Konverzija rasutih materijala iz m3 u tone, nasipna gustina. Određivanje nasipne gustine Određivanje nasipne gustine nasipnih materijala

Nasipna gustina određen za rasuti materijali koristeći istu formulu kao i prosjek. Ispitivanje se provodi pomoću standardnog metalnog lijevka u obliku skraćenog konusa. Na dnu lijevka nalazi se ventil. Ispod lijevka stavite mjernu posudu. Sipajte materijal u lijevak, otvorite ventil i napunite mjernu čašu do vrha, a višak odrežite ravnalom. Merna čaša se vaga prazna i puni. Eksperiment se ponavlja pet puta.

Nasipna gustina za svaki eksperiment određena je formulom:

gdje je m masa uzorka, g

Vst – zapremina merne čaše, cm 3

Rezultati proračuna su zabilježeni u tabeli 7

Tabela 7. Zapreminska gustina ________________________________

(navesti naziv materijala)

Određivanje prave gustine

Priprema za test

Uzmite uzorak od oko 30 g iz uzorka pijeska i prosijte ga kroz sito s rupama prečnika 5 mm. Osušeni pijesak se pomiješa i podijeli na dva dijela.

Uzorak se sipa u čist, osušen i prethodno izvagan piknometar (Le Chatelier uređaj) (slika 1), nakon čega se važe zajedno sa pijeskom. Zatim se u piknometar ulije prokuhana voda u tolikoj količini da se piknometar napuni do otprilike 2/3 zapremine, sadržaj se pomiješa i stavi u blago nagnut položaj u vodenoj kupelji. Sadržaj piknometra se kuva 15-20 minuta da se uklone vazdušni mehurići.

Prava gustina pijeska u g/cm3 izračunava se pomoću formule:

Gdje T - masa piknometra sa peskom, g;

T 1 - masa praznog piknometra, g;

T 2 - masa piknometra sa vodom, g;

T 3 - masa piknometra sa pijeskom i vodom nakon uklanjanja mjehurića zraka, g;

r in je gustina vode jednaka 1 g/cm3.

Sl.1 Le Chatelierov uređaj

Određivanje poroznosti i šupljina

Poroznost tvrdih materijala a šupljina (volumen intergranularnih šupljina u rasutom materijalu u nesabijenom stanju) određuje se na osnovu vrijednosti stvarne gustoće i prosječne ili nasipne gustine materijala, prethodno utvrđenih.

Poroznost (P) i praznina ( V m.p) kao zapreminski postotak izračunava se pomoću formule

Gdje - prava gustina, g/cm 3 ;

Prosječna ili nasipna gustina, kg/m3.

Određivanje vlažnosti

Vlažnost se određuje poređenjem mase materijala u stanju prirodna vlažnost i nakon sušenja.

Materijal (proizvod) se vaga, stavlja orman za sušenje i suši se do konstantne težine na temperaturi od 105 o C.

Vlažnost ( W) kao procenat se izračunava pomoću formule

Gdje T - masa uzorka u stanju prirodne vlažnosti, g

T 1 - težina uzorka u suhom stanju, g.

Rezultati ispitivanja su zapisani u tabeli 8

Tabela 8. Poroznost (praznina) i sadržaj vlage materijala

2.1. Oprema i materijali

PZHRV prah. Scott volumetrijski metar (slika 3). Kiveta (debljina 4 mm, dubina 40,4 mm, zapremina V=26,5 cm 3), polužna vaga. Noniusna čeljust ShTsTs-1-125.00 PS, GOST 166-89, greška mjerenja 0,03; vaga VLA-200g-M, br. 608, greška zbog nejednakih krakova klackalice ≤2 g., polužna vaga. GOST – 19440 49.

Fig.3. Scott Volume Meter

2.2. Teorijski podaci

Zapreminska gustina (ρ bulk, g/cm 3) je zapreminska karakteristika praha i predstavlja masu jedinice zapremine sa slobodnim punjenjem. Njegova vrijednost ovisi o gustini pakiranja čestica praha kada slobodno ispunjavaju bilo koju zapreminu. Što veće i više ispravan oblikčestice. Prisutnost izbočina i nepravilnosti na površini čestica, kao i povećanje površine zbog smanjenja veličine čestica, povećava trenje između čestica, što otežava njihovo kretanje jedna u odnosu na drugu i dovodi do smanjenja nasipna gustina.

Recipročna veličina nasipne gustine naziva se nasipna zapremina (V bulk, cm 3 /g), što je zapremina koju zauzima jedinica mase praha kada se slobodno sipa. Nasipna gustina praha utiče na zapreminsko doziranje i sam proces formiranja, kao i na količinu skupljanja tokom sinterovanja (što je manja zapreminska gustina, to je skupljanje veće).

