Kõigil mineraalidel (ja kividel on mineraalid) on kaks olulist omadust – mass ja tihedus. Pealegi on kivi tihedus oluline puhtpraktilises mõttes – maavaramaardla varu arvutamiseks.
Mis see funktsioon on?
Iga aine puhul mõistetakse tiheduse all massi, mis on jagatud ruumalaühikuga. Kuna kivid (st mineraalid) on heterogeense koostisega ja sisaldavad erineva aatommassiga elemente, võivad nende tiheduse füüsikalised omadused oluliselt erineda. Samuti ei sõltu kivide tihedus mitte ainult neid moodustavate elementide raskusastmest, vaid ka sellest, kui tihed alt on elementaarosakesed oma sisestruktuuris "pakitud".
Mineraloogia tegeleb mineraalide tiheduse uurimisega. Kivi tiheduse arvutamiseks jagatakse proovi mineraali mass ruumalaühiku kohta sama mahuga vee massiga temperatuuril 4 ⁰С. Näiteks proovi kaal on 200 grammi. Vesi samas mahus 40 grammi. Sel juhul on selle kivi tihedus 5.
Kivide tihedust mõõdetakse kilogrammides kuupmeetri kohta võigrammi kuupsentimeetri kohta.
Kuidas leida kivi tihedust?
Kuidas määratakse kivi tihedus? Protseduur on üsna lihtne – kaalume proovi esm alt õhus, seejärel vees. Archimedese seaduse järgi vastab saadud erinevus vee massile, mille proov tõrjub. Tihedus arvutatakse, jagades proovi massi õhus selle erinevusega.
Sõltuv alt tihedusest võivad mineraalid olla kerged, keskmised, rasked ja väga rasked. Näiteks graniitkivi tihedus on 2600 kg/m³. Võrdluseks: kopsude tihedus ei ületa 2,5 g / cm³, keskmine - vahemikus 2,5 kuni 4 g / cm³, raske - 4 kuni 8 g / cm³. Mineraalid, mille tihedus on üle 8 g/cm³, on väga rasked kivid.
Kalliskivi tihedus
Lisaks tihedusele ja teisele omadusele - kõvadusele on vääriskivides või vääriskivides ka selline oluline komponent nagu mass, mõõdetuna grammides või karaatides (pärlite puhul - terades).
Nende ühikute suhte mõistmiseks pidage meeles: 1 karaat vastab 200 milligrammile, ühes teras on 50 milligrammi, see tähendab, et 1 karaat võrdub nelja teraga. Vääriskivide mõõtmise täpsus on kuni kaks kohta pärast koma.
Lähme laborisse
Kuidas mõõta süvendi tihedust. kivid laboris? Selleks sobib kõige paremini hüdrostaatiline meetod. Selle põhimõtte pakkus välja Kreeka teadlane Archimedes sajandeid tagasi. Koolifüüsika kursusest tuntud põhimõtte olemus on järgmine: vedelikku sukeldatud kehasurutakse sellest välja jõuga, mis on võrdne selle keha poolt väljatõrjutud vedeliku massiga.
Lihtsustatult öeldes, kui riputada kivi ja lasta see vette, väheneb selle kaal võrreldes algse kiviga sama palju, kui kaalub tema poolt väljatõrjutud vee maht. On selge, et see maht on võrdne kivi enda mahuga.
Seega, kaaludes järjestikku kive õhus ja seejärel vees, saame kõik arvutamiseks vajalikud andmed.
Kõik – loodusele
Nüüd pöördume looduslike kivimaterjalide poole. Nagu teate, on neid mitut tüüpi. Praktilisest vaatenurgast liigitatakse iga tõug tavaliselt ühte kahest rühmast – tugev või madala tugevusega.
Esimese rühma materjalidel on kõrge kõvadusindeks ja enamasti on nende struktuur keskmise või jämedateraline. Nn ilmastikuta olekus on neil vähene veeimavus. Teistel (madala tugevusega) tõugudel, nagu nimigi ütleb, on tugevus palju väiksem. Neil on ka palju suurem veeimavus.
Mõnikord on kivimitüüpide tuvastamisel vaja määrata selle kõvadus. Põllul on seda kõige mugavam teha nn. suhteline Mohsi skaala ja täiendavad improviseeritud vahendid. Sellised improviseeritud vahendid võivad olla pliiats, münt, klaasitükk, viil, terasnõel või nuga, tavaline või teemantklaasilõikur. Kivi keskmine tihedus on oluline ka selle kivimi määramisel. Selle väärtuse määramisega on võimalik tuvastadaaretada, viidates spetsiaalsetele tabelitele.
