De schijnbare dichtheid van een monster wordt gedefinieerd als het quotiënt tussen zijn massa en het ongewijzigde volume, dat alle ruimtes of poriën omvat die het bevat. Als er lucht in deze ruimtes is, is de schijnbare dichtheid ρb, of bulkdichtheid het is:
ρb = Massa / volume = massa deeltjes + Massa lucht /Volume deeltjes+ Volume lucht
Wanneer de schijnbare dichtheid van een grondmonster wordt berekend, moet het vooraf in een oven bij 105 ºC worden gedroogd totdat de massa constant is, wat aangeeft dat alle lucht is verdampt..
Volgens deze definitie is de schijnbare dichtheid van bodems of droge dichtheid, het wordt op deze manier berekend:
ρs = Gewicht van vaste elementen / volume solide + Volume poriën
Aangegeven als Ms om gewicht of massa te drogen en Vt = Vs + V.p als het totale volume is de formule:
ρs = Ms / Vt
Artikel index
De eenheden van bulkdichtheid in het internationale systeem van eenheden zijn kg / m3. Andere eenheden zoals g / cm3 en megagrammen / kubieke meter: Mg / m3 worden ook veel gebruikt.
Het concept van schijnbare dichtheid is erg handig als het gaat om heterogene en poreuze materialen zoals bodems, aangezien het indicatief is voor hun drainage- en beluchtingscapaciteit, naast andere kwaliteiten..
Zo hebben laag-poreuze bodems een hoge bulkdichtheid, zijn ze compact en lopen ze gemakkelijk onder water, in tegenstelling tot poreuze bodems..
Als er water of een andere vloeistof in de poriën van het monster zit, neemt het volume na het drogen af, daarom is het bij het maken van de berekeningen noodzakelijk om het oorspronkelijke wateraandeel te kennen (zie opgelost voorbeeld).
De schijnbare dichtheid van materialen in het algemeen, inclusief de bodem, is zeer variabel, aangezien er factoren zijn zoals de mate van verdichting, de aanwezigheid van organisch materiaal, de textuur, structuur, diepte en andere, die de vorm en vorm beïnvloeden. van poriënruimten.
Bodems worden gedefinieerd als een heterogeen mengsel van anorganische stoffen, organische stoffen, lucht en water. Bij aanraking kunnen ze zijn textuur fijn, medium of grof, terwijl de samenstellende deeltjes op verschillende manieren kunnen worden gerangschikt, een parameter die bekend staat als structuur.
Fijne, goed gestructureerde bodems met een hoog percentage organisch materiaal hebben doorgaans een lage schijnbare dichtheid. Integendeel, dikke bodems, met minder organisch materiaal en weinig structuur, hebben doorgaans hogere waarden.
Afhankelijk van de textuur heeft de schijnbare dichtheid de volgende waarden:
| Textuur | Schijnbare dichtheid (g / cm3 |
|---|---|
| Prima | 1,00 - 1,30 |
| Mediaan | 1.30 - 1.50 |
| Bruto | 1,50 - 1,70 |
Deze waarden dienen als algemene referentie. In veengronden, rijk aan plantenresten, kan de schijnbare dichtheid zo laag zijn als 0,25 g / cm3, als het een vulkanische minerale bodem is, is het ongeveer 0,85 g / cm3, terwijl het in zeer verdichte bodems 1,90 g / cm bereikt3.
De schijnbare dichtheidswaarde neemt ook toe met de diepte, aangezien de grond over het algemeen meer verdicht is en een lager percentage organische stof bevat..
Het interieur van het terrein is opgebouwd uit horizontale lagen of lagen, genaamd horizonten. Horizons hebben verschillende texturen, composities en verdichting. Daarom vertonen ze variatie in termen van de schijnbare dichtheid.
Een bodemonderzoek is gebaseerd op zijn profiel, die bestaat uit verschillende horizonten die op een geordende verticale manier plaatsvinden.
Omdat de variabiliteit in bulkdichtheid erg groot is, moet deze vaak direct worden gemeten met verschillende procedures..
De eenvoudigste methode is om een monster uit de grond te halen, er een boor in te steken met een metalen cilinder met een bekend volume en ervoor te zorgen dat de grond niet wordt verdicht. Het geëxtraheerde monster wordt verzegeld om vochtverlies of verandering van de eigenschappen te voorkomen.
