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Bestimmung der Durchschnitts- und Schüttdichte. Schüttdichte Bestimmen Sie die Schüttdichte von Schüttgütern

2.1. Ausrüstung und Materialien

PZHRV-Pulver. Scott-Volumenmessgerät (Abbildung 3). Küvette (Dicke 4 mm, Tiefe 40,4 mm, Volumen V=26,5 cm 3), Hebelskalen. Messschieber ShTsTs-1-125,00 PS, GOST 166-89, Messfehler 0,03; Waage VLA-200g-M, Nr. 608, Fehler durch ungleiche Arme des Kipphebels ≤2 g., Hebelwaage. GOST – 19440 49.

Abb. 3. Scott-Volumenmesser

2.2. Theoretische Daten

Schüttdichte(ρ Masse, g/cm 3) ist die volumetrische Eigenschaft des Pulvers und stellt die Masse einer Volumeneinheit bei freier Füllung dar. Sein Wert hängt von der Packungsdichte der Pulverpartikel ab, wenn diese ein beliebiges Volumen frei ausfüllen. Je größer und mehr richtige Form Partikel. Das Vorhandensein von Vorsprüngen und Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche von Partikeln sowie eine Vergrößerung der Oberfläche aufgrund einer Verringerung der Partikelgröße erhöhen die Reibung zwischen den Partikeln, was ihre Bewegung relativ zueinander erschwert und zu einer Verringerung führt Schüttdichte.

Der Kehrwert der Schüttdichte wird als Schüttvolumen (V Bulk, cm 3 /g) bezeichnet. Dabei handelt es sich um das Volumen, das eine Masseneinheit Pulver einnimmt, wenn es frei gegossen wird. Die Schüttdichte des Pulvers beeinflusst die volumetrische Dosierung und den Formierungsprozess selbst sowie das Ausmaß der Schrumpfung beim Sintern (je niedriger die Schüttdichte, desto größer die Schrumpfung).

Wenn auf frei geschüttetes Pulver mechanische Vibrationen ausgeübt werden, verringert sich das Volumen um 20–50 %. Das Verhältnis der Masse des Pulvers zum Wert dieses neuen, reduzierten Volumens wird als Klopfdichte bezeichnet. Die maximale Klopfdichte wird bei Pulvern mit kugelförmigen Partikeln und minimaler Oberflächenrauheit erreicht.

Der Kern der Methode besteht darin, die Masse einer bestimmten Pulvermenge zu messen, die im frei gegossenen Zustand einen Behälter mit bekanntem Volumen vollständig ausfüllt. Der frei fließende Zustand wird erreicht, indem ein Behälter gefüllt wird, indem das Pulver nacheinander durch ein System geneigter Platten eines Scott-Volumenmessgeräts geleitet wird. Das Verhältnis von Masse zu Volumen ist die Schüttdichte.

2.3. Beschreibung der Methode zur Bestimmung der Schüttdichte

Wir gießen eine bestimmte Menge PZHRV-Pulver in den oberen Trichter des Volumenmessgeräts. Das frei gegossene Pulver fließt nach unten und durchläuft nacheinander das System der geneigten Platten des Volumenmessgeräts, wobei es die unter dem unteren Trichter befindliche Küvette füllt. Der entstandene Abrutscher auf der Oberfläche wird entfernt und die Oberfläche geebnet. Anschließend wird die resultierende Pulvermasse auf einer Waage abgewogen. Das Experiment wird zweimal durchgeführt (Tabelle 2). Für jedes Mal werden die Werte von ρ-Füllung und V-Füllung berechnet.

2.4. Ergebnisse

Tabelle 2. Werte der Schüttdichte und des Volumens für PZHRV

m k = 153,7 g V k = 26,5 cm 3
ρ Füllung, g/cm 3 V-Hügel, cm 3 /g
mP =72,42 g 2,733 0,3659
mP =77,3 g 2,917 0,3428
Durchschnittswert 2,825 0,3544

Dabei ist m k die Masse der Küvette, V k das Volumen der Küvette und m P die Masse des Pulvers.

Abschluss: Messungen der Schüttdichte für PZHRV-Pulver wurden durchgeführt, die resultierenden Werte liegen im theoretischen Bereich: 2,71–2,90 g/cm 3 .

Pulverkompressibilität

3.1. Ausrüstung und Materialien

PZHRV-Pulver. Manuelle hydraulische Presse 10 TNS „Karl Zeiss Jena“. Zylindrische Formen. Hebelwaagen.

3.2. Theoretische Daten

Die Verdichtbarkeit eines Pulvers zeigt seine Fähigkeit, die anfängliche Packungsdichte der Partikel während des Pressvorgangs zu verändern. Diese Eigenschaft wird anhand der Dichte von Presslingen beurteilt, die bei verschiedenen Pressdrücken in einer zylindrischen Form hergestellt werden.

Die Kompressibilität eines Pulvers wird anhand seiner Fähigkeit beurteilt, unter Druckeinwirkung einen Pressling zu bilden. Dieses Merkmal ermöglicht eine qualitative Beurteilung der Eigenschaften des Pulvers, die umfassend mit der Verdichtbarkeit und Formbarkeit zusammenhängen.

Eine gute Kompressibilität macht den Prozess der Pulverbildung einfacher und kostengünstiger. Je höher die Schüttdichte des Pulvers ist, desto besser ist die Kompressibilität.

