Плътност на насипния товар. Изчисляване на тонажа на насипни товари. Обемна плътност на пясък Плътност в зависимост от вида на пясъка

Но също така произвежда биологично активни хранителни добавки (БАД) под формата на таблетки и капсули. В тази връзка изглежда необходимо да се говори за някои сходни термини и технологични свойства на тези продукти.

Технологични свойства на прахообразни (таблетки и капсулован) лекарствените вещества и биологично активните хранителни добавки зависят от техните физични и химични свойства. При производството на хранителни добавки под формата на таблетки и твърди желатинови капсули е необходимо да се вземат предвид различни технологични характеристики, тъй като активните компоненти и много екстракти лечебни растенияидват под формата на прахове или прахообразни смеси.

Обемна плътност

Основната характеристика на всички насипни материали е плътността. Има концепции за истински и обемна плътност, които се измерват в g/cm3 или kg/m3.

Истинската плътност е съотношението на масата на тялото към обема на същото тяло в компресирано състояние, при което празнините и порите между частиците не се вземат предвид. Истинската плътност е постоянна физическо количество, което не може да бъде променено.

В неговия естествено състояние(неуплътнените) насипни материали се характеризират с насипна плътност. Обемната плътност на различни насипни материали се отнася до количеството прах ( насипен продукт), който е в свободно запълнено състояние в определена единица обем.

Обемната плътност на даден прах или всяка насипна смес (D sat. pl.) се определя от съотношението на масата на свободно изсипания прах (Bulk mass) към обема на този прах (Vcvessel) съгласно формулата:

D нас. = Насипно тегло / Vcsel

Обемната плътност отчита не само обема на материалните частици, но и пространството между тях, така че обемната плътност е много по-малка от истинската. Например истинската плътност на каменната сол е 2,3 t/m3, а насипната сол е 1,02 t/m3.

Познавайки обемната плътност на използваните насипни материали, е възможно да се изчисли техният обем и съответно височината на пълнене при проектиране на контейнери или дозатори, както и на капсули и таблетки. Ясно е, че ако знаем частично някои параметри, а именно височината на засипката, както и коефициента на засипка, тогава можем да изчислим височината на очаквания обем, тоест височината на форматните части, което е много важно при решаване на технологични проблеми. Разбира се, ако обемната плътност на праха е известна, тогава технолозите могат лесно да изчислят масата за една доза, порция или опаковка и по този начин да определят стойността на дозировката за преса за капсули или таблетки, както и за всяко друго опаковъчно оборудване.

Стойността на насипната плътност се определя в съответствие със стандарта (GOST 19440-94 „Метални прахове. Определяне на насипната плътност. Част 1. Метод с помощта на фуния. Част 2. Метод на обемен метър на Скот“), като се използва обемен измервателен уред, чийто принцип на работа е базиран на точно определениемаса прах, запълващ мерителния контейнер. Обемният метър се състои от фуния със сито и тяло с няколко наклонени стъкла, през които прахът, изливайки се, попада в тигел с измерен обем и тегло.

Насипната или насипната плътност зависи от размера, формата, съдържанието на влага и плътността на гранулата или прахообразните частици. Въз основа на стойността на този индикатор може да се предвиди и изчисли обемът на матричните канали. Процедурата за измерване на обемната плътност на прахова смес или монопрах се извършва на специално устройство(Фиг. 1).

Получава се претеглена част от 5,0 g прах. Точността на пробата е до 0,001 g. След това пробата се изсипва в мерителен цилиндър. Задайте амплитудата на вибрациите на устройството (35-40 мм) с помощта на регулиращия винт. Поставете знак върху скалата и фиксирайте позицията с помощта на контрагайка. След това с помощта на трансформатор се задава честотата на трептенията. Честотата се настройва в диапазона от 100 до 120 kol/min според брояча. След включване на устройството с превключвателя, операторът следи маркировката, на която е зададено нивото на праха в цилиндъра. Като правило, след работа на устройството в продължение на 10 минути, нивото на праха или сместа става постоянно и устройството трябва да се изключи.

Обемната плътност се изчислява по формулата:

където: ρ n – обемна плътност, kg/m3;

m – маса на насипния материал, kg;

V е обемът на праха в цилиндъра след уплътняване, m3.