Kada se mehaničke vibracije primjenjuju na slobodno sipani prah, volumen se smanjuje za 20-50%. Omjer mase praha i vrijednosti ovog novog, smanjenog volumena naziva se gustina izrezivanja. Maksimalna gustoća izrezivanja postiže se na prahovima sa sfernim česticama sa minimalnom hrapavosti površine.

Suština metode je mjerenje mase određene količine praha, koja u slobodno izlivenom stanju u potpunosti ispunjava posudu poznate zapremine. Stanje slobodnog protoka se postiže punjenjem posude uzastopnim propuštanjem praha kroz sistem kosih ploča Scott volumetrijskog metra. Odnos mase i zapremine je nasipna gustina.

2.3. Opis metode za određivanje zapreminske gustine

U gornji lijevak volumetrijskog mjerača ulijemo određenu količinu praha PZHRV. Prašak se u labavo izlivenom stanju slijeva i uzastopno prolazi kroz sistem kosih ploča volumetrijskog mjerača, ispunjavajući kivetu koja se nalazi ispod donjeg lijevka. Nastali klizač na površini se uklanja i površina se izravnava. Zatim se dobivena masa praha izmjeri na vagi. Eksperiment se izvodi dva puta (tabela 2). Za svaki put se izračunava vrijednost ρ fill i V fill.

2.4. rezultate

Tabela 2. Vrijednosti nasipne gustine i zapremine za PZHRV

Gdje je m k masa kivete, V k je zapremina kivete, m P je masa praha.

Zaključak: izvršena su mjerenja nasipne gustine za prah PZHRV, dobijene vrijednosti su u teoretskom rasponu: 2,71-2,90 g/cm 3 .

Kompresibilnost praha

3.1. Oprema i materijali

PZHRV prah. Ručna hidraulična presa 10 TNS "Karl Zeiss Jena". Cilindrični kalupi. Vaga sa polugom.

3.2. Teorijski podaci

Kompaktabilnost praha pokazuje njegovu sposobnost da promijeni početnu gustinu pakovanja čestica tokom procesa presovanja. Ova karakteristika se procjenjuje gustinom kompaktnih materijala proizvedenih pri različitim pritiscima presovanja u cilindričnom kalupu.

Kompresibilnost praha se ocenjuje njegovom sposobnošću da formira kompakt pod uticajem pritiska. Ova karakteristika daje kvalitativnu ocjenu svojstava praha, koja je sveobuhvatno povezana sa zbijenošću i formabilnosti.

Dobra kompresibilnost čini proces formiranja praha lakšim i jeftinijim. Što je veća zapreminska gustina praha, to je bolja kompresibilnost.

3.3. Opis metode presovanja

Napunite cilindrični kalup prahom određene mase (m = 8,5 g za sva naredna ispitivanja uzima se ista masa). Kalup se postavlja na stočić koji se nalazi ispod bušotine. Zatim se bušilica spušta na kalup i čvrsto fiksira polugama odozgo. Zatim se odabire pritisak i drži na kalupu oko 5 sekundi. Nakon toga, pritisak se mora otpustiti pritiskom na polugu pored manometra. Podignite bušilicu i uklonite kalup. Skinite gornji ventil iz kalupa i na njegovo mjesto stavite cilindar kako kompakt ne bi ispao iz kalupa. Zatim stavite kalup ispod bušilice na isti način i pritiskajte sve dok presa (slika 4) ne izađe. Nakon toga izmjerite dimenzije kompakta (prečnik D i visina H), upišite u tabelu 3.

Mjerenja su obavljena 13 puta: 12 sa povećanjem pritiska za korak jednak 10, a jedno za određivanje praga pritiska (pri P = 8).

Fig.4. Press formular

3.4. rezultate

Tabela 3. Dimenzije dobivenih kompakta

m (izvagane porcije praha PZHRV) = 8,5 g

Zapremina se izračunava pomoću formule

Fig.5. Ovisnost kompaktnih veličina o pritisku

Fig.6. Ovisnost zapremine zbijanja od pritiska

Da biste okarakterisali ponašanje prahova tokom presovanja, koristite faktor zbijanja k, jednak omjeru gustine zbijanja pri datom pritisku P na nasipnu gustinu:

k= γ pr / γ us.