3.3. Beschreibung der Pressmethode

Füllen Sie eine zylindrische Form mit Pulver einer bestimmten Masse (m = 8,5 g, für alle weiteren Tests wird die gleiche Masse genommen). Die Form wird auf den Objekttisch gelegt, der sich unter dem Stempel befindet. Anschließend wird der Stempel auf die Form abgesenkt und mit Hebeln von oben fest fixiert. Dann wird der Druck gewählt und etwa 5 Sekunden lang auf der Form gehalten. Danach muss der Druck durch Drücken des Hebels neben dem Manometer abgelassen werden. Heben Sie den Stempel an und entfernen Sie die Form. Entfernen Sie das obere Ventil aus der Form und setzen Sie an seiner Stelle einen Zylinder ein, damit der Pressling nicht aus der Form fällt. Als nächstes legen Sie die Form auf die gleiche Weise unter den Stempel und üben Druck aus, bis die Pressung (Abbildung 4) herauskommt. Messen Sie anschließend die Abmessungen des Presslings (Durchmesser D und Höhe H) und notieren Sie diese in Tabelle 3.

Die Messungen wurden 13 Mal durchgeführt: 12 Mal mit zunehmendem Druck in Schritten von 10 und einmal zur Bestimmung der Pressschwelle (bei P = 8).

Abb.4. Presseformular

3.4. Ergebnisse

Tabelle 3. Abmessungen der resultierenden Presslinge

Druck P, del. Durchmesser D,mm Höhe H, mm Volumen F, kN Prude, MPa
16,6 1876,46 5,45 0,047419
1582,56 11,95 0,103975
12,11 12,41 1428,66 18,45 0,16053
11,56 1258,83 24,95 0,217085
12,14 11,43 1322,37 31,45 0,27364
11,35 1283,00 37,95 0,330196
12,11 11,29 1299,73 44,45 0,386751
12,18 10,35 1205,33 50,95 0,443306
12,24 10,28 1209,00 57,45 0,499861
12,16 10,05 1166,55 63,95 0,556417
12,12 10,10 1164,65 70,45 0,612972
12,15 10,22 1184,33 76,95 0,669527
8 (Schwelle) 12,10 16,14 4,15 0,036108

m (abgewogene Portionen PZHRV-Pulver) = 8,5 g

Das Volumen wird anhand der Formel berechnet

Abb.5. Abhängigkeit kompakter Größen vom Druck

Abb.6. Abhängigkeit des Verdichtungsvolumens vom Druck

Um das Verhalten von Pulvern beim Pressen zu charakterisieren, verwenden Sie Verdichtungsfaktor k, gleich dem Verhältnis der Verdichtungsdichte bei einem gegebenen Druck P zur Schüttdichte:

k= γ pr / γ uns.

Tabelle 4. Berechnung des Verdichtungskoeffizienten

Druck P, Pa Volumen, cm 3 ρ, g/cm 3 Verdichtungsfaktor k
1(Schwelle) 1,855 4,58221 1,622021
1,876 4,530917 1,603864
1,582 5,372946 1,901928
1,429 5,948216 2,105563
1,259 6,75139 2,389873
1,322 6,429652 2,275983
1,283 6,625097 2,345167
1,3 6,538462 2,3145
1,205 7,053942 2,496971
1,209 7,030604 2,488709
1,167 7,283633 2,578277
1,165 7,296137 2,582703
1,184 7,179054 2,541258


Abb.7. Abhängigkeit des Verdichtungskoeffizienten vom ausgeübten Druck

Abschluss: Die Kompressibilität der Pulver wurde durchgeführt Hydraulikpresse„Karl Zeiss Jena“. Nach Erhalt der Presslinge wurden deren Abmessungen gemessen und das Volumen berechnet. Entsprechend der Tabelle wurde ein Diagramm der Abhängigkeit des Volumens von Presslingen vom angelegten Druck erstellt – mit steigendem Druck nimmt das Volumen ab.

Schrumpfung von Presslingen

Nach dem Pressen des Pulvers wurden die resultierenden Presslinge auf einer SNVE-131-Anlage bei einer Temperatur von 1200 °C und P = 10 –2 Pa 1 Stunde lang gesintert. Als nächstes wurde die Schrumpfung der Presslinge berechnet.

4.1. Ausrüstung und Materialien

Pulverpressen PZHRV (13 Stk.). Messschieber ShTsTs-1-125,00 PS, GOST 166-89, Messfehler 0,03; Waage VLA-200g-M, Nr. 608, Fehler aufgrund ungleicher Arme ≤2 g.

4.2. Ergebnisse

Es ist notwendig, die Abmessungen der Presslinge nach dem Sintern zu messen (Tabelle 5). Vergleichen Sie dann die Volumina vor und nach der Schrumpfung (Tabelle 6) und berechnen Sie so das Ausmaß der Schrumpfung.

Tabelle 5. Abmessungen der Presslinge nach dem Sintern

Durchmesser D Höhe H Volumen
12,08 16,48 1887,821
12,10 14,05 1614,792
12,10 12,42 1427,454
12,13 11,81 1364,084
12,15 11,26 1304,85
12,14 11,2 1295,91
12,11 11,17 1285,912
12,12 10,41 1200,399
12,16 10,18 1181,638
12,19 10,10 1178,144
12,14 10,01 1158,087
12,13 10,07 1163,11
13 (P=8) 12,10 16,10 1850,403

