Среда24 октября
Домашний уют

Как измеряется плотность материала? Плотность различных материалов

15 декабря 2016

Во многих отраслях промышленного производства, а также в строительстве и сельском хозяйстве используется понятие "плотность материала". Это вычисляемая величина, которая является отношением массы вещества к занимаемому им объему. Зная такой параметр, например, у бетона, строители могут рассчитать необходимое количество его при заливке разных железобетонных конструкций: строительных блоков, перекрытий, монолитных стен, колонн, защитных саркофагов, бассейнов, шлюзов и других объектов.

Как определить плотность

Важно отметить, что, определяя плотность строительных материалов, можно использовать специальные справочные таблицы, где даны эти величины для различных веществ. Также разработаны методы и алгоритмы расчета, которые позволяют получать такие данные на практике, если отсутствует доступ к справочным материалам.

плотность материала

Плотность определяется у:

  • жидких тел прибором ареометром (например, известный всем процесс измерения параметров электролита автомобильного аккумулятора);
  • твердых и жидких веществ с помощью формулы при известных исходных данных массы и объема.

Все самостоятельные вычисления, конечно, будут иметь неточности, ведь сложно достоверно определить объем, если тело имеет неправильную форму.

Погрешности в измерениях плотности

Чтобы точно рассчитать плотность материала, необходимо учитывать следующее:

  • Погрешность систематическую. Она фигурирует постоянно или может изменяться по определенному закону в процессе нескольких измерений одного и того же параметра. Связана с погрешностью приборной шкалы, низким показателем чувствительности устройства или степенью точности формул расчета. Так, например, определяя массу тела при помощи разновесов и игнорируя воздействие выталкивающей силы, данные получают приблизительными.
  • Погрешность случайную. Вызвана приходящими причинами и оказывает разное влияние на достоверность определяемых данных. Изменение температуры окружающей среды, атмосферного давления, вибрации в помещении, невидимые излучения и колебания воздуха – все это отражается на измерениях. Избежать такого влияния полностью невозможно.

средняя плотность материала

  • Погрешность в округлении величин. При получении промежуточных данных в расчете формул часто числа имеют множество значащих цифр после запятой. Необходимость ограничения количества этих знаков и предполагает появление погрешности. Частично снизить такую неточность можно, оставляя в промежуточных расчетах на несколько порядков цифр больше, чем требует конечный результат.
  • Погрешности небрежности (промахи) возникают вследствие ошибочности вычислений, неправильности включения пределов измерения либо прибора в целом, неразборчивости контрольных записей. Полученные таким образом данные могут резко отличаться от аналогично проведенных расчетов. Поэтому их следует удалять, а работу выполнить заново.

Видео по теме

Измерение истинной плотности

Рассматривая плотность материала строительства, нужно учитывать его истинный показатель. То есть когда структура вещества единицы объема не содержит в себе раковин, пустот и посторонних включений. На практике нет абсолютной однородности, когда, например, бетон заливают в форму. Чтобы определить реальную его прочность, которая напрямую зависит от плотности материала, проводят следующие операции:

  • Структуру подвергают измельчению до состояния порошка. На этом этапе избавляются от пор.
  • Просушивают в сушильном шкафу при температуре свыше 100 градусов, из пробы удаляют остатки влаги.
  • Остужают до комнатной температуры и пропускают через мелкое сито с размером ячейки в 0,20 х 0,20 мм, придавая однородность порошку.
  • Полученный образец взвешивают на электронных весах высокой точности. Объем вычисляют в объемомере методом погружения в жидкую структуру и измерения вытесненной жидкости (пикнометрический анализ).

плотность строительных материалов

Расчет проводят по формуле:

p=m/V

где m – масса образца в г;

V – величина объема в см3.

Часто применимо измерение плотности в кг/м3.

Средняя плотность материала

Чтобы определить, как ведут себя строительные материалы в реальных условиях эксплуатации под воздействием влаги, положительных и отрицательных температур, механических нагрузок, нужно использовать средний показатель плотности. Он характеризует физическое состояние материалов.

Если истинная плотность – неизменная величина и зависит лишь от химического состава и структуры кристаллической решетки вещества, то средняя плотность определяется пористостью структуры. Она представляет собой отношение массы материала в однородном состоянии к объему занимаемого пространства в естественных условиях.зависит от плотности материала

Средняя плотность дает представление инженеру о механической прочности, степени влагопоглощения, коэффициенте теплопроводности и других важных факторах, используемых в строительстве элементов.

Понятие насыпной плотности

Вводят для анализа сыпучих строительных материалов (песка, гравия, керамзита и др.). Показатель важен для расчета экономически выгодного применения тех или иных компонентов строительной смеси. Он показывает отношение массы вещества к объему, который оно занимает в состоянии рыхлой структуры.