В зависимост от насипната плътност праховете се класифицират, както следва:

ρ n > 2000 kg/m 3 – много тежък;

2000 > ρ n > 1100 kg/m 3 – тежък;

1100 > ρ n > 600 kg/m 3 – средно;

ρ n< 600 кг/м 3 – легкие.

Едно от устройствата, използвани за измерване на обемната плътност (както и други характеристики на прахообразна смес или монопрах), е устройството VT-1000.

Анализаторът VT-1000 (фиг. 2) се използва за определяне на свойствата на различни насипни материали, свързани с течливостта. Прахът или прахообразните смеси по дефиниция са двуфазни системи. Повърхностните свойства на частиците на прахообразна смес или монопрах, както и тяхната плътност, всички тези параметри определят нейното поведение в потока и тяхната течливост. Правилното определяне на параметрите на течливостта е много важно за изчисленията на процесите на обработка на праха, неговото опаковане, транспортиране и съхранение.

С помощта на VT-1000 (фиг. 3) е възможно да се определи не само обемната плътност, но и дисперсията, ъгълът на падане, ъгълът естествен наклон, ъгъл на плоска плоча и плътност на потупване. От тези характеристики е лесно да се изчисли разликата ъгъл, свиваемост, обем на празното пространство, свиваемост, еднородност. Въз основа на характеристиките, записани на устройството, може да се изчисли индексът на Carr, който ви позволява да определите стойностите на течливост и аерация

(поведение на прах в аеродинамична струя).

Прахът се изсипва в мерителен цилиндър. Съотношението на обема, зает от него, към масата на праха е обемната или насипната плътност. Фиг.3

Определянето на насипната плътност показва количеството материал в един кубичен метър насипен материал. Тази стойност се определя като броя на кухините между тях отделни елементии размера на наличните фракции. Трябва да знаете стойността на този индикатор за правилни изчисления при създаване на решения и закупуване на материали. Мерни единици - kg/m3.

Определяне на плътността

Известно е, че съставът на пясъка съдържа зърна от средни, големи и малки фракции, които влияят върху промяната в обема насипен материалвсеки път. Условия, според които индикаторът се променя:

степен на порьозност;
структурата на отделните пясъчни зърна;
количеството и вида на различните примеси;
индикатор за процент на влажност;
ниво на влажност на пясъка.

Промяната в обема се влияе най-много от количеството влага. Колкото по-висок е този показател, толкова по-малко строителен пясъкиндикатор за плътност, който значително отличава куб сух материал от мокър по отношение на размерите.

Въз основа на размера се разграничават едрозърнест, средно- и дребнозърнест материал. как по-голям размерпесъчинки, толкова по-висока е обемната плътност. Това се дължи на наличието на по-значителни празнини. При по-малки песъчинки в единица обем поради по-голяма уплътненост се поставят голямо количество. Примесите се отстраняват чрез измиване на извлечения пясък, но това значително оскъпява цената му.

Стойността на порьозността показва естеството и броя на празнините между отделните зърна. Колкото по-висока е тази стойност, толкова по-ниска е степента на уплътняване. За насипен пясък тази стойност е 47%, за уплътнен пясък - 37%. Влагата намалява броя на кухините, тъй като водата ги запълва. Броят на кухините също намалява в резултат на транспортирането, тъй като поради вибрациите, които възникват по време на движение, материалът провисва. По-уплътнен пясък за строителни цели трябва да се използва при създаване на стоманобетон и бетонови изделияс максимална точност. Те са в състояние да издържат на най-големите натоварвания с равномерното си разпределение.

Какво определя степента на уплътняване?

Предназначението на материала зависи до голяма степен от неговата плътност, за какви видове сгради и видове конструкции е допустимо използването му. Според този показател се изчислява потреблението на количеството, необходимо за определени цели. В края на краищата е важно да знаете количеството смес, което ще се получи с помощта на конкретен тип изходни материали. Често е необходимо масата да се преобразува в кубични метри и обратно.

Някои строителни бази продават пясък на тонове, а други на кубчета.

