Преобразуване на насипни материали от m3 в тонове, насипна плътност. Определяне на обемна плътност Определяне на обемна плътност на насипни материали

Обемна плътностопределен за насипни материалиизползвайки същата формула като средната стойност. Тестът се провежда с помощта на стандартна метална фуния под формата на пресечен конус. На дъното на фунията има клапан. Поставете мерителна чашка под фунията. Изсипете материала във фунията, отворете вентила и напълнете мерителната чаша до ръба, отрежете излишъка с линийка. Мерителната чаша се претегля празна и се пълни. Експериментът се повтаря пет пъти.

Обемната плътност за всеки експеримент се определя по формулата:

където m е масата на пробата, g

Vst – обем на мерителната чашка, cm3

Резултатите от изчислението са записани в таблица 7

Таблица 7. Обемна плътност ________________________________

(посочете името на материала)

Определяне на истинската плътност

Подготовка за теста

Вземете проба от около 30 g от пясъчна проба и я пресейте през сито с отвори с диаметър 5 mm. Изсушеният пясък се смесва и разделя на две части.

Пробата се изсипва в чист, изсушен и предварително претеглен пикнометър (уред Le Chatelier) (фиг. 1), след което се претегля заедно с пясъка. След това в пикнометъра се налива преварена вода в такова количество, че пикнометърът да се напълни приблизително до 2/3 от обема му, съдържанието се разбърква и се поставя в леко наклонено положение на водна баня. Съдържанието на пикнометъра се вари 15-20 минути, за да се отстранят въздушните мехурчета.

Истинската плътност на пясъка в g/cm3 се изчислява по формулата:

Където T -маса на пикнометър с пясък, g;

T 1 - маса на празен пикнометър, g;

T 2 - маса на пикнометър с вода, g;

T 3 - маса на пикнометъра с пясък и вода след отстраняване на въздушни мехурчета, g;

r in е плътността на водата, равна на 1 g/cm3.

Фиг.1 Устройство на Le Chatelier

Определяне на порьозност и кухини

Порьозност твърди материалии празнотата (обемът на междузърнестите кухини в насипни материали в неуплътнено състояние) се определя въз основа на стойностите на истинската плътност и средната или обемната плътност на материала, установени по-рано.

Порьозност (P) и празнота ( Vт.т.) като обемен процент се изчислява с помощта на формулата

Където - истинска плътност g/cm3;

Средна или насипна плътност, kg/m3.

Определяне на влажността

Влажността се определя чрез сравняване на масата на материала в състояние естествена влажности след изсъхване.

Материалът (продуктът) се претегля, поставя се в сушилен шкафи се изсушава до постоянно тегло при температура 105 o C.

Влажност ( У) като процент се изчислява по формулата

Където T -маса на пробата в състояние на естествена влажност, g

T 1 - тегло на пробата в сухо състояние, g.

Резултатите от теста са записани в таблица 8

Таблица 8. Порьозност (пустота) и съдържание на влага в материалите

2.1. Оборудване и материали

PZHRV прах. Обемномер Scott (Фигура 3). Кювета (дебелина 4 мм, дълбочина 40,4 мм, обем V=26,5 см 3), лостова везна. Шублер ShTsTs-1-125.00 PS, GOST 166-89, грешка на измерване 0.03; везна ВЛА-200г-М, № 608, грешка поради неравнопоставени рамена на кобилицата ≤2 гр., лостова везна. ГОСТ – 19440 49.

Фиг.3. Скот Измервател на обема

2.2. Теоретични данни

Обемната плътност (ρ обем, g/cm3) е обемната характеристика на праха и представлява масата на единица от обема му със свободно пълнене. Стойността му зависи от плътността на опаковане на прахообразните частици, когато те свободно запълват произволен обем. Колкото по-големи и повече правилна формачастици. Наличието на издатини и неравности по повърхността на частиците, както и увеличаването на повърхността поради намаляване на размера на частиците, увеличава триенето между частиците, което затруднява тяхното движение една спрямо друга и води до намаляване на обемна плътност.

