所有矿物质(和石头特别与矿物质有关)具有两个重要特征-质量和密度。 而且,从纯粹的实践意义上讲,石头的密度很重要-计算矿床的存量。
这个特点是什么?
对于任何物质,密度是指质量除以单位体积。 由于石头(即矿物)具有不同的成分并包含不同原子质量的元素,因此其密度的物理特性可能会发生很大变化。 而且,石头的密度不仅取决于构成它们的元素的严重程度,还取决于基本粒子在其内部结构中“紧密堆积”的紧密程度。
矿物密度的研究涉及矿物学。 石头的密度是通过将单位体积中的矿物样品的质量除以温度为4°C的相同体积的水的质量来计算的。 例如,样品的重量为200克。 相同体积的水40克。 在这种情况下,此宝石的密度将为5。
石头的密度以千克/立方米或克/厘米3度量。
如何找到石头的密度?
如何确定石头的密度? 该过程非常简单-首先在空气中称重样品,然后在水中称重。 根据阿基米德定律,获得的差值对应于样品置换的水量。 通过将样品在空气中的质量除以给定的差值来计算密度。
矿物质可以轻,中,重和非常重,具体取决于其密度。 例如,花岗岩的密度为2 600 kg /m³。 供参考:肺密度不超过2.5 g /cm³,中度-2.5至4 g /cm³,重度-4至8 g /cm³。 密度高于8 g /cm³的矿物属于非常重的石头。
宝石密度
除了密度和另一个特性-硬度外,宝石矿物或宝石还具有质量等重要成分,以克或克拉(珍珠-谷物)为单位。
要阐明这些单位的比例,请记住:1克拉对应200毫克,一张面对应50毫克,即1克拉等于4粒。 宝石测量精度-最多两位小数。
我们去实验室吧
如何测量阻力密度。 实验室里结石? 静水压法最适合于此。 它的原理是几个世纪前由希腊科学家阿基米德提出的。 从物理学校课程中得知的原理的实质如下:浸入液体中的物体被力推出,该力等于给定物体置换的液体的重量。
简而言之,如果您将石头挂起来并放到水中,那么它的重量将比原石减少多达由其置换的水量。 显然,该体积将等于石头自身的体积。
因此,通过依次称重空气中的石头,然后水中的石头,我们可以获得我们需要计算的所有数据。
一切都在自然中!
现在让我们转向天然石材。 如您所知,它们有几种类型。 从实用的角度来看,习惯上将任何品种归为以下两个类别之一:强或低强度。
第一组材料具有较高的硬度指数,最常见的是结构为中等或粗粒度的材料。 在所谓的非耐候状态下,它们几乎没有吸水。 顾名思义,在其他(低强度)岩石中,强度明显较低。 它们还具有更高的吸水性。
有时,在识别石头的岩石类型时,有必要确定其硬度。 在现场,使用所谓的方法最方便。 莫氏相对规模和可用的其他工具。 这样的简易工具可以是手写笔,硬币,一块玻璃,锉刀,钢针或刀,普通或钻石玻璃刀。 石头的平均密度在确定其品种时也很重要。 确定此值后,可以通过参考特殊表格来识别品种。
我们计算天然石材的密度
如何计算样品石的平均密度? 为此所需的设备是具有一组砝码的天平和用于测量具有不规则形状的样品的体积的技能。
最简单的方法是使用一个带刻度的量筒,其容积约为半升。 将200-300毫升水倒入这种量筒中,然后放置一块研究的石材。
放置在水中的样品的总体积由它们置换的水量确定。 然后,通过将它们的质量除以计算的体积,可以得出材料的平均密度。
有什么重要的考虑因素?
应当注意,该方法仅适用于吸水率不高(不超过2%)的致密岩石。 如果此特性较高(最高5%),则在称重后必须先将干燥的样品放入含水介质中使其饱和。 然后,通过上述方法确定平均密度。 如果吸水期间重量不再增长,则认为饱和已完成。
多孔石头(通常是石灰石或凝灰岩)强度低。 它们很容易处理-使用传统的钢锯,切出所需形状的样本(例如,立方体),并通过测量面部来计算其体积。
自己动手
在现场量筒中没有足够容积的情况下,可以如下确定排水量。 在任何圆柱形的金属容器中,在顶部的正下方,都用普通的钉子在墙壁上打一个孔,然后在其中插入管子,也可以通过折叠任何薄膜独立地制成管子。 用橡皮泥或任何类似材料将其固定在气缸壁上。
因此,获得了现场体积计。 如果经常使用此设备,则可以焊接钢管或黄铜管。
人手造的石头
以上所有内容均与天然石材有关。 现在是时候谈论人造的了。 它们可以是墙壁,道路和侧面。 这也包括混凝土屋面瓦和铺路砖,以及各种盲区,楼梯台阶和烟囱元素。
在俄罗斯和国外,几乎所有这些石材的生产都使用严格的技术标准。 它们控制着所有基本特征-原材料的质量,横截面的大小和形状,物理和机械性能(包括混凝土石的密度)。
这些要求取决于预期的工作条件和可用的材料。