Schüttungszahl (Versuch)
Anleitung
Basiswissen
Man nimmt einen festen Körper aus leicht zertrümmerbaren Material, etwa ein Stück Bimsstein. Davon bestimmt man das Volumen. Anschließend wird der Körper zerkleinert. Man misst dann das Volumen des Haufwerks. Das Volumen wird sich dadurch vergrößert haben. Wie bestimmt man den Vergrößerungsfaktor, auch Schüttfaktor oder Auflockerungsfaktor[2] genannt?
0. Schritt: Versuchsblatt
- Nimm ein DIN-A4 Blatt
- Schreibe als Überschrift: Schüttfaktor (Versuch)
- Schreibe irgendwo auf dem Blatt deinen Namen und das Datum von heute auf.
1. Schritt: das Stück besorgen
Man braucht für diesen Versuch ein Stück festen Material, das man aber leicht zertrümmern oder zerbröseln kann und das gleichzeitig nicht zu gut in Wasser löslich ist. Geeignet sind zum Beispiel:
- ein Stück getrockneter Lehm ↗
- ein großes Stück Bimsstein ↗
- ein Stück Kandiszucker ↗
- ein Stück Steinsalz ↗
2. Schritt: Volumen bestimmen
Von dem Stück soll das Volumen bestimmt werden. Faustgroße Körper haben ein Volumen von vielleicht 200 bis 600 cm³ oder Millilitern. Da solche Stücke oft kein perfekter Zylinder, keine Kugel oder Quader sind, kann man meistens keine fertige Volumenformel dazu nutzen. Man kann den Körper in einen halb mit Wasser gefüllten Messbecher geben, sodass der Körper ganz ins Wasser eintaucht. Damit steigt der Wasserspiegel im Messbecher, woraus man das Volumen ablesen kann. Eine Anleitung dazu steht unter Volumen über Differenzmethode ↗
3. Schritt: zerkleinern
Nun muss der Brocken zerkleiner werden. Setze dazu eine Schutzbrille auf. Es kommt zwar selten vor, aber herumspringende Teile können das Auge unheilbar schädigen. Zum Zerkleinern kann man den Brocken mit einem Hammer schlagen, in einen Schraubstock einspannen oder mit einer Zange zerquetschen, in einem Mörser zermahlen oder auch durch Stochern und Hebeln zerteilen. Achte darauf, dass keine der Bruchstücke verlorgen geht, alles - auch Staub - sollte aufgefangen werden. Zerkleinere den Brocken zum Beispiel auf einem Tuch oder in einem Gefäß. Hier noch einmal die möglichen Werkzeuge:
- Zerstochern mit einem Schraubendreher ↗
- Zerstauchen mit einem Schraubstock ↗
- Zerschlagen mit einem Hammer ↗
- Zerquetschen mit einer Zange ↗
- Zermahlen in einem Mörser ↗
4. Schritt: Schüttvolumen
Nun soll das Schüttvolumen gemessen werden. Das ist das Volumen, das man braucht, um das ganze zerkleinerte Material aufzubewahren. Gibt das gesamte Schüttgut in den Messbecher. Die Oberfläche des Schüttguts ist wahrcheinlich sehr unregelmäßig. Schüttele etwas oder vergleichmäßige die Oberfläche so gut wie möglich mit der Hand. Blicke dann waagrecht auf die höchste Stelle des Schüttguts. Nimm diesen Wert auf der Skala für das Volumen. Es wird jetzt auf jeden Fall ein größerer Volumen sein als der unzerkleinerte Brocken vorher hatte.
5. Schritt: Dokumentation
Skizziere auf dem Versuchsblatt den bisherigen Versuch: der Brocken vor und nach der Verkleinerung, welches Material war es? Welches Volumen hatte der Brocken vorher und welches Volumen hatte er nachher?
6. Schüttfaktor berechnen
Nimm das Volumen des Schüttgutes - also die größere der zwei Volumenzahlen - und teile es durch das Volumen des Brockens vor dem Zerkleinern. Diese Zahl ist der Schüttfaktor. Er sagt, wie viel mal so groß das Volumen des Schüttgutes ist wie das des ursprünglichen Brockens. Ein sehr kleines Ergebnis wäre z. B. 1,1 und ein sehr großes etwa 2,0.
Wozu wird der Schüttfaktor benötigt?
Der Schüttfaktor, auch Schüttungszahl genannt, spielt eine wichtige Rolle im Bergbau, in Steinbrüchen, im Transport- und im Bauwesen. Angenommen Tunnelbauer wollen eine Tunnelröher in festes Gestein vorantreiben. Er soll 100 Meter lang sein und eine Querschnittsfläche von 20 m² haben. Dann hat er ein Volumen 2000 Kubikmetern. Doch wenn das Felsgestein durch Sprengung gelöst und zerkleinert wird, hat es hinterher vielleicht ein Schüttvolumen von 2800 m³. Dieses Schüttvolumen ist es, das man benötigt, um auszurechnen, wie viele LKW-Fahrten nötig sind, das Gestein abzutransportieren. Würde man nur mit den 2000 m³ rechnen, hätte man am Ende zu wenige LKW-Fahrten eingplant und würde als Tunnelbauunternehmen vielleicht für die Baustelle draufbezahlen weil das Angebot für den Kunden zu niedrig war.
Fußnoten
- [1] Schüttungszahl definiert in: Walter Bischoff: Das kleine Bergbaulexikon: Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum. Verlag Glückauf, 1988. - 404 S. ISBN 3-7739-0501-7.
- [2] Die Schüttungszahl als Auflockerungsfaktor definiert: DIN ISO 9245 (Ausgabe 1995 - 01)
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