Kuinka määrittää kiven tiheys?

2024 Kirjoittaja: Henry Conors | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-12 06:52

Kaikilla mineraaleilla (ja kivet ovat mineraaleja) on kaksi tärkeää ominaisuutta - massa ja tiheys. Lisäksi kiven tiheys on tärkeä puhtaasti käytännön kann alta - mineraaliesiintymän reservin laskemiseksi.

Mikä tämä ominaisuus on?

Kaikkien aineiden os alta tiheys ymmärretään massa jaettuna tilavuusyksiköllä. Koska kivillä (eli mineraaleilla) on heterogeeninen koostumus ja ne sisältävät elementtejä, joilla on eri atomimassat, niiden tiheyden fyysiset ominaisuudet voivat vaihdella merkittävästi. Myös kivien tiheys ei riipu pelkästään niitä muodostavien alkuaineiden vakavuudesta, vaan myös siitä, kuinka tiiviisti alkuainehiukkaset ovat "pakattu" sisäiseen rakenteeseensa.

Mineralogia käsittelee mineraalien tiheyden tutkimusta. Kiven tiheys lasketaan jakamalla näytemineraalin massa tilavuusyksikköä kohti saman tilavuuden vesimassalla lämpötilassa 4 ⁰С. Esimerkiksi näytteen paino on 200 grammaa. Vettä samassa tilavuudessa 40 grammaa. Tässä tapauksessa tämän kiven tiheys on 5.

Kivien tiheys mitataan kilogrammoina kuutiometrissä taigrammaa kuutiosenttimetriä kohden.

Kuinka selvittää kiven tiheys?

Miten kiven tiheys määritetään? Menettely on melko yksinkertainen - punnitsemme näytteen ensin ilmassa, sitten vedessä. Arkhimedesin lain mukaan tuloksena oleva ero vastaa näytteen syrjäyttämän veden massaa. Tiheys lasketaan jakamalla näytteen massa ilmassa tällä erotuksella.

Tiheydestä riippuen mineraalit voivat olla kevyitä, keskiraskaita, raskaita ja erittäin raskaita. Esimerkiksi graniittikiven tiheys on 2600 kg/m³. Viite: keuhkojen tiheys ei ylitä 2,5 g / cm³, keskikokoinen - vaihtelee 2,5 - 4 g / cm³, raskas - 4 - 8 g / cm³. Mineraalit, joiden tiheys on yli 8 g/cm³, ovat erittäin raskaita kiviä.

Jalokivitiheys

Tiheyden ja toisen ominaisuuden - kovuuden - lisäksi jalokivimineraaleilla tai jalokivillä on myös niin tärkeä komponentti kuin massa grammoina tai karaateina mitattuna (helmillä - jyvinä).

Ymmärtääksesi näiden yksiköiden suhteen, muista: 1 karaatti vastaa 200 milligrammaa, yhdessä jyvässä on 50 milligrammaa, eli 1 karaatti vastaa neljää jyvää. Jalokivimittaustarkkuus on enintään kahden desimaalin tarkkuudella.

Mennään labraan

Miten ruoppauksen tiheys mitataan. kiviä laboratoriossa? Hydrostaattinen menetelmä sopii tähän parhaiten. Sen periaatetta ehdotti kreikkalainen tiedemies Archimedes vuosisatoja sitten. Koulun fysiikan kurssilta tunnetun periaatteen olemus on seuraava: nesteeseen upotettu kehotyöntyy ulos siitä voimalla, joka on yhtä suuri kuin tämän kappaleen syrjäyttämän nesteen paino.

Yksinkertaisesti sanottuna, jos ripustat kiven ja lasket sen veteen, sen paino laskee alkuperäiseen verrattuna yhtä paljon kuin sen syrjäyttämä vesimäärä painaa. On selvää, että tämä tilavuus on yhtä suuri kuin kiven oma tilavuus.

Täten punnitsemalla peräkkäin kivet ilmassa ja sitten vedessä, voimme saada kaikki laskelmaan tarvitsemamme tiedot.

Kaikki - luontoon

Nyt siirrytään luonnonkivimateriaaleihin. Kuten tiedät, tyyppejä on useita. Käytännön näkökulmasta mikä tahansa rotu luokitellaan yleensä kahteen ryhmään - vahva tai heikko.

Ensimmäisen ryhmän materiaaleilla on korkea kovuusindeksi ja useimmiten niiden rakenne on keski- tai karkearaeinen. Ns. sääntymättömässä tilassa ne imevät vähän vettä. Muissa (heikkovoimaisissa) roduissa, kuten nimestä voi päätellä, vahvuus on paljon pienempi. Niillä on myös paljon korkeampi veden imeytysaste.

Joskus kivilajeja tunnistaessa on tarpeen määrittää sen kovuus. Kentällä tämä on kätevintä tehdä ns. suhteellinen Mohsin asteikko ja muita improvisoituja keinoja. Tällaisia improvisoituja välineitä voivat olla kynä, kolikko, lasinpala, viila, teräsneula tai veitsi, tavallinen tai timanttilasileikkuri. Kiven keskimääräinen tiheys on myös tärkeä sen kallion määrittämisessä. Määrittämällä tämä arvo on mahdollista tunnistaakasvattaa viittaamalla erikoistaulukoihin.

