تبدیل‌گر یارد مکعب به تن

تبدیل‌گر یارد مکعب به تن، اندازه‌گیری حجم را برای موادی فله‌ای مانند خاک، شن، ماسه یا بتن به اندازه‌گیری وزن تبدیل می‌کند. چون چگالی مواد متفاوت است، حجم یکسانی از دو ماده می‌تواند وزن‌های بسیار متفاوتی داشته باشد. یک یارد مکعب مالچ حدود ۱٬۰۰۰ پوند (۴۵۰ kg) وزن دارد. یک یارد مکعب بتن حدود ۴٬۰۰۰ پوند (۱٬۸۰۰ kg) وزن دارد.

این تبدیل در عمل اهمیت دارد. تأمین‌کنندگان معمولاً مواد را بر اساس حجم می‌فروشند، اما هزینه تحویل را بر اساس وزن دریافت می‌کنند. کامیون‌های کمپرسی حداکثر ظرفیت بار مجازشان را بر اساس وزن، نه حجم، دارند. برآورد نادرست ممکن است به یک سفر اضافی برای تحویل یا بارگیری بیش از ظرفیت کامیون منجر شود.

روش محاسبه یارد مکعب به تن

این تبدیل به چگالی ماده بستگی دارد؛ یعنی مقدار وزنی که یک یارد مکعب از آن دارد. فرمول به این صورت است:

$\text{وزن (تُن)} = \text{حجم (یارد مکعب)} \times \text{چگالی ماده (تن بر یارد مکعب)}$

برای تبدیل در جهت مخالف، یعنی از وزن معلوم به حجم:

$\text{حجم (یارد مکعب)} = \frac{\text{وزن (تُن)}}{\text{چگالی ماده (تن بر یارد مکعب)}}$

جدول چگالی مواد

چه عواملی چگالی ماده را تغییر می‌دهند

• رطوبت. ماده خیس از ماده خشک سنگین‌تر است. خاک خیس‌خورده بر اثر باران ممکن است ۲۰ تا ۳۰ درصد بیشتر از خاک خشک همان توده وزن داشته باشد.
• تراکم. شنِ سست که تازه از کامیون تحویل گرفته شده است، در هر یارد مکعب وزن کمتری از همان شن پس از عبور خودروها و فشرده‌شدن دارد. این تفاوت می‌تواند به ۱۰ تا ۱۵ درصد برسد.
• اندازه ذرات. ماده‌ای با ترکیبی از اندازه‌های مختلف ذرات، قطعات کوچک را در فاصله‌های میان قطعات بزرگ جای می‌دهد؛ بنابراین هوای کمتری در حجم آن وجود دارد. ازاین‌رو شنِ دانه‌بندی‌شده در هر یارد مکعب از سنگ یکنواخت با اندازه ذرات یکسان سنگین‌تر است.
• ترکیب. خاکی که با عنوان «خاک سطحی» فروخته می‌شود، بسته به منبع تفاوت دارد. رس خشکِ حاصل از خاک‌برداری به ازای هر یارد مکعب از ماسه سبک‌تر است، زیرا کلوخه‌های آن میان خود هوا را به دام می‌اندازند.

برای کارهایی که دقت در آن‌ها اهمیت دارد، مانند سفارش‌های تجاری بتن یا آسفالت، تأمین‌کننده می‌تواند برای محموله مشخص گواهی چگالی ارائه کند.

مثال حل‌شده

خاک: ۱۰ یارد مکعب (۷٫۶ m³) خاک با چگالی ۱٫۴، برابر با ۱۰ × ۱٫۴ = ۱۴ تن (۱۲٫۷ t) وزن دارد.

بتن: ۵ یارد مکعب (۳٫۸ m³) بتن با چگالی ۲٫۰، برابر با ۵ × ۲٫۰ = ۱۰ تن (۹٫۱ t) وزن دارد.

تبدیل معکوس، شن: ۱۵ تن شن با چگالی ۱٫۵، برابر با ۱۵ ÷ ۱٫۵ = ۱۰ یارد مکعب (۷٫۶ m³) است.

نمونه‌های واقعی

تحویل بتن آماده. بتن آماده بر اساس یارد مکعب سفارش داده می‌شود، اما مقدار باری که کامیون می‌تواند به‌طور قانونی حمل کند، بر اساس وزن تعیین می‌شود. پنج یارد مکعب بتن پیش از افزودن وزن خود کامیون، حدود ۱۰ تن (۹٫۱ t) یا ۲۰٬۰۰۰ پوند (۹٬۱۰۰ kg) وزن دارد. مسئولان اعزام این مقدار را با محدودیت وزن جاده، که در ایالات متحده معمولاً برای تریلی کشنده‌ومقطورِ بارگیری‌شده در مجموع ۸۰٬۰۰۰ پوند (۳۶٬۰۰۰ kg) است، مقایسه می‌کنند.

