Alle mineraler (og sten er mineraler) har to vigtige egenskaber - masse og tæthed. Desuden er stenens tæthed vigtig rent praktisk - at beregne reserven af en mineralforekomst.
Hvad er denne funktion?
For ethvert stof forstås massefylde som masse divideret med enhedsvolumen. Da sten (det vil sige mineraler) har en heterogen sammensætning og inkluderer elementer af forskellige atommasser, kan den fysiske karakteristik af deres tæthed variere betydeligt. Stenens tæthed afhænger også ikke kun af sværhedsgraden af de elementer, der udgør dem, men også af, hvor tæt elementarpartikler er "pakket" i deres indre struktur.
Mineralogi omhandler studiet af tætheden af mineraler. Densiteten af en sten beregnes ved at dividere massen af et prøvemineral pr. volumenenhed med massen af vand af samme volumen ved en temperatur på 4 ⁰С. Eksempelvis er prøvens vægt 200 gram. Vand i samme volumen på 40 gram. I dette tilfælde vil tætheden af denne sten være lig med 5.
Tætheden af sten måles i kilogram pr. kubikmeter ellergram pr. kubikcentimeter.
Hvordan finder man tætheden af en sten?
Hvordan bestemmes tætheden af en sten? Fremgangsmåden er ret enkel - vi vejer prøven først i luft og derefter i vand. Ifølge Arkimedes lov svarer den resulterende forskel til massen af vand, som prøven fortrænger. Massefylde beregnes ved at dividere massen af prøven i luft med denne forskel.
Afhængigt af densiteten kan mineraler være lette, mellemstore, tunge og meget tunge. For eksempel er densiteten af granitsten 2.600 kg/m³. Til reference: lungernes tæthed overstiger ikke 2,5 g / cm³, medium - varierer fra 2,5 til 4 g / cm³, tung - fra 4 til 8 g / cm³. Mineraler med en densitet over 8 g/cm³ er meget tunge sten.
Gem Density
Ud over densitet og en anden egenskab - har hårdhed, ædelstensmineraler eller ædelsten også en så vigtig komponent som masse, målt i gram eller karat (for perler - i korn).
For at forstå forholdet mellem disse enheder, husk: 1 karat svarer til 200 milligram, i et korn er der 50 milligram, det vil sige, 1 karat er lig med fire korn. Nøjagtigheden af ædelstensmålingen er op til to decimaler.
Lad os gå til laboratoriet
Sådan måler man opgravningstæthed. sten i laboratoriet? Den hydrostatiske metode er bedst egnet til dette. Dets princip blev foreslået af den græske videnskabsmand Archimedes for mange århundreder siden. Essensen af princippet kendt fra skolens fysikkursus er som følger: en krop nedsænket i en væskeskubbes ud af det af en kraft, der er lig med vægten af væsken, der fortrænges af dette legeme.
For at sige det enkelt, hvis du hænger en sten og sænker den ned i vandet, vil dens vægt falde i forhold til den originale med lige så meget som mængden af vand, der fortrænges af den, vejer. Det er klart, at dette volumen vil være lig med stenens eget volumen.
Ved sekventielt at veje stenene i luften og derefter i vandet kan vi således få alle de data, vi har brug for til beregningen.
Alt - til naturen
Lad os nu vende os til naturstensmaterialer. Der er som bekendt flere typer. Fra et praktisk synspunkt klassificeres enhver race norm alt i en af to grupper - stærk eller lavstyrke.
Materialer i den første gruppe har et højt hårdhedsindeks, og strukturen er oftest medium eller grovkornet. I den såkaldte uforvitrede tilstand har de ringe vandoptagelse. I andre (lavstyrke) racer, som navnet antyder, er styrken meget lavere. De har også en meget højere grad af vandabsorption.
Nogle gange, når man genkender typer af sten, er det nødvendigt at bestemme dens hårdhed. I marken er det mest bekvemt at gøre dette ved hjælp af den såkaldte. relativ Mohs-skala og yderligere improviserede virkemidler. Sådanne improviserede midler kan være en stylus, en mønt, et stykke glas, en fil, en stålnål eller en kniv, en almindelig eller en diamantglasskærer. Den gennemsnitlige tæthed af en sten er også vigtig for at bestemme dens sten. Ved at bestemme denne værdi er det muligt at identificereopdrætte ved at henvise til specielle tabeller.
