Vsi minerali (in kamni so minerali) imajo dve pomembni značilnosti - maso in gostoto. Poleg tega je gostota kamna pomembna v čisto praktičnem smislu - za izračun rezerve mineralnega nahajališča.
Kaj je ta funkcija?
Za katero koli snov se gostota razume kot masa, deljena z enoto prostornine. Ker imajo kamni (to je minerali) heterogeno sestavo in vključujejo elemente različnih atomskih mas, se lahko fizične lastnosti njihove gostote močno razlikujejo. Prav tako gostota kamnov ni odvisna samo od resnosti elementov, ki jih sestavljajo, temveč tudi od tega, kako tesno so osnovni delci "pakirani" v svoji notranji strukturi.
Mineralogija se ukvarja s preučevanjem gostote mineralov. Gostota kamna se izračuna tako, da se masa vzorca minerala na enoto prostornine deli z maso vode enakega volumna pri temperaturi 4 ⁰С. Na primer, teža vzorca je 200 gramov. Voda v enaki prostornini 40 gramov. V tem primeru bo gostota tega kamna enaka 5.
Gostota kamnov se meri v kilogramih na kubični meter oz.gramov na kubični centimeter.
Kako najti gostoto kamna?
Kako se določi gostota kamna? Postopek je precej preprost – vzorec najprej stehtamo na zraku, nato v vodi. Po Arhimedovem zakonu nastala razlika ustreza masi vode, ki jo vzorec izpodrine. Gostota se izračuna tako, da se masa vzorca v zraku deli s to razliko.
Odvisno od gostote so minerali lahko lahki, srednji, težki in zelo težki. Na primer, gostota granitnega kamna je 2.600 kg/m³. Za referenco: gostota pljuč ne presega 2,5 g / cm³, srednja - se giblje od 2,5 do 4 g / cm³, težka - od 4 do 8 g / cm³. Minerali z gostoto nad 8 g/cm³ so zelo težki kamni.
Gostota draguljev
Poleg gostote in še ene lastnosti - trdote, dragi minerali ali dragi kamni imajo tudi tako pomembno komponento, kot je masa, merjena v gramih ali karatih (za bisere - v zrnih).
Če želite razumeti razmerje teh enot, si zapomnite: 1 karat ustreza 200 miligramov, v enem zrnu 50 miligramov, torej 1 karat je enak štirim zrnom. Natančnost merjenja draguljev je do dveh decimalnih mest.
Pojdimo v laboratorij
Kako izmeriti gostoto bagre. kamni v laboratoriju? Za to je najbolj primerna hidrostatična metoda. Njegovo načelo je predlagal grški znanstvenik Arhimed pred mnogimi stoletji. Bistvo načela, ki ga poznamo iz šolskega tečaja fizike, je naslednje: telo potopljeno v tekočinoiz njega potisne sila, ki je enaka teži tekočine, ki jo je to telo izrinilo.
Preprosto povedano, če obesite kamen in ga spustite v vodo, se bo njegova teža v primerjavi s prvotnim zmanjšala za toliko, kolikor tehta prostornina vode, ki jo izpodriva. Jasno je, da bo ta prostornina enaka lastni prostornini kamna.
Tako lahko z zaporednim tehtanjem kamnov v zraku in nato v vodi dobimo vse podatke, ki jih potrebujemo za izračun.
Vse - v naravo
Sedaj se obrnimo na materiale iz naravnega kamna. Kot veste, obstaja več vrst. S praktičnega vidika je katera koli pasma običajno pripisana eni od dveh skupin - močni ali z nizko močjo.
Materiali prve skupine imajo visok indeks trdote in najpogosteje je struktura srednje ali grobo zrnata. V tako imenovanem netemperaturnem stanju imajo malo vpijanja vode. Pri drugih (nizkih) pasmah je, kot pove že ime, moč veliko manjša. Imajo tudi veliko višjo stopnjo absorpcije vode.
Včasih je treba pri prepoznavanju vrst kamnin določiti njihovo trdoto. Na terenu je to najbolj priročno narediti s pomočjo t.i. relativna Mohsova lestvica in dodatna improvizirana sredstva. Takšna improvizirana sredstva so lahko pisalo, kovanec, kos stekla, pila, jeklena igla ali nož, navaden ali diamantni rezalnik stekla. Pri določanju njegove kamnine je pomembna tudi povprečna gostota kamna. Z določitvijo te vrednosti je mogoče identificiratipasmo s sklicevanjem na posebne tabele.
