Hoe de dichtheid van een steen bepalen?

2024 Auteur: Henry Conors | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-02-12 11:26

Alle mineralen (en stenen zijn mineralen) hebben twee belangrijke kenmerken: massa en dichtheid. Bovendien is de dichtheid van de steen in puur praktische zin belangrijk - om de reserve van een mineraalafzetting te berekenen.

Wat is deze functie?

Voor elke stof wordt dichtheid opgevat als massa gedeeld door volume-eenheid. Aangezien stenen (dat wil zeggen mineralen) een heterogene samenstelling hebben en elementen met verschillende atoommassa's bevatten, kan het fysieke kenmerk van hun dichtheid aanzienlijk variëren. Ook hangt de dichtheid van stenen niet alleen af van de ernst van de elementen waaruit ze bestaan, maar ook van hoe strak elementaire deeltjes zijn "gepakt" in hun interne structuur.

Mineralogie houdt zich bezig met de studie van de dichtheid van mineralen. De dichtheid van een steen wordt berekend door de massa van een monstermineraal per volume-eenheid te delen door de massa water van hetzelfde volume bij een temperatuur van 4. Het monstergewicht is bijvoorbeeld 200 gram. Water in hetzelfde volume van 40 gram. In dit geval is de dichtheid van deze steen gelijk aan 5.

De dichtheid van stenen wordt gemeten in kilogram per kubieke meter ofgram per kubieke centimeter.

Hoe vind je de dichtheid van een steen?

Hoe wordt de dichtheid van een steen bepaald? De procedure is vrij eenvoudig: we wegen het monster eerst in de lucht en daarna in water. Volgens de wet van Archimedes komt het resulterende verschil overeen met de hoeveelheid water die het monster verplaatst. De dichtheid wordt berekend door de massa van het monster in lucht te delen door dit verschil.

Afhankelijk van de dichtheid kunnen mineralen licht, gemiddeld, zwaar en zeer zwaar zijn. De dichtheid van granietsteen is bijvoorbeeld 2.600 kg/m³. Ter referentie: de dichtheid van de longen is niet groter dan 2,5 g / cm³, gemiddeld - varieert van 2,5 tot 4 g / cm³, zwaar - van 4 tot 8 g / cm³. Mineralen met een dichtheid van meer dan 8 g/cm³ zijn zeer zware stenen.

Edelsteendichtheid

Naast dichtheid en een ander kenmerk - hardheid, hebben edelstenen of edelstenen ook zo'n belangrijk onderdeel als massa, gemeten in gram of karaat (voor parels - in korrels).

Om de verhouding van deze eenheden te begrijpen, onthoud: 1 karaat komt overeen met 200 milligram, in één korrel zit 50 milligram, dat wil zeggen, 1 karaat is gelijk aan vier korrels. De nauwkeurigheid van de meting van edelstenen is tot twee cijfers achter de komma.

Laten we naar het lab gaan

Hoe de baggerdichtheid te meten. stenen in het laboratorium? De hydrostatische methode is hiervoor het meest geschikt. Het principe werd vele eeuwen geleden voorgesteld door de Griekse wetenschapper Archimedes. De essentie van het principe dat bekend is uit de cursus natuurkunde op school is als volgt: een lichaam ondergedompeld in een vloeistofwordt eruit geduwd door een kracht die gelijk is aan het gewicht van de vloeistof die door dit lichaam wordt verplaatst.

Om het simpel te zeggen: als je een steen ophangt en in water laat zakken, dan zal het gewicht ervan afnemen in vergelijking met het origineel, met evenveel als het volume van het verplaatste water. Het is duidelijk dat dit volume gelijk zal zijn aan het eigen volume van de steen.

Dus door de stenen achtereenvolgens in de lucht en vervolgens in het water te wegen, kunnen we alle gegevens krijgen die we nodig hebben voor de berekening.

Alles - naar de natuur

Laten we ons nu wenden tot natuursteenmaterialen. Zoals u weet, zijn er verschillende soorten. Vanuit praktisch oogpunt wordt elk ras meestal ingedeeld in een van de twee groepen: sterk of zwak.

Materialen van de eerste groep hebben een hoge hardheidsindex en meestal is de structuur medium of grofkorrelig. In de zogenaamde onverweerde staat hebben ze weinig wateropname. Bij andere (lage sterkte) rassen, zoals de naam al aangeeft, is de sterkte veel lager. Ze hebben ook een veel hogere mate van wateropname.

Soms, bij het herkennen van soorten gesteente, is het nodig om de hardheid ervan te bepalen. In het veld is het het handigst om dit te doen met behulp van de zogenaamde. relatieve Mohs-schaal en aanvullende geïmproviseerde middelen. Dergelijke geïmproviseerde middelen kunnen een stylus, een munt, een stuk glas, een vijl, een stalen naald of een mes, een gewone of een diamanten glassnijder zijn. De gemiddelde dichtheid van een steen is ook belangrijk bij het bepalen van de rots. Door deze waarde te bepalen, is het mogelijk om te identificeren:fokken door te verwijzen naar speciale tabellen.

