La densità dell'aggregato si riferisce alla misura della massa per unità di volume di materiale granulare come pietrisco, sabbia o ghiaia. La densità è una considerazione cruciale nel settore delle costruzioni quando si calcola la quantità necessaria per progetti particolari e si determina la resistenza e la durabilità della miscela. Eppure ci sono molte misure di densità.
Due calcoli di densità sono particolarmente utili per i professionisti dell'edilizia poiché considerano le proprietà di alcuni tipi di aggregati e il modo in cui questi influenzeranno il loro progetto specifico: densità apparente e densità relativa. Ciascuno calcola una misurazione della densità distinta ma correlata ed entrambi sono utili in applicazioni specifiche.
Misurazioni della densità per l'aggregato
Esistono due misurazioni principali per il calcolo della densità degli aggregati per i professionisti dell'edilizia: densità apparente e densità relativa.
1. Densità apparente
La densità apparente, nota anche come densità apparente, calcola la massa del materiale aggregato per unità di volume. La misurazione della densità apparente comprende le particelle e anche gli spazi vuoti tra di loro. Questa misura è espressa in chilogrammi per metro cubo (kg/m³) o libbre per piede cubo (lb/ft³).
I costruttori utilizzano la misurazione della densità apparente per calcolare la quantità di materiale aggregato di cui hanno bisogno per un determinato lavoro, come la miscelazione di calcestruzzo o asfalto o il riempimento di spazi vuoti. La densità apparente di un particolare aggregato offre ai professionisti dell'edilizia informazioni sulla sua lavorabilità, resistenza e durata.
2. Densità relativa
La densità relativa, o gravità specifica, del materiale aggregato misura il rapporto tra la densità del materiale rispetto alla densità dell'acqua a una determinata temperatura e pressione. La misurazione calcola la quantità di volume che il materiale sposterà una volta immerso nell'acqua. Il calcolo della densità relativa è espresso come un numero senza unità.
L'acqua ha una densità relativa pari a 1. Gli aggregati hanno una densità relativa maggiore dell'acqua. L'intervallo delle densità relative degli aggregati è tipicamente compreso tra 2,0 e 2,9. I professionisti del settore testano gli aggregati per la densità relativa utilizzando una base secca in forno o una base secca con superficie satura a seconda dell'applicazione per la quale viene utilizzato l'aggregato.
Le misurazioni della densità relativa sono utili per considerare sia la densità di una sostanza che la sua porosità. Aggregati più porosi hanno più spazi vuoti che l'acqua riempirà. Questi aggregati occupano meno spazio nell'acqua rispetto agli aggregati meno porosi. L'assorbimento è una considerazione cruciale negli aggregati quando vengono utilizzati nelle miscele di calcestruzzo. Gli aggregati con tassi di assorbimento elevati possono influire sulla lavorabilità, resistenza e durabilità della miscela a causa del loro maggiore fabbisogno di acqua.
Progetti che richiedono misurazioni della densità
I professionisti dell'edilizia utilizzano misurazioni della densità relativa e apparente in varie circostanze e progetti, a seconda delle applicazioni specifiche.
Miscele di calcestruzzo: i calcoli della densità apparente e della densità relativa sono fondamentali per la miscelazione del calcestruzzo. I costruttori utilizzano la densità apparente dei tipi di aggregati per determinare la quantità di aggregato, sabbia e cemento di cui hanno bisogno per la resistenza e la lavorabilità desiderate delle miscele di calcestruzzo. Le misurazioni della densità relativa aiutano i costruttori a valutare la porosità e la compattezza degli aggregati, che influiscono sul rapporto acqua nella miscela. Miscele di asfalto – La densità apparente è la misura più importante per gli aggregati nell’asfalto per prevederne la resistenza e la longevità. Le miscele di asfalto combinano gli aggregati con il bitume. L'acqua non è un componente della miscela di asfalto, quindi una misurazione della densità relativa non è utile quanto una misurazione della densità apparente. Capacità portante – La densità apparente di particolari aggregati influisce sulla capacità portante degli strati di terreno nell'ingegneria geotecnica. Il calcolo della densità apparente aiuta a valutare la compattazione e la stabilità del terreno per vari progetti. Valutazioni della qualità degli aggregati: la densità relativa è utile per valutare la qualità di un particolare materiale aggregato per determinati lavori. Gli aggregati meno porosi e con una densità maggiore rispetto all’acqua sono migliori per progetti di costruzione pesanti come progetti portanti o strutturali. Gli aggregati leggeri sono in genere più porosi ma funzionano bene per i progetti in cui esistono severi requisiti di peso.
Intervalli di densità relativa e apparente per i tipi di aggregati
| Tipo aggregato | Dimensione delle particelle | Densità relativa | Densità apparente |
| Aggregato fine | ≤ 4,75 mm | 2.4-2.9 | Da 1.400 a 1.800 kg/m³ (da 87 a 112 lb/ft³) |
| Aggregato medio | 4,75 mm-19 mm | 2.4-2.9 | Da 1.400 a 1.800 kg/m³ (da 87 a 112 lb/ft³) |
| Aggregato grossolano | 4,75 mm-37,5 mm | 2.4-2.9 | Da 1.350 a 1.650 kg/m³ (da 84 a 103 lb/ft³) |
| Aggregato leggero | 4,75 mm-37,5 mm | 0,9-2,2 | Da 800 a 1.400 kg/m³ (da 50 a 87 lb/ft³) |
| Aggregato dei pesi massimi | 4,75 mm-37,5 mm | 2.5-4.0 | Da 2.500 a 4.000 kg/m³ (da 156 a 250 lb/ft³) |
Ottimizzazione della densità delle miscele di aggregati
Ottimizzare la miscela di un gruppo di aggregati è un modo per ottenere la massima densità apparente pur mantenendo le caratteristiche prestazionali desiderate. Quando i produttori lo fanno, consentono ai costruttori di migliorare l’efficienza dei materiali, aumentare la resistenza e la durata e diminuire la permeabilità della miscela verso elementi esterni come acqua e altre sostanze.
Miscela aggregata ben classificata – La selezione di una miscela aggregata ben classificata che contenga una varietà di dimensioni delle particelle è fondamentale per ridurre gli spazi vuoti e aumentare la densità della miscela. Contenuto di umidità adeguato: il controllo dell'umidità nella miscela di aggregati consente ai costruttori di aumentare la densità degli aggregati poiché un'umidità eccessiva porta a una minore densità per unità di volume. Forma e struttura dell'aggregato – I granuli spigolosi o con struttura ruvida aderiscono gli uni agli altri e migliorano la compattezza complessiva meglio delle particelle rotonde e con struttura liscia. Tipo di materiale aggregato – Alcuni tipi di aggregati sono più densi di altri e sono desiderabili per resistenza e durata, sebbene gli aggregati leggeri siano utili in applicazioni specifiche. Vibrazione e compattazione: l'applicazione di vibrazioni o compattazione meccanica aiuta a ridurre i vuoti d'aria in una miscela aggregata e aumenta la densità apparente.
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