Visi mineralai (ir akmenys yra mineralai) turi dvi svarbias charakteristikas – masę ir tankį. Be to, akmens tankis yra svarbus grynai praktine prasme – norint apskaičiuoti naudingųjų iškasenų telkinio atsargą.
Kas tai per funkcija?
Bet kurios medžiagos tankis suprantamas kaip masė, padalyta iš tūrio vieneto. Kadangi akmenys (ty mineralai) turi nevienalytę sudėtį ir apima skirtingos atominės masės elementus, jų tankio fizinės charakteristikos gali labai skirtis. Be to, akmenų tankis priklauso ne tik nuo juos sudarančių elementų stiprumo, bet ir nuo to, kaip sandariai elementarios dalelės yra „supakuotos“savo vidinėje struktūroje.
Mineralogija yra susijusi su mineralų tankio tyrimu. Akmens tankis apskaičiuojamas padalijus tūrio vieneto mineralinio mėginio masę iš tokio pat tūrio vandens masės, esant 4 ⁰С temperatūrai. Pavyzdžiui, mėginio svoris yra 200 gramų. Vanduo tokio paties tūrio 40 gramų. Šiuo atveju šio akmens tankis bus lygus 5.
Akmenų tankis matuojamas kilogramais kubiniame metre arbagramų kubiniame centimetre.
Kaip sužinoti akmens tankį?
Kaip nustatomas akmens tankis? Procedūra gana paprasta – mėginį iš pradžių pasveriame ore, paskui vandenyje. Pagal Archimedo dėsnį gautas skirtumas atitinka vandens masę, kurią mėginys išstumia. Tankis apskaičiuojamas padalijus bandinio masę ore iš šio skirtumo.
Priklausomai nuo tankio, mineralai gali būti lengvi, vidutiniai, sunkūs ir labai sunkūs. Pavyzdžiui, granito akmens tankis yra 2600 kg/m³. Nuoroda: plaučių tankis neviršija 2,5 g / cm³, vidutinis - svyruoja nuo 2,5 iki 4 g / cm³, sunkus - nuo 4 iki 8 g / cm³. Mineralai, kurių tankis didesnis nei 8 g/cm³, yra labai sunkūs akmenys.
Brangakmenių tankis
Be tankio ir kitos charakteristikos – kietumo, brangakmeniai ar brangakmeniai taip pat turi tokį svarbų komponentą kaip masė, matuojama gramais arba karatais (perlams – grūdeliais).
Norėdami suprasti šių vienetų santykį, atminkite: 1 karatas atitinka 200 miligramų, viename grūde yra 50 miligramų, tai yra, 1 karatas yra lygus keturiems grūdams. Brangakmenių matavimo tikslumas yra iki dviejų skaičių po kablelio.
Eime į laboratoriją
Kaip išmatuoti žemsiurbės tankį. akmenys laboratorijoje? Tam geriausiai tinka hidrostatinis metodas. Jo principą prieš daugelį amžių pasiūlė graikų mokslininkas Archimedas. Iš mokyklinio fizikos kurso žinomo principo esmė yra tokia: kūnas panardintas į skystįyra išstumiamas iš jo jėgos, lygia šio kūno išstumto skysčio svoriui.
Paprasčiau tariant, jei pakabinsite akmenį ir nuleisite jį į vandenį, jo svoris, palyginti su originaliu, sumažės tiek, kiek sveria jo išstumto vandens tūris. Aišku, kad šis tūris bus lygus paties akmens tūriui.
Taigi, paeiliui sverdami akmenis ore, o paskui vandenyje, galime gauti visus skaičiavimui reikalingus duomenis.
Viskas – į gamtą
Dabar pereikime prie natūralaus akmens medžiagų. Kaip žinote, yra keletas tipų. Praktiniu požiūriu bet kuri veislė paprastai priskiriama vienai iš dviejų grupių – stiprios arba silpnos.
Pirmosios grupės medžiagos turi aukštą kietumo indeksą, o jų struktūra dažniausiai yra vidutinio arba stambiagrūdė. Vadinamojoje neatmosferoje būsenoje jie mažai sugeria vandenį. Kitose (mažo stiprumo) veislėse, kaip rodo pavadinimas, stiprumas yra daug mažesnis. Jie taip pat daug geriau sugeria vandenį.
Kartais, atpažįstant uolienų rūšis, reikia nustatyti jos kietumą. Lauke tai padaryti patogiausia pasitelkus vadinamąjį. santykinė Moso skalė ir papildomos improvizuotos priemonės. Tokios improvizuotos priemonės gali būti rašiklis, moneta, stiklo gabalas, dildė, plieninė adata ar peilis, paprastas arba deimantinis stiklo pjaustytuvas. Nustatant jo uolieną svarbus ir vidutinis akmens tankis. Nustačius šią reikšmę galima nustatytiveisti pagal specialias lenteles.