Bereken de dichtheid van natuursteen

Hoe bereken je de gemiddelde dichtheid van een voorbeeldsteen? De apparatuur die hiervoor nodig is, is een weegschaal met een set gewichten en de vaardigheden om het volume van een onregelmatig gevormd monster te meten.

De gemakkelijkste manier om dit te doen is met een maatcilinder met een inhoud van ongeveer een halve liter. 200-300 ml water wordt in zo'n cilinder gegoten en een stuk van het bestudeerde steenmateriaal wordt geplaatst.

Het totale volume van in water geplaatste monsters wordt herkend aan de hoeveelheid water die door hen wordt verplaatst. Door vervolgens hun massa te delen door het berekende volume, wordt de gemiddelde dichtheid van het materiaal verkregen.

Wat is belangrijk om te overwegen?

Opgemerkt moet worden dat deze methode alleen geschikt is voor dichte rotsen met een lage wateropname (niet meer dan 2%). Als deze eigenschap hoger is (tot 5%), moet een droog monster, dat vooraf is gewogen, eerst ter verzadiging in een waterig medium worden geplaatst. Vervolgens wordt de gemiddelde dichtheid bepaald met de bovenstaande methode. Verzadiging wordt als voltooid beschouwd als het gewicht stopt met groeien tijdens de opname van water.

Poreuze stenen (meestal kalksteen of tufsteen) hebben een lage sterkte. Ze zijn gemakkelijk te verwerken - knip een monster van de gewenste vorm (bijvoorbeeld een kubus) uit met een gewone ijzerzaag en bereken het volume door de randen te meten.

DIY

Bij gebrek aan voldoende volume van een maatcilinder in het veld, kan de hoeveelheid verplaatst water als volgt worden bepaaldwijze. In elk cilindrisch metalen vat, net onder de bovenkant, wordt een gat in de muur geponst met een gewone spijker, waarna er een buis in wordt gestoken, die ook onafhankelijk kan worden gemaakt door een film te rollen. Bevestig het in de wand van de cilinder met plasticine of een soortgelijk materiaal.

Zo krijg je een reisvolumemeter. Als dit apparaat constant wordt gebruikt, is het zinvol om een stalen of messing buis te solderen.

Door mensen gemaakte stenen

Alles wat hierboven is geschreven, had betrekking op natuursteen. En nu is het tijd om over kunstmatige te praten. Ze kunnen muur, weg en zijkant zijn. Hieronder vallen ook betonnen dakpannen en straatstenen, evenals allerlei blinde ruimtes, traptreden en schoorsteenelementen.

Bij de productie van bijna alle vermelde stenen, zowel in Rusland als in het buitenland, worden strikte technische normen gebruikt. Ze regelen alle hoofdkenmerken - de kwaliteit van de grondstoffen, de grootte en vorm van de sectie, fysieke en mechanische indicatoren (inclusief de dichtheid van betonstenen).

Deze vereisten zijn afhankelijk van de verwachte bedrijfsomstandigheden en het beschikbare materiaal.

Wat kunnen kunststenen zijn?

Het beton waaruit de stenen zijn gemaakt, kan zowel zwaar als licht zijn. Kunststenen die ervan zijn gemaakt, worden massief of hol gemaakt. Het maatgevende kenmerk van het gemiddelde stortgewicht voor holle stenen mag niet hoger zijn dan 1.650 kg / m³, voorvol - 2.200 kg/m³.

Muurstenen in termen van gemiddelde dichtheid (en bovendien thermische geleidbaarheid) worden als effectief beschouwd (dichtheid tot 1.400 kg / m³), conditioneel effectief (1.400-1.650 kg / m³) en zwaar (hierboven 1.650 kg/m³). De meeste worden nu gemaakt van lichtgewicht beton met een lage dichtheid (tot 1.800 kg/m³).

Zwaar beton (inclusief zand) met hoge slijtvastheid en lage wateropname wordt gebruikt bij de productie van zij- of wegstenen, evenals straatstenen, omdat hun bedrijfsomstandigheden zwaarder zijn dan die van muurplaten.

Kunststenen verschillen ook in aggregaat, dat kan bestaan uit kwartszand (beschouwd als fijn aggregaat) of sterk gesteente (groot aggregaat). De dichtheid van steenslag van natuursteen kan bijvoorbeeld verschillen, afhankelijk van de fractie - de mate van slijpen. De samenstelling van het aggregaat heeft ook een significant effect op de dichtheid van kunststeen.