Dalam banyak industri, serta dalam pembinaan dan pertanian, konsep "ketumpatan bahan" digunakan. Ini adalah nilai yang dikira, iaitu nisbah jisim bahan kepada isipadu yang didudukinya. Mengetahui parameter sedemikian, sebagai contoh, untuk konkrit, pembina boleh mengira jumlah yang diperlukan apabila menuang pelbagai struktur konkrit bertetulang: blok bangunan, siling, dinding monolitik, tiang, sarkofagus pelindung, kolam, pintu air dan objek lain.
Cara menentukan ketumpatan
Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa apabila menentukan ketumpatan bahan binaan, anda boleh menggunakan jadual rujukan khas, di mana nilai ini diberikan untuk pelbagai bahan. Kaedah dan algoritma pengiraan juga telah dibangunkan yang membolehkan data tersebut diperoleh secara praktikal jika tiada akses kepada bahan rujukan.
Ketumpatan ditentukan daripada:
- badan cecair dengan peranti hidrometer (contohnya, proses terkenal untuk mengukur parameter elektrolit bateri kereta);
- bahan pepejal dan cecair menggunakan formula dengan data jisim awal yang diketahui dankelantangan.
Semua pengiraan bebas, sudah tentu, akan mempunyai ketidaktepatan, kerana sukar untuk menentukan isipadu dengan pasti jika badan mempunyai bentuk yang tidak sekata.
Ralat dalam pengukuran ketumpatan
Untuk mengira ketumpatan bahan dengan tepat, perkara berikut mesti diambil kira:
- Ralat adalah sistematik. Ia muncul secara berterusan atau boleh berubah mengikut undang-undang tertentu dalam proses beberapa ukuran parameter yang sama. Dikaitkan dengan ralat skala instrumen, sensitiviti rendah peranti atau tahap ketepatan formula pengiraan. Jadi, sebagai contoh, menentukan berat badan menggunakan pemberat dan mengabaikan kesan daya apungan, data adalah anggaran.
- Ralat adalah rawak. Ia disebabkan oleh sebab masuk dan mempunyai kesan berbeza terhadap kebolehpercayaan data yang ditentukan. Perubahan dalam suhu ambien, tekanan atmosfera, getaran di dalam bilik, sinaran tidak kelihatan dan getaran udara - semua ini dicerminkan dalam pengukuran. Adalah mustahil untuk mengelakkan pengaruh sedemikian.
- Ralat dalam membulatkan nilai. Apabila mendapatkan data perantaraan dalam pengiraan formula, nombor selalunya mempunyai banyak digit bererti selepas titik perpuluhan. Keperluan untuk mengehadkan bilangan aksara ini membayangkan kemunculan ralat. Ketidaktepatan ini boleh dikurangkan sebahagiannya dengan meninggalkan dalam pengiraan pertengahan beberapa urutan magnitud lebih daripada yang diperlukan oleh hasil akhir.
- Ralat cuai (ketinggalan) adalah disebabkan oleh kesilapanpengiraan, kemasukan had pengukuran yang salah atau peranti secara keseluruhan, keterbacaan rekod kawalan. Data yang diperoleh dengan cara ini boleh berbeza dengan ketara daripada pengiraan yang serupa. Oleh itu, ia harus dipadamkan dan kerja dilakukan semula.
Pengukuran Ketumpatan Sebenar
Memandangkan kepadatan bahan binaan, anda perlu mengambil kira nilai sebenarnya. Iaitu, apabila struktur bahan isipadu unit tidak mengandungi cengkerang, lompang dan kemasukan asing. Dalam amalan, tidak ada keseragaman mutlak apabila, sebagai contoh, konkrit dituangkan ke dalam acuan. Untuk menentukan kekuatan sebenarnya, yang secara langsung bergantung pada ketumpatan bahan, operasi berikut dijalankan:
- Struktur dikisar kepada keadaan serbuk. Pada peringkat ini, buang pori-pori.
- Keringkan dalam ketuhar pada suhu melebihi 100 darjah, baki kelembapan dikeluarkan daripada sampel.
- Sejukkan pada suhu bilik dan lalui penapis halus dengan saiz mata 0.20 x 0.20 mm, memberikan keseragaman pada serbuk.
- Sampel yang terhasil ditimbang pada neraca elektronik berketepatan tinggi. Isipadu dikira dalam meter isipadu dengan merendam dalam struktur cecair dan mengukur cecair yang disesarkan (analisis piknometrik).
Pengiraan dijalankan mengikut formula:
p=m/V
di mana m ialah jisim sampel dalam g;
V – isipadu dalam cm3.
Pengukuran ketumpatan dalam kg/m selalunya digunakan3.
Ketumpatan bahan purata
Kepadauntuk menentukan bagaimana bahan binaan berkelakuan dalam keadaan operasi sebenar di bawah pengaruh kelembapan, suhu positif dan negatif, beban mekanikal, anda perlu menggunakan ketumpatan purata. Ia mencirikan keadaan fizikal bahan.
Jika ketumpatan sebenar ialah nilai tetap dan hanya bergantung pada komposisi kimia dan struktur kekisi kristal bahan, maka ketumpatan purata ditentukan oleh keliangan struktur. Ia mewakili nisbah jisim bahan dalam keadaan homogen kepada isipadu ruang yang diduduki dalam keadaan semula jadi.
Ketumpatan purata memberi jurutera gambaran tentang kekuatan mekanikal, tahap penyerapan lembapan, kekonduksian terma dan faktor penting lain yang digunakan dalam pembinaan unsur.
Konsep ketumpatan pukal
Diperkenalkan untuk analisis bahan binaan pukal (pasir, kerikil, tanah liat mengembang, dll.). Penunjuk adalah penting untuk mengira penggunaan kos efektif bagi komponen tertentu campuran bangunan. Ia menunjukkan nisbah jisim bahan kepada isipadu yang didudukinya dalam keadaan struktur longgar.
Sebagai contoh, jika ketumpatan pukal bahan berbutir dan ketumpatan purata bijirin diketahui, maka mudah untuk menentukan parameter lompang. Dalam pembuatan konkrit, adalah lebih sesuai untuk menggunakan pengisi (kerikil, batu hancur, pasir), yang mempunyai keliangan bahan kering yang lebih rendah, kerana bahan simen asas akan digunakan untuk mengisinya, yang akan meningkatkan kos..
Penunjukketumpatan sesetengah bahan
Jika kita mengambil data terkira beberapa jadual, maka di dalamnya:
- Ketumpatan bahan batu, yang mengandungi oksida kalsium, silikon dan aluminium, berbeza dari 2400 hingga 3100 kg per m3.
- Kayu dengan sandaran selulosa - 1550 kg setiap m3.
- Organik (karbon, oksigen, hidrogen) - 800-1400 kg setiap m3.
- Logam: keluli - 7850, aluminium - 2700, plumbum - 11300 kg setiap m3.
Dengan teknologi pembinaan bangunan moden, indeks ketumpatan bahan adalah penting dari sudut pandangan kekuatan struktur menanggung beban. Semua fungsi penebat haba dan kalis lembapan dilakukan oleh bahan berketumpatan rendah dengan struktur sel tertutup.
