Як вымяраецца шчыльнасць матэрыялу? Шчыльнасць розных матэрыялаў

У многіх галінах прамысловай вытворчасці, а таксама ў будаўніцтве і сельскай гаспадарцы выкарыстоўваецца паняцце "шчыльнасць матэрыялу". Гэта вылічае велічыня, якая з'яўляецца стаўленнем масы рэчыва да займанаму ім аб'ёме. Ведаючы такі параметр, напрыклад, у бетону, будаўнікі могуць разлічыць неабходную колькасць яго пры заліванні розных жалезабетонных канструкцый: будаўнічых блокаў, перакрыццяў, маналітных сцен, калон, ахоўных саркафагаў, басейнаў, шлюзаў і іншых аб'ектаў.

Як вызначыць шчыльнасць

Важна адзначыць, што, вызначаючы шчыльнасць будаўнічых матэрыялаў, можна выкарыстоўваць спецыяльныя даведачныя табліцы, дзе дадзены гэтыя велічыні для розных рэчываў. Таксама распрацаваны метады і алгарытмы разліку, якія дазваляюць атрымліваць такія дадзеныя на практыцы, калі адсутнічае доступ да даведкавым матэрыялам.

Шчыльнасць вызначаецца ў:

• вадкіх тэл прыборам арэометрам (напрыклад, вядомы ўсім працэс вымярэння параметраў электраліта аўтамабільнага акумулятара);
• цвёрдых і вадкіх рэчываў з дапамогай формулы пры вядомых зыходных дадзеных масы і аб'ёму.

Усе самастойныя вылічэнні, вядома, будуць мець недакладнасці, бо складана дакладна вызначыць аб'ём, калі цела мае няправільную форму.

Хібнасці ў вымярэннях шчыльнасці

Каб сапраўды разлічыць шчыльнасць матэрыялу, неабходна ўлічваць наступнае:

• Хібнасць сістэматычную. Яна фігуруе пастаянна або можа змяняцца па вызначаным законе ў працэсе некалькіх вымярэнняў аднаго і таго ж параметру. Звязаная з хібнасцю прыборнай шкалы, нізкім паказчыкам адчувальнасці прылады або ступенню дакладнасці формул разліку. Так, напрыклад, вызначаючы масу цела пры дапамозе разновесов і ігнаруючы ўздзеянне выштурхоўваючай сілы, дадзеныя атрымліваюць прыблізнымі.
• Хібнасць выпадковую. Выкліканая прыходнымі прычынамі і аказвае розны ўплыў на дакладнасць вызначаюцца дадзеных. Змяненне тэмпературы навакольнага асяроддзя, атмасфернага ціску, вібрацыі ў памяшканні, нябачныя выпраменьвання і ваганні паветра - усё гэта адлюстроўваецца на вымярэннях. Пазбегнуць такога ўплыву цалкам немагчыма.

• Хібнасць у акругленні велічынь. Пры атрыманні прамежкавых дадзеных у разліку формул часта ліку маюць мноства ўважаецца лічбаў пасля коскі. Неабходнасць абмежавання колькасці гэтых знакаў і мяркуе з'яўленне хібнасці. Часткова знізіць такую недакладнасць можна, пакідаючы ў прамежкавых разліках на некалькі парадкаў лічбаў больш, чым патрабуе канчатковы вынік.
• Хібнасці нядбайнасці (прамашкі) ўзнікаюць з прычыны памылковасці вылічэнняў, няправільнасці ўключэння межаў вымярэння альбо прыбора ў цэлым, непераборлівасці кантрольных запісаў. Атрыманыя такім чынам дадзеныя могуць рэзка адрознівацца ад аналагічна праведзеных разлікаў. Таму іх варта выдаляць, а працу выканаць нанова.