За да преобразувате данните в други единици на измервателната система, трябва да използвате училищната формула за обем и плътност:

P = m / V,Където:

P - обемна плътност или степен на уплътняване;
m е изчислената маса на насипния материал;
V е наличният обем.

Например, нека изчислим плътността на произволен вид пясък с тегло 3,2 тона или 3200 kg, заемащ обем от 2 m 3. Количествената стойност на плътността по формулата се намира като:

P = 3200 / 2 = 1600 kg/m3.

По същия начин, ако имате данни за обема и известна степен на плътност на пясъка, можете да намерите неговото мокро тегло или в естественото му състояние на влага:

Индикаторът се влияе от следните фактори:

излят по обичайния начинпясъкът има значително по-ниска плътност от уплътнения по време на полагане;
След слепване на материала на определен етап, съдържанието на влага в пясъка варира. Наддаването на тегло възниква в резултат на навлизане на вода в микропорите между песъчинките;
На стойност насипна масанасипният материал се влияе от наличието на органични добавки и примеси, съдържащи почва. За повечето минохвъргачкиСпоред технологията на приготвяне е необходим фин пълнител с висока степен на чистота, което изисква регулиране на този показател чрез пресяване или измиване;
В зависимост от породата на произход има материали с различна плътност, които пряко влияят на теглото;
Формите, както и фракциите на съществуващите зърна, до голяма степен определят плътността на пясъка. Колкото по-големи са фрагментите, съдържащи се в насипа, толкова по-голямо е необходимото разстояние между зърната, запълнени с въздушна междина.

Изчисляване на плътността

До строителната площадка се доставят различни видове пясък. Може да се използва както веднага след доставката, така и след определена обработка. При складиране на насипни материали без покритие на открито, плътността на песъчинките постоянно се променя.

На практика такива изчисления могат да се извършват независимо. За да направите това, вземете контейнер с определен обем. Например, това може да е 8-литрова кофа. След като изсипете материалите в кофата, използвайте линийка, за да изравните повърхността на купчината. След претегляне на напълнената кофа, както и определяне на масата на самия контейнер, формулата за изчисление приема формата:

P = (m 2 - m 1) / V, Където:

m 1 е теглото на контейнера, използван за измерване на плътността на пробата;
m 2 е общата маса на кофата, пълна с пясък;
V е обемът на контейнера, в нашия случай 8 литра.

Първо трябва да преобразувате обема в кубични метри, 8 литра е 0,008 m 3. В килограми това е 0,45 кг, а пълната кофа с пясък тежи 12,65 кг. Получената плътност се определя като:

P = (12,65 - 0,45) /0,008 = 1525 kg/m3.

Използвайки коефициента на уплътняване, без да претегляте пясъка преди употреба, можете да определите действителната му маса, която постоянно се променя за различни видоверазмер на зърното на материала.

За да получите желания резултат, трябва да умножите по коефициента средна плътностстроителни материали. Таблицата съдържа коефициентите на най-популярните видове пясък. въпреки това дадена стойностне гарантира висока точност, като има грешка от 5%. Претеглянето, което е неудобно и понякога изобщо невъзможно, е единственият най-надежден начин за определяне на индекса на плътност. На строителната площадка специалистите могат да използват всеки от наличните методи.

Когато купувате материал, трябва внимателно да изчислите съдържанието на влага в закупения пясък.

Плътност в зависимост от вида на пясъка

Най-често в строителството, кариера, река или строителни материали. Речният пясък се образува естествено, тъй като скалата се натрошава естествено, което придава на пясъчните зърна заоблена форма. Този материал съдържа минимално количество примеси, което не изисква допълнителна обработка. В зависимост от размера на зърната се разграничават няколко групи:

2,9 - 5 - големи;
2 - 2,8 - средно;
до 2 - малки.

Средната насипна плътност е приблизително 1650 kg/m3. Този материал има основното предимство, че е екологичен и безопасен.

Цената на този вид пясък е много висока, така че според технически стандартилесно може да се замени с кариерен.

Този вид материал съдържа различни скали - кварц, слюда, шпат. Името се определя според това кой елемент преобладава в него. Основната област на приложение е създаването на легла, фундаментни възглавници и уплътнения. магистрали.

