Làm thế nào để xác định khối lượng riêng của đá?

2024 Tác giả: Henry Conors | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-12 14:36

Tất cả các khoáng chất (và đá là khoáng chất) có hai đặc điểm quan trọng - khối lượng và tỷ trọng. Hơn nữa, mật độ của đá rất quan trọng theo nghĩa thuần túy thực tế - để tính trữ lượng của một mỏ khoáng sản.

Tính năng này là gì?

Đối với bất kỳ chất nào, khối lượng riêng được hiểu là khối lượng chia cho đơn vị thể tích. Vì đá (tức là khoáng chất) có thành phần không đồng nhất và bao gồm các nguyên tố có khối lượng nguyên tử khác nhau, nên đặc tính vật lý về mật độ của chúng có thể thay đổi đáng kể. Ngoài ra, mật độ của đá không chỉ phụ thuộc vào mức độ nghiêm trọng của các nguyên tố tạo nên chúng mà còn vào việc các hạt cơ bản được "đóng gói" chặt chẽ như thế nào trong cấu trúc bên trong của chúng.

Mineralogy đề cập đến việc nghiên cứu mật độ của các khoáng chất. Khối lượng riêng của đá được tính bằng cách chia khối lượng của một khoáng vật mẫu trên một đơn vị thể tích cho khối lượng của nước có cùng thể tích ở nhiệt độ 4 ⁰С. Ví dụ, trọng lượng mẫu là 200 gam. Nước trong cùng khối lượng 40 gam. Trong trường hợp này, mật độ của viên đá này sẽ bằng 5.

Mật độ của đá được đo bằng kilôgam trên mét khối hoặcgam trên centimet khối.

Cách tìm mật độ của đá?

Khối lượng riêng của đá được xác định như thế nào? Quy trình này khá đơn giản - chúng tôi cân mẫu trước tiên trong không khí, sau đó trong nước. Theo định luật Archimedes, kết quả chênh lệch tương ứng với khối lượng nước mà mẫu dịch chuyển. Tỷ trọng được tính bằng cách chia khối lượng của mẫu trong không khí cho hiệu số này.

Tùy thuộc vào độ đậm đặc, khoáng chất có thể nhẹ, trung bình, nặng và rất nặng. Ví dụ, khối lượng riêng của đá granit là 2.600 kg / m³. Để tham khảo: mật độ của phổi không vượt quá 2,5 g / cm³, trung bình - dao động từ 2,5 đến 4 g / cm³, nặng - từ 4 đến 8 g / cm³. Khoáng chất có mật độ trên 8 g / cm³ là đá rất nặng.

Mật độ đá quý

Ngoài mật độ và một đặc tính khác - độ cứng, khoáng chất đá quý hoặc đá quý còn có một thành phần quan trọng như khối lượng, được đo bằng gam hoặc carat (đối với ngọc trai - trong hạt).

Để hiểu tỷ lệ của các đơn vị này, hãy nhớ: 1 carat tương ứng với 200 miligam, trong một hạt có 50 miligam, tức là 1 carat tương đương với bốn hạt. Độ chính xác của phép đo đá quý lên đến hai chữ số thập phân.

Hãy đến phòng thí nghiệm

Cách đo mật độ nạo vét. đá trong phòng thí nghiệm? Phương pháp thủy tĩnh là phù hợp nhất cho việc này. Nguyên lý của nó đã được nhà khoa học người Hy Lạp Archimedes đề xuất từ nhiều thế kỷ trước. Bản chất của nguyên lý được biết đến từ khóa học vật lý ở trường là như sau: một vật thể ngâm trong chất lỏngbị đẩy ra khỏi nó bởi một lực tương đương với trọng lượng của chất lỏng bị dịch chuyển bởi cơ thể này.

Nói một cách đơn giản, nếu bạn treo một hòn đá và hạ nó xuống nước, thì trọng lượng của nó sẽ giảm đi so với ban đầu tương đương với thể tích của nước mà nó bị dịch chuyển. Rõ ràng là khối lượng này sẽ bằng khối lượng của chính viên đá.

Vì vậy, bằng cách cân liên tục các viên đá trong không khí và sau đó ở trong nước, chúng ta có thể nhận được tất cả dữ liệu chúng ta cần để tính toán.

Mọi thứ - để tự nhiên

Bây giờ chúng ta hãy chuyển sang vật liệu đá tự nhiên. Như bạn đã biết, có một số loại. Từ quan điểm thực tế, bất kỳ giống chó nào thường được xếp vào một trong hai nhóm - sức mạnh hoặc sức mạnh thấp.

Vật liệu thuộc nhóm đầu tiên có chỉ số độ cứng cao và thường có cấu trúc là hạt trung bình hoặc hạt thô. Ở trạng thái được gọi là không bị phong hóa, chúng có rất ít khả năng hút nước. Ở các giống (sức mạnh thấp) khác, như tên của nó, sức mạnh thấp hơn nhiều. Chúng cũng có mức độ hấp thụ nước cao hơn nhiều.