Tabelle 6. Volumenschrumpfung

Volumen vor dem Sintern Volumen nach dem Sintern Volumenschrumpfung, %
1876,464 1887,821 -0,605
1582,56 1614,792 -2,037
1428,663 1427,454 0,0846
1258,829 1364,084 -2,361
1322,371 1304,85 1,325
1283,004 1295,91 -0,935
1299,726 1285,912 1,0628
1205,326 1200,399 0,4088
1208,998 1181,638 2,263
1166,549 1178,144 -0,994
1164,652 1158,087 0,5637
1184,331 1163,11 1,7918
1850,403 0,2478

Tabelle 7. Schrumpfung durch Höhenveränderung der Presslinge

N vor dem Sintern H nach dem Sintern Lineare Schrumpfung, %
16,6 16,48 0,7229
14,05 -0,357
12,41 12,42 -0,081
11,81 1,5833
11,43 11,26 1,4873
11,35 11,2 1,3216
11,29 11,17 1,0629
10,35 10,41 -0,58
10,28 10,18 0,9728
10,05 10,10 -0,498
10,10 10,01 0,8911
10,22 10,07 1,4677
16,14 16,10 0,2478

Abb.8. Abhängigkeit der Schrumpfung von Volumen und Höhe

Abschluss: Nach dem Sintern veränderten sich die Abmessungen der Proben – der Durchmesser vergrößerte sich und die Höhe verringerte sich entsprechend. Es wurde ein Diagramm der Abhängigkeit der Schrumpfung von Volumen und Höhe erstellt – das Ausmaß der Schrumpfung nimmt monoton ab.

Die Schüttdichte wird für Schüttbaustoffe bestimmt: Zement, Sand, Schotter, Kies usw. Die Schüttdichte solcher Materialien kann in lockerem, verdichtetem und natürlichem Zustand bestimmt werden.

Schüttdichte Schüttgüter sind die Masse einer Volumeneinheit des Schüttguts, d. h. mit Poren und Hohlräumen, diesen Parameter kann gemäß den in GOST 8735-88 und GOST 8269.0-97 angegebenen Methoden bestimmt werden.

Die Bestimmung der Schüttdichte erfolgt mit einem Gerät (Abb. 4.1), das aus einem Standardtrichter in Form eines Kegelstumpfes und einem Messzylinder mit einem Volumen von 1 l oder 10 l besteht. Zur Prüfung wird unter dem Trichterrohr ein vorgewogener Messzylinder installiert. Der Abstand zwischen Zylinderoberkante und Ventil sollte 50 mm betragen. Trockenes Material wird in den Trichter gegossen, dann wird das Ventil geöffnet, der Zylinder mit Überschuss gefüllt, das Ventil geschlossen und das überschüssige Material mit einem Metalllineal von der Mitte in beide Richtungen bündig mit den Zylinderkanten abgeschnitten. In diesem Fall ist eine Verdichtung des Materials nicht zulässig. Anschließend wird der Materialzylinder mit einer Genauigkeit von 1 g gewogen. Die Schüttdichte des Materials im losen Schüttzustand wird nach folgender Formel berechnet:

ρ n.r. . = , [kg/l], (4.1)

Wo M 1 - Masse des Zylinders mit Material, kg;

M 2 - Zylindermasse, kg;

V- Zylindervolumen, l.

Der Test wird mindestens dreimal wiederholt und berechnet Endergebnis als arithmetisches Mittel aus drei Messungen.

Während des Transports und der Lagerung werden Schüttgüter verdichtet und ihre Schüttdichte kann 15–30 % höher sein als im losen Zustand. Die Schüttdichte im verdichteten Zustand kann mit der oben genannten Methode bestimmt werden. Nach dem Befüllen des Zylinders mit Material sollte dieser jedoch durch Vibration für 30–60 Sekunden auf einer Vibrationsplattform verdichtet werden, indem der Zylinder 30 Mal leicht auf den Tisch geklopft wird. Während des Verdichtungsprozesses wird das Material hinzugefügt, wobei ein gewisser Überschuss im Zylinder verbleibt. Anschließend wird der Überschuss abgeschnitten, die Masse des Materials im Zylinder bestimmt und die Schüttdichte im verdichteten Zustand berechnet.

Basierend auf den erhaltenen Ergebnissen ist es möglich, die Verdichtbarkeit des Materials zu bestimmen, die üblicherweise durch den Verdichtungskoeffizienten charakterisiert wird

ZU bei =, (4.2)

Wo: ρ Also.- Schüttdichte des Materials im verdichteten Zustand, kg/l;

ρ n.r.- Schüttdichte des Materials im losen Zustand, kg/l;

Reis. 4.1. Schema eines Gerätes zur Bestimmung der Schüttdichte eines Materials im locker gegossenen Zustand:

1 - Standardtrichter; 2 - Ventil; dreidimensionaler Zylinder

5. Bestimmung der Wasseraufnahme eines Materials

Bei der Bestimmung der Wasseraufnahme von Materialien aus Gesteinen sollte man sich an GOST 30629-99 orientieren. Die Wasseraufnahme wird an fünf kubischen Proben mit einer Kantenlänge von 40 – 50 mm oder Zylindern mit einem Durchmesser und einer Höhe von 40 – 50 mm bestimmt. Jede Probe wird mit einer Bürste von losen Partikeln und Staub gereinigt und bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Die Proben werden gewogen und gemessen, nachdem sie vollständig an der Luft abgekühlt sind. Der Test wird dann in der folgenden Reihenfolge durchgeführt. Gesteinsproben werden in ein Gefäß mit Wasser gegeben Zimmertemperatur 15 - 20 0 C in einer Reihe, so dass der Wasserspiegel im Gefäß 20 mm höher ist als die Oberkante der Proben. Die Proben werden 48 Stunden lang aufbewahrt, danach werden sie aus dem Gefäß entfernt und die Feuchtigkeit wird von der nassen Oberfläche entfernt weiche Kleidung und jede Probe wird gewogen. Die aus den Poren der Probe auf die Waage fließende Wassermasse ist in der Masse der wassergesättigten Probe enthalten.

