كيف يتم قياس كثافة المادة؟ كثافة المواد المختلفة

في العديد من فروع الإنتاج الصناعي ، وأيضا في البناء والزراعة يتم استخدام مفهوم "كثافة المواد". هذه هي القيمة المحسوبة ، وهي نسبة كتلة المادة إلى الحجم الذي تشغله. فمعرفة مثل هذه المعلمة ، على سبيل المثال ، للخرسانة ، يمكن للبناة حساب العدد المطلوب منها عند صب هياكل خرسانية مقوية مختلفة: كتل البناء ، والأسقف ، والجدران المتجانسة ، والأعمدة ، والتوابيت الوقائية ، والأحواض ، والأقفال وغيرها من الأشياء.

كيفية تحديد الكثافة

من المهم أن نلاحظ ذلك ، من خلال تحديد الكثافةمواد البناء ، يمكن استخدام الجداول المرجعية الخاصة ، حيث يتم إعطاء هذه القيم لمختلف المواد. كما تم تطوير طرق وخوارزميات حسابية تجعل من الممكن الحصول على مثل هذه البيانات عمليًا إذا لم يكن الوصول إلى المواد المرجعية متاحًا.

يتم تحديد الكثافة بواسطة y:

الأجسام السائلة مع جهاز مع مقياس كثافة السوائل (على سبيل المثال ، عملية قياس المعلمات المنحل بالكهرباء لبطارية السيارة المعروفة للجميع) ؛
المواد الصلبة والسائلة باستخدام صيغة مع بيانات الكتلة وحجم الأولي المعروفة.

جميع الحسابات المستقلة ، بطبيعة الحال ، سيكون لها أخطاء ، لأنه من الصعب تحديد حجم ما إذا كان الجسم لديه شكل غير منتظم.

أخطاء في قياسات الكثافة

لحساب كثافة المادة بدقة ، يجب مراعاة ما يلي:

الخطأ هو منهجي. يبدو باستمرار ، أو يمكن أن تتغير وفقا لقانون معين في سياق عدة قياسات من نفس المعلمة. وهو متصل بخلل مقياس الصك ، أو الحساسية المنخفضة للجهاز أو درجة دقة الصيغ الحسابية. لذلك ، على سبيل المثال ، من خلال تحديد وزن الجسم باستخدام الأوزان وتجاهل تأثير قوة الطفو ، فإن البيانات تقريبية.
الدقة عشوائية. ومن الناجمة عن أسباب واردة، ولها تأثير مختلف على دقة البيانات المحددة. التغيرات في درجة الحرارة المحيطة، الضغط الجوي، والاهتزاز في الغرفة، والأشعة غير المرئية والتقلبات في الهواء - وهذا ينعكس في جميع الأبعاد. من المستحيل تماما تجنب هذا التأثير.

أخطاء في تقريب الكميات. عند الحصول على بيانات وسيطة في حساب الصيغ ، غالبًا ما تحتوي الأرقام على عدد من الأرقام المهمة بعد العلامة العشرية. ضرورة تحديد عدد هذه العلامات وتفترض ظهور الخطأ. يمكن تقليل جزء من عدم الدقة هذا ، تاركاً الحسابات المؤقتة بعدة أوامر من الأرقام أكثر مما تتطلبه النتيجة النهائية.
تنشأ عدم دقة الإهمال (يخطئ)بسبب الحسابات الخاطئة أو التضمين غير الصحيح لحدود القياس أو الجهاز ككل ، عدم قانونية سجلات التحكم. قد تختلف البيانات التي يتم الحصول عليها بهذه الطريقة بشكل حاد عن تلك التي يتم تنفيذها بطريقة مشابهة. لذلك ، يجب حذفها ، ويجب أن يتم تنفيذ العمل من جديد.

