Comment déterminer la densité d'une pierre ?

2024 Auteur: Henry Conors | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-12 07:12

Tous les minéraux (et les pierres sont des 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 la réserve d'un gisement minéral.

Qu'est-ce que cette fonctionnalité ?

Pour toute substance, la masse volumique est comprise comme la masse divisée par l'unité de volume. Étant donné que les pierres (c'est-à-dire les minéraux) ont une composition hétérogène et comprennent des éléments de masses atomiques différentes, la caractéristique physique de leur densité peut varier considérablement. De plus, la densité des pierres dépend non seulement de la sévérité des éléments qui les composent, mais aussi de la force avec laquelle les particules élémentaires sont "emballées" dans leur structure interne.

Minéralogie traite de l'étude de la densité des minéraux. La densité d'une pierre est calculée en divisant la masse d'un échantillon minéral par unité de volume par la masse d'eau du même volume à une température de 4 ⁰С. Par exemple, le poids de l'échantillon est de 200 grammes. Eau dans le même volume de 40 grammes. Dans ce cas, la densité de cette pierre sera égale à 5.

La densité des pierres est mesurée en kilogrammes par mètre cube ougrammes par centimètre cube.

Comment trouver la densité d'une pierre ?

Comment détermine-t-on la densité d'une pierre ? La procédure est assez simple - nous pesons d'abord l'échantillon dans l'air, puis dans l'eau. Selon la loi d'Archimède, la différence résultante 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 cette différence.

Selon la densité, les minéraux peuvent être légers, moyens, lourds et très lourds. 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 sont des pierres très lourdes.

Densité des gemmes

En plus de la densité et d'une autre caractéristique - la dureté, les minéraux gemmes ou les pierres précieuses ont également une composante aussi importante que la masse, mesurée en grammes ou en carats (pour les perles - en grains).

Pour comprendre le rapport de ces unités, rappelez-vous: 1 carat correspond à 200 milligrammes, dans un grain il y a 50 milligrammes, c'est-à-dire qu'1 carat est égal à quatre grains. La précision de la mesure des pierres précieuses est jusqu'à deux décimales.

Allons au labo

Comment mesurer la densité de dragage. pierres au laboratoire? La méthode hydrostatique est la mieux adaptée pour 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 de l'école est la suivante: un corps immergé dans un liquideen est expulsé par une force égale au poids du liquide déplacé par ce corps.

Pour le dire simplement, si vous suspendez une pierre et que vous la plongez dans l'eau, son poids diminuera par rapport à celui d'origine d'autant que le volume d'eau qu'elle déplace pèse. Il est clair que ce volume sera égal au volume propre 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 le calcul.

Tout - à la nature

Passons maintenant aux matériaux en pierre naturelle. Comme vous le savez, il en existe plusieurs types. D'un point de vue pratique, toute race est généralement classée dans l'un des deux groupes - forte 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 dit non altéré, ils ont peu d'absorption d'eau. Dans d'autres races (à faible résistance), comme son nom l'indique, la force est beaucoup plus faible. Ils ont également un degré beaucoup plus élevé d'absorption d'eau.

Parfois, lors de la reconnaissance des types de roche, il est nécessaire de déterminer sa dureté. Sur le terrain, il est plus pratique de le faire avec l'aide de ce qu'on appelle. échelle de Mohs relative et moyens improvisés supplémentaires. Ces moyens improvisés peuvent être un stylet, une pièce de monnaie, un morceau de verre, une lime, une aiguille en acier ou un couteau, un coupe-verre ordinaire ou en diamant. La densité moyenne d'une pierre est également importante pour déterminer sa roche. En déterminant cette valeur, il est possible d'identifierrace en se référant à des tables spéciales.

Calculer la densité des pierres naturelles

Comment calculer la densité moyenne d'un échantillon de pierre ? L'équipement nécessaire pour cela est une balance avec un ensemble de poids et les compétences nécessaires pour mesurer le volume d'un échantillon de forme irrégulière.

Le moyen le plus simple de le faire est d'utiliser une éprouvette graduée d'un volume d'environ un demi-litre. 200-300 ml d'eau sont versés dans un tel cylindre et un morceau du matériau en pierre étudié est placé.

Le volume total des 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 qu'il est important de prendre en compte ?

Il convient de noter que cette méthode ne convient que pour les roches denses à faible absorption d'eau (pas plus de 2%). Si cette caractéristique est supérieure (jusqu'à 5 %), un échantillon sec, préalablement pesé, doit être préalablement placé dans un milieu aqueux à saturation. Ensuite, la densité moyenne est déterminée par la méthode ci-dessus. La saturation est considérée comme complète si le poids cesse de croître pendant l'absorption d'eau.

Les pierres poreuses (le plus souvent des calcaires ou des tufs) ont une faible résistance. Ils sont faciles à traiter - découpez un échantillon de la forme souhaitée (par exemple, un cube) avec une scie à métaux ordinaire et calculez son volume en mesurant les bords.

DIY

En l'absence d'un volume suffisant d'un cylindre de mesure sur le terrain, la quantité d'eau déplacée peut être déterminée par ce qui suitmanière. Dans tout récipient métallique cylindrique, juste en dessous du sommet, un trou est percé dans le mur avec un clou ordinaire, puis un tube y est inséré, qui peut également être fabriqué indépendamment en roulant n'importe quel film. Fixez-le dans la paroi du cylindre avec de la pâte à modeler ou tout autre matériau similaire.

Ainsi, vous obtenez un compteur de volume de voyage. Si cet appareil est utilisé en permanence, il est judicieux de souder un tube en acier ou en laiton.

Pierres artificielles

Tout ce qui est écrit ci-dessus fait référence aux pierres naturelles. Et maintenant, il est temps de parler des artificiels. Ils peuvent être muraux, routiers et latéraux. Cela devrait également inclure 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 les pierres répertoriées en Russie et à l'étranger, des normes techniques strictes sont utilisées. Ils réglementent toutes les caractéristiques principales - la qualité des matières premières, la taille et la forme de la section, les indicateurs physiques et mécaniques (y compris la densité des pierres en béton).

Ces exigences dépendent des conditions de fonctionnement prévues et du matériel disponible.

Que peuvent être des pierres artificielles ?

Le béton à partir duquel les pierres sont fabriquées peut être lourd ou léger. Les pierres artificielles fabriquées à partir de celle-ci sont rendues pleines ou creuses. La caractéristique normative de la densité apparente moyenne des pierres creuses ne doit pas dépasser 1 650 kg / m³, pourcorsé - 2 200 kg/m³.

Les pierres murales en termes de densité moyenne (et, en plus, de conductivité thermique) sont considérées comme efficaces (densité jusqu'à 1 400 kg / m³), conditionnellement efficaces (1 400-1 650 kg / m³) et lourdes (au-dessus 1 650 kg/m³). La plupart d'entre eux sont désormais fabriqués à partir de béton léger de faible densité (jusqu'à 1 800 kg/m³).

Le béton lourd (y compris le sable) à forte abrasion et à faible absorption d'eau est utilisé dans la production de pierres latérales ou routières, ainsi que de dalles de pavage, car leurs conditions de fonctionnement sont plus sévères que celles des murs.

Les pierres artificielles diffèrent également par leur agrégat, qui peut être du sable de quartz (considéré comme un agrégat fin) ou des roches solides (gros agrégat). Par exemple, la densité de la pierre concassée de la pierre naturelle peut être différente selon la fraction - le degré de broyage. La composition de l'agrégat a également un effet significatif sur la densité de la pierre artificielle.