Например, если известна насыпная плотность материала зернистой формы и средняя плотность зерен, то легко определить параметр пустотности. При изготовлении бетона целесообразнее применять наполнитель (гравий, щебень, песок), обладающий меньшей пористостью сухого вещества, так как на его заполнение пойдет базовый цементный материал, что увеличит себестоимость.

Показатели плотности некоторых материалов

Если взять расчетные данные некоторых таблиц, то в них:

  • Плотность каменных материалов, в составе которых присутствуют оксиды кальция, кремния и алюминия, варьируется от 2400 до 3100 кг на м3.
  • Древесных пород с основой из целлюлозы – 1550 кг на м3.
  • Органики (углерод, кислород, водород) – 800-1400 кг на м3.
  • Металлов: сталь – 7850, алюминий – 2700, свинец – 11300 кг на м3.

плотность каменных материаловПри современных технологиях строительства зданий показатель плотности материала важен с точки зрения прочности несущих конструкций. Все теплоизоляционные и влагоизоляционные функции выполняют материалы низкой плотности со структурой закрытых пор.

Источник: fb.ru
Похожие материалы
Как нарисовать траву с помощью различных материалов Искусство и развлечения
Как нарисовать траву с помощью различных материалов

Изображение пейзажей на бумаге - процесс весьма кропотливый. Часто бывает сложно передать форму миниатюрных элементов, из-за чего реалистичность картины страдает. Обычно камнем преткновения для начинающих художников с...

Как сделать нос Буратино из различных материалов Хобби
Как сделать нос Буратино из различных материалов

У вашего сына или дочери скоро утренник и воспитатель сказал вам сделать костюм Буратино? Одеть ребенка в рубашку, штаны и жилетку нетрудно, а вот как сделать нос? Буратино – сказочный мальчик, которого вырезал ...

Плотность масла сливочного: о чем говорит и как измерить? Еда и напитки
Плотность масла сливочного: о чем говорит и как измерить?

Сливочное масло – древнейший продукт питания, изготавливаемый из натуральных пастеризованных сливок. Методом взбивания либо сепарирования сливок получают вкуснейший продукт, который присутствует в рационе питани...

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе? Автомобили
Как поднять плотность электролита в аккумуляторе?

Иногда даже после одного дня простоя автомобиль отказывается заводиться. Оказывается, даже за столь короткое время плотность электролита в аккумуляторе может снизиться до крайней отметки. Конечно, случается это не каж...

Перголы - это... Как сделать перголу своими руками из различных материалов Домашний уют
Перголы - это... Как сделать перголу своими руками из различных материалов

Все люди стремятся сделать свои участки изысканными и уютными. Для этих целей дизайнеры, разрабатывающие экстерьер, часто рекомендуют создавать перголы. Такие конструкции способны стать настоящей изюминкой участка. Од...

Как выбрать пароизоляционный материал: советы экспертов и отзывы. Пароизоляционные материалы для стен Домашний уют
Как выбрать пароизоляционный материал: советы экспертов и отзывы. Пароизоляционные материалы для стен

Пароизоляционный материал наиболее часто используется в сырых и теплых помещениях. Это касается отапливаемых подвалов и бань.Необходимость использования

Строительные материалы для постройки дома. Какой лучше выбрать материал для строительства дома? Домашний уют
Строительные материалы для постройки дома. Какой лучше выбрать материал для строительства дома?

Каждый хороший хозяин рано или поздно сталкивается с каким-либо видом строительства. Кто-то строит гараж, кто-то баню, а некоторые замахиваются на самостоятельное возведение большого особняка. Тут и возникает вопрос о...

Как определить плотность камня? Новости и общество
Как определить плотность камня?

Все минералы (а камни относятся именно к минералам) обладают двумя важными характеристиками - массой и плотностью. Причём плотность камня важна в чисто практическом смысле - чтобы подсчитать запас минерального месторо...

Таблица плотности веществ. Формула плотности в физике. Как обозначается плотность в физике Образование
Таблица плотности веществ. Формула плотности в физике. Как обозначается плотность в физике

Изучение плотности веществ начинается в курсе физики средней школы. Это понятие считается основополагающим в дальнейшем изложении основ молекулярно-кинетической теории в курсах физики и химии. Целью изучения строения ...

Какая должна быть плотность в аккумуляторе? Как проверить плотность аккумулятора? Как повысить плотность аккумулятора? Технологии
Какая должна быть плотность в аккумуляторе? Как проверить плотность аккумулятора? Как повысить плотность аккумулятора?

Многим автовладельцам наверняка приходилось сталкиваться с проблемой некорректной работы аккумулятора. Бывает так, что машина простояла всего сутки, а завести ее после этого становится невозможно. При этом даже длител...