestemperatur, atmosfærisk tryk, vibrationer i rummet, usynlig stråling og luftvibrationer - alt dette afspejles i målingerne. Det er fuldstændig umuligt at undgå en sådan indflydelse.
- Fejl i afrundingsværdier. Når man indhenter mellemdata ved beregning af formler, har tal ofte mange signifikante cifre efter decimalkommaet. Behovet for at begrænse antallet af disse tegn indebærer udseendet af en fejl. Denne unøjagtighed kan delvist reduceres ved at lade i mellemberegninger lade flere størrelsesordener mere, end det endelige resultat kræver.
- Skødesløse fejl (misser) skyldes fejlberegninger, forkert medtagelse af målegrænser eller enheden som helhed, ulæseligheden af kontrolregistreringer. De data, der opnås på denne måde, kan afvige markant fra lignende beregninger. Derfor bør de slettes, og arbejdet udføres igen.
True Density Measurement
I betragtning af byggematerialets tæthed skal du tage højde for dets sande værdi. Det vil sige, når strukturen af stoffet af en enhedsvolumen ikke indeholder skaller, hulrum og fremmede indeslutninger. I praksis er der ingen absolut ensartethed, når man f.eks. hælder beton i en form. For at bestemme dets reelle styrke, som direkte afhænger af materialets tæthed, udføres følgende operationer:
- Strukturen er formalet til en pulvertilstand. På dette stadium skal du slippe af med porerne.
- Tør i en ovn ved en temperatur på over 100 grader, den resterende fugt fjernes fra prøven.
- Afkøl til stuetemperatur og passer gennem en fin sigte med en maskestørrelse på 0,20 x 0,20 mm, hvilket giver ensartethed til pulveret.
- Den resulterende prøve vejes på en elektronisk vægt med høj præcision. Volumen beregnes i en volumetrisk måler ved at nedsænke i en væskestruktur og måle den fortrængte væske (pyknometrisk analyse).
Beregningen udføres efter formlen:
p=m/V
hvor m er prøvens masse i g;
V – bind i cm3.
Densitetsmåling i kg/m er ofte anvendelig3.
Gennemsnitlig materialetæthed
Tilfor at bestemme, hvordan byggematerialer opfører sig under virkelige driftsforhold under indflydelse af fugt, positive og negative temperaturer, mekaniske belastninger, skal du bruge den gennemsnitlige tæthed. Det karakteriserer materialernes fysiske tilstand.
Hvis den sande massefylde er en konstant værdi og kun afhænger af den kemiske sammensætning og struktur af stoffets krystalgitter, så bestemmes den gennemsnitlige massefylde af strukturens porøsitet. Det repræsenterer forholdet mellem massen af materialet i en homogen tilstand og rumfanget af plads optaget under naturlige forhold.
Gennemsnitlig massefylde giver ingeniøren en idé om den mekaniske styrke, graden af fugtabsorption, termisk ledningsevne og andre vigtige faktorer, der bruges i konstruktionen af elementer.
Begrebet bulk-density
Introduceret til analyse af bulkbyggematerialer (sand, grus, ekspanderet ler osv.). Indikatoren er vigtig for at beregne den omkostningseffektive anvendelse af visse komponenter i bygningsblandingen. Den viser forholdet mellem massen af et stof og det volumen, det optager i en tilstand med løs struktur.
For eksempel, hvis rumvægten af et granulært materiale og den gennemsnitlige massefylde af korn er kendt, så er det let at bestemme hulrumsparameteren. Ved fremstilling af beton er det mere hensigtsmæssigt at bruge et fyldstof (grus, knust sten, sand), som har en lavere porøsitet af tørstoffet, da basiscementmaterialet vil blive brugt til at fylde det, hvilket vil øge omkostningerne.
Indikatorermassefylde af nogle materialer
Hvis vi tager de beregnede data fra nogle tabeller, så i dem:
- Densiteten af stenmaterialer, som indeholder oxider af calcium, silicium og aluminium, varierer fra 2400 til 3100 kg pr. m3.
- Tømmer med cellulosebagside - 1550 kg pr. m3.
- Organiske stoffer (kulstof, oxygen, brint) - 800-1400 kg pr. m3.
- Metaler: stål - 7850, aluminium - 2700, bly - 11300 kg pr. m3.
Med moderne bygningskonstruktionsteknologier er materialedensitetsindekset vigtigt ud fra et synspunkt om styrken af bærende konstruktioner. Alle varmeisolerende og fugtisolerende funktioner udføres af materialer med lav densitet med en lukket cellestruktur.
