Насыпная плотность – изменчивая величина. При определенных условиях материал одного и того же веса может занимать разный объем. Также при одинаковом объеме масса может изменяться.
Больше всего на показатель влияют такие факторы:
- Размеры и форма зерен
- Пористость материала
- Влажность
- Уплотнение при транспортировке и складировании
- Плотность твердого вещества
В продолжении раздела вы найдете более детальную информацию о влиянии всех этих факторов.
Размер и форма зерен
Чем мельче частицы, тем плотнее они располагаются в куче. Поэтому самую высокую насыпную плотность имеют такие материалы как песок, отсев и дресва. Чем крупнее зерна, тем больше между ними пустот. Например, мелкий отсев (фракции 0-5) может иметь насыпную плотность до 1910 кг/м³, в то время как крупный щебень фракции 40-70 имеет показатель не более 1170 кг/м³. Это значит, что в одну и ту же емкость поместится больше мелкого материала, чем крупного.
Кроме размера, важную роль играет и форма зерен. Лучше всего уплотняются частицы правильной формы. Например, насыпная плотность кубовидного щебня всегда будет высокой. Если в нем много лещадных зерен (плоских или игловидных), показатель сразу снизится.
Пористость
Пористость характерна для всех сыпучих материалов. Она измеряется объемом промежутков между твердыми частицами. Поры бывают открытыми и закрытыми. Количество открытых может резко уменьшаться при уплотнении (особенно при низкой влажности материала). Закрытые поры находятся внутри твердых частиц; они заполнены воздухом или влагой. Наличие таких пор уменьшает плотность и мало влияет на ее изменение при трамбовке. Например, большое количество закрытых пор в керамзите, поэтому его насыпная плотность всегда низкая.
Влажность
Влажность – одно из важнейших свойств, влияющее на характеристику. Вода вытесняет из пор воздух, показатели которого не учитываются при вычислении насыпной плотности. Поэтому в дождливую погоду или после хранения материала под снегом его плотность увеличивается.
Перевозка и хранение
Транспортировка и хранение на складе вызывают уплотнение материала. Не удивляйтесь, если вы закажете 10 кубов, а вам привезут только 9,5. Вибрация вызывает смещение частиц по отношению друг к другу, уменьшает пористость, взывает усадку. То же происходит при хранении на складе – материал уплотняется за счет давления собственного веса. Вычислить, на сколько уменьшится объем, можно с помощью коэффициента уплотнения.
Если вы засыпаете яму щебнем, отсевом или песком, со временем его объем также уменьшится. Поэтому закупать нужно всегда чуть больший объем материала и вычислять его будущую усадку с помощью коэффициента.
Данный показатель применим не для всех материалах. Обычно он указывается в ГОСТе.
Ниже приведены ссылки, пройдя по которым, вы найдете коэффициенты для следующих материалов:
Плотность твердого вещества
Плотность твердого вещества – самый стабильный показатель. Он зависит исключительно от физических и химических свойств материала и не изменяется при перевозке, складировании, повышении влажности.
Как определить насыпную плотность
Насыпную плотность определяют разными способами. Одни могут использоваться даже в полевых условиях, другие доступны только в специализированных лабораториях.
Весовой метод
Это самый простой способ определения показателя. Для его проведения необходимо иметь воронку, цилиндр определенного объема и весы. Материал засыпают в воронку, из которой он поступает в цилиндр. Когда емкость полностью заполнится, специальной пластиной выравнивают верхний слой. Затем пробу взвешивают и вычисляют соотношение массы к объему.
Весовым методом можно определить насыпную плотность и в полевых условиях. Достаточно иметь емкость известного объема (например, ведро) и бытовые весы. В ведро насыпаем материал и взвешиваем. Получаем вес. Далее вычисляем насыпную плотность.
Например, ведро 10 литров имеет объем 0,01 м³. Гранитный щебень, помещенный в это ведро, весит 18 кг. Это значит, что насыпная плотность будет равна 1800 кг/м³. Понятно, что результат будет лишь приблизительным, так как в лабораторных условиях точно взвешивают массу емкости и массу пробы, пробу насыпают с определенной высоты и так далее. Но если под рукой нет оборудования и специалистов, то можно определить примерную насыпную плотность таким вот образом.
Метод режущих колец
Насыпную плотность грунта вычисляют с помощью режущих колец с известным объемом. В качестве вспомогательных инструментов служат нож и две металлические пластины.
Последовательность методики следующая:
- Взвешивают кольцо и пластины
- Выравнивают ножом поверхность грунта
- Смазывают внутреннюю поверхность кольца техническим маслом
- Опускают кольцо в грунт, пока он полностью не заполнит внутреннее пространство
- Выравнивают ножом верхний край
- Срезают грунт снизу кольца конусом
- Аккуратно на ноже переносят кольцо на пластину и устанавливают вверх конусом
- Срезают верхний слой земли на уровне кольца
- Взвешивают пробу и отнимают от ее массы данные кольца и пластин
- Разделяют вес грунта на объем кольца и получают насыпную плотность
Лабораторные методы
В научных лабораториях применяют косвенные методы определения насыпной плотности по затуханию рентгеновских, радиоактивных или ультразвуковых лучей. При прохождении через разные материалы они частично поглощаются. С помощью специальных приборов измеряется интенсивность излучения до и после прохождения через пробу.
По величине насыпной плотности материалы разделяют на группы:
- Легкие (меньше 600 кг/м³)
- Средние (600-1100 кг/м³)
- Тяжелые (1100-2000 кг/м³)
- Сверхтяжелые (больше 2000 кг/м³)
Для чего определяют насыпную плотность
Знать насыпную плотность важно в таких ситуациях:
- Вам известен объем ямы или канавы, которую нужно засыпать, а вы хотите узнать вес материала, который для этой цели необходимо купить
- В продаже есть материал в килограммах, а вам нужно знать его объем
- Вы хотите правильно рассчитать количество единиц транспорта, необходимых для перевозки купленного материала
Показатель учитывается при расчете веса и объема материалов в нашем калькуляторе.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
#насыпная плотность #плотность материала #свойства материалов #строительные материалы #стройматериалы #сыпучие материалы #нерудные материалы #полезные советы #насыпная плотность материала #строительные советы