Visiem minerāliem (un akmeņi ir minerāli) ir divas svarīgas īpašības – masa un blīvums. Turklāt akmens blīvums ir svarīgs tīri praktiskā nozīmē - lai aprēķinātu derīgo izrakteņu atradnes rezerves.
Kas ir šī funkcija?
Jebkurai vielai blīvums tiek saprasts kā masa dalīta ar tilpuma vienību. Tā kā akmeņiem (tas ir, minerāliem) ir neviendabīgs sastāvs un tajos ir dažādu atomu masu elementi, to blīvuma fizikālās īpašības var ievērojami atšķirties. Arī akmeņu blīvums ir atkarīgs ne tikai no to elementu smaguma pakāpes, kas tos veido, bet arī no tā, cik cieši elementārdaļiņas ir "iesaiņotas" savā iekšējā struktūrā.
Mineraloģija nodarbojas ar minerālu blīvuma izpēti. Akmens blīvumu aprēķina, parauga minerāla masu uz tilpuma vienību dalot ar tāda paša tilpuma ūdens masu 4 ⁰С temperatūrā. Piemēram, parauga svars ir 200 grami. Ūdens tādā pašā tilpumā 40 grami. Šajā gadījumā šī akmens blīvums būs vienāds ar 5.
Akmeņu blīvumu mēra kilogramos uz kubikmetru vaigrami uz kubikcentimetru.
Kā uzzināt akmens blīvumu?
Kā nosaka akmens blīvumu? Procedūra ir pavisam vienkārša – paraugu vispirms nosveram gaisā, tad ūdenī. Saskaņā ar Arhimēda likumu iegūtā starpība atbilst ūdens masai, ko paraugs izspiež. Blīvumu aprēķina, dalot parauga masu gaisā ar šo starpību.
Atkarībā no blīvuma minerāli var būt viegli, vidēji smagi un ļoti smagi. Piemēram, granīta akmens blīvums ir 2600 kg/m³. Uzziņai: plaušu blīvums nepārsniedz 2,5 g / cm³, vidējs - svārstās no 2,5 līdz 4 g / cm³, smags - no 4 līdz 8 g / cm³. Minerāli ar blīvumu virs 8 g/cm³ ir ļoti smagi akmeņi.
Gem Density
Papildus blīvumam un citai pazīmei - cietībai, dārgakmeņu minerāliem vai dārgakmeņiem ir arī tik svarīga sastāvdaļa kā masa, mērot gramos vai karātos (pērlēm - graudos).
Lai saprastu šo vienību attiecību, atcerieties: 1 karāts atbilst 200 miligramiem, vienā graudā ir 50 miligrami, tas ir, 1 karāts ir vienāds ar četriem graudiem. Dārgakmeņu mērījumu precizitāte ir līdz divām zīmēm aiz komata.
Ejam uz laboratoriju
Kā izmērīt bagarēšanas blīvumu. akmeņi laboratorijā? Šim nolūkam vislabāk piemērota hidrostatiskā metode. Tās principu pirms daudziem gadsimtiem ierosināja grieķu zinātnieks Arhimēds. No skolas fizikas kursa zināmā principa būtība ir šāda: šķidrumā iegremdēts ķermenistiek izspiests no tā ar spēku, kas ir vienāds ar šī ķermeņa izspiestā šķidruma svaru.
Vienkārši sakot, ja jūs pakarat akmeni un nolaižat to ūdenī, tad tā svars salīdzinājumā ar oriģinālo samazināsies par tik daudz, cik sver tā izspiestā ūdens tilpums. Ir skaidrs, ka šis tilpums būs vienāds ar paša akmens tilpumu.
Tādējādi, secīgi nosverot akmeņus gaisā un pēc tam ūdenī, mēs varam iegūt visus aprēķinam nepieciešamos datus.
Viss - dabai
Tagad pievērsīsimies dabīgā akmens materiāliem. Kā jūs zināt, ir vairāki veidi. No praktiskā viedokļa jebkura šķirne parasti tiek klasificēta vienā no divām grupām - spēcīga vai vāja.
Pirmās grupas materiāliem ir augsts cietības indekss, un visbiežāk to struktūra ir vidēji vai rupji graudaina. Tā sauktajā neizturīgā stāvoklī tiem ir maza ūdens uzsūkšanās. Citās (mazas stiprības) šķirnēs, kā norāda nosaukums, izturība ir daudz zemāka. Viņiem ir arī daudz augstāka ūdens absorbcijas pakāpe.
Dažkārt, atpazīstot iežu veidus, ir jānosaka tā cietība. Laukā to visērtāk izdarīt ar t.s. relatīvā Mosa skala un papildu improvizētie līdzekļi. Šādi improvizēti līdzekļi var būt irbulis, monēta, stikla gabals, vīle, tērauda adata vai nazis, parasts vai dimanta stikla griezējs. Akmens vidējais blīvums ir svarīgs arī tā iežu noteikšanā. Nosakot šo vērtību, ir iespējams identificētšķirni, atsaucoties uz īpašām tabulām.