Laske luonnonkivien tiheys

Miten näytekiven keskimääräinen tiheys lasketaan? Tätä varten tarvitaan vaaka, jossa on painot ja taidot mitata epäsäännöllisen muotoisen näytteen tilavuus.

Helppoin tapa tehdä tämä on asteikolla varustetulla sylinterillä, jonka tilavuus on noin puoli litraa. Tällaiseen sylinteriin kaadetaan 200-300 ml vettä ja laitetaan pala tutkittua kivimateriaalia.

Veteen asetettujen näytteiden kokonaistilavuus tunnistetaan niiden syrjäyttämän veden määrästä. Sitten jakamalla niiden massa lasketulla tilavuudella saadaan materiaalin keskimääräinen tiheys.

Mikä on tärkeää ottaa huomioon?

On huomattava, että tämä menetelmä soveltuu vain tiheille kiville, joiden veden imeytyminen on alhainen (enintään 2 %). Jos tämä ominaisuus on korkeampi (enintään 5 %), kuiva näyte, joka on aiemmin punnittu, on ensin asetettava vesipitoiseen väliaineeseen kyllästämistä varten. Sitten keskimääräinen tiheys määritetään yllä olevalla menetelmällä. Kyllästyminen katsotaan täydelliseksi, jos paino lakkaa kasvamasta veden imeytymisen aikana.

Huokoisten kivien (useimmiten kalkkikivet tai tuffit) lujuus on heikko. Ne on helppo käsitellä - leikkaa halutun muotoinen näyte (esimerkiksi kuutio) tavallisella rautasahalla ja laske sen tilavuus mittaamalla reunat.

DIY

Jos kentällä ei ole riittävää tilavuutta mittasylinteristä, syrjäytyneen veden määrä voidaan määrittää seuraavallatavalla. Missä tahansa lieriömäisessä metalliastiassa, juuri yläosan alapuolella, seinään tehdään reikä tavallisella naulalla, jonka jälkeen siihen työnnetään putki, joka voidaan myös tehdä itsenäisesti rullaamalla mitä tahansa kalvoa. Kiinnitä se sylinterin seinään muovailuvahalla tai vastaavalla materiaalilla.

Saat siis matkatilavuusmittarin. Jos tätä yksikköä käytetään jatkuvasti, on järkevää juottaa teräs- tai messinkiputki.

Ihmisen tekemät kivet

Kaikki yllä kirjoitettu viittasi luonnonkiviin. Ja nyt on aika puhua keinotekoisista. Ne voivat olla seinää, tietä ja sivua. Tämän tulisi sisältää myös betonikattotiilet ja katulaatat sekä kaikenlaiset sokeat alueet, portaat ja savupiippuelementit.

Lähes kaikkien listattujen kivien valmistuksessa sekä Venäjällä että ulkomailla käytetään tiukkoja teknisiä standardeja. Ne säätelevät kaikkia pääominaisuuksia - raaka-aineiden laatua, poikkileikkauksen kokoa ja muotoa, fyysisiä ja mekaanisia indikaattoreita (mukaan lukien betonikivien tiheys).

Nämä vaatimukset riippuvat odotetuista käyttöolosuhteista ja saatavilla olevasta materiaalista.

Mitä voivat olla tekokivet?

Betoni, josta kivet valmistetaan, voi olla joko raskasta tai kevyttä. Siitä tehdyt tekokivet tehdään kiinteiksi tai ontoksi. Onttojen kivien keskimääräisen irtotiheyden normatiivinen ominaisuus ei saa ylittää 1 650 kg / m³,täyteläinen - 2 200 kg/m³.

Seinäkivet keskitiheyden (ja lisäksi lämmönjohtavuuden) suhteen katsotaan tehokkaiksi (tiheys jopa 1400 kg/m³), ehdollisesti tehokkaiksi (1400-1650 kg/m³) ja painaviksi (yllä). 1 650 kg/m³). Suurin osa niistä valmistetaan nykyään matalatiheydestä (jopa 1800 kg/m³) kevytbetonista.

Raskaa betonia (mukaan lukien hiekkaa), jolla on korkea kulutuskestävyys ja alhainen veden imeytyminen, käytetään sivu- tai tiekivien sekä päällystyslaattojen valmistuksessa, koska niiden käyttöolosuhteet ovat ankarammat kuin seinäkivien.

Keinotekoiset kivet eroavat myös kiviainekseltaan, joka voi olla kvartsihiekkaa (jota pidetään hienona kiviaineksena) tai vahvoja kiviä (suuri kiviaines). Esimerkiksi luonnonkiven murskeen tiheys voi olla erilainen fraktiosta - jauhatusasteesta riippuen. Kiviaineksen koostumuksella on myös merkittävä vaikutus tekokiven tiheyteen.