Tous les minéraux (et les pierres se rapportent spécifiquement aux minéraux) ont deux caractéristiques importantes - la masse et la densité. De plus, la densité de la pierre est importante dans un sens purement pratique - pour calculer le stock d'un gisement minéral.
Quelle est cette caractéristique?
Pour toute substance, la densité signifie la masse divisée par le volume unitaire. Étant donné que les pierres (c'est-à-dire les minéraux) ont une composition hétérogène et comprennent des éléments de différentes masses atomiques, les caractéristiques physiques de leur densité peuvent varier considérablement. De plus, la densité des pierres dépend non seulement de la gravité des éléments qui les composent, mais aussi de la façon dont les particules élémentaires sont "densément emballées" dans leur structure interne.
L'étude de la densité des minéraux porte sur la minéralogie. La densité de la pierre est calculée en divisant la masse de l'échantillon minéral dans un volume unitaire par la masse d'eau du même volume à une température de 4 ° C. Par exemple, le poids de l'échantillon est de 200 grammes. De l'eau dans le même volume de 40 grammes. Dans ce cas, la densité de cette pierre sera de 5.
La densité des pierres est mesurée en kilogrammes par mètre cube ou en grammes par centimètre cube.
Comment trouver la densité de la pierre?
Comment la densité de la pierre est-elle déterminée? La procédure est assez simple - pesez d'abord l'échantillon dans l'air, puis dans l'eau. Selon la loi d'Archimède, la différence obtenue correspond à la masse d'eau que l'échantillon déplace. La densité est calculée en divisant la masse de l'échantillon dans l'air par une différence donnée.
Les minéraux peuvent être légers, moyens, lourds et très lourds, selon leur densité. Par exemple, la densité de la pierre de granit est de 2 600 kg / m³. Pour référence: la densité des poumons ne dépasse pas 2, 5 g / cm³, moyenne - varie de 2, 5 à 4 g / cm³, lourde - de 4 à 8 g / cm³. Les minéraux d'une densité supérieure à 8 g / cm³ appartiennent à des pierres très lourdes.
Densité des pierres précieuses
En plus de la densité et d'une autre caractéristique - la dureté, les minéraux gemmes ou les pierres précieuses ont une composante aussi importante que la masse, mesurée en grammes ou en carats (en perles - en grains).
Pour clarifier le rapport de ces unités, rappelez-vous: 1 carat correspond à 200 milligrammes, 50 milligrammes sur une face, c'est-à-dire 1 carat est égal à quatre grains. Précision de mesure des gemmes - jusqu'à deux décimales.
Allons au laboratoire
Comment mesurer la densité de traînée. pierres dans le laboratoire? La méthode hydrostatique est la mieux adaptée à cela. Son principe a été proposé par le scientifique grec Archimède il y a plusieurs siècles. L'essence du principe connu du cours de physique en physique est la suivante: un corps immergé dans un liquide en est poussé par la force, qui est égale au poids du liquide déplacé par le corps donné.
Autrement dit, si vous accrochez une pierre et l'abaissez dans l'eau, son poids diminuera par rapport à l'original autant que le volume d'eau déplacé par elle. Il est clair que ce volume sera égal au propre volume de la pierre.
Ainsi, en pesant séquentiellement les pierres dans l'air, puis dans l'eau, nous pouvons obtenir toutes les données dont nous avons besoin pour calculer.
Tout est dans la nature!
Passons maintenant aux matériaux en pierre naturelle. Il en existe plusieurs types, comme vous le savez. D'un point de vue pratique, il est habituel d'attribuer n'importe quelle race à l'un des deux groupes - fort ou faible.
Les matériaux du premier groupe ont un indice de dureté élevé et, le plus souvent, la structure est à grain moyen ou grossier. Dans l'état soi-disant non-intempéries, ils ont peu d'absorption d'eau. Dans d'autres roches (à faible résistance), comme son nom l'indique, la résistance est nettement inférieure. Ils ont également un degré d'absorption d'eau beaucoup plus élevé.
Parfois, lors de la reconnaissance des types de roche d'une pierre, il est nécessaire de déterminer sa dureté. Sur le terrain, il est plus pratique de le faire en utilisant ce qu'on appelle. Échelle relative de Mohs et outils supplémentaires disponibles. De tels outils improvisés peuvent être un stylet, une pièce de monnaie, un morceau de verre, une lime, une aiguille ou un couteau en acier, un coupe-verre ordinaire ou en diamant. La densité moyenne d'une pierre est également importante pour déterminer sa race. Après avoir déterminé cette valeur, on peut identifier la race en se référant à des tableaux spéciaux.
Nous calculons la densité des pierres naturelles
Comment calculer la densité moyenne de l'échantillon de pierre? L'équipement nécessaire pour cela est une balance avec un ensemble de poids et de compétences pour mesurer le volume d'un échantillon de forme irrégulière.
La façon la plus simple de le faire est d'avoir un cylindre gradué gradué avec un volume d'environ un demi-litre. 200-300 ml d'eau sont versés dans un tel cylindre et un morceau du matériau de pierre étudié est placé.
Le volume total d'échantillons placés dans l'eau est reconnu par la quantité d'eau déplacée par eux. Ensuite, en divisant leur masse par le volume calculé, on obtient la densité moyenne du matériau.
Qu'est-ce qui est important à considérer?
Il convient de noter que cette méthode ne convient qu'aux roches denses à faible absorption d'eau (pas plus de 2%). Si cette caractéristique est supérieure (jusqu'à 5%), un échantillon sec, après pesée, doit d'abord être placé dans un milieu aqueux pour saturation. Ensuite, la densité moyenne est déterminée par la méthode ci-dessus. La saturation est considérée comme complète si, lors de l'absorption d'eau, le poids cesse de croître.
Les pierres poreuses (le plus souvent des calcaires ou des tufs) sont de faible résistance. Ils sont faciles à traiter - avec une scie à métaux classique, découpez un échantillon de la forme souhaitée (par exemple, un cube) et calculez son volume en mesurant les faces.
Faites-le vous-même
En l'absence de volume suffisant dans le cylindre de mesure sur le terrain, la quantité d'eau déplacée peut être déterminée comme suit. Dans tout récipient métallique de forme cylindrique, juste en dessous du sommet, un trou dans le mur est percé avec un clou ordinaire, puis un tube y est inséré, qui peut également être réalisé indépendamment en pliant n'importe quel film. Fixez-le dans la paroi du cylindre avec de la pâte à modeler ou tout autre matériau similaire.
Ainsi, un volumètre de champ est obtenu. Si cette unité est utilisée en permanence, il est judicieux de souder un tube d'acier ou de laiton.
Pierres faites par des mains humaines
Tout ce qui est écrit ci-dessus concernait les pierres naturelles. Et maintenant, il est temps de parler des artificiels. Ils peuvent être muraux, routiers et latéraux. Cela comprend également les tuiles en béton et les dalles de pavage, ainsi que toutes sortes de zones aveugles, de marches d'escalier et d'éléments de cheminée.
Dans la production de presque toutes ces pierres, tant en Russie qu'à l'étranger, des normes techniques strictes sont utilisées. Ils régissent toutes les caractéristiques de base - la qualité des matériaux de départ, la taille et la forme de la section transversale, les propriétés physiques et mécaniques (y compris la densité des pierres en béton).
Ces exigences dépendent des conditions de fonctionnement prévues et du matériel disponible.