Beregn tætheden af natursten
Hvordan beregner man den gennemsnitlige tæthed af en prøvesten? Det nødvendige udstyr til dette er en vægt med et sæt vægte og færdigheder til at måle volumen af en prøve med uregelmæssig form.
Den nemmeste måde at gøre dette på er med en gradueret gradueret cylinder med et volumen på omkring en halv liter. 200-300 ml vand hældes i en sådan cylinder, og et stykke af det undersøgte stenmateriale anbringes.
Det samlede volumen af prøver placeret i vand genkendes af mængden af vand, der fortrænges af dem. Derefter, ved at dividere deres masse med det beregnede rumfang, opnås den gennemsnitlige massefylde af materialet.
Hvad er vigtigt at overveje?
Det skal bemærkes, at denne metode kun er egnet til tætte sten med lav vandabsorption (ikke mere end 2%). Hvis denne egenskab er højere (op til 5 %), skal en tør prøve, der tidligere er blevet vejet, først anbringes i et vandigt medium til mætning. Derefter bestemmes den gennemsnitlige tæthed ved ovenstående metode. Mætningen betragtes som fuldstændig, hvis vægten holder op med at vokse under optagelse af vand.
Porøse sten (oftest kalksten eller tufs) har lav styrke. De er nemme at bearbejde - skær en prøve af den ønskede form ud (for eksempel en terning) med en almindelig båndsav og beregn dens volumen ved at måle kanterne.
DIY
I mangel af et tilstrækkeligt volumen af en målecylinder i marken, kan mængden af fortrængt vand bestemmes ved følgendemåde. I ethvert cylindrisk metalbeholder, lige under toppen, slås et hul i væggen med et almindeligt søm, derefter indsættes et rør i det, som også kan fremstilles uafhængigt ved at rulle enhver film. Fastgør det i cylinderens væg med plasticine eller lignende materiale.
Dermed får du en rejsevolumenmåler. Hvis denne enhed bruges konstant, giver det mening at lodde et stål- eller messingrør.
menneskeskabte sten
Alt skrevet ovenfor refererede til natursten. Og nu er det tid til at tale om kunstige. De kan være væg, vej og side. Dette bør også omfatte betontagsten og belægningsplader, samt alle former for blinde områder, trappetrin og skorstenselementer.
I produktionen af næsten alle de listede sten både i Rusland og i udlandet anvendes strenge tekniske standarder. De regulerer alle de vigtigste egenskaber - kvaliteten af råmaterialer, størrelsen og formen af sektionen, fysiske og mekaniske indikatorer (inklusive tætheden af betonsten).
Disse krav afhænger af de forventede driftsforhold og det tilgængelige materiale.
Hvad kan være kunstige sten?
Betonen, som stenene er lavet af, kan enten være tung eller let. Kunstige sten lavet af det er lavet solide eller hule. Den normative karakteristik af den gennemsnitlige rumvægt for hule sten bør ikke overstige 1.650 kg / m³, forfyldig - 2.200 kg/m³.
Vægsten med hensyn til middel tæthed (og derudover termisk ledningsevne) anses for at være effektive (densitet op til 1.400 kg/m³), betinget effektive (1.400-1.650 kg/m³) og tunge (over 1.650 kg/m³). De fleste af dem er nu fremstillet af letvægtsbeton med lav densitet (op til 1.800 kg/m³).
Tung beton (inklusive sand) med høj slid og lav vandabsorption bruges til fremstilling af side- eller vejsten samt belægningsplader, da deres driftsbetingelser er mere strenge end væggenes.
Kunstige sten adskiller sig også i tilslag, som kan være kvartssand (som betragtes som fint tilslag) eller stærke sten (stort tilslag). For eksempel kan tætheden af knust sten fra natursten være forskellig afhængig af fraktionen - graden af slibning. Sammensætningen af tilslaget har også en betydelig effekt på tætheden af kunstig sten.