Tabela 4. Proračun koeficijenta zbijenosti

Fig.7. Ovisnost koeficijenta zbijenosti od primijenjenog pritiska

Zaključak: izvršena je kompresibilnost prahova hidraulična presa"Karl Zeiss Jena". Nakon prijema kompakta, izmjerene su njihove dimenzije i izračunata je zapremina. U skladu sa tabelom konstruisan je graf zavisnosti zapremine kompaktova od primenjenog pritiska - sa povećanjem pritiska zapremina se smanjuje.

Skupljanje kompaktnih materijala

Nakon presovanja praha, dobijeni kompakti su podvrgnuti sinterovanju na SNVE-131 instalaciji na temperaturi od 1200 0 C, pri P = 10 -2 Pa, 1 sat. Zatim je izračunato skupljanje kompaktnih materijala.

4.1. Oprema i materijali

Puder compacts PZHRV (13 kom.). Noniusna čeljust ShTsTs-1-125.00 PS, GOST 166-89, greška mjerenja 0,03; vaga VLA-200g-M, br. 608, greška zbog nejednakih krakova ≤2 g.

4.2. Rezultati

Potrebno je izmjeriti dimenzije kompakta nakon sinteriranja (tablica 5). Zatim usporedite zapremine prije i nakon skupljanja (tablica 6), čime se izračunava količina skupljanja.

Tabela 5. Dimenzije kompakta nakon sinterovanja

Tabela 6. Volumetrijsko skupljanje

Tablica 7. Skupljanje uslijed promjene visine kompaktova

Fig.8. Zavisnost skupljanja po zapremini i visini

Zaključak: nakon sinterovanja, dimenzije uzoraka su se promijenile - promjer se povećao, a visina se shodno tome smanjila. Konstruiran je graf ovisnosti skupljanja u zapremini i visini - količina skupljanja se monotono smanjuje.

Nasipna gustina se određuje za nasipnu količinu građevinski materijal: cement, pijesak, lomljeni kamen, šljunak itd. Zapreminska gustina takvih materijala može se odrediti u rastresitom, zbijenom i prirodnom stanju.

Nasipna gustina Rasuti materijali su masa jedinice zapremine materijala u rasutom stanju, tj. sa porama i prazninama, ovaj parametar može se odrediti u skladu sa metodama datim u GOST 8735-88 i GOST 8269.0-97.

Zapreminska gustina se određuje pomoću uređaja (slika 4.1), koji se sastoji od standardnog lijevka u obliku krnjeg konusa i mjernog cilindra zapremine 1 l ili 10 l. Za ispitivanje, prethodno izvagani gradirani cilindar je ugrađen ispod cijevi lijevka. Udaljenost između gornje ivice cilindra i ventila treba biti 50 mm. Suhi materijal se sipa u lijevak, zatim se ventil otvara, cilindar se puni suviškom, ventil se zatvara i višak materijala se isječe od sredine u oba smjera u ravnini s rubovima cilindra metalnim ravnalom. U tom slučaju nije dozvoljeno sabijanje materijala. Zatim se cilindar materijala izmjeri s točnošću od 1 g. Nasipna gustina materijala u stanju rastresitog punjenja izračunava se pomoću formule:

ρ n.r. . = , [kg/l], (4.1)

Gdje m 1 - masa cilindra sa materijalom, kg;

m 2 - masa cilindra, kg;

V- zapremina cilindra, l.

Test se ponavlja najmanje tri puta i izračunava konačni rezultat kao aritmetička sredina tri merenja.

Tokom transporta i skladištenja, rasuti materijali se zbijaju, a njihova nasipna gustina može biti 15-30% veća nego u rastresitom stanju. Nasipna gustina u zbijenom stanju može se odrediti gore navedenom metodom, međutim, nakon punjenja cilindra materijalom, treba ga sabiti vibracijom 30-60 sekundi na vibracionoj platformi laganim udarcem cilindra po stolu 30 puta. Tokom procesa zbijanja, materijal se dodaje, zadržavajući određeni višak u cilindru. Zatim se višak odsiječe, određuje se masa materijala u cilindru i izračunava nasipna gustoća u zbijenom stanju.

Na osnovu dobijenih rezultata moguće je odrediti zbijenost materijala, koja se obično karakteriše koeficijentom zbijenosti.

