كيف تحدد كثافة الحجر؟
جميع المعادن (والحجارة ذات الصلةالمعادن) اثنين من الخصائص الهامة - الكتلة والكثافة. وكثافة الحجارة مهمة بمعنى عملي بحت - لحساب احتياطي الوديعة المعدنية.
ما هذه السمة؟
لأي مادة ، يتم فهم الكثافة على أنهاالكتلة مقسوما على وحدة الحجم. بما أن الحجارة (أي المعادن) لها تركيبة غير متجانسة وتتضمن عناصر من كتل ذرية مختلفة ، فإن الخصائص الفيزيائية لكثافتها يمكن أن تختلف بشكل كبير. كما أن كثافة الحجارة لا تعتمد فقط على شدة العناصر المكونة لها ، ولكن أيضًا على مدى كثافة الجسيمات الأولية في هيكلها الداخلي.
قضايا دراسة الكثافة المعدنية هيالمعادن. يتم حساب كثافة الحجر عن طريق تقسيم كتلة عينة المعادن في وحدة حجم بواسطة كتلة الماء من نفس الحجم عند درجة حرارة 4 درجات مئوية. على سبيل المثال ، وزن العينة 200 جرام. الماء في نفس الحجم من 40 غراما. في هذه الحالة ، ستكون كثافة هذا الحجر مساوية لـ 5.
تقاس كثافة الحجارة بالكيلوغرام لكل متر مكعب أو غرام لكل سنتيمتر مكعب.
كيف تجد كثافة الحجر؟
كيف يتم تحديد كثافة الحجر؟ الإجراء بسيط للغاية - نحن نزن العينة أولاً في الهواء ، ثم في الماء. وفقا لقانون أرخميدس ، فإن الفرق الذي تم الحصول عليه يتوافق مع كتلة الماء التي تزيحها العينة. يتم حساب الكثافة عن طريق قسمة كتلة العينة في الهواء بفارق معين.
اعتمادا على الكثافة ، يمكن أن تكون المعادنخفيفة ومتوسطة وثقيلة وثقيلة جدا. على سبيل المثال ، كثافة حجر الغرانيت هي 2 600 كجم / متر مكعب. للرجوع إليها: لا تتجاوز كثافة الرئة 2.5 جم / سم مكعب ، والوسط - يتراوح من 2.5 إلى 4 جم / سم مكعب ، ثقيل - من 4 إلى 8 جم / سم مكعب. المعادن التي تزيد كثافتها عن 8 جم / سم مكعب تشير إلى أحجار ثقيلة جدا.
كثافة الأحجار الكريمة
بالإضافة إلى الكثافة وخصائص أخرى - الصلابة ، فإن معادن الأحجار الكريمة أو الأحجار الكريمة لها أيضاً مكون هام مثل الكتلة ، مقاسة بالجرام أو القيراط (في اللآلئ - في الحبوب).
لفهم نسبة هذه الوحدات ،تذكر: 1 قيراط يتوافق مع 200 ملليغرام ، في وجه واحد هو 50 ملليغرام ، أي 1 قيراط يساوي أربع حبات. دقة قياس الجواهر تصل إلى منزلين عشريين.
لنذهب إلى المختبر
كيفية قياس كثافة الكراكات. الحجارة في المختبر؟ الطريقة الهيدروستاتيكية هي الأفضل لهذا. وقد اقترح هذا المبدأ من قبل العالم اليوناني أرخميدس منذ قرون عديدة. إن جوهر المبدأ المعروف من مسار الفيزياء المدرسي هو: يتم إخراج الجسم المغمور في سائل منه بالقوة ، وهو ما يعادل وزن السائل النازح من قبل الجسم.
بعبارات بسيطة ، إذا قمت بتعليق الحجر وخفضهالماء ، ثم ينخفض وزنه مقارنة مع الأصلي بقدر ما يزن حجم المياه المشردة من قبله. من الواضح أن هذا الحجم سيكون مساويا للحجم الخاص للحجر.
وهكذا ، من خلال وزن الأحجار في الهواء على التوالي ، ومن ثم في الماء ، يمكننا الحصول على جميع البيانات التي نحتاجها لحسابها.
الكل - على الطبيعة!
دعونا ننتقل الآن إلى المواد الحجرية الطبيعية. هناك ، كما تعلمون ، عدة أنواع. من الناحية العملية ، يشار عادة إلى أي سلالة واحدة من مجموعتين - قوية أو منخفضة القوة.
المواد من المجموعة الأولى لديها مؤشر عاليةالصلابة ، وغالبا ما تكون متوسطة إلى بنية حبيبة الخشنة. في حالة ما يسمى بالتهوية غير المنتظمة ، لديهم امتصاص ماء صغير. في الصخور الأخرى (منخفضة القوة) ، كما يوحي الاسم ، تكون القوة أقل بكثير. لديهم أيضا درجة أعلى من امتصاص الماء.
في بعض الأحيان عند التعرف على الأنواع الصخريةمطلوب لتحديد صلابة. في هذا المجال ، من الأكثر ملاءمة للقيام بذلك بمساعدة ما يسمى. المقياس النسبي لـ Mohs والوسائل المرتجلة الإضافية. وعلى هذا النحو ، يمكن أن تكون الوسائل المرتجلة عبارة عن قلم رصاص أو عملة معدنية أو قطعة زجاجية أو ملف أو إبرة فولاذية أو سكين أو قاطعة عادية أو زجاج من الماس. متوسط كثافة الحجر مهم أيضا في تحديد سلالته. بعد تحديد هذه القيمة ، يمكنك تحديد السلالة بالرجوع إلى الجداول الخاصة.
