Određivanje srednje i nasipne gustoće. Nasipna gustoća - kako je odrediti? Određivanje nasipne mase vlaknastih materijala

Takav građevinski materijal, Kako pijesak je jedan od najvažnijih jer se bez njega ne može izgraditi gotovo nijedna građevina. Najvažniji pokazatelj koji karakterizira njegovu kvalitetu je masovnost.

Određuje se u nezbijenom stanju materijala, zbog čega se uzima u obzir ne samo volumen svake čestice pijeska, već i prostor koji zauzima zračni raspor između njegovih frakcija.

Značajke pijeska kao građevinskog materijala

Pijesak je građevinski materijal koji može biti sedimentnog podrijetla ili umjetno stvoren.

U većini slučajeva sastoji se od minerala kvarca, iako se može temeljiti na drugim tvarima.

Način skladištenja također igra ulogu važna uloga u kojim će se svojstvima pijesak razlikovati. Materijal može imati različit izgled i oblik. Ako je njegovo podrijetlo povezano s vodenim tijelima (rijekama i morima), onda vanjska ljuska zrna pijeska će biti glatka, okrugla i zaobljena.

Ako je bilo pijeska nastalih drobljenjem stijena ili u kamenolomima, tada će najčešće njegove komponente imati neravne i oštre rubove.

Boja pijeska također može biti različita, što također neizravno ovisi o njegovom podrijetlu.

U akumulacijama voda ispire razne nečistoće iz materijala, zbog čega je ovaj pijesak najčišći i najujednačeniji.

Materijal iz kamenoloma često sadrži čestice gline, prašine, zemlje itd. Pijesak se koristi u razne svrhe. Među njima treba istaknuti proizvodnju stakla, konstrukcija autoceste i izgradnja objekata.

Upravo je u posljednjoj sferi pijesak pronašao masu razne aplikacije– od završni radovi prije punjenja.

Od njega se pripremaju razni građevne smjese, i . To je u takvim situacijama bez smisla nasipna gustoća nemoguće je snaći se. Na to vrijedi obratiti pažnju jer ista masa materijala može zauzimati potpuno različite prostore.

Što je nasipna gustoća

Takva fizička veličina kao što je nasipna gustoća, predstavlja omjer mase rasutog materijala prema volumenu, koju zauzima. Ovaj se pokazatelj mjeri u različitim jedinicama, što najčešće ovisi o tome koliko se koristi.

Tipično, nasipna gustoća pijeska izražena je u kg/m3 (kilogramima po kubnom metru). U nekim slučajevima proizvođači navode tone po kubnom metru ili grame po kubnom centimetru.

Kalupni pijesak normalne vlažnosti prema GOST-u mora imati sadržaj vlage u rasutom stanju od 1710 kilograma po kubnom metru.

Odstupanje od norme može utjecati na kvalitetu gotovog proizvoda.

Čimbenici koji utječu na gustoću

Nije uvijek potrebno usredotočiti se na određeni pokazatelj nasipne gustoće pijeska, jer to može na kraju varirati ovisno o nekoliko prilično važnih čimbenika.

Ovi znanstvenici i graditelji materijala uključuju sljedeće:

