Узнаем как измеряется плотность материала? Плотность различных материалов

Как измеряется плотность материала? Плотность различных материалов

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.


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.

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.

Насыпная плотность - как ее определить?
Насыпная плотность материала представляет собой отношение массы этого вещества в свеженасыпанном состоянии к его объему. При этом учитывается как объем самого вещества, так и объем пустот внутри него и объем между отдельными частицами (например, в ...
далее
Узнаем как выбрать полотенце правильно: размеры, плотность и виды
Полотенце в каждом доме является незаменимым предметом по уходу. В его объятия каждый из нас погружается после принятия душа, после похода в баню. Вытирая руки, лицо, тело, каждый хочет ощутить мягкость, тепло. Многие выбирают красивые ...
далее
Что это - плотность тканей?
Для того чтобы выбрать хорошую, долгослужащую вещь из ткани, начиная от нижнего белья и заканчивая шторами, необходимо владеть хотя бы минимальным количеством информации про качественные характеристики материала приобретаемой покупки. Главными из ...
далее
Единица плотности вещества
Такая физическая величина, как плотность, рассматривается в школьном курсе физики. Выявим ее единицы измерения, определим использование данной физической величины.
далее
Что это - объемный вес строительных материалов
Ни для кого не секрет, что при строительстве важна каждая деталь. Без этого не построить ни один промышленный объект, даже маленький домик. Крайне важно учитывать объемный вес строительных материалов при возведении любых зданий и объектов.
далее
Узнаем какие существуют звукоизолирующие материалы? Технические характеристики и области применения
Если неподалеку от вашего дома располагается даже обыкновенная автомобильная дорога, вам не нужно объяснять, что такое шум и как он влияет на нервную систему человека. Даже в самом лучшем случае он будет вызывать у людей постоянное раздражение и повышенную нервозность.
далее
Узнаем какие существуют звукоизолирующие материалы? Технические характеристики и области применения
Плотность березы: вычисление коэффициента твердости
Береза — дерево, активно использующееся в мебельной промышленности. Секрет популярности такого материала даже не в технических характеристиках породы, а во внешнем виде и абсолютной экологичности.
далее
Плотность березы: вычисление коэффициента твердости
Медь: удельный вес, свойства, использование и сплавы
Медь – это металл красно-розового цвета с золотистым отливом, занимающий в таблице химических элементов 29-е место и имеющий плотность 8,93 кг/м3. Удельный вес меди составляет 8,93 г/см3, температура кипения – 2657, а плавления – 1083 градусов по Цельсию.
далее
Медь: удельный вес, свойства, использование и сплавы
Плотность железобетона: виды, расчет плотности
Легкие бетоны обладают плотностью от 500 кг/м3. Этот параметр свойственен керамзитовым, ячеистым, перлитовым и полистирольным бетонам. Данный материал усиливается арматурой. Средняя плотность железобетона зависит не только от состава, но и способа заливки. Если еще незастывшую смесь уплотнить с помощью вибрационных машин, то плотность увеличится на 100 кг/м3.
далее
Плотность железобетона: виды, расчет плотности