Wasseraufnahme Die Angabe der Masse oder des Volumens eines Materials ist gleich dem Verhältnis der von einer Probe des Materials bei Sättigung absorbierten Wassermasse zur Masse oder zum Volumen der Probe.

Die Wasseraufnahme nach Masse wird nach folgender Formel berechnet:

=
. 100 , [%], (5.1)

Wo M 1

M 2 - Gewicht der Probe in gesättigtem Zustand Wasserzustand, kg.

Die Wasseraufnahme nach Volumen wird nach folgender Formel berechnet:

=
. 100 , [%], (5.2)

Wo M 1 - Trockengewicht der Probe, kg;

M 2 - Masse der Probe im wassergesättigten Zustand, kg;

V- Probenvolumen, cm 3.

Als Endergebnis wird das arithmetische Mittel aus fünf Bestimmungen der Wasseraufnahme herangezogen.

Die Wasseraufnahmemenge kann mehr als 100 % betragen.

Es werden aber auch biologisch aktive Lebensmittelzusatzstoffe (BAA) in Tabletten- und Kapselform hergestellt. In diesem Zusammenhang erscheint es notwendig, über einige ähnliche Begriffe und technologischen Eigenschaften dieser Produkte zu sprechen.

Technologische Eigenschaften von Pulver (Tabletten und gekapselt) Arzneimittel und biologisch aktive Lebensmittelzusatzstoffe sind von ihnen abhängig physikalische und chemische Eigenschaften. Bei der Herstellung von Nahrungsergänzungsmitteln in Form von Tabletten und Hartgelatinekapseln ist es notwendig, verschiedene technologische Besonderheiten zu berücksichtigen, da es sich um aktive Komponenten und viele Extrakte handelt medizinische Pflanzen liegen in Form von Pulvern oder Pulvermischungen vor.

Schüttdichte

Das grundlegende Merkmal von allem Schüttgut ist die Dichte. Es gibt Konzepte für die wahre Dichte und die Schüttdichte, die in g/cm3 oder kg/m3 gemessen werden.

Die wahre Dichte ist das Verhältnis der Masse eines Körpers zum Volumen desselben Körpers im komprimierten Zustand, wobei die Lücken und Poren zwischen den Partikeln nicht berücksichtigt werden. Die wahre Dichte ist konstant physikalische Größe, was nicht geändert werden kann.

Im natürlichen Zustand (unverdichtet) zeichnen sich Schüttgüter durch ihre Schüttdichte aus. Die Schüttdichte verschiedener Schüttgüter bezieht sich auf die Pulvermenge ( Massenprodukt), der sich in einer bestimmten Volumeneinheit in einem frei gefüllten Zustand befindet.

Die Schüttdichte eines gegebenen Pulvers oder einer Schüttgutmischung (D sat. pl.) wird durch das Verhältnis der Masse des frei geschütteten Pulvers (Schüttmasse) zum Volumen dieses Pulvers (Vcvessel) nach der Formel bestimmt:

D sat. pl. = Masse der Masse / Vcvessel

Die Schüttdichte berücksichtigt nicht nur das Volumen der Materialpartikel, sondern auch den Raum zwischen ihnen, daher ist die Schüttdichte viel geringer als wahr. Zum Beispiel, wahre Dichte Steinsalz beträgt 2,3 t/m 3 und Massensalz beträgt 1,02 t/m 3.

Bei Kenntnis der Schüttdichte der verwendeten Schüttgüter ist es möglich, deren Volumen und damit die Füllhöhe bei der Gestaltung von Behältern oder Spendern sowie Kapseln und Tabletten zu berechnen. Es ist klar, dass wir, wenn wir einige Parameter teilweise kennen, nämlich die Höhe der Hinterfüllung sowie den Hinterfüllungskoeffizienten, die Höhe des erwarteten Volumens, also die Höhe der Formatteile, berechnen können, was sehr wichtig ist bei der Lösung technologischer Probleme. Wenn die Schüttdichte des Pulvers bekannt ist, können Techniker natürlich leicht die Masse für eine Dosis, Portion oder Packung berechnen und so den Dosierungswert für eine Kapsel- oder Tablettenpresse sowie für jede andere Verpackungsausrüstung ermitteln.

Der Schüttdichtewert wird gemäß der Norm (GOST 19440-94 „Metallpulver. Bestimmung der Schüttdichte. Teil 1. Methode mit einem Trichter. Teil 2. Scott-Volumenmessgerät-Methode“) mit einem Volumenmessgerät bestimmt, dessen Funktionsprinzip ist bezogen auf präzise Definition Pulvermasse, die den Messbehälter füllt. Ein Volumenmesser besteht aus einem Trichter mit Sieb und einem Körper mit mehreren geneigten Gläsern, durch die das Pulver beim Eingießen in einen Tiegel mit abgemessenem Volumen und Gewicht fällt.

Die Schütt- oder Schüttdichte hängt von der Größe, Form, dem Feuchtigkeitsgehalt und der Dichte der Granulat- oder Pulverpartikel ab. Basierend auf dem Wert dieses Indikators kann das Volumen der Matrixkanäle vorhergesagt und berechnet werden. Das Verfahren zur Messung der Schüttdichte einer Pulvermischung oder eines Monopulvers wird durchgeführt spezielles Gerät(Abb. 1).