حساب كثافة الأحجار الطبيعية
كيف تحسب متوسط كثافة حجر العينة؟ المعدات اللازمة لهذا هو التوازن مع مجموعة من الأوزان والقدرة على قياس حجم عينة وجود شكل غير منتظم.
أسهل طريقة للقيام بذلك هي الحصول على أسطوانة متدرجة متدرجة بحجمها حوالي نصف لتر. يتم صب 200-300 مل من الماء في هذه الأسطوانة ويتم وضع قطعة من المادة الحجرية التي تم فحصها.
يتم التعرف على الحجم الكلي للعينات الموضوعة في الماء من كمية المياه التي نزحها. ثم ، من خلال تقسيم كتلتها حسب الحجم المحسوب ، يتم الحصول على متوسط كثافة المادة.
ما هو المهم للنظر؟
وتجدر الإشارة إلى أن هذه الطريقة مناسبة فقطللصخور الحجرية الكثيفة مع امتصاص الماء غير ذي دلالة (لا يزيد عن 2 ٪). إذا كانت هذه الخاصية أعلى (حتى 5٪) ، يجب أولاً وضع العينة الجافة ، التي سبق وزنها ، في وسط مائي للتشبع. ثم يتم تحديد متوسط الكثافة بالطريقة أعلاه. يعتبر التشبع كاملًا ، إذا توقف امتصاص الماء عن النمو بامتصاص الماء.
الحجارة المسامية (في معظم الأحيان limestones أوtuffs) لديها قوة منخفضة. فهي سهلة المعالجة - باستخدام منشار عادي للمعادن لقطع عينة من الشكل المطلوب (على سبيل المثال ، مكعب) وبإحصاء الوجوه ، وحساب حجمها.
افعلها بنفسك
في غياب البعداسطوانة من حجم كاف لتحديد كمية المياه المشردة يمكن أن يكون على النحو التالي. في أي وعاء معدني من شكل أسطواني ، أسفل السطح مباشرةً ، يتم ثقب فتحة في الحائط بمسمار عادي ، ثم يتم إدخال أنبوب هناك ، والذي يمكن أيضًا تصنيعه بشكل مستقل عن طريق طي أي فيلم. ثبتها في جدار الاسطوانة باستخدام البلاستيسين أو أي مادة مشابهة.
وبالتالي ، يتم الحصول على قياس حجم المشي. إذا تم استخدام هذه الوحدة باستمرار ، يكون الأنبوب مناسبًا لجلفنة الصلب أو النحاس.
الحجارة المصنوعة من قبل الأيدي البشرية
كل ما كتب أعلاه كان مرتبطا بالحجارة الطبيعية. والآن حان الوقت للتحدث عن المصطنعة. يمكن أن يكون الجدار ، الطريق ، والهواء. وينبغي أن يشمل ذلك بلاط السقف الأسمنتي وألواح الرصف ، فضلاً عن جميع أنواع المناطق العمياء وخطوات الدرج وعناصر المدخنة.
في إنتاج ما يقرب من جميع المدرجةتستخدم معايير تقنية قوية في كل من روسيا والخارج. أنها تنظم جميع الخصائص الرئيسية - نوعية المواد الخام ، وحجم وشكل القسم ، والخصائص الفيزيائية والميكانيكية (بما في ذلك كثافة الأحجار الخرسانية).
تعتمد هذه المتطلبات على ظروف التشغيل المتوقعة والمواد المتاحة.
ماذا يمكن أن تكون الأحجار الاصطناعية؟
الخرسانة ، التي تصنع منها الأحجار ، يمكنتكون ثقيلة أو خفيفة. الحجارة الاصطناعية المصنوعة منه ، مصنوعة صلبة أو مجوفة. لا ينبغي أن تتجاوز السمة المعيارية لكثافة الكثافة الظاهرية للحجارة المجوفة 650 1 كجم / م 3 ، للهيئات الكاملة - 200 2 كغم / م³.
حجارة حائط من حيث متوسط الكثافة (و ،بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر التوصيلية الحرارية فعالة (كثافة تصل إلى 1400 كجم / متر مكعب) ، فعالة بشكل مشروط (1،400-1،650 كجم / متر مكعب) وثقيلة (فوق 1،650 كجم / متر مكعب). يتم إنتاج معظمها الآن من الخرسانة خفيفة الوزن ذات الكثافة المنخفضة (حتى 1800 كجم / متر مكعب).
الخرسانة الثقيلة (بما في ذلك الرمل) مع ارتفاعيستخدم التآكل وانخفاض امتصاص الماء في إنتاج حجارة أو حجارة الطرق ، وكذلك ألواح الرصف ، حيث أن ظروف تشغيلها أكثر شدة من تلك التي للجدار.
هناك حجارة اصطناعية وحشو ،والتي يمكن أن تكون رمل كوارتز (يعتبر ركامًا ناعمًا) أو صخورًا قوية (ركام كبير). على سبيل المثال ، يمكن أن تكون كثافة الأنقاض من الحجر الطبيعي مختلفة تبعاً للكسر - درجة الطحن. كما أن تركيبة الركام لها تأثير كبير على كثافة الحجر الاصطناعي.