Реципрочната стойност на насипната плътност се нарича насипен обем (V насипно състояние, cm 3 /g), което е обемът, зает от единица маса прах, когато се изсипе свободно. Обемната плътност на праха влияе върху обемното дозиране и самия процес на формиране, както и количеството на свиване по време на синтероването (колкото по-ниска е насипната плътност, толкова по-голямо е свиването).

Когато механичните вибрации се прилагат към свободно излят прах, обемът намалява с 20-50%. Съотношението на масата на праха към стойността на този нов, намален обем се нарича наситена плътност. Максималната плътност се постига при прахове със сферични частици с минимална грапавост на повърхността.

Същността на метода е да се измери масата на определено количество прах, което в свободно излято състояние напълно запълва контейнер с известен обем. Свободно течливо състояние се получава чрез пълнене на контейнер чрез последователно преминаване на праха през система от наклонени плочи на обемен метър на Scott. Съотношението на масата към обема е обемната плътност.

2.3. Описание на метода за определяне на обемната плътност

Изсипваме определен обем прах PZHRV в горната фуния на обемния метър. Прахът в свободно изсипано състояние се изсипва и последователно преминава през системата от наклонени плочи на обемния измервател, запълвайки кюветата, разположена под долната фуния. Полученият слайд върху повърхността се отстранява и повърхността се изравнява. След това получената маса от прах се претегля на кантар. Експериментът се провежда два пъти (Таблица 2). За всеки път се изчислява стойността на ρ fill и V fill.

2.4. резултати

Таблица 2. Стойности на насипна плътност и обем за PZHRV

Където m k е масата на кюветата, V k е обемът на кюветата, m P е масата на праха.

Заключение: Извършени са измервания на обемната плътност на праха PZHRV, получените стойности попадат в теоретичния диапазон: 2,71-2,90 g/cm 3 .

Свиваемост на праха

3.1. Оборудване и материали

PZHRV прах. Ръчна хидравлична преса 10 TNS "Karl Zeiss Jena". Цилиндрични форми. Лостови везни.

3.2. Теоретични данни

Компактността на праха показва способността му да променя първоначалната плътност на опаковане на частиците по време на процеса на пресоване. Тази характеристика се оценява чрез плътността на пресованите материали, произведени при различни налягания на пресоване в цилиндрична форма.

Свиваемостта на праха се оценява по способността му да образува компактен материал под въздействието на натиск. Тази характеристика дава качествена оценка на свойствата на праха, която е цялостно свързана с компактността и формоспособността.

Добрата свиваемост прави процеса на прахообразуване по-лесен и по-евтин. Колкото по-висока е обемната плътност на праха, толкова по-добра е компресивността.

3.3. Описание на метода на пресоване

Напълнете цилиндрична форма с прах с определена маса (m = 8,5 g за всички следващи тестове се взема същата маса). Формата се поставя върху предметната маса, разположена под щанцата. След това ударът се спуска върху формата и се фиксира здраво с лостове отгоре. След това се избира налягането и се задържа върху формата за около 5 секунди. След това налягането трябва да се освободи чрез натискане на лоста до манометъра. Повдигнете перфоратора и отстранете формата. Отстранете горния клапан от формата и поставете цилиндър на негово място, така че компактът да не изпадне от формата. След това поставете формата под щанцата по същия начин и приложете натиск, докато пресата (Фигура 4) излезе. След това измерете размерите на компакта (диаметър D и височина H), запишете го в таблица 3.

Измерванията са проведени 13 пъти: 12 от тях с увеличаване на налягането със стъпка, равна на 10, и едно за определяне на прага на натискане (при P = 8).

Фиг.4. Натиснете формуляр

3.4. резултати

Таблица 3. Размери на получените компакти

m (претеглени порции прах PZHRV) = 8,5 g

Обемът се изчислява по формулата

Фиг.5. Зависимост на компактните размери от налягането

Фиг.6. Зависимост на обема на уплътняване от налягането

За да характеризирате поведението на праховете по време на пресоване, използвайте коефициент на уплътняване k, равно на отношението на плътността на уплътняване при дадено налягане Пдо насипна плътност:

к= γ pr / γ us.