• stupanj zbijenosti. Postoje mali zračni raspori između čestica pijeska. Kako veći pritisak na materijalu, što su ti slojevi manji. Sukladno tome, to utječe na razinu gustoće. To je zbog činjenice da se masa pijeska sastoji upravo od zrnaca pijeska, a ne od zraka;
• nasipna gustoća prosječnog pijeska prema njegovoj zbijenosti najčešće je u rasponu od 1400 do 1700 kilograma po kubnom metru;
• način ekstrakcije i porijeklo materijala. Najčešće, pijesak koji se ispire iz vode ima veću nasipnu gustoću od onog iskopanog vađenjem;
• zasebno možemo reći o umjetno stvorenoj vrsti materijal koji zbog činjenice da se proces njegove proizvodnje odvija kroz mehanizme ima i veća svojstva kvalitete;
• praznina. Što je više različitih prostora između čestica pijeska, manja će biti njegova nasipna gustoća. U većini slučajeva, nakon transporta materijala, broj šupljina se smanjuje jer se pijesak lagano zbije;
• veličina frakcija. Nasipna gustoća pijeska srednje veličine najčešće je veća od materijala s velikim česticama, a manja od materijala koji se sastoji od sitnih zrnaca pijeska;
• to je zbog činjenice da što su razlomci manji, to bolje pristaju, što sukladno tome utječe na smanjenje volumena zračnih slojeva. Općenito, prosječna gustoća pijeska je oko 1450-1550 kilograma po kubnom metru;
• Određivanje veličine frakcija zrna može biti vrlo jednostavno - da biste to učinili, trebali biste koristiti nekoliko sita s rupama različitih promjera;
• mineralni sastav materijala. Vrlo često mnogi ljudi ne obraćaju pozornost na ovaj čimbenik, iako se zapravo pijesak može potpuno temeljiti razne tvari. Tu spadaju kvarc, tinjac, feldspat itd.;
• Sve ove komponente, iako vrlo slične u zdrobljenom obliku, malo se razlikuju jedna od druge, uključujući i težinu. Sam materijal može biti monomineralni ili polimineralni. U drugom slučaju najčešće se temelji na dvije različite komponente;
• vlažnost. Ovaj čimbenik može promijeniti nasipnu gustoću materijala za oko 20 posto, stoga je vrlo važno obratiti pozornost na njega pri kupnji pijeska. Što je veća vlažnost, to je viša razina ove fizičke veličine.

Svi gore navedeni čimbenici u vezi s pijeskom, na ovaj ili onaj način, u različitim stupnjevima utječu na njegovu zapreminsku gustoću. Stoga morate obratiti pozornost na njih. Zbog činjenice da se neki od njih mogu stalno mijenjati, indikatore zbijenosti treba provjeriti neposredno prije manipuliranja materijalom.

Sorte

Postoji veliki broj različite vrste pijesak i mješavine pijeska. Neki od njih mogu se koristiti samo za određene građevinske zadatke. Drugi se koriste kao univerzalni materijali.

Ovisno o tome gdje je pijesak miniran i formiran, dijeli se na nekoliko vrsta.

Zbog činjenice da voda cijelo vrijeme teče u ovom rezervoaru, materijal je najčišći od svih ostalih. Veličina čestica ovog materijala kreće se od 0,3 do 0,5 milimetara, zbog čega su njegove šupljine minimalne.

Određivanje zapreminske mase stijena

Ovakav materijal najmanje kvalitete budući da je količina nečistoća u njemu na prilično visokoj razini.

Zbog toga se ovaj pijesak ne koristi za mnoge vrste radova, jer nema odgovarajuće kvalitete.

Ništa manje popularan je također umjetni materijal. Najčešće se proizvodi drobljenjem stijene. To uključuje ekspandiranu glinu, kvarc i trosku.

Ovaj pijesak se ističe i time što je jedan od najkvalitetnijih jer ne sadrži nikakve nečistoće.

Nasipna gustoća pijeska dobivenog drobljenjem je prilično visoka. Najčešće je veći od norme, au nekim slučajevima čak može biti veći od pokazatelja za riječni materijal.

Proračun gustoće u stanju prirodne vlažnosti

Nasipna gustoća građevinskog pijeska može se odrediti različiti putevi:

• koristeći kondicionale pretvorbeni faktori. Glavni nedostatak ove metode je da ima grešku unutar 5 posto. Nije prevelik, zbog čega je dopušten;
• izvršite mjerenja pomoću posebne, jasno kalibrirane posude. Nedostatak ove metode određivanja nasipne gustoće je što ju je ponekad vrlo teško izvesti. Da biste to učinili, trebali biste uzeti posebno pripremljenu kantu, čiji je kapacitet 10 litara s visinom od 10 centimetara;
• nakon toga treba ga napuniti pijeskom, usipajući ga i ne zbijajući. Kada se količina materijala u posudi stvori u brežuljak, mora se odrezati uz gornji rub, pazeći da se ne zbije. Ostaje samo izvagati posudu zajedno s pijeskom;
• u daljnjim izračunima trebate koristiti posebna formula.

