V mnohých priemyselných odvetviach, ako aj v stavebníctve a poľnohospodárstve sa používa pojem „hustota materiálu“. Toto je vypočítaná hodnota, ktorá je pomerom hmotnosti látky k objemu, ktorý zaberá. So znalosťou takéhoto parametra, napríklad pre betón, môžu stavitelia vypočítať jeho požadované množstvo pri nalievaní rôznych železobetónových konštrukcií: stavebných blokov, stropov, monolitických stien, stĺpov, ochranných sarkofágov, bazénov, stavidiel a iných predmetov.
Ako určiť hustotu
Je dôležité poznamenať, že pri určovaní hustoty stavebných materiálov môžete použiť špeciálne referenčné tabuľky, kde sú tieto hodnoty uvedené pre rôzne látky. Boli vyvinuté aj výpočtové metódy a algoritmy, ktoré umožňujú získať takéto údaje v praxi, ak nie je prístup k referenčným materiálom.
Hustota určená z:
- kvapalné telesá s hustomerným zariadením (napríklad známy proces merania parametrov elektrolytu autobatérie);
- pevné a kvapalné látky s použitím vzorca so známymi údajmi o počiatočnej hmotnosti aobjem.
Všetky nezávislé výpočty budú mať samozrejme nepresnosti, pretože ak má teleso nepravidelný tvar, je ťažké spoľahlivo určiť objem.
Chyby v meraní hustoty
Pre presný výpočet hustoty materiálu je potrebné vziať do úvahy nasledovné:
- Chyba je systematická. Objavuje sa neustále alebo sa môže meniť podľa určitého zákona v procese niekoľkých meraní toho istého parametra. Súvisí s chybou stupnice prístroja, nízkou citlivosťou prístroja alebo stupňom presnosti výpočtových vzorcov. Takže napríklad, ak určíte telesnú hmotnosť pomocou závaží a ignorujete účinok vztlaku, údaje sú približné.
- Chyba je náhodná. Je to spôsobené prichádzajúcimi dôvodmi a má odlišný vplyv na spoľahlivosť určovaných údajov. Zmeny okolitej teploty, atmosférického tlaku, vibrácie v miestnosti, neviditeľné žiarenie a vibrácie vzduchu – to všetko sa odráža v meraniach. Je úplne nemožné vyhnúť sa takémuto vplyvu.
- Chyba pri zaokrúhľovaní hodnôt. Pri získavaní prechodných údajov pri výpočte vzorcov majú čísla za desatinnou čiarkou často veľa platných číslic. Potreba obmedziť počet týchto znakov znamená výskyt chyby. Túto nepresnosť možno čiastočne znížiť tak, že sa v medzivýpočtoch ponechá o niekoľko rádov viac, než vyžaduje konečný výsledok.
- Neopatrné chyby (chyby) sú spôsobené chybouvýpočty, nesprávne zahrnutie limitov merania alebo zariadenia ako celku, nečitateľnosť kontrolných záznamov. Takto získané údaje sa môžu výrazne líšiť od podobných výpočtov. Preto by mali byť vymazané a práca vykonaná znova.
True Density Measurement
Vzhľadom na hustotu stavebného materiálu je potrebné vziať do úvahy jeho skutočnú hodnotu. To znamená, že keď štruktúra hmoty jednotky objemu neobsahuje škrupiny, dutiny a cudzie inklúzie. V praxi neexistuje absolútna jednotnosť, keď sa napríklad betón naleje do formy. Na určenie jeho skutočnej pevnosti, ktorá priamo závisí od hustoty materiálu, sa vykonajú nasledujúce operácie:
- Štruktúra je rozomletá do práškového stavu. V tejto fáze sa zbavte pórov.
- Sušte v sušiarni pri teplote nad 100 stupňov, zvyšná vlhkosť sa zo vzorky odstráni.
- Ochlaďte na izbovú teplotu a preosejte cez jemné sito s veľkosťou ôk 0,20 x 0,20 mm, čím získate rovnomernosť prášku.
- Výsledná vzorka sa odváži na vysoko presných elektronických váhach. Objem sa vypočíta vo volumetrickom merači ponorením do kvapalnej štruktúry a meraním vytlačenej kvapaliny (pyknometrická analýza).
Výpočet sa vykonáva podľa vzorca:
p=m/V
kde m je hmotnosť vzorky vg;
V – objem v cm3.
Často sa používa meranie hustoty v kg/m3.
Priemerná hustota materiálu
Komuna určenie toho, ako sa stavebné materiály správajú v reálnych prevádzkových podmienkach pod vplyvom vlhkosti, pozitívnych a negatívnych teplôt, mechanického zaťaženia, musíte použiť priemernú hustotu. Charakterizuje fyzikálny stav materiálov.
Ak je skutočná hustota konštantná hodnota a závisí len od chemického zloženia a štruktúry kryštálovej mriežky látky, potom je priemerná hustota určená pórovitosťou štruktúry. Predstavuje pomer hmotnosti materiálu v homogénnom stave k objemu priestoru zaberaného v prírodných podmienkach.
Priemerná hustota dáva inžinierovi predstavu o mechanickej pevnosti, stupni absorpcie vlhkosti, tepelnej vodivosti a ďalších dôležitých faktoroch používaných pri konštrukcii prvkov.
Koncept objemovej hmotnosti
Zavedený na analýzu sypkých stavebných materiálov (piesok, štrk, keramzit 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.
Ak je napríklad známa objemová hustota zrnitého materiálu a priemerná hustota zŕn, potom je ľahké určiť parameter pórovitosti. Pri výrobe betónu je vhodnejšie použiť plnivo (štrk, drvený kameň, piesok), ktoré má nižšiu pórovitosť sušiny, pretože na jeho vyplnenie sa použije základný cementový materiál, čo zvýši náklady..
Ukazovatelehustoty niektorých materiálov
Ak vezmeme vypočítané údaje niektorých tabuliek, potom v nich:
- Hustota kamenných materiálov, ktoré obsahujú oxidy vápnika, kremíka a hliníka, sa pohybuje od 2400 do 3100 kg na m3.
- Drevo s celulózovým podkladom – 1550 kg na m3.
- Organické látky (uhlík, kyslík, vodík) – 800 – 1400 kg na m3.
- Kovy: oceľ - 7850, hliník - 2700, olovo - 11300 kg na m3.
Pri moderných technológiách výstavby budov je index hustoty materiálu dôležitý z hľadiska pevnosti nosných konštrukcií. Všetky funkcie tepelnej izolácie a ochrany proti vlhkosti vykonávajú materiály s nízkou hustotou so štruktúrou uzavretých buniek.