Vervolgens wordt het monster in het laboratorium geëxtraheerd, gewogen en vervolgens gedurende 24 uur in een oven bij 105 ° C gedroogd..
Hoewel het de eenvoudigste manier is om de droge dichtheid van de grond te vinden, is het niet de meest aanbevolen manier voor bodems met zeer losse texturen of vol stenen..
Hiervoor verdient de methode van het graven van een gat en het redden van de gewonnen aarde de voorkeur, namelijk het te drogen monster. Het volume van het monster wordt bepaald door droog zand of water in het gegraven gat te gieten.
In ieder geval is het uit het monster mogelijk om zeer interessante eigenschappen van de bodem te bepalen om deze te karakteriseren. De volgende opgeloste oefening beschrijft hoe je dit moet doen.
Uit de monstercilinder wordt een kleimonster met een lengte van 100 mm getrokken, waarvan de binnendiameter eveneens 100 mm is. Bij het wegen werd een massa van 1531 g verkregen, die eenmaal droog werd teruggebracht tot 1178 g. Het soortelijk gewicht van de deeltjes is 2,75. Er wordt gevraagd om te berekenen:
a) De bulkdichtheid van het monster
b) Vochtgehalte
c) De leegte-ratio
d) Droge dichtheid
e) De mate van verzadiging
f) Luchtinhoud
Het volume zonder V te veranderent is het oorspronkelijke volume van het monster. Voor een cilinder met diameter D en hoogte h is het volume:
V. cilinder = Vt = Oppervlakte van basis x hoogte = πDtwee/ 4 = π x (100 x 10-3 m)twee x 100 x 10 -3 m / 4 = 0,000785 m3
De verklaring stelt dat de massa van het monster M iss = 1531 g, dus volgens de vergelijking die aan het begin is gegeven:
ρb = Ms / Vt = 1531 g / 0,000785 m3 = 1950319 g / m3 = 1,95 mg / m3
Omdat we de oorspronkelijke massa en de droge massa hebben, is de massa van het water in het monster het verschil van deze twee:
M. Water = 1531 g - 1178 g = 353 g
Het percentage vocht in het monster wordt als volgt berekend:
% Vochtigheid = (Mass Water / Mevrouw) x 100% = (353 g / 1178 g) = 29,97%
Om de leegte-verhouding te vinden, is het noodzakelijk om het totale volume van het monster V op te splitsent Aan:
V. t = V deeltjes + Volume poriën
Het volume dat door de deeltjes wordt ingenomen, wordt verkregen uit de droge massa en het soortelijk gewicht, gegevens verkregen uit de verklaring. Het soortelijk gewicht sg is het quotiënt tussen de dichtheid van het materiaal en de dichtheid van water onder standaardomstandigheden, daarom is de dichtheid van het materiaal:
ρ = sg x ρWater = 2,75 x 1 g / cm3 = 2,75 g / cm3
ρ = Ms / Vs → V.s = 1,178 g / 2,75 g / cm3 = 0,428 cm3 = 0.000428 m3
Het volume van de holtes in het monster is Vv = Vt - V.s = 0.000785 m3 - 0.000428 m3 = 0.000357 m3.
De leegte-verhouding en het is:
e = Vv / Vs = 0.000357 m3 / 0.000428 m3 = 0,83
De droge dichtheid van het monster wordt berekend zoals aangegeven in de inleiding:
ρs = Gewicht van vaste elementen / volume solide + Volume poriën= 1178 g / 0,000785 m3 = 1,5 mg / m3
De verzadigingsgraad is S = (V.Water / Vv ) x 100%. Omdat we de massa water in het monster kennen, berekend in punt b) en de dichtheid, is de berekening van het volume onmiddellijk:
ρWater = MWater / V Water → V.Water = 353 g / 1 g / cm3 = 353 cm3 = 0.000353 m3
Aan de andere kant werd het volume van de holtes berekend in item c)
S = (0.000353 m3 / 0.000357 m3) x 100% = 98,9%
Ten slotte is het percentage luchtgehalte A = (Vlucht / Vt) x 100%. Het luchtvolume komt overeen met:
V.v - V.Water = 0.000357 m3 - 0.000353 m3 = 0,000004 m3
A = (Vlucht / Vt) x 100% = (0,000004 m3/ 0.000785 m3) x100% = 0,51%
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.