خاک‌برداری. زیرزمینی به ابعاد ۳۰ فوت (۹٫۱ m) در ۴۰ فوت (۱۲ m) و عمق ۸ فوت (۲٫۴ m)، حجمی برابر با ۳۰ × ۴۰ × ۸ = ۹٬۶۰۰ فوت مکعب (۲۷۲ m³) دارد. با تقسیم بر ۲۷، یعنی تعداد فوت‌های مکعب در یک یارد مکعب، این مقدار حدود ۳۵۶ یارد مکعب (۲۷۲ m³) خاک است. با چگالی خاک برابر با ۱٫۴ تن (۱٫۲۷ t) بر یارد مکعب، خاک برداشت‌شده حدود ۴۹۸ تن (۴۵۲ t) وزن دارد. یک کامیون کمپرسی استاندارد ۱۰ تا ۱۵ تن (۱۳٫۶ t) حمل می‌کند؛ بنابراین انتقال خاک تقریباً به ۳۴ تا ۵۰ سفر کامیون نیاز دارد.

شنِ پی. ضخامت پایه شنِ متراکم‌شده معمولاً ۶ اینچ (۱۵ cm)، یا ۰٫۵ فوت (۰٫۱۵ m)، تعیین می‌شود. برای پیِ ۲٬۰۰۰ فوت‌مربعی، این مقدار برابر است با ۲٬۰۰۰ × ۰٫۵ = ۱٬۰۰۰ فوت مکعب (۲۸ m³)، یا حدود ۳۷ یارد مکعب (۲۸٫۳ m³). با چگالی شنِ ۱٫۵، وزن آن حدود ۵۶ تن (۵۰٫۸ t) است. اگر فقط ۳۰ تن (۲۷ t) سفارش داده شود، با این تصور که مقدار تقریباً کافی است، بیش از ۲۵ تن (۲۲٫۷ t) کمبود ایجاد خواهد شد.

شنِ راه ورودی. یک راه ورودی شنی برای دو خودرو، به ابعاد ۲۰ فوت (۶٫۱ m) در ۴۰ فوت (۱۲ m) و با لایه شن به ضخامت ۴ اینچ، به ۲۰ × ۴۰ × (۴ ÷ ۱۲) = حدود ۲۶۷ فوت مکعب (۷٫۵۶ m³)، یا تقریباً ۱۰ یارد مکعب (۷٫۶ m³) نیاز دارد. با چگالی شنِ ۱٫۵، این مقدار حدود ۱۵ تن (۱۳٫۶ t) است.

باغچه‌های مرتفع. یک باغچه به ابعاد ۴ فوت (۱٫۲ m) در ۸ فوت (۲٫۴ m) و عمق ۲ فوت (۰٫۶۱ m)، گنجایش ۶۴ فوت مکعب (۱٫۸۱ m³)، یا حدود ۲٫۴ یارد مکعب خاک را دارد. با چگالی خاکِ ۱٫۴، این مقدار حدود ۳٫۳ تن (۲٫۹۹ t) است. بسیاری از تأمین‌کنندگان حداقل مقدار تحویل را حدود ۵ تن (۴٫۵ t) تعیین می‌کنند؛ بنابراین سفارش یک باغچه کوچک ممکن است به حداقل مقدار نرسد.

اجاره کانتینر نخاله. نخاله سست در هر یارد مکعب بسیار سبک‌تر از مواد فله‌ای ته‌نشین‌شده است، زیرا فاصله‌های هوایی زیادی دارد. آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده وزن نخاله مخلوط ساختمانی و تخریب را در هر یارد مکعب ۴۱۷ تا ۴۸۴ پوند (۲۲۰ kg)، یا حدود ۰٫۲۱ تا ۰٫۲۴ تن (۰٫۲۱۸ t) اعلام می‌کند. یک کانتینر ۳۰ یارد مکعبی از این نخاله، تقریباً ۶٫۳ تا ۷٫۳ تن (۶٫۶۲ t) گنجایش دارد. اگر هزینه اجاره شامل ۳ تن (۲٫۷ t) باشد و برای هر تن اضافه $۸۰ دریافت شود، هزینه اضافه برای بار کامل حدود $۲۶۰ تا $۳۴۰ خواهد بود.

واحدهای دیگری که برای همین منظور به کار می‌روند

خارج از ایالات متحده، حجم معمولاً با متر مکعب سنجیده می‌شود (۱ یارد مکعب تقریباً برابر با ۰٫۷۶۵ متر مکعب است) و وزن با تن متریک (۱ تن متریک برابر با ۲٬۲۰۴٫۶ پوند است، در مقایسه با ۲٬۰۰۰ پوند برای یک تن آمریکایی). نقشه‌های مهندسی گاهی سیستم‌ها را با هم ترکیب می‌کنند؛ بنابراین پیش از سفارش مواد باید بررسی کرد که سند کدام واحد را مشخص کرده است.