Es entsteht eine abgewogene Portion von 5,0 g Pulver. Die Genauigkeit der Probe beträgt bis zu 0,001 g. Anschließend wird die Probe in einen Messzylinder gegossen. Stellen Sie die Vibrationsamplitude am Gerät (35-40 mm) mit der Stellschraube ein. Setzen Sie eine Markierung auf der Skala und fixieren Sie die Position mit einer Kontermutter. Anschließend wird mit einem Transformator die Schwingfrequenz eingestellt. Die Frequenz ist laut Zähler im Bereich von 100 bis 120 kol/min eingestellt. Nach dem Einschalten des Gerätes mit dem Kippschalter überwacht der Bediener die Markierung, bei der der Pulverstand im Zylinder eingestellt ist. In der Regel stellt sich nach 10-minütigem Betrieb des Gerätes ein konstanter Füllstand des Pulvers bzw. der Mischung ein und das Gerät muss ausgeschaltet werden.

Die Schüttdichte wird nach folgender Formel berechnet:

wobei: ρ n – Schüttdichte, kg/m3;

m – Masse des Schüttguts, kg;

V ist das Pulvervolumen im Zylinder nach der Verdichtung, m3.

Abhängig von der Schüttdichte werden Pulver wie folgt klassifiziert:

ρ n > 2000 kg/m 3 – sehr schwer;

2000 > ρ n > 1100 kg/m 3 – schwer;

1100 > ρ n > 600 kg/m 3 – Durchschnitt;

ρ n< 600 кг/м 3 – легкие.

Eines der Geräte zur Messung der Schüttdichte (sowie anderer Eigenschaften einer Pulvermischung oder eines Monopulvers) ist das VT-1000-Gerät.

Der Analysator VT-1000 (Abb. 2) dient zur Bestimmung der Fließeigenschaften verschiedener Schüttgüter. Bei Pulver oder Pulvermischungen handelt es sich per Definition um Zweiphasensysteme. Die Oberflächeneigenschaften der Partikel einer Pulvermischung bzw. eines Monopulvers sowie deren Dichte, alle diese Parameter bestimmen deren Verhalten in der Strömung und deren Fließfähigkeit. Die korrekte Bestimmung der Fließfähigkeitsparameter ist für die Berechnung von Pulververarbeitungsprozessen, deren Verpackung, Transport und Lagerung sehr wichtig.

Mit VT-1000 (Abb. 3) ist es möglich, nicht nur die Schüttdichte, sondern auch Dispersion, Einfallswinkel und Winkel zu bestimmen natürliches Gefälle, Winkel auf der flachen Platte und Klopfdichte. Aus diesen Eigenschaften lässt sich leicht der Differenzwinkel, die Kompressibilität, das Leerraumvolumen, die Kompressibilität und die Gleichmäßigkeit berechnen. Anhand der am Gerät erfassten Kennwerte lässt sich der Carr-Index berechnen, mit dem sich die Werte der Fließfähigkeit und Belüftung ermitteln lassen

(Verhalten von Pulver in einem aerodynamischen Strahl).

Das Pulver wird in einen Messzylinder gefüllt. Das Verhältnis des von ihm eingenommenen Volumens zur Masse des Pulvers ist die Schüttung bzw. Schüttdichte. Abb. 3

Unter der durchschnittlichen Materialdichte versteht man das Verhältnis der Masse einer Probe im trockenen Zustand zu ihrem Volumen. Für Materialien, bei denen es sich um Stücke unterschiedlicher Größe handelt (Schüttgüter), wird das Konzept der Schüttdichte verwendet, das ist das Verhältnis der Masse des Schüttguts zu seinem Volumen.

Alle Haupteigenschaften von Wärmedämmstoffen hängen mit ihrer Porosität zusammen, aber die durchschnittliche (Massen-)Dichte steht in direktem Zusammenhang mit der Porosität. Wenn wir diese Eigenschaft kennen, können wir urteilen hitzeabschirmende Eigenschaften Wärmedämmstoff. Basierend auf der durchschnittlichen Dichte werden Wärmedämmstoffe in Klassen eingeteilt: 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600.

Sie betrachten eine Marke Höchster Wert durchschnittliche Dichte innerhalb eines der oben genannten Intervalle. Beispielsweise wird ein Material mit einer durchschnittlichen Dichte von 310 kg/m3 als Klasse 350 klassifiziert, mit einer durchschnittlichen Dichte von 27 kg/m3 als Klasse 35 usw.

Alle Wärmedämmstoffe lassen sich in drei Gruppen einteilen: hart(stückförmige wärmeisolierende Materialien, hergestellt in Form von Produkten einer bestimmten festgelegten Form), flexibel(in Form von großformatigen Matten, Matratzen etc.) und lose(Mineral- und Glaswolle, Blähperlit und Vermiculit, Glasporen).

Methoden zur Bestimmung der durchschnittlichen (Schütt-)Dichte verschiedene Arten Wärmedämmstoffe unterscheiden sich erheblich voneinander.

Bestimmung der durchschnittlichen Dichte starrer Wärmedämmstoffe Dies erfolgt durch Messen linearer Abmessungen und Wiegen der Produkte selbst oder durch Messen und Wiegen von gesägten, gebohrten oder geschnittenen Proben verschiedene Teile Produkte. In diesem Fall werden die Proben üblicherweise bei einer Temperatur von 105-110° vorgetrocknet S. Durchschnittlich Dichte (kg/m3)

Wo M - Probenmasse oder Produkte, kg; V -Probenvolumen oder Produkte, m3.