Таблица 4. Изчисляване на коефициента на уплътняване

Фиг.7. Зависимост на коефициента на уплътняване от приложеното налягане

Заключение: пресоването на праховете се извършва на хидравлична преса"Карл Цайс Йена". След получаване на компактите бяха измерени техните размери и изчислен обем. В съответствие с таблицата е изградена графика на зависимостта на обема на компактите от приложеното налягане - с увеличаване на налягането обемът намалява.

Свиване на компакти

След пресоване на праха, получените компакти се подлагат на синтероване на инсталация SNVE-131 при температура 1200 0 С, при Р = 10 -2 Ра, 1 час. След това се изчислява свиването на пресите.

4.1. Оборудване и материали

Прахообразни пресове PZHRV (13 бр.). Шублер ShTsTs-1-125.00 PS, GOST 166-89, грешка на измерване 0.03; кантар VLA-200g-M, № 608, грешка от неравнопоставени рамена ≤2 g.

4.2. Резултати

Необходимо е да се измерят размерите на компактите след синтероване (Таблица 5). След това сравнете обемите преди и след свиване (Таблица 6), като по този начин изчислите степента на свиване.

Таблица 5. Размери на пресованите след синтероване

Таблица 6. Обемно свиване

Таблица 7. Свиване поради промяна на височината на пресованите

Фиг.8. Зависимост на свиването от обем и височина

Заключение: след синтероване размерите на пробите се променят - диаметърът се увеличава и съответно намалява височината. Построена е графика на зависимостта на свиването по обем и височина - количеството на свиването намалява монотонно.

Насипната плътност се определя за насипно състояние строителни материали: цимент, пясък, трошен камък, чакъл и др. Обемната плътност на такива материали може да се определи в насипно, уплътнено и естествено състояние.

Обемна плътност Насипните материали са масата на единица обем материал в насипно състояние, т.е. с пори и кухини, този параметърможе да се определи в съответствие с методите, дадени в GOST 8735-88 и GOST 8269.0-97.

Обемната плътност се определя с помощта на устройство (фиг. 4.1), което се състои от стандартна фуния под формата на пресечен конус и мерителен цилиндър с обем 1 l или 10 l. За изпитване под тръбата на фунията се монтира предварително претеглен градуиран цилиндър. Разстоянието между горния ръб на цилиндъра и вентила трябва да бъде 50 mm. Сухият материал се изсипва във фунията, след което вентилът се отваря, цилиндърът се пълни с излишък, вентилът се затваря и излишният материал се изрязва от средата в двете посоки наравно с ръбовете на цилиндъра с помощта на метална линийка. В този случай не се допуска уплътняване на материала. След това цилиндърът с материал се претегля с точност до 1 г. Обемната плътност на материала в насипно състояние се изчислява по формулата:

ρ н.р. . = , [kg/l], (4.1)

Където м 1 - маса на цилиндъра с материал, kg;

м 2 - маса на цилиндъра, kg;

V- обем на цилиндъра, l.

Тестът се повтаря поне три пъти и се изчислява краен резултаткато средно аритметично от три измервания.

По време на транспортиране и съхранение насипните материали се уплътняват и тяхната насипна плътност може да бъде с 15-30% по-висока, отколкото в насипно състояние. Обемната плътност в уплътнено състояние може да се определи с помощта на горния метод, но след напълване на цилиндъра с материал, той трябва да бъде уплътнен чрез вибрация за 30-60 секунди върху вибрационна платформа чрез леко почукване на цилиндъра по масата 30 пъти. По време на процеса на уплътняване материалът се добавя, като се поддържа известен излишък в цилиндъра. След това излишъкът се отрязва, определя се масата на материала в цилиндъра и се изчислява насипната плътност в уплътнено състояние.

Въз основа на получените резултати е възможно да се определи уплътняемостта на материала, която обикновено се характеризира с коефициента на уплътняване

ДА СЕ при =, (4.2)

Където: ρ Добре.- обемна плътност на материала в уплътнено състояние, kg/l;

ρ н.р.- обемна плътност на материала в насипно състояние, kg/l;

Ориз. 4.1. Диаграма на устройство за определяне на обемната плътност на материал в насипно състояние:

1 - стандартна фуния; 2 - клапан; 3-измерен цилиндър

5. Определяне водопоглъщането на материал

При определяне на водопоглъщането на материали от скали трябва да се ръководи от GOST 30629-99. Водопоглъщането се определя върху пет кубични проби с ръб 40 - 50 mm или цилиндри с диаметър и височина 40 - 50 mm. Всяка проба се почиства с четка от свободни частици и прах и се изсушава до постоянно тегло. Пробите се претеглят и измерват след пълното им охлаждане на въздух. След това изпитването се провежда в следната последователност. Скалните проби се поставят в съд с вода стайна температура 15 - 20 0 C в един ред, така че нивото на водата в съда да е 20 mm по-високо от горната част на пробите. Пробите се съхраняват 48 часа, след което се изваждат от съда, отстранява се влагата от мократа повърхност мека кърпаи всяка проба се претегля. Масата на водата, изтичаща от порите на пробата върху скалата, се включва в масата на наситената с вода проба.

Водна абсорбция на материал по маса или обем е равно на съотношението на масата на водата, абсорбирана от проба от материала при насищане, съответно, към масата или обема на пробата.

Водопоглъщането по маса се изчислява по формулата:

=
. 100 , [%], (5.1)

Където м 1

м 2 - тегло на пробата в наситени състояние на водата, килограма.

Водопоглъщането по обем се изчислява по формулата:

=
. 100 , [%], (5.2)

Където м 1 - сухо тегло на пробата, kg;

м 2 - маса на пробата във водонаситено състояние, kg;

V- обем на пробата, cm3.

Като краен резултат се приема средноаритметичното от пет определяния на водопоглъщането.

Количеството на абсорбцията на вода по маса може да бъде повече от 100%.

Обемната плътност се определя чрез претегляне на масата на изсушена обща проба в мерителен съд.

10.1.1 Процедура на изпитване

Определянето на средната обемна плътност на порест чакъл, натрошен камък или пясък се извършва в съответствие с работа № 2.

Размерът на измервателния съд и обемът на пробата за изпитване, в зависимост от размера на агрегата, се вземат съгласно таблица 28.

Обемната плътност на инертния материал се изчислява като средноаритметична стойност на резултатите от две паралелни определяния, по време на които всеки път се използва нова порция инертен материал.

Таблица 32 - Размери на измервателните съдове и обем на пробата

10.1.2 Обработка на резултатите

Обемна плътност на пълнителя ( r n) в kg/m3 се изчислява с точност до 10 kg/m3 (класове пясък с насипна плътност 250 или по-малко - до 1 kg/m3) по формулата:

Където m 1– маса на мерителния съд с пълнител, kg;

m 2 –маса на мерителния съд, kg;

V –обем на мерителния съд, m3.

В зависимост от насипната плътност чакълът, трошен камък и пясъкът се разделят на категории, показани в таблица 33.

Таблица 33 - Клас по насипна плътност на неорганични порести пълнители

Гранични стойности на класове по насипна плътност за различни видовепорести: чакъл, трошен камък и пясък - трябва да отговарят на изискванията на GOST 9757–90, дадени в таблица 34. В този случай действителната степен на насипна плътност не трябва да надвишава максималната стойност, а минималните стойности са дадени като ориентир.

Таблица 34 - Гранични стойности на класове по насипна плътност

Забележка. По споразумение между производителя и потребителя, за приготвяне на конструктивен лек бетон от клас B20 и по-висок, производството на експандиран глинен чакъли трошен камък марки 700 и 800.

Определяне на средната плътност на зърната от едър инертен материал

Средна плътностзърната от едър добавъчен материал се определят по хидростатичен метод чрез разликата в масата на контейнера с пробата преди и след насищането му с вода при претегляне във вода и във въздух.

10.2.1. Тестова процедура

От 3-литрова проба инертен материал, изсушен до постоянно тегло, частиците с размери по-малки от 5 mm се пресяват върху сито с отвори с диаметър 5 mm. След това сухият контейнер с капак се претегля предварително във въздух и вода на везна, оборудвана с устройство за хидростатично претегляне. След това 1-литрова проба от пълнителя се изсипва в контейнера, затваря се с капак и се претегля. След това контейнерът с пълнителя постепенно се потапя в съд с вода и се разклаща във вода, за да се отстранят въздушните мехурчета. Контейнерът с пълнителя трябва да се държи във вода за 1 час, като нивото на водата трябва да бъде най-малко 20 mm над капака на контейнера. Контейнер с наситен с вода инертен материал се претегля на кантар, оборудван с хидростатично устройство за претегляне. След това контейнерът с пълнителя се изважда от съда с вода, излишната вода се оставя да се отцеди за 10 минути и се претегля във въздуха.

