Wat is bulkdichtheid?
Bulkdichtheid is een fysieke eigenschap van een korrelige vaste stof, zoals aarde, zand of poeder. Het wordt berekend door het gewicht van een bepaald volume van het materiaal te delen door het volume dat het inneemt. Dit omvat niet alleen het volume van de deeltjes zelf, maar ook het volume van de ruimte en het gewicht van elk materiaal tussen de deeltjes.
De dichtheid van een continu massief voorwerp, zoals een metalen staaf, is eenvoudig zijn volume gedeeld door zijn gewicht. Een dergelijk item wordt als niet-samendrukbaar beschouwd en als zodanig is de dichtheid ervan in wezen constant. Anderzijds zijn er lege ruimtes tussen de vaste deeltjes van korrelige materialen. Deze materialen worden soms aangeduid als verdeelde vaste stoffen. Dergelijke materialen kunnen worden verdicht of uitgebreid afhankelijk van de krachten die erop worden uitgeoefend, en de ruimte tussen de vaste deeltjes kan variëren.
Bulkdichtheid is daarom niet inherent aan het materiaal zelf, maar varieert afhankelijk van de ruimte tussen de deeltjes en de substantie die in die ruimte aanwezig is. Het hangt af van een aantal variabelen zoals de meetmethode, de hoeveelheid vocht in het materiaal, hoe het materiaal wordt behandeld en andere. Meestal wordt deze eigenschap uitgedrukt op wat bekend staat als een 'droog in de oven' waardoor extra gewicht wordt uitgesloten dat wordt bijgedragen door vocht gemengd in de stof.
Het kan ook worden gekwalificeerd als "vrij geregeld" of "gegoten" wanneer de stof eenvoudig in een vat wordt gegoten of als "geklopt" wanneer deze wordt verdicht. Als de stof wordt verdicht, wordt dit meestal gedaan volgens een gestandaardiseerde specificatie, zodat vergelijkingen tussen monsters redelijk consistent zijn. Wanneer er meerdere verdichtingsspecificaties in gebruik zijn, kan een monster bijvoorbeeld worden beschreven als "150 keer getikt" of welk nummer dan ook.
Er zijn een aantal manieren om de bulkdichtheid te meten, afhankelijk van de stof, de locatie waar de meting moet worden uitgevoerd, enzovoort. Een veelgebruikt voorbeeld is de kernmethode, de methode die meestal wordt gebruikt om de bulkdichtheid van de grond te meten. Bij deze methode wordt een grondmonster genomen met behulp van een boorgereedschap dat naar de gewenste gronddiepte wordt gedreven. Deze tool onttrekt een bekend volume grond, dat vervolgens wordt gedroogd en gewogen. De gebruikte tool onttrekt een vast volume grond, dus alleen het gewicht moet worden bepaald om de berekening te maken. Andere methoden kunnen ook worden gebruikt, waarbij zowel het gewicht als het volume worden bepaald.
Bulkdichtheid is om een aantal redenen een bijzonder belangrijke variabele met betrekking tot de bodemkwaliteit. Uit agrarische overwegingen kan het een indicator zijn voor het vermogen van zuurstof en water om door de grond te bewegen, wat nodig is voor de groei van gewassen. Grond met een hoge bulkdichtheid die relatief strak is samengeperst, kan zowel de wortelgroei in de grond als het uitkomen van zaailingen uit de grond belemmeren. In stedelijke omgevingen kan het ook verhinderen dat water in de grond infiltreert, wat leidt tot verhoogde afvoer van regenwater en een verslechterde waterkwaliteit.
Hoewel bulkdichtheid meestal wordt geassocieerd met grond, kan het ook een relevante maat zijn voor een verscheidenheid aan andere materialen. Het kan bijvoorbeeld een belangrijke maatregel zijn voor farmaceutische producten en chemicaliën, waar nauwkeurige informatie over de stoffen van cruciaal belang is voor de veiligheid. Gedehydrateerde voedingsmiddelen, zoals gedroogde melkproducten of cosmetica in poedervorm kunnen ook worden gemeten in termen van bulkdichtheid voor productie- of verpakkingsdoeleinden.