Verwenden Sie zur Bestimmung der durchschnittlichen Dichte eines Produkts im natürlich nassen Zustand die Formel

Wo Wa - absolute Feuchtigkeit Material, nach Gewicht, %.

Die Abmessungen von Proben und Produkten werden mit einem metallischen Messwerkzeug (Lineal, Messschieber) ermittelt. Die Länge und Breite der Produkte werden an mindestens drei Stellen gemessen – an den Rändern und in der Mitte. A Dicke an fünf bis sechs Stellen. Zum Beispiel Dicke Faserplattenplatten gemessen an sechs Punkten; auf Rennen Stehen 100mm von jedem entfernt die Kanten und zwar an zwei Orten
Längsmittellinie der Platte. Dickenmessungen können mit einem Messschieber oder einem speziellen Gerät – einem Dickenmessgerät – durchgeführt werden (Abb. 7). Das Dickenmessgerät dient zur Messung der Dicke von Torf, harter Mineralwolle und wärmedämmenden Faserplatten. Die Genauigkeit der Messung der Plattendicke beträgt bei Verwendung eines Messschiebers und eines Dickenmessgeräts 0,1 mm und bei Verwendung eines Lineals 1 mm.

Die durchschnittliche Dichte einer Materialcharge wird als arithmetisches Mittel aus mindestens drei Bestimmungen berechnet. In diesem Fall erfolgt die Wägung von HPO-Proben mit einer Genauigkeit von 0,1 G, und Produkte - bis zu 1 Jahr

Bestimmung der durchschnittlichen Dichte flexibler Wärmedämmstoffe gehen Sie wie folgt vor. Drei Proben mit den Maßen 100 x 100 mm werden an verschiedenen Stellen in jede der drei zum Testen ausgewählten Filzplatten geschnitten. Die mit einer Genauigkeit von 0,01 g gewogene Probe wird auf die Basis eines speziellen Geräts gelegt (Abb. 8). Platte 7 mit einem Gewicht von 0,5 kg wird herangefahren Zu aufzeichnen 6 und mit einer Schraube befestigen 5. Dann die Aufzeichnungen 7 und 6 abgesenkt, ohne dass die Unterseite der Platte 7 1–2 cm an die Oberfläche der Probe herankommt, und befestigen Sie sie mit einer Schraube 4. Nachdem Sie die Schraube 5 gelöst haben, senken Sie die Platte 7 auf die Oberfläche der Probe ab, lassen Sie sie 5 Minuten lang in dieser Position und lesen Sie dann mithilfe des Pfeils I auf der Skala ab 2 und bestimmen Sie die Dicke von Filzproben unter einem Druck von 0,0005 MPa. Die bewegliche Platte 3 wird auch für andere Tests von Mineralwolleprodukten verwendet.

Durchschnittliche Filzdichte (kg/m3)

Рср_ 7(1 +0,01 W)"

Die durchschnittliche Dichte einer Filzcharge wird durch den arithmetischen Mittelwert aus neun Bestimmungen (neun Proben aus drei Produkten) charakterisiert.

Durchschnittliche (Massen-)Dichte loser Wärmedämmstoffe Die Faserstruktur hängt von vielen Faktoren ab. Zum Beispiel am durchschnittliche Dichte Mineralwolle wird durch die Dicke der Fasern, die Anzahl der „Kinglets“ (glasartige kugel- oder birnenförmige Einschlüsse größer als 0,25 mm, die nicht in die Fasern hineinragen) und den Verdichtungsgrad der Wolle beeinflusst. Um vergleichbare Ergebnisse zu erhalten, muss die durchschnittliche Dichte ermittelt werden Fasermaterialien unter konstantem Druck bestimmt. Zum Beispiel die durchschnittliche Dichte Mineralwolle bestimmt in einem speziellen Gerät (Abb. 9) unter einem Druck von 0,002 MPa. Nehmen Sie dazu fünf Watteproben à 0,5 kg. Die Wägung erfolgt mit einer Genauigkeit von 1 g. Die Watte jeder Probe wird als Durchschnittsprobe entnommen (aus fünf Packungen werden 0,5 kg Watte entnommen).

Eine Watteprobe wird schichtweise in einen Metallzylinder 1 gelegt. Mit einem Hebegerät auf die Watte gelegt 4 Senken Sie das Metallteil ab Scheibe 2 Masse 7 kg, was dem Druck auf die Watte entspricht 0,002 MPa. Unter Die Watte wird 5 Minuten lang unter Belastung gehalten Und Bestimmen Sie dann die Höhe der Wollschicht mithilfe einer auf Stab 3 markierten Skala. Berechnen Sie das Wollvolumen und wissen Sie es

Das Material wird mit einem Trichter oder Tablett aus einer Höhe von 5 cm in das Gefäß gegossen, bis ein Kegel entsteht. Überschüssiges Material wird mit einem Metalllineal ohne Verdichtung entfernt. Das Gefäß mit bekannter Masse und dem Material wird auf 1 g genau gewogen und die Schüttdichte des Materials nach einer bekannten Formel ermittelt.

Die durchschnittliche Dichte von Stücken (Körnern) von losem Wärmedämmmaterial (z. B. Perlitschotter, Blähtonkies etc.) werden mit Sandvolumetern oder durch Eintauchen in mit Wasser gefüllte Messzylinder bestimmt.

