เครื่องแปลงลูกบาศก์หลาเป็นตัน

เครื่องแปลงลูกบาศก์หลาเป็นตันจะเปลี่ยนค่าการวัดปริมาตรให้เป็นการวัดน้ำหนักสำหรับวัสดุเทกอง เช่น ดิน กรวด ทราย หรือคอนกรีต เนื่องจากวัสดุแต่ละชนิดมีความหนาแน่นต่างกัน วัสดุสองชนิดที่มีปริมาตรเท่ากันจึงอาจมีน้ำหนักต่างกันมาก ลูกบาศก์หลาของวัสดุคลุมดินมีน้ำหนักประมาณ 1,000 ปอนด์ (450 กก.) ลูกบาศก์หลาของคอนกรีตมีน้ำหนักประมาณ 4,000 ปอนด์ (1,800 กก.)

การแปลงค่านี้มีความสำคัญในทางปฏิบัติ ผู้จำหน่ายมักขายวัสดุตามปริมาตร แต่คิดค่าจัดส่งตามน้ำหนัก รถบรรทุกดั๊มพ์มีข้อจำกัดน้ำหนักบรรทุกสูงสุด ไม่ใช่ข้อจำกัดด้านปริมาตร การประมาณค่าผิดอาจทำให้ต้องจัดส่งเพิ่มอีกเที่ยว หรือทำให้รถบรรทุกมีน้ำหนักเกิน

วิธีคำนวณลูกบาศก์หลาเป็นตัน

การแปลงค่าขึ้นอยู่กับ ความหนาแน่น ของวัสดุ ซึ่งหมายถึงน้ำหนักของวัสดุนั้นต่อหนึ่งลูกบาศก์หลา สูตรคือ:

$\text{น้ำหนัก (ตัน)} = \text{ปริมาตร (ลูกบาศก์หลา)} \times \text{ความหนาแน่นของวัสดุ (ตันต่อลูกบาศก์หลา)}$

หากต้องการคำนวณย้อนกลับ จากน้ำหนักที่ทราบไปเป็นปริมาตร:

$\text{ปริมาตร (ลูกบาศก์หลา)} = \frac{\text{น้ำหนัก (ตัน)}}{\text{ความหนาแน่นของวัสดุ (ตันต่อลูกบาศก์หลา)}}$

ตารางความหนาแน่นของวัสดุ

ปัจจัยที่เปลี่ยนความหนาแน่นของวัสดุ

• ความชื้น วัสดุเปียกมีน้ำหนักมากกว่าวัสดุแห้ง ดินที่ชุ่มฝนอาจมีน้ำหนักมากกว่าดินแห้งจากกองเดียวกัน 20 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์
• การบดอัด กรวดที่ยังหลวมซึ่งเพิ่งเทออกจากรถบรรทุกมีน้ำหนักต่อลูกบาศก์หลาน้อยกว่ากรวดชนิดเดียวกันหลังจากมีรถวิ่งทับและบดอัดแล้ว ความแตกต่างอาจสูงถึง 10 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์
• ขนาดอนุภาค วัสดุที่มีอนุภาคหลายขนาดจะมีชิ้นส่วนขนาดเล็กเติมช่องว่างระหว่างชิ้นส่วนขนาดใหญ่ ทำให้มีอากาศอยู่ในปริมาตรน้อยลง ดังนั้นกรวดคละขนาดจึงมีน้ำหนักต่อลูกบาศก์หลามากกว่าหินที่มีขนาดสม่ำเสมอ
• องค์ประกอบ ดินที่ขายในชื่อ “ดินชั้นบน” มีความแตกต่างกันตามแหล่งที่มา ดินเหนียวที่ขุดขึ้นมาและแห้งมีน้ำหนักต่อลูกบาศก์หลาน้อยกว่าทราย เนื่องจากก้อนดินกักอากาศไว้ระหว่างกัน

สำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำ เช่น การสั่งซื้อคอนกรีตผสมเสร็จหรือแอสฟัลต์เชิงพาณิชย์ ผู้จำหน่ายสามารถออกใบรับรองความหนาแน่นสำหรับวัสดุแต่ละชุดได้

ตัวอย่างการคำนวณ

ดิน: ดิน 10 ลูกบาศก์หลา (7.6 m³) (ความหนาแน่น 1.4) มีน้ำหนัก 10 × 1.4 = 14 ตัน (12.7 t)