Aprēķināt dabisko akmeņu blīvumu
Kā aprēķināt paraugakmens vidējo blīvumu? Šim nolūkam nepieciešamais aprīkojums ir svari ar atsvaru komplektu un prasmēm izmērīt neregulāras formas parauga tilpumu.
Vienkāršākais veids, kā to izdarīt, ir graduētais balons ar aptuveni puslitra tilpumu. Šādā cilindrā ielej 200-300 ml ūdens un ieliek gabaliņu no pētītā akmens materiāla.
Kopējais ūdenī ievietoto paraugu tilpums tiek atpazīts pēc to izspiestā ūdens daudzuma. Tad, dalot to masu ar aprēķināto tilpumu, iegūst materiāla vidējo blīvumu.
Kas ir svarīgi ņemt vērā?
Jāatzīmē, ka šī metode ir piemērota tikai blīviem iežiem ar zemu ūdens absorbciju (ne vairāk kā 2%). Ja šis raksturlielums ir augstāks (līdz 5%), iepriekš nosvērts sauss paraugs vispirms jāievieto ūdens vidē, lai tas piesātinātu. Pēc tam vidējo blīvumu nosaka ar iepriekš minēto metodi. Piesātinājums tiek uzskatīts par pilnīgu, ja svars pārstāj augt ūdens absorbcijas laikā.
Porainiem akmeņiem (visbiežāk kaļķakmeņiem vai tufiem) ir zema izturība. Tos ir viegli apstrādāt - ar parastu metāla zāģi izgrieziet vajadzīgās formas paraugu (piemēram, kubu) un aprēķiniet tā tilpumu, izmērot malas.
DIY
Ja uz lauka nav pietiekama tilpuma mērcilindra, izspiestā ūdens daudzumu var noteikt ar sekojošoveidā. Jebkurā cilindriskā metāla traukā tieši zem augšas ar parastu naglu sienā tiek izdurts caurums, pēc tam tajā tiek ievietota caurule, kuru var izgatavot arī neatkarīgi, rullējot jebkuru plēvi. Piestipriniet to cilindra sienā ar plastilīnu vai līdzīgu materiālu.
Tādējādi jūs iegūsit ceļojuma apjoma mērītāju. Ja šī iekārta tiek izmantota pastāvīgi, ir lietderīgi lodēt tērauda vai misiņa cauruli.
Cilvēku radīti akmeņi
Viss iepriekš rakstītais attiecās uz dabīgajiem akmeņiem. Un tagad ir pienācis laiks runāt par mākslīgajiem. Tie var būt sienas, ceļa un sānu. Tajā jāiekļauj arī betona jumta dakstiņi un bruģakmens plātnes, kā arī visa veida aklās zonas, kāpņu pakāpieni un skursteņa elementi.
Gandrīz visu uzskaitīto akmeņu ražošanā gan Krievijā, gan ārzemēs tiek izmantoti stingri tehniskie standarti. Tie regulē visus galvenos raksturlielumus - izejvielu kvalitāti, sekcijas izmēru un formu, fizikālos un mehāniskos rādītājus (ieskaitot betona akmeņu blīvumu).
Šīs prasības ir atkarīgas no paredzamajiem darbības apstākļiem un pieejamā materiāla.
Kas var būt mākslīgie akmeņi?
Betons, no kura izgatavoti akmeņi, var būt smags vai viegls. No tā izgatavotie mākslīgie akmeņi ir izgatavoti cieti vai dobi. Dobu akmeņu vidējā tilpuma blīvuma normatīvais raksturlielums nedrīkst pārsniegt 1650 kg / m³,pilnvērtīgs - 2200 kg/m³.
Sienu akmeņi vidēja blīvuma (un turklāt siltumvadītspējas) ziņā tiek uzskatīti par efektīviem (blīvums līdz 1400 kg/m³), nosacīti efektīviem (1400-1650 kg/m³) un smagiem (augstāk). 1650 kg/m³). Lielākā daļa no tiem tagad tiek ražoti no vieglā betona ar zemu blīvumu (līdz 1800 kg/m³).
Smagais betons (ieskaitot smiltis) ar augstu nodilumizturību un zemu ūdens uzsūkšanas spēju tiek izmantots sānu vai ceļa akmeņu, kā arī bruģakmeņu ražošanā, jo to ekspluatācijas apstākļi ir bargāki nekā sienu.
Mākslīgie akmeņi atšķiras arī pēc pildvielas, kas var būt kvarca smiltis (uzskata par smalku pildvielu) vai spēcīgi ieži (lielais pildviela). Piemēram, šķembu blīvums no dabīgā akmens var atšķirties atkarībā no frakcijas - slīpēšanas pakāpes. Arī pildvielas sastāvam ir būtiska ietekme uz mākslīgā akmens blīvumu.
