Tutti i minerali (e le pietre sono minerali) hanno due caratteristiche importanti: massa e densità. Inoltre, la densità della pietra è importante in senso puramente pratico - per calcolare la riserva di un giacimento minerario.
Cos'è questa funzione?
Per qualsiasi sostanza, la densità è intesa come massa divisa per unità di volume. Poiché le pietre (cioè i minerali) hanno una composizione eterogenea e includono elementi di diverse masse atomiche, le caratteristiche fisiche della loro densità possono variare in modo significativo. Inoltre, la densità delle pietre dipende non solo dalla gravità degli elementi che le compongono, ma anche da quanto le particelle elementari siano strettamente "impacchettate" nella loro struttura interna.
La mineralogia si occupa dello studio della densità dei minerali. La densità di una pietra viene calcolata dividendo la massa di un minerale campione per unità di volume per la massa d'acqua dello stesso volume a una temperatura di 4 ⁰С. Ad esempio, il peso del campione è di 200 grammi. Acqua nello stesso volume di 40 grammi. In questo caso, la densità di questa pietra sarà pari a 5.
La densità delle pietre è misurata in chilogrammi per metro cubo ogrammi per centimetro cubo.
Come trovare la densità di una pietra?
Come viene determinata la densità di una pietra? La procedura è abbastanza semplice: pesiamo il campione prima in aria, poi in acqua. Secondo la legge di Archimede, la differenza risultante corrisponde alla massa d'acqua che il campione sposta. La densità si calcola dividendo la massa del campione nell'aria per questa differenza.
A seconda della densità, i minerali possono essere leggeri, medi, pesanti e molto pesanti. Ad esempio, la densità della pietra di granito è di 2.600 kg/m³. Per riferimento: la densità dei polmoni non supera 2,5 g / cm³, media - varia da 2,5 a 4 g / cm³, pesante - da 4 a 8 g / cm³. I minerali con una densità superiore a 8 g/cm³ sono pietre molto pesanti.
Densità gemma
Oltre alla densità e ad un' altra caratteristica - la durezza, anche i minerali delle gemme o le pietre preziose hanno una componente così importante come la massa, misurata in grammi o carati (per le perle - in grani).
Per capire il rapporto di queste unità, ricorda: 1 carato corrisponde a 200 milligrammi, in un chicco ci sono 50 milligrammi, cioè 1 carato corrisponde a quattro chicchi. La precisione della misurazione delle gemme è fino a due cifre decimali.
Andiamo al laboratorio
Come misurare la densità della draga. pietre in laboratorio? Il metodo idrostatico è più adatto a questo. Il suo principio fu proposto dallo scienziato greco Archimede molti secoli fa. L'essenza del principio conosciuto dal corso di fisica della scuola è la seguente: un corpo immerso in un liquidoviene espulso da esso da una forza uguale al peso del liquido spostato da questo corpo.
In parole povere, se appendi un sasso e lo abbassi nell'acqua, il suo peso diminuirà rispetto a quello originale tanto quanto pesa il volume d'acqua spostato da esso. È chiaro che questo volume sarà uguale al volume della pietra.
Quindi, pesando in sequenza le pietre nell'aria e poi nell'acqua, possiamo ottenere tutti i dati necessari per il calcolo.
Tutto - alla natura
Ora passiamo ai materiali lapidei naturali. Come sai, ne esistono di diversi tipi. Da un punto di vista pratico, ogni razza è solitamente classificata in uno di due gruppi: forte o di bassa resistenza.
I materiali del primo gruppo hanno un indice di durezza elevato e, molto spesso, la struttura è a grana media o grossolana. Nel cosiddetto stato non esposto alle intemperie, hanno uno scarso assorbimento d'acqua. In altre razze (a bassa resistenza), come suggerisce il nome, la forza è molto più bassa. Hanno anche un grado di assorbimento d'acqua molto più elevato.
A volte, quando si riconoscono i tipi di roccia, è necessario determinarne la durezza. Sul campo, è più conveniente farlo con l'aiuto del cosiddetto. relativa scala di Mohs e mezzi improvvisati aggiuntivi. Tali mezzi improvvisati possono essere uno stilo, una moneta, un pezzo di vetro, una lima, un ago d'acciaio o un coltello, un normale tagliavetro o un diamante. Anche la densità media di una pietra è importante per determinare la sua roccia. Determinando questo valore, è possibile identificareallevare facendo riferimento a tabelle speciali.
