Packungsdichte

Formstoffe

Kenngröße für Kornhaufwerke wie Gießereiformstoffe zur Bewertung der Dichte und des Porenvolumens.

Für ein reales Kornhaufwerk beeinflussen die vorhandenen unterschiedlichen Kornformen und Korngrößen mit verschiedenen Mengenanteilen der einzelnen Kornfraktionen Porosität und Packungsdichte.

Unter der Annahme, dass ein Kornhaufwerk aus Körnern gleichen Durchmessers und gleicher Kugelgestalt gebildet wird, ergeben sich für die räumliche Anordnung der Körner die theoretischen Möglichkeiten nach Bild 1. Die Anzahl der möglichen Berührungsstellen eines Korns, die auch als Koordinationszahl K bezeichnet wird, beträgt 6, 8 beziehungsweise 12. Eine reine Schüttung des Formstoffs entspricht näherungsweise der Koordinationszahl 6.

Für die Packungsdichte ρP eines Kornhaufwerkes lassen sich Grenzwerte unter Beachtung der Rohdichte ρ des Materials und der theoretischen Porosität εP berechnen (Tabelle 1):

Die theoretische Packungsdichte für ausgewählte Formgrundstoffe ist in Tabelle  1 aufgezeigt. Für das Kugelhaufwerk mit einheitlichem Korndurchmesser aus Quarzsand ist mit einer Packungsdichte von 1,963  g/cm³ die geringste Porosität erreicht. Der Einfluss der Kornform auf die Porosität ist beispielhaft in Tabelle  2 zu sehen.

Der strukturelle Aufbau von gebundenen Kornhaufwerken bestimmt in Verbindung mit den Formstoffbinder die Festigkeitseigenschaften, die Durchlässigkeitseigenschaften und die physikalischen und chemischen Eigenschaften.

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