ในหลายอุตสาหกรรม เช่นเดียวกับในการก่อสร้างและเกษตรกรรม แนวคิดของ "ความหนาแน่นของวัสดุ" ถูกนำมาใช้ นี่คือค่าที่คำนวณได้ ซึ่งเป็นอัตราส่วนของมวลของสารต่อปริมาตรที่สารนั้นครอบครอง เมื่อทราบพารามิเตอร์ดังกล่าวแล้ว ตัวอย่างเช่น สำหรับคอนกรีต ผู้สร้างสามารถคำนวณปริมาณที่ต้องการได้เมื่อเทโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กต่างๆ: บล็อกอาคาร เพดาน ผนังเสาหิน เสา โลงศพป้องกัน สระน้ำ ประตูน้ำ และวัตถุอื่นๆ
วิธีตรวจสอบความหนาแน่น
เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าเมื่อพิจารณาความหนาแน่นของวัสดุก่อสร้าง คุณสามารถใช้ตารางอ้างอิงพิเศษซึ่งค่าเหล่านี้จะได้รับสำหรับสารต่างๆ วิธีการคำนวณและอัลกอริธึมได้รับการพัฒนาเพื่อให้ได้รับข้อมูลดังกล่าวในทางปฏิบัติหากไม่มีการเข้าถึงวัสดุอ้างอิง
ความหนาแน่นกำหนดจาก:
- ของเหลวที่มีอุปกรณ์ไฮโดรมิเตอร์ (เช่น กระบวนการที่รู้จักกันดีในการวัดค่าพารามิเตอร์ของอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่รถยนต์)
- ของแข็งและของเหลวโดยใช้สูตรที่มีข้อมูลมวลเริ่มต้นและปริมาณ.
แน่นอนว่าการคำนวณอิสระทั้งหมดจะมีความคลาดเคลื่อน เนื่องจากเป็นการยากที่จะกำหนดปริมาตรได้อย่างน่าเชื่อถือหากร่างกายมีรูปร่างไม่ปกติ
ข้อผิดพลาดในการตรวจวัดความหนาแน่น
ในการคำนวณความหนาแน่นของวัสดุอย่างถูกต้อง ต้องคำนึงถึงสิ่งต่อไปนี้:
- ข้อผิดพลาดเป็นระบบ ปรากฏขึ้นอย่างต่อเนื่องหรือสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามกฎหมายบางอย่างในกระบวนการวัดค่าพารามิเตอร์เดียวกันหลายครั้ง เกี่ยวข้องกับข้อผิดพลาดของมาตราส่วนเครื่องมือ ความไวต่ำของอุปกรณ์ หรือระดับความแม่นยำของสูตรการคำนวณ ตัวอย่างเช่น การระบุน้ำหนักตัวโดยใช้น้ำหนักและไม่สนใจผลของการลอยตัว ข้อมูลจะเป็นค่าโดยประมาณ
- ข้อผิดพลาดเป็นแบบสุ่ม มีสาเหตุมาจากสาเหตุที่เข้ามาและมีผลกับความน่าเชื่อถือของข้อมูลที่กำลังพิจารณาแตกต่างกัน การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อม ความดันบรรยากาศ การสั่นสะเทือนในห้อง การแผ่รังสีที่มองไม่เห็น และการสั่นสะเทือนของอากาศ ทั้งหมดนี้สะท้อนให้เห็นในการวัด เป็นไปไม่ได้เลยที่จะหลีกเลี่ยงอิทธิพลดังกล่าว
- เกิดข้อผิดพลาดในการปัดเศษค่า เมื่อได้ข้อมูลขั้นกลางในการคำนวณสูตร ตัวเลขมักมีเลขนัยสำคัญหลายหลักหลังจุดทศนิยม ความจำเป็นในการจำกัดจำนวนอักขระเหล่านี้บ่งบอกถึงลักษณะที่ปรากฏของข้อผิดพลาด ความคลาดเคลื่อนนี้สามารถลดลงได้เพียงบางส่วนโดยปล่อยให้การคำนวณขั้นกลางมีลำดับความสำคัญมากกว่าผลลัพธ์สุดท้ายที่ต้องการหลายเท่า
- ประมาทเลินเล่อ (พลาด) เกิดจากความผิดพลาดการคำนวณ การรวมขีดจำกัดการวัดที่ไม่ถูกต้อง หรืออุปกรณ์โดยรวม การอ่านไม่ออกของบันทึกการควบคุม ข้อมูลที่ได้รับในลักษณะนี้อาจแตกต่างอย่างมากจากการคำนวณที่คล้ายคลึงกัน ดังนั้นควรลบทิ้งแล้วงานทำใหม่
การวัดความหนาแน่นจริง
เมื่อพิจารณาถึงความหนาแน่นของวัสดุก่อสร้างแล้ว คุณต้องคำนึงถึงมูลค่าที่แท้จริงของวัสดุก่อสร้างด้วย กล่าวคือเมื่อโครงสร้างของสารในปริมาตรหนึ่งหน่วยไม่มีเปลือก ช่องว่าง และการรวมสิ่งแปลกปลอม ในทางปฏิบัติ จะไม่มีความสม่ำเสมอแน่นอน ตัวอย่างเช่น เมื่อเทคอนกรีตลงในแม่พิมพ์ เพื่อตรวจสอบความแข็งแรงที่แท้จริงซึ่งขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของวัสดุโดยตรง ดำเนินการดังต่อไปนี้:
- โครงสร้างบดเป็นผง ในขั้นตอนนี้ กำจัดรูขุมขน
- อบในเตาอบที่อุณหภูมิเกิน 100 องศา ความชื้นที่เหลือจะถูกลบออกจากตัวอย่าง
- เย็นถึงอุณหภูมิห้องแล้วกรองผ่านตะแกรงละเอียดที่มีขนาดตาข่าย 0.20 x 0.20 มม. ให้แป้งมีความสม่ำเสมอ
- ตัวอย่างที่ได้จะถูกชั่งน้ำหนักบนเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำสูง ปริมาตรคำนวณในเครื่องวัดปริมาตรโดยการแช่ในโครงสร้างของเหลวและวัดของเหลวที่ถูกแทนที่ (การวิเคราะห์ pycnometric)
การคำนวณดำเนินการตามสูตร:
p=m/V
โดยที่ m คือมวลของกลุ่มตัวอย่างในหน่วย g;
V – ปริมาณใน cm3.
