Was ist Schüttdichte?

Die Schüttdichte ist eine physikalische Eigenschaft eines körnigen Feststoffs wie Erde, Sand oder Pulver. Es wird berechnet, indem das Gewicht eines bestimmten Volumens des Materials durch das Volumen dividiert wird, das es einnimmt. Dies beinhaltet nicht nur das Volumen der Partikel selbst, sondern auch das Raumvolumen und das Gewicht jeglichen Materials zwischen den Partikeln.
Die Dichte eines durchgehend festen Artikels, 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. Andererseits gibt es Leerräume zwischen den festen Partikeln von körnigen Materialien. Diese Materialien werden manchmal als geteilte Feststoffe bezeichnet. Solche Materialien können in Abhängigkeit von den auf sie ausgeübten Kräften verdichtet oder expandiert werden, und der Abstand zwischen den Feststoffpartikeln kann variieren.

Die Schüttdichte ist daher nicht dem Material selbst inhärent, sondern variiert je nach Raum zwischen den Partikeln und der in diesem Raum vorhandenen Substanz. Sie hängt von einer Reihe von Variablen wie der Messmethode, dem Feuchtigkeitsgehalt des Materials, der Handhabung des Materials und anderen ab. Am typischsten wird diese Eigenschaft auf einer sogenannten „ofentrockenen“ Basis ausgedrückt, wodurch zusätzliches Gewicht durch in die Substanz eingemischte Feuchtigkeit ausgeschlossen wird.

Es kann auch als „frei abgesetzt“ oder „gegossen“ bezeichnet werden, wenn die Substanz einfach in ein Gefäß eingefüllt wird, oder als „abgezapft“, wenn sie verdichtet wird. Wenn die Substanz verdichtet wird, erfolgt dies normalerweise nach einer standardisierten Spezifikation, damit Vergleiche zwischen den Proben ziemlich konsistent sind. Wenn mehrere Verdichtungsspezifikationen verwendet werden, kann eine Probe beispielsweise als „150 Mal angeklopft“ oder eine beliebige Zahl in der Spezifikation angegeben werden.

Abhängig von der Substanz, dem Ort, an dem die Messung durchgeführt werden muss, usw. gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Schüttdichte zu messen. Ein gängiges Beispiel ist die Kernmethode, die üblicherweise zur Messung der Schüttdichte von Böden verwendet wird. Bei diesem Verfahren wird eine Bodenprobe mit einem Kernbohrwerkzeug entnommen, das in die gewünschte Tiefe des Bodens getrieben wird. Dieses Werkzeug extrahiert ein bekanntes Erdvolumen, das dann getrocknet und gewogen wird. Das verwendete Werkzeug extrahiert ein festes Erdvolumen, 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 im Hinblick auf die Bodenqualität. Aus landwirtschaftlicher Sicht kann es 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 verdichteter Boden mit hoher Schüttdichte kann sowohl das Wurzelwachstum in den Boden als auch das Auflaufen der Sämlinge von der Bodenoberfläche behindern. In städtischen Umgebungen kann es auch verhindern, dass Wasser in den Boden eindringt, was zu einem erhöhten Regenwasserabfluss und einer verschlechterten Wasserqualität führt.

Während die Schüttdichte am häufigsten mit Boden in Verbindung gebracht wird, kann sie auch für eine Vielzahl anderer Materialien ein relevantes Maß sein. Sie kann beispielsweise eine wichtige Maßnahme für pharmazeutische Produkte und Chemikalien sein, bei denen genaue Informationen über die Stoffe sicherheitskritisch sind. Auch dehydrierte Lebensmittel wie Trockenmilchprodukte oder Kosmetika in Pulverform können zu Herstellungs- oder Verpackungszwecken hinsichtlich der Schüttdichte gemessen werden.