+7 (343) 383-59-30 +7 (343) 383-28-06
Задать вопрос
Быстро и надежно

Насыпная плотность сыпучих материалов

Насыпная плотность – это отношение веса рыхлого материала к его объему, полученному при свободной засыпке в емкость. Она состоит из плотности твердого вещества, воды и воздуха, которые заполняют поры и промежутки между отдельными частицами. Измеряется в кг/м³, г/см³, т/м³.

Практически каждый из вас, кто занимался строительством или ремонтом, сталкивался с необходимостью приобретения сыпучих строительных материалов и грунтов.

В следствии чего возникали вопросы:

  • Как правильно рассчитать необходимое количество материала для производства тех или иных работ
  • Как проверять привезённый материал по количеству и качеству
  • Что такое «Насыпная плотность»
  • Что такое «Коэффициент уплотнения»

Таблицы со сравнительными характеристиками насыпной плотности различных материалов:

Для расчёта насыпной плотности рекомендуем наш КАЛЬКУЛЯТОР

Что такое насыпная плотность и какие факторы влияют на этот показатель

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 уменьшатся 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. Для вашего удобства мы привели конкретные цифры в таблице Насыпная плотность нерудных материалов.