Jak mierzy się gęstość materiału? Gęstość różnych materiałów

W wielu dziedzinach produkcji przemysłowej, a także w budownictwie i rolnictwie stosuje się pojęcie "gęstości materiału". Jest to obliczona wartość, która jest stosunkiem masy materii do zajmowanej przez nią objętości. Wiedząc o takim parametrze, na przykład dla betonu, konstruktorzy mogą obliczyć wymaganą ilość podczas nalewania różnych konstrukcji żelbetowych: elementów konstrukcyjnych, sufitów, ścian monolitycznych, kolumn, sarkofagów ochronnych, basenów, zamków i innych przedmiotów.

Jak ustalić gęstość

Ważne jest, aby pamiętać, że przy określaniu gęstości materiałów budowlanych można zastosować specjalne tabele referencyjne, w przypadku gdy podano te wartości dla różnych substancji. Opracowano również metody i algorytmy obliczeniowe umożliwiające uzyskanie takich danych w praktyce, jeśli dostęp do materiałów referencyjnych nie jest dostępny.

Gęstość zależy od y:

• Korpusy cieczy z urządzeniem wyposażonym w wodomierz (na przykład proces pomiaru parametrów elektrolitów baterii samochodowej znanych wszystkim);
• Substancje stałe i ciekłe, przy użyciu wzoru o znanych początkowych danych dotyczących masy i objętości.

Wszystkie niezależne obliczenia, oczywiście, będą miały niedokładności, ponieważ trudno 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. Wydaje się stale lub może zmieniać się w zależności od określonego prawa w trakcie kilku pomiarów tego samego parametru. Jest to związane z błędem skali przyrządu, niską czułością urządzenia lub stopniem dokładności wzorów obliczeniowych. Tak więc na przykład podczas określania masy ciała przy użyciu wag i ignorowania wpływu siły wyporu dane są przybliżone.
• Dokładność jest przypadkowa. Spowodowane przez przychodzące przyczyny i mają inny wpływ na wiarygodność ustalanych danych. Zmiany temperatury otoczenia, ciśnienia atmosferycznego, drgania wewnątrz pomieszczeń, niewidoczne promieniowanie i wibracje powietrza odzwierciedlają wszystkie pomiary. Nie sposób uniknąć takiego wpływu.

• Błędy w zaokrąglaniu ilości. Podczas uzyskiwania danych pośrednich w formułach obliczeniowych, często numery mają zestaw znaczących cyfr po przecinku dziesiętnym. Potrzeba ograniczenia liczby tych oznaczeń i zakłada pojawienie się błędu. Część tej niedokładności może zostać zredukowana, pozostawiając w obliczeniach tymczasowych kilka porządków liczb większych niż wymagany wynik końcowy.
• Błędy zaniedbania wynikają z błędów obliczeniowych, błędnego włączenia wartości granicznych pomiaru lub całego instrumentu, nieczytelności zapisów kontrolnych. Dane uzyskane w ten sposób mogą różnić się znacznie od tych wykonanych analogicznie. Dlatego powinny zostać skreślone, a praca musi być wykonana na nowo.

Pomiar gęstości rzeczywistej

Biorąc pod uwagę gęstość materiału budowlanego, należy wziąć pod uwagę jego prawdziwą wartość. Oznacza to, że struktura materii jednostki objętościowej nie zawiera muszli, pustek i obcych wtrąceniach. W praktyce nie ma absolutnej jednorodności, gdy np. Beton wlewa się do formy. W celu określenia jego rzeczywistej wytrzymałości, która zależy bezpośrednio od gęstości materiału, wykonywane są następujące czynności:

• Struktura jest poddawana mieleniu w stanie proszku. Na tym etapie pozbyć się porów.
• Wysuszyć w suszarce w temperaturze ponad 100 stopni, usunąć wilgoć z próbki.
• Chłodź do temperatury pokojowej i przechodzi przez drobny ekran o oczkach 0,20 x 0,20 mm, zapewniając jednorodność proszku.
• Otrzymana próbka waży się na wagach elektronicznych o wysokiej precyzji. Objętość jest obliczana w objętości przez zanurzenie w strukturze cieczy i pomiar przesunięcia cieczy (analiza piknometryczna).

Obliczenia przeprowadza się według wzoru:

P = m / V

Gdzie m oznacza masę próbki w g;

V to objętość w cm3.

Często stosuje się pomiar gęstości w kg / m ³ .

Średnia gęstość materiału

Aby określić, jak materiały budowlane zachowywane są w rzeczywistych warunkach pod wpływem wilgoci, temperatur dodatnich i ujemnych, obciążeń mechanicznych, należy użyć średniego wskaźnika gęstości. Charakteryzuje fizyczny stan materiałów.

Jeśli prawdziwa gęstość jest stałą wartością i zależy tylko od składu chemicznego i struktury siatki krystalicznej substancji, średnia gęstość zależy od porowatości struktury. Jest to stosunek masy materiału w stanie jednorodnym do objętości zajmowanej przestrzeni w warunkach naturalnych.

Średnia gęstość daje inżynierowi pomysł na wytrzymałość mechaniczną, stopień pochłaniania wilgoci, współczynnik przewodnictwa cieplnego i inne ważne czynniki stosowane przy konstruowaniu elementów.

Pojęcie gęstości objętościowej

Wprowadzić do analizy luźnych materiałów budowlanych (piasek, żwir, glina gruntowa itp.). Wskaźnik jest ważny do obliczenia ekonomicznego wykorzystania tych lub innych elementów mieszanki budowlanej. Pokazuje stosunek masy materii do objętości, którą zajmuje w stanie luźnej struktury.

Na przykład, jeśli gęstość nasypowa materiału granulowanego jest znana i średnia gęstość ziarna, łatwo określić parametr pustki. Przy robieniu betonu bardziej celowe jest użycie wypełniacza (żwir, kamień rozdrobniony, piasek), który ma niższą porowatość suchej masy, ponieważ będzie wypełniony podstawowym materiałem cementowym, co zwiększy koszt.

Wskaźniki gęstości niektórych materiałów

Jeśli weźmiemy obliczone dane niektórych tabel, to w nich:

• Gęstość materiałów kamiennych, zawierających tlenki wapnia, krzemu i aluminium, zmienia się od 2.400 do 3.100 kg na m ^3.
• Gatunki drewna na bazie celulozy – 1550 kg na m ³ .
• Organiczne (węgiel, tlen, wodór) – 800-1400 kg na m ³ .
• Metale: stal – 7850, aluminium – 2700, ołów – 11300 kg na m ³ .

Dzięki nowoczesnym technologiom budowlanym gęstość materiału jest istotna ze względu na wytrzymałość konstrukcji nośnych. Wszystkie funkcje termoizolacyjne i izolujące wilgoć wykonują materiały o małej gęstości o strukturze zamkniętych porów.