Zapravo, određivanje nasipne gustoće je prilično jednostavno. To je zbog činjenice da za izračune mnogi ljudi znaju još od školskih godina - proučavaju ga na tečaju fizike:

P=M/V, gdje je M masa pijeska u posudi, a V volumen koji zauzima materijal.

Ne treba uzimati u obzir težinu same posude u kojoj se pijesak mjeri. Odnosno, masa potonjeg mora se oduzeti od mase materijala s kantom.

Postoje sljedeći pokazatelji nasipne gustoće, izraženi u tablici:

Također je vrijedno napomenuti da tablica prikazuje nasipnu gustoću pijeska u stanju prirodne vlažnosti a u povećanom. Vrlo je važno obratiti pozornost na to pri kupnji materijala.

Za više informacija o nasipnoj gustoći pijeska pogledajte video:

2.1. Oprema i materijali

PZHRV prah. Scottov volumetrijski metar (slika 3). Kiveta (debljina 4 mm, dubina 40,4 mm, volumen V=26,5 cm 3), polužna vaga. Pomično mjerilo ShTsTs-1-125.00 PS, GOST 166-89, pogreška mjerenja 0,03; vaga VLA-200g-M, br. 608, pogreška zbog nejednakih krakova klackalice ≤2 g., polužna vaga. GOST – 19440 49.

sl.3. Scott Volume Meter

2.2. Teorijski podaci

Nasipna gustoća (ρ bulk, g/cm 3) je volumetrijska karakteristika praha, a predstavlja masu jedinice njegovog volumena sa slobodnim punjenjem. Njegova vrijednost ovisi o gustoći pakiranja čestica praha kada slobodno ispunjavaju bilo koji volumen. Što je čestica veća i pravilnijeg oblika, to je veća. Prisutnost izbočina i nepravilnosti na površini čestica, kao i povećanje površine zbog smanjenja veličine čestica, povećava trenje među česticama, što otežava njihovo međusobno kretanje i dovodi do smanjenja nasipna gustoća.

Recipročna vrijednost nasipne gustoće naziva se nasipni volumen (V nasipni volumen, cm 3 /g), što je volumen koji zauzima jedinica mase praha kada se slobodno sipa. Nasipna gustoća praha utječe na volumetrijsko doziranje i sam proces formiranja, kao i na količinu skupljanja tijekom sinteriranja (što je manja nasipna gustoća, to je veće skupljanje).

Kada se vibracije mehaničke vibracije primjenjuju na slobodno izliven prah, volumen se smanjuje za 20-50%. Omjer mase praha i vrijednosti ovog novog, smanjenog volumena naziva se gustoća točenja. Maksimalna točena gustoća postiže se na prahovima sa sfernim česticama s minimalnom hrapavošću površine.

Bit metode je izmjeriti masu određene količine praha, koja u slobodno nasutom stanju u potpunosti ispunjava posudu poznatog volumena. Slobodno sipko stanje postiže se punjenjem spremnika uzastopnim propuštanjem praha kroz sustav nagnutih ploča Scottovog volumetrijskog mjerača. Omjer mase i volumena je nasipna gustoća.

2.3. Opis metode za određivanje nasipne gustoće

U gornji lijevak volumetrijskog mjerača ulijemo određeni volumen praha PZHRV. Prašak, u slobodno izlivenom stanju, sipa se i uzastopno prolazi kroz sustav nagnutih ploča volumetrijskog mjerača, ispunjavajući kivetu koja se nalazi ispod donjeg lijevka. Rezultirajući tobogan na površini se uklanja i površina se izravnava. Zatim se dobivena masa praha izvaže na vagi. Pokus se izvodi dva puta (tablica 2). Za svaki put se izračunavaju vrijednosti ρ fill i V fill.

2.4. rezultate

Tablica 2. Vrijednosti nasipne gustoće i volumena za PZHRV

Gdje je m k masa kivete, V k volumen kivete, m P masa praha.

