Die Masse eines Objekts geteilt durch sein Volumen ist seine Dichte (^g/cm3). Das Ergebnis wird als Hüllendichte (manchmal auch als Schüttdichte) bezeichnet, wenn das Volumen des Objekts so bestimmt wird, als ob ein dünner Film es umgibt und den Zugang zu den Poren des Objekts versperrt. Wenn alle Poren offen und frei zugänglich sind, so dass sie aus der Volumenmessung ausgeschlossen werden können, wird das Ergebnis als absolute Dichte (manchmal auch als Skelett-, wahre oder reale Dichte) bezeichnet. Die beiden Dichten sind gleich, wenn das Objekt nicht porös ist, aber sie sind unterschiedlich, wenn das Objekt porös ist. Das GeoPyc® 1360 von Micromeritics misst die Hüllendichte. Das Micromeritics ^AccuPycTM 1330 misst die absolute Dichte.

Das GeoPyc bestimmt die volumetrische Verdrängung eines frei fließenden, trockenen Mediums, das aus kleinen, starren Kugeln - DryFlo®genannt - besteht, durch das zu untersuchende Objekt. DryFlo®passt sich an äußere Merkmale an, dringt aber nicht in Poren ein, so dass unregelmäßig geformte Proben und Proben, die aus mehreren Teilen bestehen (bis zu 2 mm), analysiert werden können.

Durch die Verwendung eines trockenen Mediums unterscheidet sich die Methode von anderen gängigen Verfahren. Das erste dieser anderen Verfahren, das als Methode^A1 bezeichnet wird, verschließt die Poren eines porösen Objekts durch Eintauchen des Objekts in geschmolzenes Wachs. Die Hüllendichte wird dann aus dem Trockengewicht der Probe, dem mit Wachs beschichteten Gewicht in Luft und dem mit Wachs beschichteten Gewicht in Wasser berechnet. Bei der zweiten, als Methode^B2 bezeichneten Methode wird das Prüfobjekt in ein Quecksilberbad getaucht und das verdrängte Quecksilbervolumen gemessen. Da Quecksilber eine nicht benetzende Flüssigkeit ist, dringt es bei niedrigem Druck nicht in die Poren ein. Bei der Methode^C3 werden die Poren nicht verschlossen, sondern ihr Volumen wird ermittelt. Dazu muss das Objekt gründlich getrocknet, gewogen, in Wasser gekocht werden, um die Luft aus den Poren zu entfernen, in Wasser abgekühlt werden, um die Poren zu füllen, und dann oberflächlich getrocknet werden. Aus der Differenz zwischen dem Gewicht des trockenen und des gefüllten Objekts lässt sich das Volumen der Poren und daraus sowie aus der absoluten Dichte die Hüllendichte berechnen.

Tabelle 1 zeigt, dass die GeoPyc-Methode zu vergleichbaren Ergebnissen führt wie die anderen Methoden. Die GeoPyc-Methode unterscheidet sich jedoch in mehrfacher Hinsicht von den anderen:

• Schnelligkeit. Während die Methoden A und C Stunden in Anspruch nehmen können, kann das GeoPyc eine Analyse in 5 bis 20 Minuten durchführen, je nach den vom Bediener gewählten Variablen. Dies ermöglicht häufigere Probentests und eine schnellere Reaktion der Produktion auf Qualitätsstandards.
• Automatisierung. Da die GeoPyc-Methode automatisiert ist, verringert sie die Wahrscheinlichkeit menschlicher Fehler. Der GeoPyc erfordert keine schwierige oder spezielle Technik, anders als Methode A, bei der der Bediener vermeiden muss, dass das geschmolzene Wachs in die Poren eindringt, oder Methode C, bei der der Bediener die Poren nicht durch Übertrocknung leeren darf.
• Ungiftig/zerstörungsfrei. Da DryFlo ungiftig ist und sich von den meisten Oberflächen leicht abbürsten lässt, werden die Proben durch die GeoPyc-Analyse im Allgemeinen nicht verändert. Sie können oft für weitere Tests verwendet oder sogar in die Produktion zurückgeführt werden. Im Gegensatz zur Methode B erfordert das GeoPyc keine Handhabung oder Entsorgung von Gefahrstoffen.

Vergleichbare Ergebnisse

Die folgende Tabelle enthält die kumulierten Daten der Methoden A, B und C zum Vergleich mit den GeoPyc-Werten. Die GeoPyc-Daten und die absoluten Dichten wurden von Micromeritics mit dem GeoPyc 1360 und dem AccuPyc 1330 ermittelt. Einige der übrigen Werte wurden von Micromeritics gemessen, einige stammen aus anderen Quellen. Leerzeichen in der Tabelle bedeuten, dass keine Testdaten verfügbar waren.

Die allgemeine Übereinstimmung der Ergebnisse in der Tabelle ist trotz der sehr unterschiedlichen Techniken und der verschiedenen erforderlichen Fachkenntnisse der Anwender offensichtlich. Setzt man die Daten der anderen Methoden ins Verhältnis zu den GeoPyc-Werten, so ergeben sich Werte zwischen 1,005 und 0,961 für Methode A, zwischen 1,034 und 0,959 für Methode B und zwischen 1,088 und 0,821 für Methode C. Werden alle Verhältnisse einbezogen und ihre durchschnittlichen Abweichungen summiert, so liegt die Gesamtübereinstimmung mit dem GeoPyc bei 0,17 % für Methode A, 0,07 % für Methode B und 0,79 % für Methode C.

Ressourcen

1. DIN 30911 (Deutsch), die im Wesentlichen mit der ASTM-Norm C914-89, Schüttdichte und Volumen von festen feuerfesten Materialien durch Eintauchen in Wachs, übereinstimmt.
2. ASTM Standard Test Method C493-93, Bulk Density and Porosity of Granular Refractory Materials by Mercury Displacement.
3. ASTM Standard Test Method C20-92, Apparent Porosity, Water Absorption, Apparent Specific Gravity, and Bulk Density of Burned Refractory Brick and Shapes by Boiling Water.