Svi minerali (a kamenje su minerali) imaju dvije važne karakteristike - masu i gustoću. Štoviše, gustoća kamena je važna u čisto praktičnom smislu - za izračunavanje rezerve mineralnog ležišta.
Koja je ovo značajka?
Za bilo koju tvar, gustoća se razumije kao masa podijeljena jedinicom volumena. Budući da kamenje (odnosno minerali) ima heterogen sastav i uključuje elemente različitih atomskih masa, fizičke karakteristike njihove gustoće mogu značajno varirati. Također, gustoća kamenja ovisi ne samo o težini elemenata koji ih čine, već i o tome koliko su čvrsto elementarne čestice "upakirane" u svoju unutarnju strukturu.
Mineralogija se bavi proučavanjem gustoće minerala. Gustoća kamena izračunava se dijeljenjem mase uzorka minerala po jedinici volumena s masom vode istog volumena na temperaturi od 4 ⁰S. Na primjer, težina uzorka je 200 grama. Voda u istom volumenu od 40 grama. U ovom slučaju, gustoća ovog kamena bit će jednaka 5.
Gustoća kamenja se mjeri u kilogramima po kubnom metru iligrama po kubičnom centimetru.
Kako pronaći gustoću kamena?
Kako se određuje gustoća kamena? Postupak je prilično jednostavan – uzorak prvo važemo u zraku, a zatim u vodi. Prema Arhimedovom zakonu, rezultirajuća razlika odgovara masi vode koju uzorak istiskuje. Gustoća se izračunava tako da se masa uzorka u zraku podijeli s ovom razlikom.
Ovisno o gustoći, minerali mogu biti lagani, srednji, teški i vrlo teški. Na primjer, gustoća granitnog kamena je 2.600 kg/m³. Za referencu: gustoća pluća ne prelazi 2,5 g / cm³, srednja - kreće se od 2,5 do 4 g / cm³, teška - od 4 do 8 g / cm³. Minerali gustoće iznad 8 g/cm³ su vrlo teško kamenje.
Gustoća dragulja
Osim gustoće i još jedne karakteristike - tvrdoće, dragocjeni minerali ili drago kamenje također imaju tako važnu komponentu kao što je masa, mjerena u gramima ili karatima (za bisere - u zrncima).
Da biste razumjeli omjer ovih jedinica, zapamtite: 1 karat odgovara 200 miligrama, u jednom zrnu ima 50 miligrama, odnosno 1 karat je jednak četiri zrna. Točnost mjerenja dragulja je do dva decimalna mjesta.
Idemo u laboratorij
Kako izmjeriti gustoću jaruža. kamenje u laboratoriju? Hidrostatska metoda je najprikladnija za to. Njegovo načelo predložio je grčki znanstvenik Arhimed prije mnogo stoljeća. Suština principa poznatog iz školskog tečaja fizike je sljedeća: tijelo uronjeno u tekućinuistiskuje se iz njega silom koja je jednaka težini tekućine koju istisne ovo tijelo.
Jednostavno rečeno, ako objesite kamen i spustite ga u vodu, tada će se njegova težina smanjiti u odnosu na izvorni za onoliko koliko teži volumen vode istisnutog njime. Jasno je da će taj volumen biti jednak volumenu samog kamena.
Tako, uzastopnim vaganjem kamenja u zraku, a zatim u vodi, možemo dobiti sve podatke koji su nam potrebni za izračun.
Sve - u prirodu
A sada se okrenimo prirodnim kamenim materijalima. Kao što znate, postoji nekoliko vrsta. S praktične točke gledišta, svaka se pasmina obično svrstava u jednu od dvije skupine - jake ili male snage.
Materijali prve skupine imaju visok indeks tvrdoće i najčešće je struktura srednje ili krupnozrnate. U takozvanom nevremenskom stanju slabo upijaju vodu. Kod ostalih (niskih) pasmina, kao što naziv govori, snaga je puno manja. Također imaju puno veći stupanj upijanja vode.
Ponekad, prilikom prepoznavanja vrsta stijena, potrebno je odrediti njegovu tvrdoću. Na terenu je to najzgodnije učiniti uz pomoć tzv. relativna Mohsova ljestvica i dodatna improvizirana sredstva. Takva improvizirana sredstva mogu biti olovka, novčić, komad stakla, turpija, čelična igla ili nož, obični ili dijamantni rezač stakla. Prosječna gustoća kamena također je važna za određivanje njegove stijene. Određivanjem ove vrijednosti moguće je identificiratipasmine prema posebnim tablicama.