Calcola la densità delle pietre naturali
Come calcolare la densità media di una pietra campione? L'attrezzatura necessaria per questo è una bilancia con una serie di pesi e le capacità per misurare il volume di un campione di forma irregolare.
Il modo più semplice per farlo è con un cilindro graduato graduato con un volume di circa mezzo litro. 200-300 ml di acqua vengono versati in un tale cilindro e viene posizionato un pezzo del materiale lapideo studiato.
Il volume totale dei campioni posti in acqua è riconosciuto dalla quantità di acqua spostata da essi. Quindi, dividendo la loro massa per il volume calcolato, si ottiene la densità media del materiale.
Cosa è importante considerare?
Va notato che questo metodo è adatto solo per rocce dense con basso assorbimento d'acqua (non più del 2%). Se questa caratteristica è superiore (fino al 5%), un campione secco, previamente pesato, deve essere prima posto in un mezzo acquoso per la saturazione. Quindi la densità media è determinata con il metodo sopra. La saturazione è considerata completa se il peso smette di crescere durante l'assorbimento dell'acqua.
Le pietre porose (il più delle volte calcari o tufi) hanno una bassa resistenza. Sono facili da elaborare: ritaglia un campione della forma desiderata (ad esempio un cubo) con un normale seghetto e calcola il suo volume misurando i bordi.
Fai da te
In assenza di un volume sufficiente di un cilindro graduato nel campo, la quantità di acqua spostata può essere determinata come seguemaniera. In un qualsiasi recipiente metallico cilindrico, appena sotto la sommità, viene praticato un foro nel muro con un comune chiodo, quindi vi viene inserito un tubo, che può essere realizzato anche indipendentemente arrotolando qualsiasi pellicola. Fissalo alla parete del cilindro con plastilina o altro materiale simile.
Così, ottieni un misuratore del volume di viaggio. Se questa unità viene utilizzata costantemente, ha senso saldare un tubo di acciaio o ottone.
Pietre fatte dall'uomo
Tutto quanto scritto sopra si riferiva a pietre naturali. E ora è il momento di parlare di artificiali. Possono essere a parete, su strada e di lato. Ciò dovrebbe includere anche tegole e lastre di pavimentazione in cemento, nonché tutti i tipi di aree cieche, gradini ed elementi del camino.
Nella produzione di quasi tutte le pietre elencate sia in Russia che all'estero, vengono utilizzati severi standard tecnici. Regolano tutte le caratteristiche principali: la qualità delle materie prime, la dimensione e la forma della sezione, gli indicatori fisici e meccanici (compresa la densità delle pietre di cemento).
Questi requisiti dipendono dalle condizioni operative previste e dal materiale disponibile.
Cosa possono essere le pietre artificiali?
Il cemento di cui sono fatte le pietre può essere pesante o leggero. Le pietre artificiali che ne derivano sono rese solide o cave. La caratteristica normativa della densità apparente media per le pietre cave non deve superare 1.650 kg / m³, percorposo - 2.200 kg/m³.
Le pietre da parete in termini di media densità (e, inoltre, conducibilità termica) sono considerate efficaci (densità fino a 1.400 kg / m³), condizionatamente efficaci (1.400-1.650 kg / m³) e pesanti (sopra 1.650 kg/m³). La maggior parte di essi è ora prodotta da calcestruzzo leggero a bassa densità (fino a 1.800 kg/m³).
Calcestruzzo pesante (compresa la sabbia) con elevata abrasione e basso assorbimento d'acqua viene utilizzato nella produzione di pietre laterali o stradali, nonché di lastre per pavimentazione, poiché le loro condizioni operative sono più severe di quelle delle pareti.
Le pietre artificiali differiscono anche per l'aggregato, che può essere sabbia di quarzo (considerato aggregato fine) o rocce forti (aggregato grande). Ad esempio, la densità della pietrisco dalla pietra naturale può essere diversa a seconda della frazione: il grado di macinazione. La composizione dell'aggregato ha anche un effetto significativo sulla densità della pietra artificiale.