Zaključak: provedena su mjerenja nasipne gustoće za PZHRV prah, dobivene vrijednosti su unutar teoretskog raspona: 2,71-2,90 g/cm 3 .

Kompresibilnost praha

3.1. Oprema i materijali

PZHRV prah. Ručna hidraulična preša 10 TNS "Karl Zeiss Jena". Cilindrični kalupi. Vage s polugom.

3.2. Teorijski podaci

Kompaktnost praha pokazuje njegovu sposobnost da promijeni početnu gustoću pakiranja čestica tijekom procesa prešanja. Ova se karakteristika procjenjuje gustoćom kompakta proizvedenih pri različitim pritiscima prešanja u cilindričnom kalupu.

Kompresibilnost praha ocjenjuje se njegovom sposobnošću da pod utjecajem pritiska formira kompakt. Ova karakteristika daje kvalitativnu ocjenu svojstava praha, što je sveobuhvatno povezano s kompaktnošću i mogućnošću oblikovanja.

Dobra kompresibilnost čini proces formiranja praha lakšim i jeftinijim. Što je veća nasipna gustoća praha, to je bolja kompresibilnost.

3.3. Opis metode prešanja

Cilindrični kalup napuniti prahom određene mase (m = 8,5 g za sva daljnja ispitivanja uzima se ista masa). Kalup se postavlja na predmetni stol koji se nalazi ispod bušilice. Zatim se bušilica spušta na kalup i čvrsto učvršćuje polugama odozgo. Zatim se odabire pritisak i drži na kalupu oko 5 sekundi. Nakon toga potrebno je otpustiti tlak pritiskom na ručicu pored manometra. Podignite bušilicu i uklonite kalup. Izvadite gornji ventil iz kalupa i na njegovo mjesto stavite cilindar kako kompakton ne bi ispao iz kalupa. Zatim na isti način postavite kalup ispod bušilice i pritiskajte dok ne izađe preša (slika 4). Nakon toga izmjerite dimenzije kompakta (promjer D i visina H), zapišite ih u tablicu 3.

Mjerenja su provedena 13 puta: od toga 12 s povećanjem tlaka u koraku jednakom 10, a jedno za određivanje praga pritiska (pri P = 8).

sl.4. Pritisnite obrazac

3.4. rezultate

Tablica 3. Dimenzije dobivenih kompakta

m (odvagani dijelovi praha PZHRV) = 8,5 g

Volumen se izračunava pomoću formule

sl.5. Ovisnost kompaktnih veličina o tlaku

sl.6. Ovisnost volumena zbijanja o tlaku

Za karakterizaciju ponašanja praha tijekom prešanja, koristite faktor zbijenosti k, jednak omjeru gustoće zbijanja pri određenom tlaku P na nasipnu gustoću:

k= γ pr / γ us.

Tablica 4. Proračun koeficijenta zbijenosti

sl.7. Ovisnost koeficijenta zbijenosti o primijenjenom tlaku

Zaključak: zbijanje praha je obavljeno na hidrauličnoj preši “Karl Zeiss Jena”. Nakon zaprimanja kompakta izmjerene su njihove dimenzije i izračunat volumen. Sukladno tablici konstruiran je grafikon ovisnosti volumena kompakta o primijenjenom tlaku - s povećanjem tlaka volumen se smanjuje.

Skupljanje zbijanja

Nakon prešanja praha, dobiveni kompakti su podvrgnuti sinteriranju na instalaciji SNVE-131 na temperaturi od 1200 0 C, pri P = 10 -2 Pa, 1 sat. Zatim je izračunato skupljanje kompakta.

4.1. Oprema i materijali

Kompakti za prah PZHRV (13 kom.). Pomično mjerilo ShTsTs-1-125.00 PS, GOST 166-89, pogreška mjerenja 0,03; vaga VLA-200g-M, br. 608, pogreška zbog nejednakih krakova ≤2 g.

4.2. Rezultati

Potrebno je izmjeriti dimenzije kompakta nakon sinteriranja (tablica 5). Zatim usporedite volumene prije i poslije skupljanja (tablica 6), čime se izračunava količina skupljanja.

