Die Dichte von Gesteinskörnungen bezieht sich auf das Maß der Masse pro Volumeneinheit von körnigem Material wie Schotter, Sand oder Kies. Die Dichte ist in der Bauindustrie ein entscheidender Faktor bei der Berechnung der für bestimmte Projekte benötigten Menge und der Bestimmung der Festigkeit und Haltbarkeit der Mischung. Dennoch gibt es viele Dichtemaße.
Zwei Dichteberechnungen sind für Baufachleute besonders hilfreich, da sie die Eigenschaften bestimmter Arten von Zuschlagstoffen berücksichtigen und wie diese ihr spezifisches Projekt beeinflussen: Schüttdichte und relative Dichte. Jedes berechnet eine eigene, aber verwandte Dichtemessung und beide sind in bestimmten Anwendungen nützlich.
Dichtemessungen für Aggregate
Für Baufachleute gibt es zwei Hauptmessungen zur Berechnung der Dichte von Zuschlagstoffen: die Schüttdichte und die relative Dichte.
1. Schüttdichte
Die Schüttdichte, auch Schüttdichte genannt, berechnet die Masse des Zuschlagstoffmaterials pro Volumeneinheit. Die Schüttdichtemessung umfasst die Partikel und auch die Leerräume zwischen ihnen. Dieses Maß wird in Kilogramm pro Kubikmeter (kg/m³) oder Pfund pro Kubikfuß (lb/ft³) ausgedrückt.
Bauherren verwenden die Messung der Schüttdichte, um zu berechnen, wie viel Zuschlagstoffmaterial sie für eine bestimmte Aufgabe benötigen, z. B. das Mischen von Beton oder Asphalt oder das Füllen von Hohlräumen. Die Schüttdichte eines bestimmten Zuschlagstoffs gibt Baufachleuten Aufschluss über seine Verarbeitbarkeit, Festigkeit und Haltbarkeit.
2. Relative Dichte
Die relative Dichte oder das spezifische Gewicht von Zuschlagstoffen misst das Verhältnis der Dichte des Materials zur Dichte von Wasser bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck. Die Messung berechnet, wie viel Volumen das Material verdrängt, wenn es ins Wasser gegeben wird. Die Berechnung der relativen Dichte erfolgt als Zahl ohne Einheiten.
Wasser hat eine relative Dichte von 1. Aggregate haben eine höhere relative Dichte als Wasser. Der Bereich der relativen Aggregatdichten liegt typischerweise zwischen 2,0 und 2,9. Branchenexperten testen Gesteinskörnungen auf ihre relative Dichte, je nach der Anwendung, für die die Gesteinskörnung verwendet wird, entweder auf ofentrockener Basis oder auf gesättigter Oberflächentrockenbasis.
Messungen der relativen Dichte sind hilfreich, um sowohl die Dichte eines Stoffes als auch seine Porosität zu berücksichtigen. Porösere Aggregate haben mehr Hohlräume, die das Wasser füllen kann. Diese Aggregate nehmen im Wasser weniger Platz ein als weniger poröse Aggregate. Die Absorption ist bei Zuschlagstoffen ein entscheidender Faktor, wenn sie in Betonmischungen verwendet werden. Zuschlagstoffe mit hohen Absorptionsraten können aufgrund ihres erhöhten Wasserbedarfs die Verarbeitbarkeit, Festigkeit und Haltbarkeit der Mischung beeinträchtigen.
Projekte, die Dichtemessungen erfordern
Baufachleute verwenden je nach den spezifischen Anwendungen unter verschiedenen Umständen und Projekten sowohl relative als auch Schüttdichtemessungen.
