Jak mierzona jest gęstość materiału? Gęstość różnych materiałów

W wielu gałęziach produkcji przemysłowej orazTakże w budownictwie i rolnictwie stosowana jest koncepcja "gęstości materiału". Jest to obliczona wartość, która jest stosunkiem masy substancji do objętości zajmowanej przez nią. Znając taki parametr, na przykład w przypadku betonu, budowniczowie mogą obliczyć wymaganą liczbę przy wylaniu różnych konstrukcji żelbetowych: cegieł, sufitów, ścian monolitycznych, kolumn, sarkofagów ochronnych, basenów, zamków i innych przedmiotów.

Jak określić gęstość

Ważne jest, aby pamiętać, że poprzez określenie gęstościmateriały budowlane mogą być używane specjalne tabele referencyjne, w przypadku gdy podane wartości dotyczą różnych substancji. Opracowano również metody i algorytmy obliczeniowe, które umożliwiają uzyskanie takich danych w praktyce, jeśli dostęp do materiałów referencyjnych nie jest możliwy.

Gęstość jest określana przez y:

• ciała płynne z urządzeniem z areometrem (na przykład proces pomiaru parametrów elektrolitu powszechnie znanego akumulatora samochodowego);
• substancje stałe i ciekłe za pomocą formuły o znanej początkowej masie i objętości.

Wszystkie niezależne obliczenia oczywiście będą miały niedokładności, ponieważ trudno jest wiarygodnie określić objętość, jeśli ciało ma nieregularny kształt.

Błędy w pomiarach gęstości

Aby dokładnie obliczyć gęstość materiału, należy wziąć pod uwagę następujące kwestie:

• Błąd jest systematyczny. Pojawia się stale lub może się zmieniać zgodnie z pewnym prawem podczas kilku pomiarów tego samego parametru. Jest to związane z błędem skali wagi, małą czułością urządzenia lub stopniem dokładności formuł obliczeniowych. Na przykład, określając masę ciała za pomocą odważników i ignorując wpływ siły wyporu, dane są przybliżone.
• Dokładność jest losowa. Spowodowane przez przychodzące przyczyny i ma inny wpływ na wiarygodność ustalanych danych. Zmiany temperatury otoczenia, ciśnienia atmosferycznego, wibracji w pomieszczeniu, promieniowania niewidocznego i fluktuacji powietrza odzwierciedlają wszystkie pomiary. Całkowicie niemożliwe jest uniknięcie takiego wpływu.

• Błędy w zaokrąglaniu ilości. Podczas uzyskiwania danych pośrednich w obliczaniu wzorów, często liczby mają liczbę cyfr znaczących po przecinku dziesiętnym. Konieczność ograniczenia liczby tych znaków i zakłada pojawienie się błędu. Część tej niedokładności można zmniejszyć, pozostawiając w obliczeniach tymczasowych kilka rzędów wartości więcej, niż wymaga tego wynik końcowy.
• Powstają niedokładności zaniedbańz powodu błędnych obliczeń, nieprawidłowego włączenia granic pomiarowych lub urządzenia jako całości, nieczytelności zapisów kontrolnych. Uzyskane w ten sposób dane mogą się znacznie różnić od danych uzyskanych w ten sposób. Dlatego powinny one zostać usunięte, a praca musi zostać wykonana na nowo.

Pomiar rzeczywistej gęstości

Biorąc pod uwagę gęstość materiału budowlanego,musisz wziąć pod uwagę jego prawdziwą wartość. To znaczy, gdy struktura materii jednostki objętości nie zawiera skorup, pustek i obcych inkluzji. W praktyce nie ma absolutnej jednolitości, gdy na przykład beton wlewa się do formy. Aby określić jego rzeczywistą wytrzymałość, która bezpośrednio zależy od gęstości materiału, wykonywane są następujące operacje:

• Struktura jest poddawana szlifowaniu do stanu proszku. Na tym etapie pozbywaj się porów.
• Wysuszyć w suszarce w temperaturze powyżej 100 stopni, usunąć wilgoć z próbki.
• Ochłodzić do temperatury pokojowej i przepuścić przez drobny sito o rozmiarze oczek 0,20 x 0,20 mm, uzyskując jednorodność proszku.
• Wynikowa próbka jest ważona na precyzyjnych skalach elektronicznych. Objętość oblicza się w objętości przez zanurzenie w ciekłej strukturze i pomiar wypartej cieczy (analiza piknometryczna).

Obliczenia przeprowadza się według wzoru:

p = m / V

gdzie m jest masą próbki wg;

V to objętość w cm³.

Często pomiar gęstości w kg / m³.

Średnia gęstość materiału

Aby określić, jak zachowuje się społeczność budowlanamateriały w rzeczywistych warunkach pracy pod wpływem wilgoci, dodatniej i ujemnej temperatury, obciążenia mechaniczne, należy użyć średniej gęstości. Charakteryzuje stan fizyczny materiałów.

Jeśli prawdziwa gęstość jest stała izależy tylko od składu chemicznego i struktury sieci krystalicznej materii, średnia gęstość jest określona przez porowatość struktury. Jest to stosunek masy materiału w stanie jednorodnym do objętości zajmowanej przestrzeni w warunkach naturalnych.

Średnia gęstość daje pojęcie inżyniera wytrzymałości mechanicznej, stopnia wchłaniania wilgoci, przewodność cieplną i inne ważne czynniki, które są wykorzystywane w elementach budowlanych.

Pojęcie gęstości objętościowej

Wprowadzony do analizy konstrukcji masowejmateriały (piasek, żwir, keramzyt itp.). Wskaźnik jest ważny dla obliczenia ekonomicznego wykorzystania tych lub innych składników mieszanki budowlanej. Pokazuje stosunek masy materii do objętości, którą zajmuje, w stanie luźnej struktury.

Na przykład, jeśli gęstość objętościowamateriał o formie ziarnistej i średniej gęstości ziaren, łatwo jest określić parametr pustki. W produkcji betonu wskazane stosowanie wypełniacza (żwir, tłuczeń kamienny, piasek), o mniejszej porowatości suchej masy, ponieważ będzie on wypełniany materiałem bazie cementu, co zwiększa koszty.

Wskaźniki gęstości niektórych materiałów

Jeśli weźmiemy obliczone dane niektórych tabel, to w nich:

• Gęstość materiałów kamiennych, które zawierają tlenki wapnia, krzemu i aluminium, waha się od 2400 do 3100 kg na m^3.
• Gatunki drewna na bazie celulozy - 1550 kg na m³.
• Substancje organiczne (węgiel, tlen, wodór) - 800-1400 kg na metr³.
• Metale: stal - 7850, aluminium - 2700, ołów - 11300 kg / m³.

Dzięki nowoczesnym technologiom budowlanymwskaźnik gęstości materiału jest ważny z punktu widzenia wytrzymałości konstrukcji wsporczych. Wszystkie funkcje termoizolacyjne i izolujące wilgoć wykonują materiały o niskiej gęstości i strukturze zamkniętej.