Свойства на пясъка

Има и индикатор за истинската степен на уплътняване. Тази стойност се определя изключително в лабораторни условия. За този индикатор празнините и празнините не се вземат предвид.

Размерът на зърното влияе върху количеството свързващо вещество за определен тип хоросан. За да бъде конструкцията здрава, всички празнини трябва да бъдат затворени с цимент. Това увеличава цената на бетона или циментов състав. IN кариерен пясъктрябва да обърнете внимание на степента на радиоактивност. За изграждането на жилищни сгради е необходимо да се използва само материал от клас 1 на качество от този тип.

Заключение

Индикаторът за насипна плътност е много важен параметърпясък, което влияе върху качеството и здравината на бъдещите структури. Освен това трябва да го знаете за изчисления строителни смеси, необходимото количество материал. Защото тази стойностне може да бъде пренебрегнат.

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 средноаритметично от 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 обемна 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

Средната плътност на едрите агрегатни зърна се определя 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 хидростатично устройство за претегляне. След това в съда се изсипва проба от 1 литър пълнител, 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.

Обемна плътност- маса на единица обем на рохкаво изсипани гранули или влакнести материали(цимент, пясък, чакъл, трошен камък, гранулат минерална ватаи така нататък.).

Определянето на обемната плътност на свободно изсипани гранулирани или влакнести материали се извършва чрез претегляне на определен обем материал (по метода на измервателни цилиндри или съдове).

Обемната плътност (g/cm3, kg/m3) се изчислява по формулата

, (9)

където е масата на градуирания цилиндър с материала; - маса на градуирания цилиндър; - обем на цилиндъра.

Редът на работа, когато песъчлива почварехава конструкция. Пясъкът се изсушава сушилен шкафпри температура (110±5)°C до постоянна маса и се пресяват през сито с отвори с размери 5 mm. Изсушеният пясък от височина не повече от 5 cm се изсипва в предварително претеглен мерителен цилиндър по наклонена тава (фиг. 5), по улей, извит от лист хартия или с лъжичка, докато се образува конус над горната част на цилиндъра. Пясъчният конус (излишният материал) се отстранява наравно с ръбовете на цилиндъра с метална линийка. Цилиндърът с материала се претегля.

Процедурата за извършване на работа в гъста пясъчна почва. Експериментите се провеждат подобно на предишния. Подготвеният пясък се изсипва на малки порции в мерителен цилиндър и се уплътнява с гумен чук, като се удря по стените или дъното на цилиндъра. Тъй като материалът се свива в цилиндъра, той се добавя, докато цилиндърът се напълни напълно.

Резултатите от експериментите са записани в таблица 6.

Таблица 6

Резултати от определяне на обемната плътност

Определянето на обемната плътност с помощта на тези методи се извършва три до пет пъти, като всеки път се взема нова част от материала. Обемната плътност на материала се изчислява като средноаритметично от резултатите от всички определяния.

Определяне на порьозността

Порьозност(общо) - степен на запълване на материала с пори:

Където - обем на порите в материала; - обем на материала в естественото му състояние.

Отворена порьозностсе определя като съотношението на общия обем на порите, наситени с вода, към обема на материала , тези.

. (11)

Затворена порьозност :

. (12)

За определяне на общата порьозност има експериментален и експериментално-изчислителен метод. Експерименталният (директен) метод се основава на замяна на пространството на порите в материала с втечнен хелий и изисква сложно оборудване за изпитване.

Експериментално-изчислителният метод за определяне на порьозността използва намереното емпиричностойности истинска плътностматериал и неговата средна плътност в сухо състояние.

Порьозността (%) се изчислява по формулата

. (13)

Отворената порьозност (%) се определя по формулата

Където - обемна водопоглъщаемост на материала, % (виж точка 1.6).

Резултатите от изчисляването на порьозността на материала се въвеждат в таблицата. 7.

Таблица 7

Резултати от изчисленията на порьозността на материала

Определяне на влажността

Влага на материалахарактеризиращ се с количеството вода, съдържащо се в порите и адсорбирано върху повърхността на пробата.

