U mnogim industrijama, kao iu građevinarstvu i poljoprivredi, koristi se koncept "gustine materijala". Ovo je izračunata vrijednost, koja je omjer mase supstance i zapremine koju zauzima. Poznavajući takav parametar, na primjer, za beton, graditelji mogu izračunati njegovu potrebnu količinu prilikom izlivanja različitih armiranobetonskih konstrukcija: građevinskih blokova, stropova, monolitnih zidova, stupova, zaštitnih sarkofaga, bazena, brana i drugih objekata.
Kako odrediti gustinu
Važno je napomenuti da prilikom određivanja gustine građevinskih materijala možete koristiti posebne referentne tablice, gdje su ove vrijednosti date za različite tvari. Takođe su razvijene metode i algoritmi proračuna koji omogućavaju da se takvi podaci dobiju u praksi ako nema pristupa referentnim materijalima.
Gustoća određena iz:
- tečna tijela sa hidrometrom (na primjer, dobro poznati proces mjerenja parametara elektrolita akumulatora automobila);
- čvrste i tečne supstance koristeći formulu sa poznatim početnim podacima o masi ivolumen.
Svi nezavisni proračuni će, naravno, imati nepreciznosti, jer je teško pouzdano odrediti zapreminu ako tijelo ima nepravilan oblik.
Greške u mjerenju gustine
Da bi se precizno izračunala gustina materijala, mora se uzeti u obzir sljedeće:
- Greška je sistematska. Pojavljuje se stalno ili se može mijenjati po određenom zakonu u procesu više mjerenja istog parametra. Povezan sa greškom instrumentalne skale, niskom osetljivošću uređaja ili stepenom tačnosti proračunskih formula. Tako, na primjer, određivanje tjelesne težine korištenjem utega i zanemarujući učinak uzgona, podaci su približni.
- Greška je nasumična. To je uzrokovano nadolazećim razlozima i ima drugačiji učinak na pouzdanost podataka koji se utvrđuju. Promjene u temperaturi okoline, atmosferskom pritisku, vibracijama u prostoriji, nevidljivom zračenju i vibracijama zraka - sve se to odražava u mjerenjima. Potpuno je nemoguće izbjeći takav utjecaj.
- Greška u zaokruživanju vrijednosti. Prilikom dobijanja međupodataka u izračunavanju formula, brojevi često imaju mnogo značajnih cifara iza decimalnog zareza. Potreba za ograničenjem broja ovih znakova podrazumijeva pojavu greške. Ova nepreciznost se može djelomično smanjiti ostavljanjem u srednjim proračunima nekoliko redova veličine više nego što je potrebno za konačni rezultat.
- Nepažljive greške (promašaji) nastaju zbog grešakaproračuni, netačno uključivanje granica mjerenja ili uređaja u cjelini, nečitljivost kontrolnih zapisa. Podaci dobijeni na ovaj način mogu se oštro razlikovati od sličnih proračuna. Stoga ih treba obrisati i ponovo obaviti posao.
Mjerenje prave gustine
S obzirom na gustinu građevinskog materijala, morate uzeti u obzir njegovu pravu vrijednost. To jest, kada struktura tvari jedinice volumena ne sadrži školjke, šupljine i strane inkluzije. U praksi ne postoji apsolutna uniformnost kada se, na primjer, beton izlije u kalup. Da bi se odredila njegova stvarna čvrstoća, koja direktno zavisi od gustine materijala, provode se sledeće operacije:
- Struktura je mljevena u prah. U ovoj fazi, riješite se pora.
- Sušiti u rerni na temperaturi od preko 100 stepeni, preostala vlaga se uklanja iz uzorka.
- Ohladiti na sobnu temperaturu i procijediti kroz fino sito s veličinom oka 0,20 x 0,20 mm, dajući ujednačenost prahu.
- Rezultirajući uzorak se vaga na visokoj preciznoj elektronskoj vagi. Zapremina se izračunava volumetrijskim mjeračem uranjanjem u tečnu strukturu i mjerenjem istisnute tekućine (piknometrijska analiza).
Obračun se vrši prema formuli:
p=m/V
gdje je m masa uzorka u g;
V – zapremina u cm3.
Mjerenje gustine u kg/m je često primjenjivo3.
Prosječna gustina materijala
Zada biste utvrdili kako se građevinski materijali ponašaju u stvarnim radnim uvjetima pod utjecajem vlage, pozitivnih i negativnih temperatura, mehaničkih opterećenja, morate koristiti prosječnu gustoću. Karakterizira fizičko stanje materijala.
Ako je prava gustina konstantna vrednost i zavisi samo od hemijskog sastava i strukture kristalne rešetke supstance, tada je prosečna gustina određena poroznošću strukture. Predstavlja odnos mase materijala u homogenom stanju i zapremine prostora koji se zauzima u prirodnim uslovima.
Prosečna gustina daje inženjeru ideju o mehaničkoj čvrstoći, stepenu apsorpcije vlage, toplotnoj provodljivosti i drugim važnim faktorima koji se koriste u konstrukciji elemenata.
Koncept nasipne gustine
Uvedeno za analizu rasutih građevinskih materijala (pijesak, šljunak, ekspandirana glina, itd.). Indikator je važan za izračunavanje isplative upotrebe određenih komponenti građevinske mješavine. Pokazuje odnos mase supstance i zapremine koju zauzima u stanju labave strukture.
Na primjer, ako su poznati nasipna gustina zrnastog materijala i prosječna gustina zrna, tada je lako odrediti parametar praznjenja. U proizvodnji betona je svrsishodnije koristiti punilo (šljunak, drobljeni kamen, pijesak), koji ima manju poroznost suhe tvari, jer će se za punjenje koristiti osnovni cementni materijal, što će povećati troškove.
Indikatorigustine nekih materijala
Ako uzmemo izračunate podatke nekih tabela, onda u njima:
- Gustoća kamenih materijala, koji sadrže okside kalcijuma, silicijuma i aluminijuma, varira od 2400 do 3100 kg po m3.
- Drvo sa celuloznom podlogom - 1550 kg po m3.
- Organska (ugljik, kiseonik, vodonik) - 800-1400 kg po m3.
- Metali: čelik - 7850, aluminijum - 2700, olovo - 11300 kg po m3.
Uz moderne građevinske tehnologije, indeks gustine materijala je važan sa stanovišta čvrstoće nosivih konstrukcija. Sve funkcije toplinske izolacije i zaštite od vlage izvode se od materijala niske gustine sa strukturom zatvorenih ćelija.