คอนกรีต: คอนกรีต 5 ลูกบาศก์หลา (3.8 m³) (ความหนาแน่น 2.0) มีน้ำหนัก 5 × 2.0 = 10 ตัน (9.1 t)

การแปลงย้อนกลับ กรวด: กรวด 15 ตัน (13.6 t) (ความหนาแน่น 1.5) เท่ากับ 15 ÷ 1.5 = 10 ลูกบาศก์หลา (7.6 m³)

ตัวอย่างจากการใช้งานจริง

การจัดส่งคอนกรีตผสมเสร็จ คอนกรีตผสมเสร็จสั่งซื้อเป็นลูกบาศก์หลา แต่สิ่งที่รถบรรทุกสามารถขนส่งได้อย่างถูกกฎหมายกำหนดด้วยน้ำหนัก คอนกรีตห้าลูกบาศก์หลามีน้ำหนักประมาณ 10 ตัน (9.1 t) หรือ 20,000 ปอนด์ (9,100 กก.) โดยยังไม่รวมน้ำหนักของตัวรถ ผู้จัดส่งจะตรวจสอบค่านี้กับข้อจำกัดน้ำหนักบนถนน ซึ่งโดยทั่วไปอยู่ที่ 80,000 ปอนด์ (36,000 กก.) รวมสำหรับรถหัวลากพร้อมหางในสหรัฐอเมริกา

การขุดดิน ห้องใต้ดินขนาด 30 ฟุต (9.1 ม.) คูณ 40 ฟุต (12 ม.) คูณ 8 ฟุต (2.4 ม.) ลึก มีปริมาตร 30 × 40 × 8 = 9,600 ลูกบาศก์ฟุต (272 m³) เมื่อหารด้วย 27 (จำนวนลูกบาศก์ฟุตในหนึ่งลูกบาศก์หลา) จะได้ดินประมาณ 356 ลูกบาศก์หลา (272 m³) หากดินมีความหนาแน่น 1.4 ตัน (1.27 t) ต่อลูกบาศก์หลา ดินที่ขุดขึ้นมาจะมีน้ำหนักประมาณ 498 ตัน (452 t) รถบรรทุกดั๊มพ์มาตรฐานบรรทุกได้ 10 ถึง 15 ตัน (13.6 t) ดังนั้นการขนดินออกจะต้องใช้รถประมาณ 34 ถึง 50 เที่ยว

กรวดสำหรับฐานราก ฐานกรวดบดอัดมักกำหนดให้มีความลึก 6 นิ้ว (15 ซม.) หรือ 0.5 ฟุต (0.15 ม.) สำหรับฐานรากขนาด 2,000 ตารางฟุต จะมีปริมาตร 2,000 × 0.5 = 1,000 ลูกบาศก์ฟุต (28 m³) หรือประมาณ 37 ลูกบาศก์หลา (28.3 m³) ที่ความหนาแน่นของกรวด 1.5 กรวดดังกล่าวมีน้ำหนักประมาณ 56 ตัน (50.8 t) หากสั่งเพียง 30 ตัน (27 t) โดยคิดว่าใกล้เคียงเพียงพอ งานจะขาดกรวดมากกว่า 25 ตัน (22.7 t)

กรวดสำหรับทางรถเข้า ทางรถเข้าบ้านสองคันที่โรยกรวด ขนาด 20 ฟุต (6.1 ม.) คูณ 40 ฟุต (12 ม.) และมีกรวดหนา 4 นิ้ว (10 ซม.) ต้องใช้กรวด 20 × 40 × (4 ÷ 12) = ประมาณ 267 ลูกบาศก์ฟุต (7.56 m³) หรือประมาณ 10 ลูกบาศก์หลา (7.6 m³) ที่ความหนาแน่นของกรวด 1.5 จะมีน้ำหนักประมาณ 15 ตัน (13.6 t)