Izračunaj gostoto naravnih kamnov
Kako izračunati povprečno gostoto vzorčnega kamna? Oprema, potrebna za to, je tehtnica z nizom uteži in spretnostmi za merjenje prostornine vzorca nepravilne oblike.
To najlažje naredite z graduiranim cilindrom s prostornino približno pol litra. V tak cilinder vlijemo 200-300 ml vode in položimo kos proučenega kamnitega materiala.
Skupna prostornina vzorcev, danih v vodo, se prepozna po količini vode, ki so jo izrinili. Nato z delitvijo njihove mase z izračunano prostornino dobimo povprečno gostoto materiala.
Kaj je pomembno upoštevati?
Opozoriti je treba, da je ta metoda primerna samo za goste kamnine z nizko absorpcijo vode (ne več kot 2%). Če je ta lastnost višja (do 5 %), je treba suh vzorec, predhodno stehtan, najprej dati v vodni medij za nasičenje. Nato se povprečna gostota določi z zgornjo metodo. Zasičenje se šteje za popolno, če teža preneha rasti med absorpcijo vode.
Porozni kamni (najpogosteje apnenci ali tufi) imajo nizko trdnost. Enostavne so za obdelavo - z navadno nožno žago izrežite vzorec želene oblike (na primer kocke) in izračunajte njegovo prostornino z merjenjem robov.
DIY
Če na polju ni zadostne prostornine merilnega cilindra, je mogoče količino izpodrinjene vode določiti z naslednjimnačin. V kateri koli valjasti kovinski posodi, tik pod vrhom, se z navadnim žebljem v steno prebije luknja, nato se vanjo vstavi cev, ki jo lahko izdelamo tudi samostojno z valjanjem katerega koli filma. Pritrdite ga v steno cilindra s plastelinom ali podobnim materialom.
Tako dobite merilnik potovalne prostornine. Če to enoto uporabljate nenehno, je smiselno spajkati jekleno ali medeninasto cev.
človeški kamni
Vse zgoraj napisano se je nanašalo na naravne kamne. In zdaj je čas, da govorimo o umetnih. Lahko so stenske, cestne in stranske. To mora vključevati tudi betonske strešnike in tlakovce ter vse vrste slepih površin, stopnišč in dimnikov.
Pri izdelavi skoraj vseh naštetih kamnov tako v Rusiji kot v tujini se uporabljajo strogi tehnični standardi. Urejajo vse glavne značilnosti - kakovost surovin, velikost in obliko preseka, fizikalne in mehanske kazalnike (vključno z gostoto betonskih kamnov).
Te zahteve so odvisne od pričakovanih delovnih pogojev in razpoložljivega materiala.
Kaj so lahko umetni kamni?
Beton, iz katerega so izdelani kamni, je lahko težak ali lahek. Umetni kamni, izdelani iz njega, so trdni ali votli. Normativna značilnost povprečne nasipne gostote za votle kamne ne sme presegati 1.650 kg / m³, zapolno telo - 2.200 kg/m³.
Stenski kamni v smislu srednje gostote (in poleg tega toplotne prevodnosti) veljajo za učinkovite (gostota do 1.400 kg / m³), pogojno učinkovite (1.400-1.650 kg / m³) in težke (nad. 1.650 kg/m³). Večina jih je zdaj proizvedenih iz lahkega betona nizke gostote (do 1.800 kg/m³).
Težki beton (vključno s peskom) z visoko abrazijo in nizko absorpcijo vode se uporablja pri izdelavi stranskega ali cestnega kamna, pa tudi tlakovcev, saj so pogoji njihovega delovanja težji kot pri zidnih.
Umetni kamni se razlikujejo tudi po agregatu, ki je lahko kremenčev pesek (štejemo za fini agregat) ali močne kamnine (veliki agregat). Na primer, gostota drobljenega kamna iz naravnega kamna je lahko različna glede na frakcijo - stopnjo mletja. Sestava agregata pomembno vpliva tudi na gostoto umetnega kamna.