قياس الكثافة الحقيقية

بالنظر إلى كثافة مواد البناء ،عليك أن تأخذ بعين الاعتبار قيمتها الحقيقية. أي عندما لا يحتوي هيكل المادة لوحدة الحجم على أصداف أو فراغات أو شوائب أجنبية. في الممارسة العملية ، لا يوجد تماثل مطلق ، عندما ، على سبيل المثال ، يتم صب الخرسانة في قالب. لتحديد قوتها الفعلية ، والتي تعتمد بشكل مباشر على كثافة المادة ، يتم تنفيذ العمليات التالية:

يخضع الهيكل للطحن إلى حالة المسحوق. في هذه المرحلة تخلص من المسام.
تجف في فرن التجفيف عند درجة حرارة تزيد عن 100 درجة ، قم بإزالة الرطوبة من العينة.
تبرد إلى درجة حرارة الغرفة وتمريرها عبر شاشة دقيقة بحجم 0.20 × 0.20 مم ، مما يمنح البودرة.
يتم وزن العينة الناتجة على المقاييس الإلكترونية عالية الدقة. يتم حساب الحجم في الحجم عن طريق الغمر في البنية السائلة وقياس السائل النازح (تحليل pycnometric).

يتم الحساب وفقا للصيغة:

ع = م / ف

حيث m هي كتلة العينة في g ؛

V هو الحجم بالسنتيمتر³.

في كثير من الأحيان قياس الكثافة في كجم / م³.

متوسط كثافة المواد

لتحديد كيفية سلوك مجتمع البناءالمواد في ظروف التشغيل الحقيقية تحت تأثير الرطوبة ودرجات الحرارة الإيجابية والسلبية ، والأحمال الميكانيكية ، تحتاج إلى استخدام متوسط الكثافة. انها تميز الحالة المادية للمواد.

إذا كانت الكثافة الحقيقية ثابتة ويعتمد فقط على التركيب الكيميائي وهيكل الكريستال المشبك للمادة، يتم تحديد متوسط كثافة من المسامية للهيكل. هو نسبة من كتلة من المواد في دولة موحدة لحجم الحيز الذي يشغله في الجسم الحي.

يعطي متوسط الكثافة فكرة للمهندس عن القوة الميكانيكية ، ودرجة امتصاص الرطوبة ، ومعامل الموصلية الحرارية وغيرها من العوامل الهامة المستخدمة في بناء العناصر.

مفهوم الكثافة الظاهرية

قدم لتحليل البناء بالجملةالمواد (الرمل والحصى والطين الموسع وما إلى ذلك). يعتبر هذا المؤشر مهمًا لحساب الاستخدام الاقتصادي لهذه المكونات أو المكونات الأخرى لمزيج المبنى. يُظهر نسبة كتلة المادة إلى الحجم الذي تحتله في حالة بنية فضفاضة.

على سبيل المثال ، إذا كانت الكثافة الظاهريةالمواد من شكل محبب ومتوسط كثافة الحبوب ، فمن السهل تحديد المعلمة الفراغ. في صناعة سيلة ملموسة لتطبيق حشو (الحصى والحجر سحقت والرمل)، وبعد أقل مسامية المادة الجافة، لأنها سوف تملأ المواد الأساسية الأسمنت، والتي سوف تزيد من التكاليف.

مؤشرات كثافة بعض المواد

إذا أخذنا البيانات المحسوبة لبعض الجداول ، فعندها:

تتفاوت كثافة المواد الحجرية التي تحتوي على أكاسيد الكالسيوم والسيليكون والألمنيوم من 2400 إلى 3100 كجم لكل متر مكعب.^3.
الأنواع الخشبية التي أساسها السليلوز - 1550 كجم لكل متر³.
المواد العضوية (الكربون والأكسجين والهيدروجين) - 800-1400 كغم لكل م³.
المعادن: الفولاذ - 7850 ، الألومنيوم - 2700 ، الرصاص - 11300 كجم لكل متر³.

مع تقنيات البناء الحديثةمؤشر الكثافة للمادة مهم من وجهة نظر قوة الهياكل الداعمة. تقوم جميع وظائف العزل الحراري والرطوبة بأداء مواد منخفضة الكثافة ذات بنية خلية مغلقة.