Съдържанието на влага в пробата (%) се изчислява по формулата

, (15)

където е масата на мократа проба, g; - маса на суха проба, g.

Съдържанието на влага в бетона се определя от проби или проби, получени чрез раздробяване на проби след изпитването им за якост. Размерът на парчетата след раздробяване трябва да бъде не повече от 5 mm. Чрез разквартиране се взема проба от 100 g, която се суши при температура (105 ± 5) °C до постоянно тегло. За да се установи, че пробата е достигнала постоянна маса по време на процеса на сушене, претеглянето се извършва най-малко след 4 часа. Масата се счита за постоянна, ако разликата между многократните претегляния е не повече от 0,1%.

Резултатите от експериментите се записват в таблицата. 8.

За насипни материали (цимент, пясък, трошен камък, чакъл и др.) Се определя насипната плътност. В обема на такива материали има не само пори в самия материал, но и кухини между зърна или парчета материал. Това определяне се извършва с помощта на устройство (Фигура 1.5), което е стандартна фуния под формата на пресечен конус. В долната част конусът влиза в тръба с диаметър 20 мм с клапан. Под тръбата е монтиран предварително претеглен измервателен цилиндър с обем 1 литър (1000 cm 3). Разстоянието между горния ръб на цилиндъра и клапана трябва да бъде не повече от 50 mm.

Изсипват се във фунията сух тестов материал, след това отворете вентила и напълнете цилиндъра с излишък, затворете клапана и отрежете излишния материал от средата в двете посоки наравно с ръбовете на цилиндъра с помощта на метална или дървена линийка. В този случай владетелят се държи наклонено, притискайки плътно ръбовете на цилиндъра. Необходимо е цилиндърът да е неподвижен, тъй като ударите могат да уплътнят насипния материал, което ще увеличи средната му плътност. След това цилиндърът се претегля с точност до 1 g. Тестът се повтаря пет пъти и средната плътност на материала в насипно състояние е r n , kg/m3, изчислено като средноаритметично от пет определяния по формулата:

ρ n = (m 1- m2)/V, (1.9)

Където: m 1 - маса на цилиндъра с материал, kg; м 2 - маса на цилиндъра без материал, kg; V - обем на цилиндъра, m3.

Ориз. 1.5. Стандартна фуния

1 - тяло; 2 - тръба; 3 - клапан; 4-измерен цилиндър

По време на транспортиране и съхранение насипните материали се уплътняват, а обемната им плътност е с 15-30% по-висока, отколкото в насипно състояние. Обемната плътност на материала в уплътнено състояние се определя по горния метод, но след напълване на цилиндъра, той се уплътнява чрез вибрации за 30-60 s върху вибрираща платформа или чрез леко почукване на цилиндъра с материала върху масата 30 пъти. По време на процеса на уплътняване материалът се добавя, като се поддържа известен излишък в цилиндъра. След това излишъкът се отрязва и се определя масата на материала в цилиндъра, след което се изчислява обемната плътност в уплътнено състояние.

За мокър материал насипната плътност се изчислява по формулата

ρ w n = ρ n (W + 1), (1.10)

Където: У - влажност на материала, отн

Въпрос: Тази формула винаги ли е правилна?

Да, ако овлажняването не води до промяна в обема на материала (това се взема предвид при извеждане на формула (1.10)). Но за фино диспергирания материал (това не включва пясък, тъй като неговата фина фракция трябва да бъде най-малко 0,14 mm), когато се навлажни, това условие първо ще бъде изпълнено и след това обемът ще се увеличи поради раздалечаването на зърната от адсорбираните вода. В този случай ще има намаление ρ w nс увеличаване на W (тъй като плътността на водата е по-малка от плътността на пясъка).

Извеждане на формула (1.10).

1. Съдържание на влага в материала: W = (m инча – m)/m, Където: m ow.– маса на мокър материал, g; м– маса на сух материал, g.

От тук намираме m ow. = m(1+W).

А-приорат ρ w n = m ow. /В, Където V– обем мокър насипен материал (тук мълчаливо се приема, че обемите сух и мокър насипен материал са равни!).

След заместване имаме: ρ w n = m ow. /V = m(1 + W)/V = ρ n (1 + W).