Вымярэнне сапраўднай шчыльнасці

Разглядаючы шчыльнасць матэрыялу будаўніцтва, трэба ўлічваць яго праўдзівы паказчык. То бок, калі структура рэчывы адзінкі аб'ёму не ўтрымлівае ў сабе ракавін, пустэч і старонніх уключэнняў. На практыцы няма абсалютнай аднастайнасці, калі, напрыклад, бетон заліваюць у форму. Каб вызначыць рэальную яго трываласць, якая наўпрост залежыць ад шчыльнасці матэрыялу, праводзяць наступныя аперацыі:

• Структуру падвяргаюць драбненню да стану парашка. На гэтым этапе пазбаўляюцца ад часу.
• Прасушваюць ў сушыльным шафе пры тэмпературы звыш 100 градусаў, з пробы выдаляюць рэшткі вільгаці.
• Астуджаюць да пакаёвай тэмпературы і прапускаюць праз дробнае сіта з памерам ячэйкі ў 0,20 х 0,20 мм, надаючы аднастайнасць парашку.
• Атрыманы ўзор узважваюць на электронных вагах высокай дакладнасці. Аб'ём вылічаюць ў объемомере метадам апускання ў вадкую структуру і вымярэння выцесненай вадкасці (пикнометрический аналіз).

Разлік праводзяць па формуле:

p = m / V

дзе m - маса ўзору ў г;

V - велічыня аб'ёму ў см ^3.

Часта дастасавальна вымярэнне шчыльнасці ў кг / м ^3.

Сярэдняя шчыльнасць матэрыялу

Каб вызначыць, як паводзяць сябе будаўнічыя матэрыялы ў рэальных умовах эксплуатацыі пад уздзеяннем вільгаці, станоўчых і адмоўных тэмператур, механічных нагрузак, трэба выкарыстоўваць сярэдні паказчык шчыльнасці. Ён характарызуе фізічны стан матэрыялаў.

Калі сапраўдная шчыльнасць - нязменная велічыня і залежыць толькі ад хімічнага складу і структуры крышталічнай рашоткі рэчывы, то сярэдняя шчыльнасць вызначаецца сітаватасцю структуры. Яна ўяўляе сабой стаўленне масы матэрыялу ў аднастайным стане да аб'ёму займаемага прасторы ў натуральных умовах.

Сярэдняя шчыльнасць дае ўяўленне інжынеру аб механічнай трываласці, ступені вільгацепаглынання, каэфіцыенце цеплаправоднасці і іншых важных фактарах, якія выкарыстоўваюцца ў будаўніцтве элементаў.

Паняцце насыпной шчыльнасці

Ўводзяць для аналізу сыпкіх будаўнічых матэрыялаў (пяску, жвіру, керамзіту і інш.). Паказчык важны для разліку эканамічна выгаднага прымянення тых ці іншых кампанентаў будаўнічай сумесі. Ён паказвае стаўленне масы рэчыва да аб'ёму, які яно займае ў стане друзлай структуры.

Напрыклад, калі вядомая насыпная шчыльнасць матэрыялу крупчастай формы і сярэдняя шчыльнасць зерня, то лёгка вызначыць параметр пустотных. Пры вырабе бетону мэтазгодней ужываць напаўняльнік (жвір, друз, пясок), які валодае меншай сітаватасцю сухога рэчыва, бо на яго запаўненне пойдзе базавы цэментны матэрыял, што павялічыць сабекошт.

Паказчыкі шчыльнасці некаторых матэрыялаў

Калі ўзяць разліковыя дадзеныя некаторых табліц, то ў іх:

• Шчыльнасць каменных матэрыялаў, у складзе якіх прысутнічаюць аксіды кальцыя, крэмнія і алюмінія, вар'іруецца ад 2400 да 3100 кг на м ^3.
• Драўняных парод з асновай з цэлюлозы - 1550 кг на м ^3.
• Арганікі (вуглярод, кісларод, вадарод) - 800-1400 кг на м ^3.
• Металаў: сталь - 7850, алюміній - 2700, свінец - 11300 кг на м ^3.

Пры сучасных тэхналогіях будаўніцтва будынкаў паказчык шчыльнасці матэрыялу важны з пункту гледжання трываласці апорных канструкцый. Усе цеплаізаляцыйныя і влагоизоляционные функцыі выконваюць матэрыялы нізкай шчыльнасці са структурай закрытых часу.