Apskaičiuokite natūralių akmenų tankį
Kaip apskaičiuoti vidutinį pavyzdinio akmens tankį? Tam reikalinga įranga yra svarstyklės su svarmenų rinkiniu ir įgūdžiais išmatuoti netaisyklingos formos mėginio tūrį.
Lengviausias būdas tai padaryti yra su maždaug pusės litro tūrio graduotu balionu. Į tokį cilindrą supilama 200-300 ml vandens ir dedamas gabalėlis tiriamos akmens medžiagos.
Bendras į vandenį įdėtų mėginių tūris atpažįstamas pagal jų išstumto vandens kiekį. Tada, padalijus jų masę iš apskaičiuoto tūrio, gaunamas vidutinis medžiagos tankis.
Į ką svarbu atsižvelgti?
Pažymėtina, kad šis metodas tinka tik tankioms uolienoms, kurių vandens įgeriamumas mažas (ne daugiau kaip 2%). Jei ši charakteristika yra didesnė (iki 5%), sausas mėginys, prieš tai pasvertas, pirmiausia turi būti dedamas į vandeninę terpę, kad jis būtų prisotintas. Tada vidutinis tankis nustatomas aukščiau nurodytu metodu. Prisotinimas laikomas baigtu, jei svoris nustoja augti absorbuojant vandenį.
Akytieji akmenys (dažniausiai kalkakmeniai arba tufai) turi mažą stiprumą. Juos lengva apdirbti – įprastu metalo pjūklu išpjaukite norimos formos pavyzdį (pavyzdžiui, kubą) ir apskaičiuokite jo tūrį matuodami kraštus.
Pasidaryk pats
Jei lauke nėra pakankamo tūrio matavimo cilindro, išstumto vandens kiekį galima nustatyti taipbūdas. Bet kuriame cilindriniame metaliniame inde, tiesiai žemiau viršaus, įprastu vinimi sienoje praduriama skylutė, tada į ją įkišamas vamzdelis, kurį taip pat galima padaryti savarankiškai, suvyniojus bet kokią plėvelę. Pritvirtinkite jį prie cilindro sienelės plastilinu ar bet kokia panašia medžiaga.
Taigi gausite kelionės apimties matuoklį. Jei šis įrenginys naudojamas nuolat, prasminga lituoti plieninį arba žalvarinį vamzdelį.
Žmonių sukurti akmenys
Viskas, kas parašyta aukščiau, buvo susijusi su natūraliais akmenimis. O dabar laikas kalbėti apie dirbtinius. Jie gali būti sienos, kelio ir šoniniai. Tai taip pat turėtų apimti betonines stogo čerpes ir grindinio plokštes, taip pat visas aklinas zonas, laiptų laiptelius ir kamino elementus.
Gaminant beveik visus išvardintus akmenis tiek Rusijoje, tiek užsienyje, taikomi griežti techniniai standartai. Jie reguliuoja visas pagrindines charakteristikas – žaliavų kokybę, pjūvio dydį ir formą, fizikinius ir mechaninius rodiklius (įskaitant betoninių akmenų tankį).
Šie reikalavimai priklauso nuo numatomų eksploatavimo sąlygų ir turimos medžiagos.
Kas gali būti dirbtiniai akmenys?
Betonas, iš kurio gaminami akmenys, gali būti sunkus arba lengvas. Iš jo pagaminti dirbtiniai akmenys daromi kieti arba tuščiaviduriai. Vidutinio tuščiavidurių akmenų tūrinio tankio normatyvinė charakteristika neturi viršyti 1650 kg / m³,pilno kūno – 2 200 kg/m³.
Sienos akmenys vidutinio tankio (ir, be to, šilumos laidumo) požiūriu laikomi efektyviais (tankis iki 1400 kg/m³), sąlygiškai efektyviais (1400–1650 kg/m³) ir sunkiais (aukščiau) 1 650 kg/m³). Dauguma jų dabar gaminami iš mažo tankio (iki 1800 kg/m³) lengvojo betono.
Sunkusis betonas (įskaitant smėlį), turintis didelį dilimą ir mažą vandens įgeriamumą, naudojamas gaminant šoninius arba kelio akmenis, taip pat grindinio plokštes, nes jų eksploatavimo sąlygos yra griežtesnės nei sienų.
Dirbtiniai akmenys taip pat skiriasi užpildu, kuris gali būti kvarcinis smėlis (laikomas smulkiu užpildu) arba stiprios uolienos (didelis užpildas). Pavyzdžiui, skaldos iš natūralaus akmens tankis gali skirtis priklausomai nuo frakcijos – šlifavimo laipsnio. Užpildo sudėtis taip pat turi didelę įtaką dirbtinio akmens tankiui.