حجم مواد همچنین با اصطلاح‌های حجمِ بکر، سست یا متراکم‌شده توصیف می‌شود. حجم بکر، ماده را در حالی اندازه می‌گیرد که هنوز در زمین قرار دارد. حجم سست، ماده را پس از خاک‌برداری اندازه می‌گیرد؛ در این حالت معمولاً حدود ۳۰ درصد فضای بیشتری اشغال می‌کند. حجم متراکم‌شده، ماده را پس از ریخته‌شدن و فشرده‌شدن اندازه می‌گیرد و معمولاً حدود ۱۰ درصد کمتر از حجم بکر است. ده یارد مکعب بکر ممکن است هنگام حمل به ۱۳ یارد مکعب سست تبدیل شود و پس از ریخته‌شدن و فشرده‌شدن، به حدود ۹ یارد مکعب (۶٫۹ m³) برسد.

پرسش‌های متداول

چگونه یارد مکعب را به تن تبدیل کنم؟ حجم را بر حسب یارد مکعب در چگالی ماده بر حسب تن بر یارد مکعب ضرب کنید. برای خاک با چگالی ۱٫۴ تن (۱٫۲۷ t) بر یارد مکعب، ۱۰ یارد مکعب (۷٫۶ m³) برابر است با ۱۰ × ۱٫۴ = ۱۴ تن (۱۲٫۷ t).

یک یارد مکعب شن چند تن است؟ برای سنگ خردشده استاندارد یا سنگ رودخانه‌ای با میزان معمول رطوبت، حدود ۱٫۵ تن (۳٬۰۰۰ پوند) است. شن خیس می‌تواند ۱۰ تا ۱۵ درصد بیشتر وزن داشته باشد.

یک تن خاک چند یارد مکعب است؟ با استفاده از چگالی عمومی خاک، یعنی ۱٫۴ تن (۱٫۲۷ t) بر یارد مکعب، حدود ۰٫۷۱ یارد مکعب (۰٫۵۴۳ m³) است (۱ ÷ ۱٫۴ = ۰٫۷۱). با چگالی رسِ ابزار، یعنی ۱٫۱ تن (۰٫۹۹۸ t) بر یارد مکعب، یک تن رس حدود ۰٫۹۱ یارد مکعب (۰٫۶۹۶ m³) است. با چگالی ماسه برابر با ۱٫۳، یک تن ماسه حدود ۰٫۷۷ یارد مکعب (۰٫۵۸۹ m³) است.

یک یارد مکعب بتن چقدر وزن دارد؟ برای بتن استاندارد، حدود ۲ تن (۴٬۰۰۰ پوند) وزن دارد. مخلوط‌های سبک سازه‌ای در هر یارد مکعب حدود ۰٫۹۵ تا ۱٫۶ تن (۱٫۴۵ t) وزن دارند، در حالی که مخلوط‌های سنگین دارای سنگدانه آهنی ممکن است در هر یارد مکعب بیش از ۲٫۵ تن (۲٫۲۷ t) وزن داشته باشند.

یک کامیون کمپرسی چند یارد مکعب جا می‌دهد؟ یک کامیون کمپرسی استاندارد دو‌محوره حدود ۱۰ تا ۱۴ یارد مکعب (۱۰٫۷ m³) جا می‌دهد، اما محدودیت وزن قانونی آن، که معمولاً ۱۰ تا ۱۵ تن (۱۳٫۶ t) است، اغلب از حجم اهمیت بیشتری دارد. چهارده یارد مکعب بتن حدود ۲۸ تن (۲۵٫۴ t) وزن خواهد داشت؛ بسیار بیشتر از مقداری که بیشتر کامیون‌ها می‌توانند به‌طور قانونی حمل کنند.

تفاوت تن و تن متریک چیست؟ یک تن آمریکایی برابر با ۲٬۰۰۰ پوند (۹۱۰ kg) است. یک تن متریک برابر با ۲٬۲۰۴٫۶ پوند (۱٬۰۰۰ kg) یا ۱٬۰۰۰ کیلوگرم است. این تفاوت حدود ۱۰ درصد است که در سفارش‌های بزرگ قابل توجه می‌شود؛ بنابراین باید تأیید کرد که تأمین‌کننده یا مشخصات مهندسی از کدام واحد استفاده می‌کند.

محدودیت‌ها

مقادیر چگالی بالا، مواد فله‌ای ته‌نشین‌شده را همان‌گونه که تأمین‌کننده تحویل می‌دهد توصیف می‌کنند و برآوردهای استاندارد هستند، نه اندازه‌گیری یک محموله مشخص. نخاله سستِ تخریب‌شده از همان ماده، در هر یارد مکعب بسیار سبک‌تر است. چگالی واقعی به رطوبت، تراکم و ترکیب بستگی دارد و ممکن است ۱۰ تا ۲۵ درصد با مقادیر جدول تفاوت داشته باشد. برای پی‌های سازه‌ای، کارهای باربر یا پروژه‌هایی با مشخصات سخت‌گیرانه، آزمایش چگالی گواهی‌شده از آزمایشگاه معتبر، برای نمونه مطابق ASTM D1556 برای خاک یا ASTM C138 برای بتن، مقدار قابل اعتمادی ارائه می‌دهد. برای برنامه‌ریزی و سفارش‌های روزمره، مقادیر استاندارد چگالی به‌اندازه کافی دقیق هستند.