TO at =, (4.2)

gdje: ρ Pa.- nasipna gustina materijala u zbijenom stanju, kg/l;

ρ n.r.- nasipna gustina materijala u rastresitom stanju, kg/l;

Rice. 4.1. Dijagram uređaja za određivanje nasipne gustine materijala u labavom izlivenom stanju:

1 - standardni lijevak; 2 - ventil; 3-dimenzionalni cilindar

5. Određivanje upijanja vode materijala

Prilikom određivanja upijanja vode materijala iz stijena, treba se voditi GOST 30629-99. Apsorpcija vode je određena na pet kubičnih uzoraka sa ivicama od 40 - 50 mm ili cilindrima prečnika i visine 40 - 50 mm. Svaki uzorak se čisti četkom od labavih čestica i prašine i suši do konstantne težine. Uzorci se vagaju i mjere nakon što se potpuno ohlade na zraku. Test se zatim izvodi u sljedećem redoslijedu. Uzorci stijena se stavljaju u posudu s vodom sobnoj temperaturi 15 - 20 0 C u jednom redu tako da nivo vode u posudi bude 20 mm viši od vrha uzoraka. Uzorci se čuvaju 48 sati, nakon čega se vade iz posude, uklanja vlaga sa mokre površine mekana tkanina i svaki uzorak se izvaga. Masa vode koja teče iz pora uzorka na vagu je uključena u masu uzorka zasićenog vodom.

Upijanje vode materijala po masi ili zapremini jednak je omjeru mase vode koju je apsorbirao uzorak materijala nakon zasićenja, odnosno mase ili zapremine uzorka.

Apsorpcija vode po masi izračunava se pomoću formule:

=
. 100 , [%], (5.1)

Gdje m 1

m 2 - težina uzorka u zasićenom stanje vode, kg.

Apsorpcija vode po zapremini izračunava se pomoću formule:

=
. 100 , [%], (5.2)

Gdje m 1 - suha težina uzorka, kg;

m 2 - masa uzorka u stanju zasićenom vodom, kg;

V- zapremina uzorka, cm 3.

Kao konačni rezultat uzima se aritmetička sredina pet određivanja apsorpcije vode.

Količina apsorpcije vode po masi može biti veća od 100%.

Zapreminska gustina se određuje vaganjem mase osušenog agregatnog uzorka u mjernoj posudi.

10.1.1 Postupak ispitivanja

Određivanje prosječne zapreminske mase poroznog šljunka, lomljenog kamena ili pijeska vrši se u skladu sa radom br.2.

Veličina mjerne posude i volumen ispitnog uzorka, ovisno o veličini agregata, uzimaju se prema tabeli 28.

Zapreminska gustina agregata izračunava se kao aritmetička sredina rezultata dva paralelna određivanja, tokom kojih se svaki put koristi novi dio agregata.

Tabela 32 - Dimenzije mjernih posuda i zapremina uzorka

10.1.2 Obrada rezultata

Zapreminska gustina punila ( r n) u kg/m3 izračunava se sa tačnošću od 10 kg/m3 (klase pijeska sa nasipnom gustinom od 250 ili manje - do 1 kg/m3) koristeći formulu:

Gdje m 1– masa mjerne posude sa punilom, kg;

m 2 – masa mjerne posude, kg;

V – zapremina mjerne posude, m3.

U zavisnosti od zapreminske mase, šljunak, lomljeni kamen i pesak se dele na razrede prikazane u tabeli 33.

Tabela 33 - Klasa prema nasipnoj gustoći neorganskih poroznih punila

Granične vrijednosti klasa po nasipnoj gustoći za razne vrste porozni: šljunak, drobljeni kamen i pijesak - moraju biti u skladu sa zahtjevima GOST 9757-90, datim u tabeli 34. U ovom slučaju, stvarna nasipna gustina ne bi trebala prelaziti maksimalnu vrijednost, a minimalne vrijednosti su date kao smjernica.

Tabela 34 - Granične vrijednosti klasa po nasipnoj gustoći

Bilješka. Po dogovoru između proizvođača i potrošača, za pripremu konstrukcijskog lakog betona klase B20 i više, proizvodi se ekspandirani glineni šljunak i lomljenog kamena 700 i 800.

Određivanje prosječne gustine zrna krupnog agregata

Prosječna gustina zrna krupnog agregata određuju se hidrostatičkom metodom razlikom u masi posude sa uzorkom prije i nakon njegovog zasićenja vodom pri vaganju u vodi i na zraku.

10.2.1. Procedura ispitivanja

Iz uzorka agregata od 3 litre osušenog do konstantne težine, čestice manje od 5 mm se prosijavaju na sito s rupama prečnika 5 mm. Zatim se suha posuda s poklopcem prethodno izvaga u zraku i vodi na vagi opremljenoj uređajem za hidrostatičko vaganje. Nakon toga, 1-litarski uzorak punila se ulije u posudu, zatvori poklopcem i izvaže. Zatim se posuda s punilom postepeno uranja u posudu s vodom i protresa u vodi kako bi se uklonili mjehurići zraka. Posuda sa punilom mora se držati u vodi 1 sat, a nivo vode mora biti najmanje 20 mm iznad poklopca posude. Kontejner s vodom zasićenim agregatom vaga se na vagi opremljenoj hidrostatičkim uređajem za vaganje. Zatim se posuda s punilom izvadi iz posude s vodom, višak vode se pusti da se ocijedi 10 minuta i izmjeri na zraku.

