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発泡体測定時にGeoPycにかかる圧密力

発泡体を含む密度解析における最大の課題の一つは圧縮である。発泡体の骨格密度と包絡密度を決定するには、材料の圧縮が重要でない方法で実施する必要があります。ASTM D6226では、ガスピクノメーターを用いて発泡体を2.9 PSIG (20 kPa)の圧力で分析することが要求されていますが、一般的には3.5 PSIG (24.13 kPa)まで上げることが行われています。GeoPyc は、圧密力と呼ばれる所定の力で DryFlo をサンプルの周囲に圧縮します。デフォルトの圧密力は、各チャンバーサイズ(12.7mm、19.1mm、25.4mm、38.1mm、50.8mm)によって変わります。

AccuPycの圧力はPSIGで表記されます。これは、式(1)を使用してN/cm2に変換できます。

方程式

ここで、1PSIGは6894.75728N/m2に相当し、10000で割るとm2はcm2に変換される。

プランジャーがGeoPycのサンプルチャンバー内の内容物に及ぼす圧力は、式(2)で与えられる。

方程式

Fは圧密力、dはチャンバー直径(センチメートル)。

(1)式と(2)式を等しくし、圧密力について解くと(3)式が得られる。

方程式

式(3)により、GeoPycチャンバーのサイズと骨格密度の計算に使用した圧力に基づいて圧密力を計算することができる。

表1は、発泡体にかかる圧力が2.9 PSIGと3.5 PSIGの両方である5つのGeoPycチャンバーサイズと、上記の式で計算される圧密力を示している。

2.9および3.5 PSIGの両方を使用した、すべてのGeoPycチャンバーサイズに対する圧密力の計算値とデフォルト値
表 1.2.9および3.5 PSIGの両方を使用した、すべてのGeoPycチャンバーサイズに対する圧密力の計算値と既定値

各サンプルのチャンバーサイズをテストし、プランジャーがチャンバー壁の摩擦力に打ち勝つために必要な最小力を決定した。測定された圧密力は、各サイズの1つのチャンバーでのみテストされたため、必要な力は同じサイズのチャンバー間でわずかに変化する可能性がある。

プランジャーとチャンバーの摩擦力に打ち勝つために必要な最小圧密力
表2.プランジャーとチャンバーの摩擦力に打ち勝つために必要な最小圧密力

発泡材料の包絡線密度測定を行う場合は、25.4mm、38.1mm、50.8mm の各チャンバーを圧密力を計算して使用する。12.7mmと19.1mmのチャンバーは圧縮の可能性があるため避けるべきである。