Was ist die Schüttdichte?
Die Schüttdichte ist eine physikalische Eigenschaft eines körnigen Feststoffs wie Erde, Sand oder Pulver. Sie wird berechnet, indem das Gewicht eines bestimmten Volumens des Materials durch das Volumen dividiert wird, das es einnimmt. Dies schließt nicht nur das Volumen der Partikel selbst ein, sondern auch das Raumvolumen und das Gewicht jeglichen Materials zwischen den Partikeln.
Die Dichte eines kontinuierlich festen Gegenstandes, wie beispielsweise eines Metallstabs, ist einfach sein Volumen geteilt durch sein Gewicht. Ein solcher Gegenstand wird als inkompressibel angesehen, und als solcher ist seine Dichte im wesentlichen konstant. Auf der anderen Seite gibt es leere Räume zwischen den Feststoffpartikeln aus körnigem Material. Diese Materialien werden manchmal als verteilte Feststoffe bezeichnet. Solche Materialien können in Abhängigkeit von den auf sie einwirkenden Kräften verdichtet oder expandiert werden, und der Raum zwischen den festen Partikeln kann variieren.
Die Schüttdichte ist daher nicht dem Material selbst eigen, sondern variiert in Abhängigkeit vom Raum zwischen den Partikeln und der in diesem Raum vorhandenen Substanz. Es hängt von einer Reihe von Variablen ab, wie z. B. der Messmethode, der Feuchtigkeitsmenge im Material, dem Umgang mit dem Material und anderen. Am typischsten wird diese Eigenschaft auf einer sogenannten "ofentrockenen" Basis ausgedrückt, wodurch zusätzliches Gewicht ausgeschlossen wird, das durch in die Substanz eingemischte Feuchtigkeit eingebracht wird.
Es kann auch als "frei angesiedelt" oder "gegossen" bezeichnet werden, wenn der Stoff einfach in ein Gefäß gegossen wird, oder als "geklopft", wenn er verdichtet wird. Wenn die Substanz kompaktiert wird, erfolgt dies in der Regel nach einer standardisierten Spezifikation, damit die Vergleiche zwischen den Proben ziemlich konsistent sind. Wenn mehrere Verdichtungsspezifikationen verwendet werden, kann eine Probe beispielsweise als "150-fach geklopft" oder als eine beliebige Zahl, die in der angegebenen Spezifikation angegeben ist, beschrieben werden.
Abhängig von der Substanz, dem Ort, an dem die Messung durchgeführt werden muss, und so weiter, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Schüttdichte zu messen. Ein bekanntes Beispiel ist die Kernmethode, mit der normalerweise die Schüttdichte des Bodens gemessen wird. Bei dieser Methode wird eine Bodenprobe mit einem Bohrwerkzeug entnommen, das auf die gewünschte Bodentiefe gebracht wird. Dieses Werkzeug extrahiert ein bekanntes Erdvolumen, das dann getrocknet und gewogen wird. Das verwendete Werkzeug extrahiert ein festes Bodenvolumen, sodass für die Berechnung nur das Gewicht bestimmt werden muss. Es können auch andere Verfahren verwendet werden, bei denen sowohl das Gewicht als auch das Volumen bestimmt werden.
Die Schüttdichte ist aus mehreren Gründen eine besonders wichtige Variable für die Bodenqualität. In der Landwirtschaft kann dies ein Indikator für die Fähigkeit von Sauerstoff und Wasser sein, sich durch den Boden zu bewegen, was für das Pflanzenwachstum notwendig ist. Ein relativ dicht zusammengepresster Boden mit hoher Schüttdichte kann sowohl das Wurzelwachstum in den Boden hinein als auch das Austreten von Sämlingen aus der Bodenoberfläche behindern. In städtischen Umgebungen kann es auch das Eindringen von Wasser in den Boden behindern, was zu einem erhöhten Abfluss von Regenwasser und einer verschlechterten Wasserqualität führt.
Während die Schüttdichte am häufigsten mit dem Boden in Verbindung gebracht wird, kann sie auch ein relevantes Maß für eine Vielzahl anderer Materialien sein. Beispielsweise kann es eine wichtige Maßnahme für pharmazeutische Produkte und Chemikalien sein, bei denen genaue Informationen über die Substanzen für die Sicherheit entscheidend sind. Entwässerte Nahrungsmittel wie getrocknete Milchprodukte oder Kosmetika in Pulverform können auch hinsichtlich der Schüttdichte für Herstellungs- oder Verpackungszwecke gemessen werden.