Tablica 5. Dimenzije zbijanja nakon sinteriranja

Tablica 6. Volumetrijsko skupljanje

Tablica 7. Skupljanje uslijed promjene visine zbijanja

sl.8. Ovisnost skupljanja o volumenu i visini

Zaključak: nakon sinteriranja, dimenzije uzoraka su se promijenile - promjer se povećao, a visina smanjila. Konstruiran je graf ovisnosti skupljanja po volumenu i visini - količina skupljanja monotono opada.

To je omjer mase ove tvari u svježe izlivenom stanju i njenog volumena. Ovo uzima u obzir i volumen same tvari i volumen šupljina unutar nje i volumen između pojedinih čestica (na primjer, u ugljenu). Iz očitih razloga, ova vrsta gustoće manja je od stvarne gustoće, koja isključuje gornje šupljine.

Za određivanje nasipne gustoće koriste se alati kao što su vage, ravnalo, uređaj "standardni lijevak" i mjerna posuda određenog volumena. Nasipna gustoća određene tvari određena je za materijal određenog sadržaja vlage. Ako uzorak ne zadovoljava standarde vlažnosti, tada se navlaži ili, češće, osuši.

Kada odredimo što je većina, algoritam radnji trebao bi biti ovakav:

1. Mjerna posuda se izvaže i stavi pod standardni lijevak (ima zatvarač na dnu).

2. Pijesak se sipa u lijevak, nakon čega se zatvarač otvara tako da se pijesak odjednom usipa u mjernu posudu, napuni je i na vrhu oblikuje stakalce.

3. Višak pijeska se “odsiječe” ravnalom pomicanjem po vrhu mjerne posude.

4. Posuda s pijeskom se izvaže, a od ukupne mase oduzme težina same posude.

5. Izračunava se nasipna gustoća.

6. Pokus se ponavlja 2-3 puta, nakon čega se izračuna prosječna vrijednost.

Osim gustoće u rastresitom stanju, mjeri se i gustoća u zbijenoj verziji. Da biste to učinili, pijesak u posudi lagano se zbija na vibrirajućoj platformi 0,5-1 minuta. Istom metodom možete izračunati zapreminu u rasutom stanju.

U skladu s GOST 10832-2009, pijesak određene vrste (ekspandirani) prema nasipnoj gustoći podijeljen je u određene razrede - od M75 (indikator gustoće je 75 kg/m3) do M500 (gustoća 400-500 kg/m3). Da bi se klasificirao kao određena marka, pijesak mora imati određenu toplinsku vodljivost i tlačnu čvrstoću. Na primjer, toplinska vodljivost stupnja M75 na temperaturi od 25 C + -5C ne smije biti veća od 0,043 W / m x C. A tlačna čvrstoća za pijesak razreda M500 definirana je kao 0,6 MPa (ne manje). tip (sadržaj vlage u materijalu 5%) ima nasipnu gustoću od 1500. Za cement je ta brojka oko 1200 kg/m3 u slobodnom stanju ispune i oko 1600 kg/m3 u zbijenom stanju. Često se za izračune koristi prosječna brojka, koja je jednaka 1300 kg / kubnom metru.

Zašto je potrebna nasipna gustoća? Činjenica je da se u trgovačkom prometu koristi upravo ta vrijednost, a ne stvarna gustoća (na primjer, ako se pijesak prodaje u vrećama). Stoga, da biste pretvorili cijene po kubnom metru u cijene po toni, samo trebate znati kolika je gustoća materijala. Osim toga, za pripremu žbuke mogu biti potrebni volumetrijski ili težinski podaci, ovisno o uputama.

Svi podaci o proizvodu, uključujući gustoću, naneseni su na svako pakiranje utiskivanjem, šablonom ili tiskanjem na etiketi. Podaci o proizvođaču navedeni su ovdje. simboli, datum proizvodnje i broj serije, količina tvari u pakiranju i

Nasipna gustoća se određuje vaganjem mase osušenog uzorka agregata u mjernoj posudi.