Bei Verwendung eines Sandvolumenmessgeräts (Abb. 10) wird die Körnung des zu prüfenden Materials in das Gerät gegeben. Das Kornvolumen entspricht der Differenz zwischen den Sandfüllständen im Gerät mit und ohne Probe.

Genauer gesagt kann das Volumen eines Materialstücks (Körnchens) durch Eintauchen in Wasser gemessen werden, d. h. anhand des von ihm verdrängten Wasservolumens. Zu diesem Zweck wird die auf eine konstante Masse getrocknete und auf 0,1 g vorgewogene Probe paraffiniert (mit einer dünnen Schicht geschmolzenen Paraffins überzogen) und anschließend in Wasser getaucht, das sich in einem Messzylinder befindet. In der Regel ist die durchschnittliche Dichte poröser Materialstücke geringer als die Dichte von Wasser volles Eintauchen Probe wird mit erreicht Metallscheibe, dessen Volumen bekannt ist. Das Volumen der Probe wird aus der verdrängten Wassermenge berechnet. Dabei wird das Volumen der Metallscheibe und des Paraffins berücksichtigt. Paraffinvolumen

Dabei ist m die auf die Probe aufgetragene Paraffinmasse, g; 0,93 - Dichte von Paraffin, g/cm3.

Die Lautstärke kennen. m der Probe und ihre Masse, berechnen Sie die durchschnittliche Dichte dieses Stücks. Um die durchschnittliche Dichte „am Stück“ einer Materialcharge zu bestimmen, werden mehrere Dutzend Bestimmungen durchgeführt und der arithmetische Mittelwert berechnet.

Bestimmung der mittleren Dichte fließfähiger Formmassen (Mörtelmischungen, Schaummassen, Schlicker) werden zur Kontrolle durchgeführt technologische Prozesse mit bestimmten Wärmedämmstoffen. Dies ist beispielsweise bei der Herstellung von Produkten aus zellularer Schaumkeramik erforderlich oder Kalk-silikatische Massen usw.

Die durchschnittliche Dichte von Gemischen im flüssig-flüssigen Zustand wird in einem zylindrischen Gefäß mit einem Fassungsvermögen von 1 Liter bestimmt. Das Gefäß wird mit der Testmischung gefüllt, die überschüssige Mischung wird mit einem Spatel oder einem Metalllineal abgeschnitten und das Gefäß mit der Masse wird auf 1 g genau gewogen. Durch Subtrahieren der Masse des Gefäßes von der Gesamtmasse wird die Die Masse der Mischung wird bestimmt. Die Dichte der Mischung wird als arithmetisches Mittel der Ergebnisse zweier Messungen berechnet.

Wenn eine Mischung getestet wird Mit geringe Mobilität (bis zu 6 cm), dann wird es auf einem Rütteltisch verdichtet 30 s Oder auf einem Schütteltisch, der 120 Hübe (Shakes) erzeugt. In diesem Fall wird ein spezieller Stutzen auf das Gefäß aufgesetzt, der es ermöglicht, das Messgefäß mit etwas Überschuss zu füllen. Nach der Verdichtung wird die Düse entfernt und überschüssige Mischung mit einem Metalllineal entfernt.

Bestimmung der durchschnittlichen Dichte von Mastixmaterialien. Die ausgewählte Materialprobe wird mit Wasser zu einer normalen (Arbeits-)Konsistenz gemischt, die mit einem Standardkegel bestimmt wird. Die normale Konsistenz der Lösung entspricht der Eintauchtiefe des Kegels bei 100+10 mm. Anschließend wird die Testmischung in spezielle, vorgereinigte und gefettete Formen mit den Maßen 200 x 50 x 25 mm gegeben und verdichtet V Die Ecken der Form mit der Messerspitze ausstreichen und die Oberfläche mit einem Messer oder Spachtel bündig glätten Mit Seiten des Formulars.

Ausgefüllte Formulare werden abgelegt V Trockenschrank, wobei die Proben auf eine konstante Trocknungstemperatur getrocknet werden Massen also Sie werden aus den Formen genommen und geschliffen.

Die resultierenden Proben werden mit einer Genauigkeit von gemessen 0,1 mm, auf genau gewogen 0,1 g und berechnen Sie die durchschnittliche Dichte, kg/m3,

Baustoffe

Warum muss man die Dichte von Bausand (kg/m3) kennen?

Vom Autor: Hallo, lieber Leser. In diesem Artikel erfahren Sie, wie die wahre Dichte von Bausand kg/m3 ermittelt wird. Warum ist das notwendig? - Erstens, um beim Kauf dieses Baumaterials nicht getäuscht zu werden. In der Tat, um genau zu bestimmen, wie viele Tonnen Sand dafür benötigt werden Bauarbeiten Sie haben es dir gebracht – es ist ziemlich schwierig. Du wirst das Auto nicht wiegen, oder? Und so machen sich Baustofflieferanten das oft zunutze, indem sie einfach nicht genug Sand hinzufügen.

Die Kenntnis dieses Kriteriums ist jedoch nicht nur wegen einer möglichen Täuschung wichtig. Tatsache ist, dass es beim Bau grundsätzlich wichtig ist zu wissen, was beispielsweise zum Gießen eines Fundaments oder einer Decke erforderlich ist. Denn wenn plötzlich nicht mehr genug vorhanden ist, kann es zu einer echten Katastrophe werden, insbesondere wenn das Objekt so schnell wie möglich geliefert werden muss.

