Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Параметры состояния материалов (истинная, средняя, насыпная, относительная плотности, пористость, межзерновая пустотность).
|
|
Основные структурные характеристики материала, во многом определяющие его технические свойства, — это плотность и пористость; важнейший параметр состояния — влажность.
Плотность — физическая величина, определяемая массой единицы объема вещества (или материала).
В зависимости от того, берется ли в расчет объем только самого вещества, из которого состоит материал, или весь объем материала с порами и пустотами, различают истинную и среднюю плотность.
Таким образом, истинная плотность характеризует не материал, а вещество, из которого состоит материал, — это физическая константа вещества.
Истинная плотность ρ (прежнее название – удельный вес) – масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии, т. е. без пор и пустот. Определяют по формуле ρ = m / V, где m – масса материала, кг; V – абсолютный объем, занимаемый материалом (без пор и пустот), м3. Истинная плотность жидкостей и материалов, полученных из расплавленных масс (металла, стекла, а также гранита, мрамора и других подобных горных пород), практически соответствует их плотности в естественном состоянии, а пористых материалов – приводится к абсолютно плотному состоянию искусственным путем. Истинная плотность – свойство, которое контролируются только при геологической разведке.
Средняя плотность γ (прежнее название – объемная масса) – масса единицы объема материала в естественном состоянии, т. е. вместе с порами и пустотами. Определяется по формуле γ = m / V1, где m – масса материала, кг; V1 – объем материала в естественном состоянии, м3. Средняя плотность металла и стекла практически равна их истинной плотности, у большинства строительных материалов она, как правило, меньше (из-за наличия пор).
Для каждого материала стандарты устанавливают значение влажности, при котором вычисляют среднюю плотность, необходимую для расчета пористости, теплопроводности и теплоемкости материалов, определения стоимости их перевозок и расчета прочности конструкций с учетом их собственной массы.
| Материалы | Значение плотности, кг/м3 | Материалы | Значение плотности, кг/м3 | |||
| истинной | средней | истинной | средней | |||
| Свинец | 11300—11400 | 11300—11400 | Известняк плотный | 2400—2600 | 2100—2400 | |
| Медь | 8300—8900 | 8300—8900 | Песок кварцевый | 2600—2700 | , 1400—1900 | |
| Сталь | 7800—7900 | 7800—7850 | Стекло строительное | 2500—3000 | ||
| Чугун | 6900—7400 | Цемент | 3000—3100 | 800—1300 | ||
| Алюминиевые сплавы | 2700—2800 | Бетон тяжелый | 2600—2900 | 1800—2500 | ||
| Раствор строитель ный | 2500—2900 | 1300—2200 | ||||
| Базальт | 2700—3200 | |||||
| Габбро | 2800—3200 | Гравий | 2600—2800 | 1400—1600 | ||
| Мрамор | 2700—2800 | Кирпич глиняный | 2500—2800 | 1600—1900 | ||
| Гранит | 2600—2900 | 2600—2700 | Минеральная вата | 75—400 | ||
| Туф | 2200—2800 | 1000—2200 | Сосна | 500—600 | ||
Плотность материалов в воздушно-сухом состоянии. Примечание. Для сыпучих (рыхлых) материалов: песка, цемента, гравия приведена насыпная средняя плотность.
Насыпная плотность сыпучего строительного материала – это его плотность в неуплотненном состоянии. Она учитывает не только объем самих частиц материала (песчинок или отдельных камней гравия), но и пространство между ними, так что насыпная плотность меньше, чем плотность обычная. При уплотнении сыпучего материала, его плотность становится больше и перестает быть насыпной. Цемент в мешке, отвал щебня, или шесть кубов песка в кузове грузовика – все они находятся в неуплотненном состоянии и имеют свою насыпную плотность. Знать ее необходимо для того, чтобы связывать объем и массу таких материалов, ведь цены за их поставку могут быть в рублях, как за тонну, так и за кубометр. Точно так же количество этих материалов, например, их пропорции для приготовления бетона, могут понадобиться и в тоннах, и в кубометрах.
В таблице приведены насыпные плотности основных строительных материалов (сколько их в одном кубе) и сколько кубов такого материала в одной тонне.
| Строительный материал | Насыпная плотность, кг/м3 | Кубов в 1 тонне |
| Цемент сухой | 0, 666 | |
| Мокрый песок | 0, 52 | |
| Сухой песок | 0, 694 | |
| Гравий крупный | 0, 666 | |
| Гравий мелкий | 0, 588 | |
| Щебень мелкий | 0, 625 |
В самостоятельном строительстве мерилом чаще всего яв. ведро, а не кубометры и тонны. Поэтому нужно знать, что одно 10-литровое ведро имеет объем 0, 01 м3 и содержит:
-15 кг сухого цемента -17 кг мелкого гравия
-14 кг сухого песка -16 кг щебня
-15 кг крупного гравия
Относительная плотность, d - отношение средней плотности материала к плотности стандартного вещества. За стандартное вещество принята вода при температуре 4оС, имеющая плотность 1000 кг/м3.
Пористостью, П называется отношение объема пор к общему объему материала. Пористость вычисляется по формуле
Современные энергосберегающие строительные материалы обладают высокими показателями пористости (до 95%) и, соответственно, низкой теплопроводностью. Это связано с тем, что воздух имеет наименьшую теплопроводность.
П=(1 - pc/pu)*100
где pc, pu — средняя и истинная плотности материала.
Пористость строительных материалов колеблется в широких пределах, начиная от 0 (сталь, стекло) до 95% (пенобетон).
Для сыпучих материалов определяется пустотность (межзерновая пористость). Истинная, средняя плотности и пористость материалов — взаимосвязанные величины. От них зависят прочность, теплопроводность, морозостойкость и другие свойства материалов.