Средната плътност на едрите инертни зърна от всяка фракция се изчислява като средноаритметично от резултатите от две паралелни определяния, всяко от които се извършва върху нова порция инертни материали.

10.2.2 Обработка на резултатите

Средната плътност на едрите агрегатни зърна ( r към) в g/cm 3 се изчислява по формулата

(58)

Където m 1 –масата на сухата агрегатна проба, определена от разликата в масата на контейнера със сухата проба и масата на контейнера при претегляне във въздуха, g;

m 2 –маса на проба от пълнител, наситена с вода, определена от разликата в масата на контейнера с и без наситена проба от пълнител при претегляне във въздуха, g;

t 3– масата на пълнителя във вода, определена от разликата в масата на контейнера с и без наситена проба от пълнител при претегляне във вода, g; r in– плътност на водата равна на 1 g/cm3.

Това е съотношението на масата на това вещество в прясно излято състояние към неговия обем. Това отчита както обема на самото вещество, така и обема на кухините вътре в него и обема между отделните частици (например във въглищата). По очевидни причини този тип плътност е по-малка от истинската плътност, която изключва горните кухини.

За определяне на насипната плътност се използват инструменти като везни, линийка, устройство "стандартна фуния" и измервателен съд с определен обем. Обемната плътност на определено вещество се определя за материал с определено съдържание на влага. Ако пробата не отговаря на стандартите за влажност, тогава тя се навлажнява или по-често се изсушава.

Когато определим каква е масата, алгоритъмът на действията трябва да бъде такъв:

1. Мерителният съд се претегля и се поставя под стандартна фуния (има капак на дъното).

2. Във фунията се изсипва пясък, след което капакът се отваря, така че пясъкът веднага да се изсипе в мерителния съд, да го напълни и да оформи предметно стъкло отгоре.

3. Излишният пясък се „отрязва” с линийка, като се движи по горната част на мерителния съд.

4. Съдът с пясък се претегля и теглото на самия съд се изважда от общата маса.

5. Изчислява се обемната плътност.

6. Опитът се повтаря 2-3 пъти, след което се изчислява средната стойност.

В допълнение към плътността в насипно състояние се измерва плътността в уплътнения вариант. За да направите това, пясъкът в съда е леко уплътнен върху вибрираща платформа за 0,5-1 минути. Можете да изчислите общия обем, като използвате същия метод.

В съответствие с GOST 10832-2009 пясъкът от определен тип (разширен) според насипната плътност се разделя на определени степени - от M75 (индикатор за плътност е 75 kg/m3) до M500 (плътност 400-500 kg/m3). За да бъде класифициран като определена марка, пясъкът трябва да има определена топлопроводимост и якост на натиск. Например топлопроводимостта на клас M75 при температура 25 C + -5C трябва да бъде не повече от 0,043 W/m x C. А якостта на натиск за пясък от клас M500 се определя като 0,6 MPa (не по-малко). тип (съдържание на влага на материала 5%) има обемна плътност 1500. За цимента тази цифра е около 1200 kg/m3 в състояние на свободно запълване и около 1600 kg/m3 в уплътнено състояние. Често за изчисления се използва средна цифра, която е равна на 1300 кг / кубичен метър.

Защо е необходима обемна плътност? Факт е, че в търговския оборот се използва точно тази стойност, а не истинската плътност (например, ако пясъкът се продава в торби). Следователно, за да преобразувате цените на кубичен метър в цени на тон, просто трябва да знаете каква е плътността на материала. Освен това за готвене минохвъргачкиМоже да са необходими данни за обем или тегло в зависимост от инструкциите.

Цялата информация за продукта, включително плътността, се нанася върху всяка опаковка чрез щамповане, щамповане или отпечатване върху етикета. Тук е предоставена информация за производителя. символи, дата на производство и партиден номер, количество вещество в опаковката и