10.1.1 Postupak ispitivanja

Određivanje prosječne nasipne gustoće poroznog šljunka, drobljenog kamena ili pijeska provodi se u skladu s radom br. 2.

Veličina mjerne posude i volumen ispitnog uzorka, ovisno o krupnoći agregata, uzimaju se prema tablici 28.

Nasipna gustoća agregata izračunava se kao aritmetička sredina rezultata dvaju paralelnih određivanja, pri čemu se svaki put koristi novi dio agregata.

Tablica 32 - Dimenzije mjernih posuda i volumen uzorka

10.1.2 Obrada rezultata

Nasipna gustoća punila ( r n) u kg/m3 izračunava se s točnošću od 10 kg/m3 (vrste pijeska s nasipnom gustoćom od 250 ili manje - do 1 kg/m3) pomoću formule:

Gdje m 1– masa mjerne posude s punilom, kg;

m 2 – masa mjerne posude, kg;

V – obujam mjerne posude, m3.

Ovisno o nasipnoj gustoći, šljunak, drobljeni kamen i pijesak dijele se na gradacije prikazane u tablici 33.

Tablica 33 - Gradacija po nasipnoj gustoći anorganskih poroznih punila

Granične vrijednosti razreda po nasipnoj gustoći za različite vrste poroznih materijala: šljunak, drobljeni kamen i pijesak - moraju biti u skladu sa zahtjevima GOST 9757–90, navedenim u tablici 34. U tom slučaju, stvarni stupanj gustoće ne smije premašiti najveću vrijednost, i minimalne vrijednosti navedeni su kao referenca.

Tablica 34 - Granične vrijednosti razreda po nasipnoj gustoći

Bilješka. Prema dogovoru između proizvođača i potrošača, za izradu konstrukcijskog laganog betona klase B20 i više, proizvodnja ekspandirani glineni šljunak i drobljeni kamen razreda 700 i 800.

Određivanje prosječne gustoće krupnog agregata

Prosječna gustoća krupnog agregata određuje se hidrostatskom metodom razlikom u masi posude s uzorkom prije i nakon zasićenja vodom pri vaganju u vodi i na zraku.

10.2.1. Postupak ispitivanja

Iz uzorka agregata od 3 litre osušenog na konstantnu masu, čestice manje od 5 mm prosijavaju se na situ s rupama promjera 5 mm. Potom se suhi spremnik s poklopcem prethodno izvaže u zraku i vodi na vagi opremljenoj uređajem za hidrostatsko vaganje. Nakon toga se uzorak punila od 1 litre ulije u posudu, zatvori poklopcem i izvaže. Zatim se posuda s punilom postupno uroni u posudu s vodom i protrese u vodi da se uklone mjehurići zraka. Posudu s punilom potrebno je držati u vodi 1 sat, a razina vode mora biti najmanje 20 mm iznad poklopca posude. Spremnik s vodom zasićenim agregatom važe se na vagi opremljenoj hidrostatskim uređajem za vaganje. Zatim se spremnik s punilom izvadi iz posude s vodom, ostavi se 10 minuta da se višak vode ocijedi i izvaže u zraku.

Prosječna gustoća krupnog zrna agregata svake frakcije izračunava se kao aritmetička sredina rezultata dvaju paralelnih određivanja, od kojih se svako provodi na novom udjelu agregata.

10.2.2 Obrada rezultata

Prosječna gustoća krupnog agregata ( r do) u g/cm 3 izračunava se pomoću formule

(58)

Gdje m 1 – masa uzorka suhog agregata, određena iz razlike u masi spremnika sa suhim uzorkom i mase spremnika vaganja u zraku, g;

m 2 – masa uzorka punila zasićenog vodom, određena iz razlike u masi spremnika sa i bez zasićenog uzorka punila pri vaganju u zraku, g;

t 3– masa punila u vodi, određena iz razlike u masi spremnika sa i bez zasićenog uzorka punila pri vaganju u vodi, g; r in– gustoća vode jednaka 1 g/cm3.