Paljudes tööstusharudes, aga ka ehituses ja põllumajanduses kasutatakse mõistet "materjali tihedus". See on arvutatud väärtus, mis on aine massi ja selle ruumala suhe. Teades sellist parameetrit, näiteks betooni puhul, saavad ehitajad arvutada selle vajaliku koguse erinevate raudbetoonkonstruktsioonide valamisel: ehitusplokid, laed, monoliitsed seinad, sambad, kaitsesarkofaagid, basseinid, lüüsid ja muud objektid.
Kuidas määrata tihedust
Oluline on märkida, et ehitusmaterjalide tiheduse määramisel võite kasutada spetsiaalseid võrdlustabeleid, kus need väärtused on antud erinevate ainete kohta. Samuti on välja töötatud arvutusmeetodid ja algoritmid, mis võimaldavad selliseid andmeid praktikas hankida, kui puudub juurdepääs võrdlusmaterjalidele.
Tihedus on määratud:
- hüdromeetrilise seadmega vedelkehad (näiteks tuntud autoaku elektrolüüdi parameetrite mõõtmise protsess);
- tahked ja vedelad ained, kasutades teadaolevate algmassiandmetega valemit jahelitugevus.
Kõigil sõltumatutel arvutustel on muidugi ebatäpsusi, sest ebakorrapärase keha kuju korral on helitugevust raske usaldusväärselt määrata.
Tiheduse mõõtmise vead
Materjali tiheduse täpseks arvutamiseks tuleb arvesse võtta järgmist:
- Viga on süstemaatiline. See ilmub pidev alt või võib muutuda vastav alt teatud seadusele sama parameetri mitme mõõtmise käigus. Seotud instrumendi skaala veaga, seadme madala tundlikkusega või arvutusvalemite täpsusastmega. Nii et näiteks kehakaalu määramisel kaalude abil ja ujuvuse mõju ignoreerimisel on andmed ligikaudsed.
- Viga on juhuslik. See on põhjustatud sissetulevatest põhjustest ja sellel on erinev mõju määratavate andmete usaldusväärsusele. Muutused ümbritsevas temperatuuris, atmosfäärirõhus, vibratsioonid ruumis, nähtamatu kiirgus ja õhuvibratsioon – kõik see kajastub mõõtmistes. Sellist mõjutamist on täiesti võimatu vältida.
- Viga väärtuste ümardamisel. Valemite arvutamisel vaheandmete saamisel on arvudel sageli pärast koma palju tähenduslikke numbreid. Vajadus piirata nende märkide arvu viitab vea ilmnemisele. Seda ebatäpsust saab osaliselt vähendada, jättes vahearvutustesse mitu suurusjärku rohkem, kui lõpptulemus nõuab.
- Hoolimatud vead (mis) on tingitud vigadestarvutused, mõõtepiiride või seadme kui terviku vale kaasamine, kontrollkirjete loetamatus. Sel viisil saadud andmed võivad sarnastest arvutustest järsult erineda. Seetõttu tuleks need kustutada ja töö uuesti teha.
Tegeliku tiheduse mõõtmine
Arvestades ehitusmaterjali tihedust, peate arvestama selle tegeliku väärtusega. See tähendab, kui ühikulise mahu aine struktuur ei sisalda kestasid, tühimikke ja võõrkehi. Praktikas puudub absoluutne ühtlus, kui näiteks betoon valatakse vormi. Selle tegeliku tugevuse määramiseks, mis sõltub otseselt materjali tihedusest, tehakse järgmised toimingud:
- Struktuur jahvatatakse pulbriks. Selles etapis vabanege pooridest.
- Kuivatage ahjus temperatuuril üle 100 kraadi, ülejäänud niiskus eemaldatakse proovist.
- Jahutage toatemperatuurini ja sõela läbi peene sõela, mille ava suurus on 0,20 x 0,20 mm, andes pulbrile ühtluse.
- Saadud proov kaalutakse suure täpsusega elektroonilisel kaalul. Maht arvutatakse mahumõõturis, sukeldades vedeliku struktuuri ja mõõtes väljatõrjutud vedelikku (püknomeetriline analüüs).
Arvutamine toimub järgmise valemi järgi:
p=m/V
kus m on proovi mass grammides;
V – helitugevus cm3.
Tiheduse mõõtmine kg/m on sageli rakendatav3.
Keskmine materjali tihedus
KuniEt teha kindlaks, kuidas ehitusmaterjalid käituvad tegelikes töötingimustes niiskuse, positiivsete ja negatiivsete temperatuuride ning mehaaniliste koormuste mõjul, peate kasutama keskmist tihedust. See iseloomustab materjalide füüsikalist olekut.
Kui tegelik tihedus on konstantne väärtus ja sõltub ainult aine kristallvõre keemilisest koostisest ja struktuurist, siis keskmise tiheduse määrab struktuuri poorsus. See näitab homogeenses olekus oleva materjali massi ja looduslikes tingimustes hõivatud ruumi mahu suhet.
Keskmine tihedus annab insenerile aimu elementide ehitamisel kasutatavast mehaanilisest tugevusest, niiskuse neeldumisastmest, soojusjuhtivusest ja muudest olulistest teguritest.
Mahutiheduse mõiste
Tutvustati puisteehitusmaterjalide (liiv, kruus, paisutatud savi jne) analüüsimiseks. Näitaja on oluline ehitussegu teatud komponentide kuluefektiivse kasutamise arvutamiseks. See näitab aine massi ja ruumala suhet, mille see lahtise struktuuriga olekus võtab.
Näiteks kui granuleeritud materjali puistetihedus ja terade keskmine tihedus on teada, on parameetri voidage määrata lihtne. Betooni valmistamisel on otstarbekam kasutada täiteainet (kruus, killustik, liiv), mille kuivaine poorsus on väiksem, kuna selle täitmiseks kasutatakse tsemendi alusmaterjali, mis suurendab kulusid..
Näitajadmõne materjali tihedus
Kui võtta mõne tabeli arvutuslikud andmed, siis neis:
- Katsium-, räni- ja alumiiniumoksiide sisaldavate kivimaterjalide tihedus varieerub vahemikus 2400–3100 kg/m3.
- Tselluloosist aluspinnaga puit – 1550 kg/m3.
- Orgaanika (süsinik, hapnik, vesinik) – 800–1400 kg/m3.
- Metallid: teras - 7850, alumiinium - 2700, plii - 11300 kg/m3.
Kaasaegsete hoonete ehitustehnoloogiate juures on materjalitiheduse indeks oluline kandekonstruktsioonide tugevuse seisukoh alt. Kõiki soojus- ja niiskuskindluse funktsioone täidavad madala tihedusega materjalid, millel on suletud raku struktuur.