Prosječna gustina zrna krupnog agregata svake frakcije izračunava se kao aritmetička sredina rezultata dva paralelna određivanja, od kojih se svako provodi na novom dijelu agregata.

10.2.2 Obrada rezultata

Prosječna gustina zrna krupnog agregata ( r to) u g/cm 3 izračunava se pomoću formule

(58)

Gdje m 1 – masa suhog agregatnog uzorka, dobijena iz razlike u masi posude sa osušenim uzorkom i mase posude kada se izvaga na zraku, g;

m 2 – masa uzorka punila zasićenog vodom, utvrđena iz razlike u masi posude sa i bez zasićenog uzorka punila kada se izvaga na zraku, g;

t 3– masa punila u vodi, utvrđena iz razlike u masi posude sa i bez zasićenog uzorka punila pri vaganju u vodi, g; r in– gustina vode jednaka 1 g/cm3.

To je omjer mase ove tvari u svježe izlivenom stanju prema njenoj zapremini. Ovo uzima u obzir i volumen same tvari i volumen šupljina unutar nje i volumen između pojedinačnih čestica (na primjer, u uglju). Iz očiglednih razloga, ova vrsta gustoće je manja od prave gustine, što isključuje gore navedene praznine.

Za određivanje nasipne gustoće koriste se alati kao što su vaga, ravnalo, uređaj „standardni lijevak“ i mjerna posuda određene zapremine. Nasipna gustina određene tvari određuje se za materijal određenog sadržaja vlage. Ako uzorak ne zadovoljava standarde vlažnosti, onda se navlaži ili, češće, suši.

Kada odredimo kolika je masa, algoritam akcija bi trebao biti ovakav:

1. Mjerna posuda se izmjeri i stavi ispod standardnog lijevka (na dnu ima zatvarač).

2. Pijesak se sipa u lijevak, nakon čega se otvara zatvarač tako da se pijesak odjednom ulije u mjernu posudu, napuni je i odozgo formira klizač.

3. Višak pijeska se „odsiječe“ ravnalom pomicanjem po vrhu mjerne posude.

4. Posuda sa pijeskom se vaga, a težina same posude oduzima se od ukupne mase.

5. Izračunava se nasipna gustina.

6. Eksperiment se ponavlja 2-3 puta, nakon čega se izračunava prosječna vrijednost.

Osim gustoće u rastresitom stanju, mjeri se i gustoća u zbijenoj verziji. Da biste to učinili, pijesak u posudi se lagano zbija na vibrirajućoj platformi 0,5-1 minutu. Možete izračunati zapreminu koristeći istu metodu.

U skladu sa GOST 10832-2009, pijesak određene vrste (prošireni) prema nasipnoj gustoći podijeljen je u određene razrede - od M75 (pokazatelj gustine je 75 kg/m3) do M500 (gustina 400-500 kg/m3). Da bi bio klasifikovan kao određena marka, pijesak mora imati određenu toplinsku provodljivost i čvrstoću na pritisak. Na primjer, toplinska provodljivost razreda M75 na temperaturi od 25 C + -5 C ne bi trebala biti veća od 0,043 W/m x C. A tlačna čvrstoća za pijesak razreda M500 definirana je kao 0,6 MPa (ne manje). tip (sadržaj vlage u materijalu 5%) ima nasipnu gustinu od 1500. Za cement je ova brojka oko 1200 kg/m3 u slobodnom napunjenom stanju i oko 1600 kg/m3 u zbijenom stanju. Često se za proračune koristi prosječna brojka, koja je jednaka 1300 kg/kubnom metru.

Zašto je potrebna nasipna gustina? Činjenica je da se u prometu koristi upravo ta vrijednost, a ne prava gustoća (na primjer, ako se pijesak prodaje u vrećama). Stoga, da biste cijene po kubnom metru pretvorili u cijene po toni, samo trebate znati kolika je gustina materijala. Osim toga, za kuhanje minobacači Podaci o zapremini ili težini mogu biti potrebni, ovisno o uputama.

Sve informacije o proizvodu, uključujući gustinu, nanose se na svako pakovanje pecanjem, šabloniranjem ili štampanjem na etiketi. Ovdje se nalaze informacije o proizvođaču. simboli, datum proizvodnje i broj serije, količinu supstance u pakovanju i