Beginnen wir vielleicht mit allgemeinen Definitionen, um Sie richtig in die Materie einzuführen. Unterm Strich wird die Schüttdichte von Bausand danach gemessen, wie verdichtet das Material ist. Bei Zement ist die Situation ungefähr gleich: Je älter er ist, desto höher ist seine Dichte, da sich jede Schüttsubstanz mit der Zeit „zusammendrängt“. Eine Analogie lässt sich auch mit gewöhnlichem Mehl ziehen, das zum Backen verwendet wird.

Daraus folgt, dass das gleiche Volumen an Schüttgut unterschiedliche Dichten haben kann (und daher - unterschiedliche Mengen). Im Originalzustand (ohne Verdichtung) kann das Material mit dem Begriff „wahre Schüttdichte“ charakterisiert werden.

Daher ist die Schüttdichte die Dichte des Materials in einem Zustand, in dem es nicht verdichtet wurde. Das heißt, bei der Ermittlung dieses Wertes muss nicht nur das Volumen der Sandkörner (oder Teile anderer Baustoffe) berücksichtigt werden, sondern auch der Abstand, in dem sie voneinander entfernt sind. Daraus schließen wir, dass die Schüttdichte um ein Vielfaches geringer ist als die übliche Dichte des Materials.

Nachdem das Material verdichtet ist (und dies hängt in erster Linie von den Lagerbedingungen und der Zeit ab), ist seine Dichte nicht mehr voluminös. Sie wird größer.

Warum muss man bei Bauarbeiten die Dichte von (natürlichem) Sand kennen? Zunächst einmal - um Volumen und Masse zu vergleichen Baumaterial. Der Preis für Schüttgüter kann nicht nur für 1 t (Tonne), sondern auch in angegeben werden Kubikmeter. Und bei der Zubereitung sind möglicherweise nicht die Gewichtsanteile, sondern die Volumenanteile der Substanz erforderlich.

Nachfolgend finden Sie eine kleine Tabelle, in der in der zweiten Spalte die Schüttdichte des Bausands (kg/m³) und in der dritten Spalte die Anzahl der Würfel pro 1 Tonne angegeben ist.

Wichtig! Mit zunehmender Dichte steigt auch die Tragfähigkeit.

Wovon hängt die Dichte ab?

Die Dichte eines Schüttgutes (in diesem Fall Sand) hängt in erster Linie von seiner Herkunft und Beschaffenheit ab. Die folgende Tabelle zeigt uns die grundlegenden Unterschiede in der Schüttdichte verschiedener Typen.

Wie bestimmt man die Schüttdichte?

Dieser Indikator wird normalerweise unter Laborbedingungen bestimmt. Im Wesentlichen wird das Material lediglich mit Messgefäßen (1 l und 10 l) abgewogen. Zur Bestimmung der Dichte im unverdichteten Zustand wird ein Literbehälter verwendet, der Sand bis zur Massenkonstanz getrocknet und durch ein Sieb mit einem Lochdurchmesser von 5 mm gesiebt.

Ein Zehn-Liter-Behälter wird verwendet, wenn es darum geht, den Indikator des für uns interessanten Materials zu bestimmen, das in der Charge enthalten ist. Auf diese Weise können wir Durchgangseinheiten in Volumeneinheiten umrechnen.

In diesem Fall wird das Material nicht gezielt getrocknet. Es wird im Zustand der inhärenten Feuchtigkeit eingenommen natürlicher Zustand. Es wird ebenfalls durch ein ähnliches Sieb (Lochdurchmesser 5 mm) gegeben.

Das Verfahren zur Dichtebestimmung sieht folgendermaßen aus: Das bereits gesiebte Material wird aus einer Höhe von ±10 cm in ein Messgefäß geschüttet. Hierzu sollten Sie eine Schaufel verwenden. Wenn das Gefäß gefüllt ist, sollte der Objektträger mit einem Metalllineal entfernt werden. Die Höhe des Sandes sollte auf gleicher Höhe mit den Rändern des Messgefäßes liegen. Anschließend sollte dieses Messgefäß samt Inhalt auf einer präzisen Waage gewogen werden. Es versteht sich von selbst, dass uns nur das Nettogewicht des Inhalts interessiert, daher sollte das Gewicht des Behälters abgezogen werden.

Um Masseneinheiten in Volumeneinheiten umzurechnen, ist die Vorgehensweise im Wesentlichen dieselbe. Genauso wie die Ausrüstung. Sie müssen das Material jedoch nur nicht aus 10 cm, sondern aus 100 cm gießen.

Nachfolgend finden Sie die Formel, nach der der Indikator bestimmt wird, an dem wir interessiert sind.

Dabei ist γn ein Indikator für die Dichte, m1 die Masse eines Messgefäßes ohne Inhalt, m2 die Gesamtmasse und V jeweils das Volumen.

Um sich visuell mit dem Bestimmungsverfahren vertraut zu machen, sehen Sie sich das folgende Video an, in dem in einem virtuellen Labor unter idealen Bedingungen geforscht wird.

Abschluss

Das ist alles, lieber Leser. Vielen Dank, dass Sie den Artikel gelesen haben. Heute haben wir gelernt, wie man die Schüttdichte bestimmt, und auch herausgefunden, warum man das macht. Der Einfachheit und Übersichtlichkeit halber haben wir eine Tabelle und eine Formel bereitgestellt. Ich hoffe, dass die präsentierten Materialien für Sie nützlich waren.

Wenn Sie an einem anderen interessiert sind Bauproblem, - Nutzen Sie die Seitennavigation, um die benötigten Informationen zu finden. Ich bin mir sicher, dass Sie hier finden, was Sie brauchen. Viel Glück und bis bald in Seberemont, lieber Leser.