Đôi khi, khi nhận biết các loại đá, người ta phải xác định độ cứng của nó. Trên thực địa, nó là thuận tiện nhất để làm điều này với sự giúp đỡ của cái gọi là. thang Mohs tương đối và các phương tiện ứng biến bổ sung. Những phương tiện ngẫu hứng như vậy có thể là bút stylus, đồng xu, mảnh thủy tinh, giũa, kim thép hoặc dao, dao cắt thủy tinh thông thường hoặc kim cương. Mật độ trung bình của một viên đá cũng rất quan trọng trong việc xác định đá của nó. Bằng cách xác định giá trị này, có thể xác địnhsinh sản bằng cách tham khảo các bảng đặc biệt.

Tính khối lượng riêng của đá tự nhiên

Cách tính khối lượng riêng trung bình của mẫu đá? Thiết bị cần thiết cho việc này là một chiếc cân với một bộ trọng lượng và kỹ năng đo thể tích của một mẫu có hình dạng bất thường.

Cách dễ nhất để làm điều này là với một ống đong chia độ có thể tích khoảng nửa lít. 200-300 ml nước được đổ vào một hình trụ như vậy và một mảnh vật liệu đá đã nghiên cứu được đặt vào.

Tổng thể tích của các mẫu đặt trong nước được nhận biết bằng lượng nước mà chúng cho vào. Sau đó, bằng cách chia khối lượng của chúng cho thể tích tính toán, sẽ thu được mật độ trung bình của vật liệu.

Điều gì quan trọng cần xem xét?

Cần lưu ý rằng phương pháp này chỉ phù hợp với các loại đá dày đặc có độ hút nước thấp (không quá 2%). Nếu đặc tính này cao hơn (đến 5%), thì mẫu khô, đã được cân trước đó, trước tiên phải được đặt trong môi trường nước để bão hòa. Sau đó tỷ trọng trung bình được xác định theo phương pháp trên. Bão hòa được coi là hoàn thành nếu trọng lượng ngừng phát triển trong quá trình hấp thụ nước.

Đá xốp (thường là đá vôi hoặc đá vôi) có độ bền thấp. Chúng rất dễ xử lý - cắt ra một mẫu có hình dạng mong muốn (ví dụ: một khối lập phương) bằng một chiếc cưa sắt thông thường và tính thể tích của nó bằng cách đo các cạnh.

DIY

Trong trường hợp không có đủ thể tích ống đong tại hiện trường, lượng nước dịch chuyển có thể được xác định bằng cách sauthái độ. Trong bất kỳ bình kim loại hình trụ nào, ngay bên dưới đỉnh, một lỗ được đục trên tường bằng một chiếc đinh thông thường, sau đó một ống được đưa vào trong đó, ống này cũng có thể được tạo ra độc lập bằng cách cuộn bất kỳ màng nào. Cố định nó vào thành của hình trụ bằng plasticine hoặc bất kỳ vật liệu nào tương tự.

Như vậy, bạn sẽ có được một đồng hồ đo âm lượng hành trình. Nếu thiết bị này được sử dụng liên tục, bạn nên hàn ống thép hoặc đồng thau.

Đá nhân tạo

Mọi thứ được viết ở trên đều là đá tự nhiên. Và bây giờ là lúc nói về những cái nhân tạo. Chúng có thể là tường, đường và cạnh. Điều này cũng nên bao gồm mái ngói và tấm lát bê tông, cũng như tất cả các loại khu vực khuất, bậc cầu thang và các phần tử ống khói.

Trong sản xuất hầu hết các loại đá được liệt kê ở Nga và nước ngoài, các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt được sử dụng. Chúng quy định tất cả các đặc điểm chính - chất lượng của nguyên liệu thô, kích thước và hình dạng của mặt cắt, các chỉ tiêu cơ lý (bao gồm cả mật độ của đá bê tông).

Những yêu cầu này phụ thuộc vào điều kiện hoạt động dự kiến và vật liệu có sẵn.

Đá nhân tạo có thể là gì?

Bê tông làm từ đá có thể nặng hoặc nhẹ. Đá nhân tạo làm từ nó được làm đặc hoặc rỗng. Đặc tính quy chuẩn của khối lượng riêng trung bình đối với đá rỗng không được vượt quá 1.650 kg / m³, đối vớitoàn thân - 2.200 kg / m³.

Đá ốp tường về mật độ trung bình (và, ngoài ra, tính dẫn nhiệt) được coi là hiệu quả (mật độ lên đến 1.400 kg / m³), hiệu quả có điều kiện (1.400-1.650 kg / m³) và nặng (trên 1.650 kg / m³). Hầu hết chúng hiện được sản xuất từ bê tông nhẹ có tỷ trọng thấp (lên đến 1.800 kg / m³).

Bê tông nặng (bao gồm cả cát) có độ mài mòn cao và độ hút nước thấp được sử dụng trong sản xuất đá lát đường hoặc đá lát đường, cũng như tấm lát nền, vì điều kiện vận hành của chúng khắc nghiệt hơn so với đá ốp tường.

Đá nhân tạo cũng khác nhau về cấp phối, có thể là cát thạch anh (được coi là cốt liệu mịn) hoặc đá mạnh (cốt liệu lớn). Ví dụ, tỷ trọng của đá nghiền từ đá tự nhiên có thể khác nhau tùy thuộc vào tỷ lệ - mức độ nghiền. Thành phần cốt liệu cũng có ảnh hưởng đáng kể đến mật độ của đá nhân tạo.