แปลงปลูกแบบยกสูง แปลงขนาด 4 ฟุต (1.2 ม.) คูณ 8 ฟุต (2.4 ม.) คูณ 2 ฟุต (0.61 ม.) ลึก บรรจุดินได้ 64 ลูกบาศก์ฟุต (1.81 m³) หรือประมาณ 2.4 ลูกบาศก์หลา (1.83 m³) ที่ความหนาแน่นของดิน 1.4 จะมีน้ำหนักประมาณ 3.3 ตัน (2.99 t) ผู้จำหน่ายหลายรายกำหนดปริมาณขั้นต่ำสำหรับการจัดส่งไว้ราว 5 ตัน (4.5 t) ดังนั้นการสั่งดินสำหรับแปลงเล็กเพียงแปลงเดียวอาจไม่ถึงปริมาณขั้นต่ำ

การเช่าถังขยะขนาดใหญ่ เศษวัสดุที่ยังไม่อัดแน่นมีน้ำหนักต่อลูกบาศก์หลาน้อยกว่าวัสดุเทกองที่ตกตัวแล้วมาก เนื่องจากมีช่องว่างอากาศอยู่มาก สำนักงานพิทักษ์สิ่งแวดล้อมสหรัฐฯ ระบุว่าเศษวัสดุก่อสร้างและรื้อถอนแบบผสมมีน้ำหนัก 417 ถึง 484 ปอนด์ (220 กก.) ต่อลูกบาศก์หลา หรือประมาณ 0.21 ถึง 0.24 ตัน (0.218 t) ถังขยะขนาด 30 ลูกบาศก์หลาที่บรรจุวัสดุนี้จะรองรับได้ประมาณ 6.3 ถึง 7.3 ตัน (6.62 t) หากค่าบริการเช่ารวม 3 ตัน (2.7 t) และคิดเพิ่ม US$80 ต่อตันสำหรับน้ำหนักส่วนเกิน การบรรทุกเต็มถังจะมีค่าใช้จ่ายส่วนเกินประมาณ US$260 ถึง US$340

หน่วยอื่นที่ใช้เพื่อจุดประสงค์เดียวกัน

นอกสหรัฐอเมริกา ปริมาตรมักวัดเป็น ลูกบาศก์เมตร (1 ลูกบาศก์หลา เท่ากับประมาณ 0.765 ลูกบาศก์เมตร) และน้ำหนักวัดเป็น ตันเมตริก (1 ตันเมตริกเท่ากับ 2,204.6 ปอนด์ เทียบกับ 2,000 ปอนด์ สำหรับตันสหรัฐฯ) แบบเขียนทางวิศวกรรมบางครั้งใช้หลายระบบปะปนกัน จึงควรตรวจสอบว่าจุดใดในเอกสารระบุหน่วยอะไร ก่อนสั่งวัสดุ

ปริมาตรของวัสดุยังอธิบายได้ว่าเป็น ปริมาตรเดิมในชั้นดิน, ปริมาตรหลวม หรือ ปริมาตรบดอัด ปริมาตรเดิมในชั้นดินหมายถึงวัสดุที่ยังอยู่ในพื้นดิน ปริมาตรหลวมหมายถึงวัสดุหลังการขุด ซึ่งโดยทั่วไปใช้พื้นที่เพิ่มขึ้นประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ ปริมาตรบดอัดหมายถึงวัสดุหลังนำไปวางและบดอัดแล้ว โดยทั่วไปมีปริมาตรน้อยกว่าปริมาตรเดิมในชั้นดินประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ วัสดุที่มีปริมาตรเดิมในชั้นดินสิบลูกบาศก์หลาอาจกลายเป็น 13 ลูกบาศก์หลาแบบหลวมเมื่อขนย้าย จากนั้นเมื่อวางและบดอัดแล้วจะเหลือประมาณ 9 ลูกบาศก์หลา (6.9 m³)

คำถามที่พบบ่อย

ฉันจะแปลงลูกบาศก์หลาเป็นตันได้อย่างไร คูณปริมาตรเป็นลูกบาศก์หลาด้วยความหนาแน่นของวัสดุเป็นตันต่อลูกบาศก์หลา สำหรับดินที่มีความหนาแน่น 1.4 ตัน (1.27 t) ต่อลูกบาศก์หลา ดิน 10 ลูกบาศก์หลา (7.6 m³) มีน้ำหนัก 10 × 1.4 = 14 ตัน (12.7 t)

กรวดหนึ่งลูกบาศก์หลามีกี่ตัน ประมาณ 1.5 ตัน (3,000 ปอนด์) สำหรับหินบดหรือหินแม่น้ำมาตรฐานที่มีระดับความชื้นทั่วไป กรวดเปียกอาจมีน้ำหนักมากขึ้น 10 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์

