Sok iparágban, valamint az építőiparban és a mezőgazdaságban használják az "anyagsűrűség" fogalmát. Ez egy számított érték, amely az anyag tömegének és az általa elfogl alt térfogatnak az aránya. Egy ilyen paraméter ismeretében például betonnál az építtetők ki tudják számítani a szükséges mennyiséget különféle vasbeton szerkezetek öntésekor: építőkockák, mennyezetek, monolit falak, oszlopok, védőszarkofágok, medencék, zsilipek és egyéb tárgyak.
A sűrűség meghatározása
Fontos megjegyezni, hogy az építőanyagok sűrűségének meghatározásakor speciális referenciatáblázatokat használhat, ahol ezek az értékek különböző anyagokra vannak megadva. Olyan számítási módszereket és algoritmusokat is kidolgoztak, amelyek a gyakorlatban is lehetővé teszik az ilyen adatok megszerzését, ha nincs hozzáférés a referenciaanyagokhoz.
A sűrűség meghatározása:
- folyékony testek hidrométerrel (például az autó akkumulátorának elektrolit paramétereinek jól ismert mérési eljárása);
- szilárd és folyékony anyagok a képlet felhasználásával ismert kezdeti tömegadatokkal éskötet.
Minden független számításban természetesen pontatlanok lesznek, mert nehéz megbízhatóan meghatározni a térfogatot, ha a test szabálytalan alakú.
Hibák a sűrűségmérésben
Az anyag sűrűségének pontos kiszámításához a következőket kell figyelembe venni:
- A hiba szisztematikus. Folyamatosan jelenik meg, vagy egy bizonyos törvény szerint változhat ugyanazon paraméter több mérése során. A műszer skála hibájával, a készülék alacsony érzékenységével vagy a számítási képletek pontosságának mértékével kapcsolatos. Így például, ha súlyokkal határozzuk meg a testsúlyt és figyelmen kívül hagyjuk a felhajtóerő hatását, az adatok hozzávetőlegesek.
- A hiba véletlenszerű. Bejövő okok okozzák, és eltérő hatással van a meghatározandó adatok megbízhatóságára. Környezeti hőmérséklet változásai, légköri nyomás, rezgések a helyiségben, láthatatlan sugárzás és levegő rezgések – mindez tükröződik a mérésekben. Teljesen lehetetlen elkerülni az ilyen befolyást.
- Hiba az értékek kerekítésében. A képletek számításánál közbenső adatok megszerzésekor a számok gyakran sok jelentős számjegyet tartalmaznak a tizedesvessző után. A karakterek számának korlátozása hiba megjelenését jelenti. Ez a pontatlanság részben csökkenthető, ha a közbenső számításokban több nagyságrenddel többet hagyunk, mint amennyit a végeredmény megkövetel.
- A gondatlan hibák (kihagyások) hibás hibából származnakszámítások, mérési határértékek vagy a készülék egészének helytelen feltüntetése, az ellenőrzési jegyzőkönyvek olvashatatlansága. Az így kapott adatok élesen eltérhetnek a hasonló számításoktól. Ezért ezeket törölni kell, és újra kell végezni a munkát.
Valódi sűrűségmérés
Az építőanyag sűrűségét figyelembe véve figyelembe kell venni a valódi értékét. Vagyis amikor az egységnyi térfogatú anyag szerkezete nem tartalmaz héjakat, üregeket és idegen zárványokat. A gyakorlatban nincs abszolút egységesség, amikor például betont öntünk egy formába. A valódi szilárdságának meghatározásához, amely közvetlenül függ az anyag sűrűségétől, a következő műveleteket kell végrehajtani:
- A szerkezet por alakúra van őrölve. Ebben a szakaszban szabaduljon meg a pórusoktól.
- Szárítás sütőben, 100 fok feletti hőmérsékleten, a maradék nedvességet eltávolítjuk a mintából.
- Hűtsük le szobahőmérsékletre, és szűrjük át egy 0,20 x 0,20 mm-es lyukméretű finom szitán, így a por egyenletes lesz.
- A kapott mintát nagy pontosságú elektronikus mérlegen mérik le. A térfogatot térfogatmérőben számítják ki folyadékszerkezetbe merítéssel és a kiszorított folyadék mérésével (piknometrikus elemzés).
A számítás a következő képlet szerint történik:
p=m/V
ahol m a minta tömege g-ban;
V – térfogat cm-ben3.
A sűrűségmérés kg/m-ben gyakran alkalmazható3.
Átlagos anyagsűrűség
Célannak meghatározásához, hogy az építőanyagok hogyan viselkednek valós működési körülmények között nedvesség, pozitív és negatív hőmérséklet, mechanikai terhelés hatására, az átlagos sűrűséget kell használni. Az anyagok fizikai állapotát jellemzi.
Ha a valódi sűrűség állandó érték, és csak az anyag kémiai összetételétől és kristályrácsának szerkezetétől függ, akkor az átlagos sűrűséget a szerkezet porozitása határozza meg. A homogén állapotú anyag tömegének és a természetes körülmények között elfogl alt tértérfogatnak az arányát mutatja.
Az átlagos sűrűség a mérnök számára képet ad a mechanikai szilárdságról, a nedvességfelvétel mértékéről, a hővezető képességről és más fontos tényezőkről, amelyeket az elemek felépítésénél használnak.
A térfogatsűrűség fogalma
Ömlesztett építőanyagok (homok, kavics, duzzasztott agyag stb.) elemzésére vezették be. A mutató fontos az építőkeverék egyes összetevőinek költséghatékony felhasználásának kiszámításához. Megmutatja egy anyag tömegének és térfogatának arányát, amelyet laza szerkezetű állapotban elfoglal.
Ha például egy szemcsés anyag térfogatsűrűsége és a szemcsék átlagos sűrűsége ismert, akkor könnyen meghatározható a voidage paraméter. A betongyártás során célszerűbb olyan töltőanyagot (kavics, zúzott kő, homok) használni, amelynek szárazanyag-porozitása kisebb, mivel a kitöltéshez a cementalapanyagot használják, ami növeli a költségeket..
Mutatókegyes anyagok sűrűsége
Ha néhány tábla számított adatait vesszük, akkor azokban:
- A kalcium-, szilícium- és alumínium-oxidokat tartalmazó kőanyagok sűrűsége 2400 és 3100 kg/m között változik3.
- Fa cellulóz hátlappal - 1550 kg/m3.
- Organikus anyagok (szén, oxigén, hidrogén) - 800-1400 kg/m3.
- Fémek: acél - 7850, alumínium - 2700, ólom - 11300 kg/m3.
A modern épületépítési technológiáknál a teherhordó szerkezetek szilárdsága szempontjából fontos az anyagsűrűség index. Minden hőszigetelő és nedvességzáró funkciót kis sűrűségű, zárt cellás szerkezetű anyagok látnak el.