Betonmischungen – Berechnungen der Schüttdichte und der relativen Dichte sind für das Mischen von Beton von entscheidender Bedeutung. Bauherren nutzen die Schüttdichte der Zuschlagstoffarten, um die Menge an Zuschlagstoff, Sand und Zement zu bestimmen, die sie für die gewünschte Festigkeit und Verarbeitbarkeit von Betonmischungen benötigen. Mithilfe von Messungen der relativen Dichte können Bauherren die Porosität und Kompaktheit der Zuschlagstoffe beurteilen, die sich auf das Wasserverhältnis in der Mischung auswirken. Asphaltmischungen – Die Schüttdichte ist das wichtigste Maß für Zuschlagstoffe im Asphalt, um dessen Festigkeit und Langlebigkeit vorherzusagen. Asphaltmischungen kombinieren Zuschlagstoffe mit Bitumen. Wasser ist kein Bestandteil der Asphaltmischung, daher ist eine Messung der relativen Dichte nicht so nützlich wie eine Messung der Schüttdichte. Tragfähigkeit – Die Schüttdichte bestimmter Gesteinskörnungen hat Einfluss auf die Tragfähigkeit von Bodenschichten in der Geotechnik. Die Rohdichteberechnung hilft bei verschiedenen Projekten, die Verdichtung und Stabilität des Bodens zu beurteilen. Beurteilung der Gesteinskörnungsqualität – Die relative Dichte ist hilfreich bei der Bewertung der Qualität eines bestimmten Gesteinskörnungsmaterials für bestimmte Arbeiten. Zuschlagstoffe, die weniger porös sind und im Vergleich zu Wasser eine höhere Dichte aufweisen, eignen sich besser für schwere Bauprojekte wie tragende oder strukturelle Konstruktionen. Leichte Zuschlagstoffe sind in der Regel poröser, eignen sich aber gut für Konstruktionen mit strengen Gewichtsanforderungen.
Relative und Schüttdichtebereiche für Aggregattypen
| Aggregattyp | Partikelgröße | Relative Dichte | Schüttdichte |
| Feines Aggregat | ≤ 4,75 mm | 2.4-2.9 | 1.400 bis 1.800 kg/m³ (87 bis 112 lb/ft³) |
| Mittleres Aggregat | 4,75 mm-19 mm | 2.4-2.9 | 1.400 bis 1.800 kg/m³ (87 bis 112 lb/ft³) |
| Grobes Aggregat | 4,75 mm-37,5 mm | 2.4-2.9 | 1.350 bis 1.650 kg/m³ (84 bis 103 lb/ft³) |
| Leichter Zuschlagstoff | 4,75 mm-37,5 mm | 0,9-2,2 | 800 bis 1.400 kg/m³ (50 bis 87 lb/ft³) |
| Schwergewichtiges Aggregat | 4,75 mm-37,5 mm | 2,5-4,0 | 2.500 bis 4.000 kg/m³ (156 bis 250 lb/ft³) |
Optimierung der Dichte von Zuschlagstoffmischungen
Die Optimierung der Mischung einer Gruppe von Zuschlagstoffen ist eine Möglichkeit, die höchste Schüttdichte zu erreichen und gleichzeitig die gewünschten Leistungseigenschaften beizubehalten. Wenn Hersteller dies tun, können sie die Materialeffizienz verbessern, die Festigkeit und Haltbarkeit erhöhen und die Durchlässigkeit der Mischung für äußere Elemente wie Wasser und andere Substanzen verringern.
Gut abgestufte Zuschlagstoffmischung – Die Auswahl einer gut abgestuften Zuschlagstoffmischung, die verschiedene Partikelgrößen enthält, ist von entscheidender Bedeutung, um Hohlräume zu reduzieren und die Dichte der Mischung zu erhöhen. Richtiger Feuchtigkeitsgehalt – Durch die Kontrolle der Feuchtigkeit in der Zuschlagstoffmischung können Bauherren die Dichte der Zuschlagstoffe erhöhen, da übermäßige Feuchtigkeit zu einer geringeren Dichte pro Volumeneinheit führt. Form und Textur der Aggregate – Eckige oder grob strukturierte Körnchen haften aneinander und verbessern die Gesamtkompaktheit besser als runde und glatt strukturierte Partikel. Art des Zuschlagstoffmaterials – Bestimmte Zuschlagstofftypen sind dichter als andere und aufgrund ihrer Festigkeit und Haltbarkeit wünschenswert, obwohl leichte Zuschlagstoffe für bestimmte Anwendungen nützlich sind. Vibration und Verdichtung – Die Anwendung von Vibration oder mechanischer Verdichtung hilft, die Luftporen in einer Zuschlagstoffmischung zu reduzieren und die Schüttdichte zu erhöhen.
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