วัดความหนาแน่นเป็นกก./ม. มักใช้3.
ความหนาแน่นของวัสดุเฉลี่ย
ถึงเพื่อตรวจสอบว่าวัสดุก่อสร้างทำงานอย่างไรในสภาพการทำงานจริงภายใต้อิทธิพลของความชื้น อุณหภูมิบวกและลบ โหลดทางกล คุณต้องใช้ความหนาแน่นเฉลี่ย ลักษณะทางกายภาพของวัสดุ
หากความหนาแน่นที่แท้จริงเป็นค่าคงที่และขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างของตาข่ายผลึกของสารเท่านั้น ความหนาแน่นเฉลี่ยจะถูกกำหนดโดยความพรุนของโครงสร้าง มันแสดงถึงอัตราส่วนของมวลของวัสดุในสถานะที่เป็นเนื้อเดียวกันต่อปริมาตรของพื้นที่ที่ถูกครอบครองในสภาพธรรมชาติ
ความหนาแน่นเฉลี่ยช่วยให้วิศวกรทราบถึงความแข็งแรงเชิงกล ระดับการดูดซับความชื้น การนำความร้อน และปัจจัยสำคัญอื่นๆ ที่ใช้ในการสร้างองค์ประกอบ
แนวคิดเรื่องความหนาแน่น
แนะนำสำหรับการวิเคราะห์วัสดุก่อสร้างจำนวนมาก (ทราย กรวด ดินเหนียว ฯลฯ) ตัวบ่งชี้มีความสำคัญสำหรับการคำนวณการใช้ส่วนประกอบบางอย่างของส่วนผสมอาคารอย่างคุ้มค่า มันแสดงให้เห็นอัตราส่วนของมวลของสารต่อปริมาตรที่มันครอบครองในสภาพของโครงสร้างหลวม
ตัวอย่างเช่น หากทราบความหนาแน่นรวมของวัสดุที่เป็นเม็ดเล็กและความหนาแน่นเฉลี่ยของเมล็ดพืช ก็จะง่ายต่อการกำหนดพารามิเตอร์โมฆะ ในการผลิตคอนกรีต ควรใช้สารตัวเติม (กรวด หินบด ทราย) ซึ่งมีความพรุนน้อยกว่าของวัตถุแห้ง เนื่องจากจะใช้วัสดุฐานซีเมนต์ในการเติม ซึ่งจะเพิ่มต้นทุน.
ตัวชี้วัดความหนาแน่นของวัสดุบางชนิด
หากเรานำข้อมูลที่คำนวณได้ของบางตารางมา ให้ใส่ในนั้น:
- ความหนาแน่นของวัสดุหิน ซึ่งมีออกไซด์ของแคลเซียม ซิลิกอน และอะลูมิเนียม แตกต่างกันไปตั้งแต่ 2400 ถึง 3100 กิโลกรัมต่อ m3.
- ไม้ที่มีแผ่นรองเซลลูโลส - 1550 กก. ต่อ m3.
- Organics (คาร์บอน ออกซิเจน ไฮโดรเจน) - 800-1400 กิโลกรัมต่อ m3.
- โลหะ: เหล็ก - 7850, อลูมิเนียม - 2700, ตะกั่ว - 11300 กก. ต่อ m3.
ด้วยเทคโนโลยีการก่อสร้างอาคารสมัยใหม่ ดัชนีความหนาแน่นของวัสดุมีความสำคัญจากมุมมองของความแข็งแกร่งของโครงสร้างรับน้ำหนัก ฟังก์ชั่นกันความร้อนและกันความชื้นทั้งหมดดำเนินการโดยวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำพร้อมโครงสร้างเซลล์ปิด