Izračunajte gustoću prirodnog kamenja
Kako izračunati prosječnu gustoću uzorka kamena? Oprema potrebna za to je vaga sa skupom utega i vještinama za mjerenje volumena uzorka nepravilnog oblika.
Najlakši način za to je s graduiranim gradiranim cilindrom zapremine oko pola litre. U takav se cilindar ulije 200-300 ml vode i stavi komad proučavanog kamenog materijala.
Ukupni volumen uzoraka stavljenih u vodu prepoznaje se po količini vode koju ističu. Zatim, dijeljenjem njihove mase s izračunatim volumenom, dobiva se prosječna gustoća materijala.
Što je važno uzeti u obzir?
Treba napomenuti da je ova metoda prikladna samo za guste stijene s niskom apsorpcijom vode (ne više od 2%). Ako je ova karakteristika veća (do 5%), suhi uzorak, prethodno izvagani, mora se prvo staviti u vodeni medij radi zasićenja. Tada se gornjom metodom određuje prosječna gustoća. Zasićenje se smatra završenim ako težina prestane rasti tijekom apsorpcije vode.
Porozno kamenje (najčešće vapnenci ili tufovi) ima malu čvrstoću. Lako ih je obraditi - običnom pilom izrežite uzorak željenog oblika (na primjer, kocku) i izračunajte njegov volumen mjerenjem rubova.
uradi sam
U nedostatku dovoljnog volumena mjernog cilindra u polju, količina istisnute vode može se odrediti na sljedeći načinnačin. U bilo kojoj cilindričnoj metalnoj posudi, odmah ispod vrha, običnim čavlom probije se rupa u zidu, a zatim se u nju umetne cijev, koja se također može napraviti samostalno valjanjem bilo kojeg filma. Učvrstite ga u zid cilindra plastelinom ili bilo kojim sličnim materijalom.
Tako dobivate mjerač volumena putovanja. Ako se ova jedinica stalno koristi, ima smisla lemiti čeličnu ili mjedenu cijev.
Ljudsko izrađeno kamenje
Sve gore napisano odnosilo se na prirodno kamenje. A sada je vrijeme da govorimo o umjetnim. Mogu biti zidni, cestovni i bočni. To također uključuje betonske krovne pločice i ploče za popločavanje, kao i sve vrste slijepih površina, stepenica i elemenata dimnjaka.
U proizvodnji gotovo svih navedenih kamena u Rusiji i inozemstvu koriste se strogi tehnički standardi. Oni reguliraju sve glavne karakteristike - kvalitetu sirovina, veličinu i oblik presjeka, fizikalno-mehaničke pokazatelje (uključujući gustoću betonskog kamena).
Ovi zahtjevi ovise o očekivanim uvjetima rada i dostupnom materijalu.
Što može biti umjetno kamenje?
Beton od kojeg je napravljeno kamenje može biti težak ili lagan. Umjetno kamenje izrađeno od njega izrađeno je čvrsto ili šuplje. Normativna karakteristika prosječne nasipne gustoće za šuplje kamenje ne smije prelaziti 1.650 kg/m³, zapunog tijela - 2.200 kg/m³.
Zidni kamen u smislu srednje gustoće (i, osim toga, toplinske vodljivosti) smatra se učinkovitim (gustoća do 1.400 kg / m³), uvjetno učinkovitim (1.400-1.650 kg / m³) i teškim (iznad 1.650 kg/m³). Većina ih se sada proizvodi od laganog betona male gustoće (do 1800 kg/m³).
Teški beton (uključujući pijesak) visoke abrazije i niske apsorpcije vode koristi se u proizvodnji sporednog ili cestovnog kamena, kao i ploča za popločavanje, jer su njihovi uvjeti rada teži od onih za zidove.
Umjetno kamenje se također razlikuje po agregatu, koji može biti kvarcni pijesak (smatra se finim agregatom) ili jake stijene (veliki agregat). Na primjer, gustoća drobljenog kamena od prirodnog kamena može biti različita ovisno o frakciji - stupnju mljevenja. Sastav agregata također ima značajan utjecaj na gustoću umjetnog kamena.
