Packungsdichte

Moulding Materials
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):


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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.


Bild 1: Theoretische Kugelpackung und Porosität
Tabelle 1: Theoretische Packungsdichte für die theoretischen Kugelpackungen nach Bild 1 (K = Koordinationszahl, entspricht der Zahl der möglichen Berührungspunkte)
Tabelle 2: Einfluss der Kornform auf die Porosität bei einheitlicher Körnung mit hohem Gleichmäßigkeitsgrad

Zum Thema

Taschenbuch der Gießerei-Praxis

Jährlich aktualisierte Ausgabe des Nachschlagewerks für das Gießereiwesen.