Arvutage looduslike kivide tihedus
Kuidas arvutada proovikivi keskmist tihedust? Selleks vajalik varustus on kaal, millel on raskuste komplekt ja oskus mõõta ebakorrapärase kujuga proovi mahtu.
Lihtsaim viis seda teha on umbes pooleliitrise gradueeritud silindriga. Sellisesse silindrisse valatakse 200-300 ml vett ja asetatakse tükk uuritud kivimaterjali.
Vette pandud proovide kogumaht tuvastatakse nende poolt väljatõrjutud vee hulga järgi. Seejärel jagades nende massi arvutatud mahuga, saadakse materjali keskmine tihedus.
Mida on oluline arvestada?
Tuleb märkida, et see meetod sobib ainult madala veeimavusega (mitte üle 2%) tihedate kivimite jaoks. Kui see näitaja on kõrgem (kuni 5%), tuleb eelnev alt kaalutud kuivproov asetada küllastamiseks vesikeskkonda. Seejärel määratakse ül altoodud meetodil keskmine tihedus. Küllastus loetakse täielikuks, kui kaal peatub vee imendumise ajal.
Poorsed kivid (enamasti lubjakivid või tuffid) on madala tugevusega. Neid on lihtne töödelda – lõigake tavalise rauasaega välja soovitud kujuga näidis (näiteks kuubik) ja arvutage selle maht servi mõõtes.
DIY
Kui põllul ei ole piisava mahuga mõõtesilindrit, saab väljatõrjutud vee kogust määrata järgmiseltviisil. Suvalises silindrilises metallanumas, vahetult ülaosa all, lüüakse tavalise naelaga seina sisse auk, millesse torgatakse toru, mida saab teha ka iseseisv alt, rullides suvalist kilet. Kinnitage see plastiliini või muu sarnase materjaliga silindri seina.
Seega saate reisimahumõõturi. Kui seda seadet kasutatakse pidev alt, on mõistlik jootma teras- või messingtoru.
Inimeste loodud kivid
Kõik ülalkirjeldatu viitas looduskividele. Ja nüüd on aeg rääkida kunstlikest. Need võivad olla sein, tee ja külg. See peaks hõlmama ka betoonist katusekive ja sillutusplaate, aga ka igasuguseid pimealasid, trepiastmeid ja korstnaelemente.
Peaaegu kõigi loetletud kivide tootmisel nii Venemaal kui ka välismaal kasutatakse rangeid tehnilisi standardeid. Need reguleerivad kõiki põhiomadusi – tooraine kvaliteeti, sektsiooni suurust ja kuju, füüsikalisi ja mehaanilisi näitajaid (sh betoonkivide tihedust).
Need nõuded sõltuvad eeldatavatest töötingimustest ja saadaolevast materjalist.
Mis võivad olla tehiskivid?
Betoon, millest kivid on valmistatud, võib olla kas raske või kerge. Sellest valmistatud tehiskivid tehakse tahkeks või õõnsaks. Õõneskivide keskmise puistetiheduse normatiivne omadus ei tohiks ületada 1650 kg / m³,täidlane – 2200 kg/m³.
Müürikivid keskmise tihedusega (ja lisaks ka soojusjuhtivusega) peetakse efektiivseteks (tihedus kuni 1400 kg/m³), tinglikult efektiivseteks (1400–1650 kg/m³) ja rasketeks (ülevalpool). 1650 kg/m³). Enamik neist on nüüd toodetud madala tihedusega (kuni 1800 kg/m³) kergbetoonist.
Kõrge kulumis- ja madala veeimavusega rasket betooni (sh liiva) kasutatakse külg- või teekivide, aga ka sillutusplaatide tootmisel, kuna nende töötingimused on raskemad kui seinakividel.
Tehiskivid erinevad ka täitematerjali poolest, milleks võib olla kvartsliiv (peentäitematerjaliks) või tugevad kivimid (suur täitematerjal). Näiteks võib looduslikust kivist killustiku tihedus olla erinev sõltuv alt fraktsioonist - lihvimisastmest. Täitematerjali koostis mõjutab oluliselt ka tehiskivi tihedust.
