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技術(shù)文章

什么是真實(shí)密度

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 真密度(真實(shí)密度、骨架密度):指材料在*密實(shí)狀態(tài)下,單位“固體物質(zhì)的實(shí)際體積(不包括內(nèi)部空隙,即不包含開(kāi)孔和閉孔以及顆粒間空隙)”的質(zhì)量。真密度與密度的概念相同。


公式如下:

ρz=m/Vz

公式中     ρz—— 材料的真實(shí)密度,kg/ m3 或 g/cm3;

         m—— 材料的質(zhì)量(干燥至恒重),kg或g;

         Vz—— 材料去除開(kāi)孔、閉孔及體積,㎡或cm3。


目前我國(guó)現(xiàn)有*標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中如:GB/T533-A 、GB/T1033.1、GB/T6155、GB/T23561、YB/T5300、JB/T7984.3、GB/T 1713、GB/T8929、GB/T1713、GB/T208、GB/T5071、QB/T1010、GB/T9966、GB/T18856 、GB/T24203、GB/T8330、SL-237等標(biāo)準(zhǔn)均采用密度瓶(比重瓶)法。在采用這種方法時(shí),材料磨得越細(xì),材料的孔就會(huì)測(cè)得的密實(shí)體積數(shù)值就越精。在應(yīng)用密度瓶法測(cè)定有孔隙材料(如磚、石等)的密度時(shí),會(huì)把材料磨成細(xì)粉,根據(jù)材料的不同,一般需要磨細(xì)至80目-200目左右,干燥后用李氏瓶測(cè)定其*密實(shí)體積。


使用密度瓶法測(cè)試材料的真密度存在一些影響測(cè)試結(jié)果的問(wèn)題,如:

1、不同的樣品需要采用不同的浸潤(rùn)液體,以防止溶解、與材料起反應(yīng)等問(wèn)題;對(duì)無(wú)機(jī)粉體一般多選用有機(jī)溶劑、對(duì)水會(huì)引起反應(yīng)的材料如水泥則可用煤油或二甲苯等有機(jī)液體介質(zhì)等;


2、浸潤(rùn)液體要能夠容易潤(rùn)濕材料內(nèi)部孔隙的表面,如果選取的潤(rùn)濕液不恰當(dāng),會(huì)產(chǎn)生不易浸潤(rùn)表面的情況,影響測(cè)試結(jié)果;


3、測(cè)試粉末狀材料時(shí),當(dāng)粉末*浸入液體中,必須*排除其氣泡,才能確定其所排除的體積,此時(shí)需要采用煮沸來(lái)排除其氣泡,并要使用恒溫水浴排除溫度影響,操作起來(lái)做不到簡(jiǎn)單易行,易出紕漏,且計(jì)算過(guò)程易受到操作誤差的影響;


4、由于操作步驟多,涉及的問(wèn)題節(jié)點(diǎn)多,不同操作者的操作熟練程度不同和手法不同,會(huì)直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性;


由于密度瓶法存在上述缺陷,一種試驗(yàn)結(jié)果更精、設(shè)備更穩(wěn)定、更簡(jiǎn)單易操作的替代分析儀-----采用“氣體置換法”的真密度分析儀應(yīng)運(yùn)而生。這種分析儀采用氦氣代替浸潤(rùn)液,利用氦氣是小分子直徑惰性氣體,具有易擴(kuò)散、滲透性好、穩(wěn)定性好的特點(diǎn),迅速深入到材料的內(nèi)部孔隙中,對(duì)常規(guī)方法無(wú)法測(cè)量的材料孔隙和不規(guī)則表面凹陷等均可迅速填充,測(cè)量出的樣品體積與密度瓶法比較,會(huì)更加接近樣品的真實(shí)體積,從而使得樣品的真密度值更加貼近真實(shí)值。另外采用氦氣“氣體置換法”的真密度分析儀不會(huì)發(fā)生與材料反應(yīng)的問(wèn)題,不會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕,使用過(guò)程中安全系數(shù)高,且樣品不會(huì)被污染可以直接回收,有利于貴重樣品測(cè)試后的回收。采用這種方法的儀器操作更加簡(jiǎn)單,測(cè)試時(shí)間更短,測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確,重復(fù)性更好,目前國(guó)內(nèi)已有廠家生產(chǎn),并已被納入到部分行業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中。


真密度是一個(gè)概念,但在實(shí)踐中,真密度值的準(zhǔn)確性與測(cè)量方法、手段、儀器設(shè)備等有關(guān)。由于絕大多數(shù)材料中會(huì)含有開(kāi)孔和閉孔,一般要對(duì)材料進(jìn)行破碎,其目的是為了盡可能減少孔隙對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,使測(cè)試出的真密度值盡可能的貼近真實(shí)值。但這也不是*的,以煅后焦作為原料生產(chǎn)鋁用炭素為例:煅后焦生產(chǎn)完后進(jìn)入炭素生產(chǎn)工序時(shí),如果該工序需要使用煅后焦細(xì)粉,那么在煅后焦生產(chǎn)后的真密度測(cè)試中,也要對(duì)煅后焦進(jìn)行研磨;但如果炭素生產(chǎn)工序直接使用塊狀煅后焦而不需要研磨的,則在煅后焦生產(chǎn)后的真密度測(cè)試中,只需要對(duì)塊狀煅后焦進(jìn)行測(cè)試而不要再加以研磨??傊?,真密度測(cè)試與實(shí)際生產(chǎn)需求要相結(jié)合,符合上下游生產(chǎn)需要,統(tǒng)一測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)。

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