ดินหนึ่งตันมีปริมาตรกี่ลูกบาศก์หลา ประมาณ 0.71 ลูกบาศก์หลา (0.543 m³) โดยใช้ความหนาแน่นทั่วไปของดินที่ 1.4 ตัน (1.27 t) ต่อลูกบาศก์หลา (1 ÷ 1.4 = 0.71) ที่ความหนาแน่นของดินเหนียวตามเครื่องมือคือ 1.1 ตัน (0.998 t) ต่อลูกบาศก์หลา ดินเหนียวหนึ่งตันมีปริมาตรประมาณ 0.91 ลูกบาศก์หลา (0.696 m³) ส่วนที่ความหนาแน่นของทราย 1.3 ทรายหนึ่งตันมีปริมาตรประมาณ 0.77 ลูกบาศก์หลา (0.589 m³)

คอนกรีตหนึ่งลูกบาศก์หลามีน้ำหนักเท่าไร ประมาณ 2 ตัน (4,000 ปอนด์) สำหรับคอนกรีตมาตรฐาน คอนกรีตมวลเบาสำหรับงานโครงสร้างมีน้ำหนักประมาณ 0.95 ถึง 1.6 ตัน (1.45 t) ต่อลูกบาศก์หลา ส่วนคอนกรีตมวลหนักที่ใช้มวลรวมหินเหล็กอาจมีน้ำหนักเกิน 2.5 ตัน (2.27 t) ต่อลูกบาศก์หลา

รถบรรทุกดั๊มพ์บรรจุได้กี่ลูกบาศก์หลา รถบรรทุกดั๊มพ์แบบเพลาคู่มาตรฐานบรรจุได้ประมาณ 10 ถึง 14 ลูกบาศก์หลา (10.7 m³) แต่ข้อจำกัดน้ำหนักตามกฎหมาย ซึ่งโดยทั่วไปอยู่ที่ 10 ถึง 15 ตัน (13.6 t) มักมีความสำคัญมากกว่าปริมาตร คอนกรีตสิบสี่ลูกบาศก์หลาจะมีน้ำหนักประมาณ 28 ตัน (25.4 t) ซึ่งสูงเกินกว่าที่รถบรรทุกส่วนใหญ่จะขนส่งได้ตามกฎหมาย

ตันกับตันเมตริกแตกต่างกันอย่างไร ตันสหรัฐฯ มีน้ำหนัก 2,000 ปอนด์ (910 กก.) ส่วนตันเมตริกมีน้ำหนัก 2,204.6 ปอนด์ (1,000 กิโลกรัม) ความแตกต่างอยู่ที่ประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งมีผลเมื่อสั่งซื้อปริมาณมาก จึงควรยืนยันว่าผู้จำหน่ายหรือข้อกำหนดทางวิศวกรรมใช้หน่วยใด

ข้อจำกัด

ค่าความหนาแน่นข้างต้นอธิบายวัสดุเทกองที่ตกตัวแล้วตามสภาพที่ผู้จำหน่ายส่งมอบ และเป็นค่าประมาณมาตรฐาน ไม่ใช่ค่าที่วัดจากวัสดุชุดใดชุดหนึ่ง เศษวัสดุรื้อถอนที่ยังหลวมซึ่งเป็นวัสดุชนิดเดียวกันมีน้ำหนักต่อลูกบาศก์หลาน้อยกว่ามาก ความหนาแน่นจริงขึ้นอยู่กับความชื้น การบดอัด และองค์ประกอบ และอาจแตกต่างจากค่าบนตาราง 10 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์ สำหรับฐานรากโครงสร้าง งานรับน้ำหนัก หรือโครงการที่มีข้อกำหนดเข้มงวด การทดสอบความหนาแน่นโดยห้องปฏิบัติการที่ได้รับการรับรอง (เช่น ตามมาตรฐาน ASTM D1556 สำหรับดิน หรือ ASTM C138 สำหรับคอนกรีต) จะให้ค่าที่เชื่อถือได้ สำหรับการวางแผนและสั่งซื้อทั่วไป ค่าความหนาแน่นมาตรฐานมีความแม่นยำเพียงพอ