¿Cómo determinar la densidad de una piedra?

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Última modificación: 2024-02-12 06:07

Todos los minerales (y las piedras son minerales) tienen dos características importantes: masa y densidad. Además, la densidad de la piedra es importante en un sentido puramente práctico: para calcular la reserva de un depósito mineral.

¿Qué es esta característica?

Para cualquier sustancia, la densidad se entiende como la masa dividida por la unidad de volumen. Dado que las piedras (es decir, los minerales) tienen una composición heterogénea e incluyen elementos de diferentes masas atómicas, la característica física de su densidad puede variar significativamente. Además, la densidad de las piedras depende no solo de la severidad de los elementos que las componen, sino también de qué tan apretadas están "empaquetadas" las partículas elementales en su estructura interna.

La mineralogía se ocupa del estudio de la densidad de los minerales. La densidad de una piedra se calcula dividiendo la masa de un mineral de muestra por unidad de volumen por la masa de agua del mismo volumen a una temperatura de 4 ⁰С. Por ejemplo, el peso de la muestra es de 200 gramos. Agua en el mismo volumen de 40 gramos. En este caso, la densidad de esta piedra será igual a 5.

La densidad de las piedras se mide en kilogramos por metro cúbico ogramos por centímetro cúbico.

¿Cómo encontrar la densidad de una piedra?

¿Cómo se determina la densidad de una piedra? El procedimiento es bastante simple: primero pesamos la muestra en el aire y luego en el agua. Según la ley de Arquímedes, la diferencia resultante corresponde a la masa de agua que desplaza la muestra. La densidad se calcula dividiendo la masa de la muestra en el aire por esta diferencia.

Dependiendo de la densidad, los minerales pueden ser livianos, medianos, pesados y muy pesados. Por ejemplo, la densidad de la piedra de granito es de 2600 kg/m³. Como referencia: la densidad de los pulmones no supera los 2,5 g / cm³, media - varía de 2,5 a 4 g / cm³, pesada - de 4 a 8 g / cm³. Los minerales con una densidad superior a 8 g/cm³ son piedras muy pesadas.

Densidad de la gema

Además de la densidad y otra característica, la dureza, los minerales de gemas o piedras preciosas también tienen un componente tan importante como la masa, medida en gramos o quilates (para las perlas, en granos).

Para entender la relación de estas unidades, recuerda: 1 quilate corresponde a 200 miligramos, en un grano hay 50 miligramos, es decir, 1 quilate equivale a cuatro granos. La precisión de la medición de gemas es de hasta dos decimales.

Vamos al laboratorio

Cómo medir la densidad de dragado. piedras en el laboratorio? El método hidrostático es el más adecuado para esto. Su principio fue propuesto por el científico griego Arquímedes hace muchos siglos. La esencia del principio conocido del curso de física escolar es la siguiente: un cuerpo sumergido en un líquidoes empujado hacia afuera por una fuerza que es igual al peso del líquido desplazado por este cuerpo.

En pocas palabras, si cuelgas una piedra y la sumerges en el agua, su peso disminuirá en comparación con el original tanto como el volumen de agua desplazado por ella pesa. Está claro que este volumen será igual al volumen de la propia piedra.

Por lo tanto, al pesar secuencialmente las piedras en el aire y luego en el agua, podemos obtener todos los datos que necesitamos para el cálculo.

¡Todo - a la naturaleza

Pasemos ahora a los materiales de piedra natural. Como sabes, hay varios tipos. Desde un punto de vista práctico, cualquier raza generalmente se clasifica en uno de dos grupos: fuerte o de baja resistencia.

Los materiales del primer grupo tienen un alto índice de dureza y, en la mayoría de los casos, la estructura es de grano medio o grueso. En el llamado estado no meteorizado, tienen poca absorción de agua. En otras razas (de baja resistencia), como su nombre lo indica, la fuerza es mucho menor. También tienen un grado mucho mayor de absorción de agua.

A veces, al reconocer tipos de roca, se requiere determinar su dureza. En el campo, es más conveniente hacer esto con la ayuda de los llamados. escala relativa de Mohs y medios improvisados adicionales. Dichos medios improvisados pueden ser un lápiz óptico, una moneda, una pieza de vidrio, una lima, una aguja de acero o un cuchillo, un cortador de vidrio ordinario o de diamante. La densidad media de una piedra también es importante para determinar su roca. Al determinar este valor, es posible identificarcriar consultando tablas especiales.

Calcular la densidad de las piedras naturales

¿Cómo calcular la densidad media de una piedra de muestra? El equipo necesario para esto es una báscula con un juego de pesas y las habilidades para medir el volumen de una muestra de forma irregular.

La forma más sencilla de hacerlo es con una probeta graduada con un volumen de aproximadamente medio litro. Se vierten 200-300 ml de agua en dicho cilindro y se coloca una pieza del material de piedra estudiado.

El volumen total de muestras colocadas en agua se reconoce por la cantidad de agua desplazada por ellas. Luego, dividiendo su masa por el volumen calculado, se obtiene la densidad promedio del material.

¿Qué es importante tener en cuenta?

Cabe señalar que este método es adecuado solo para rocas densas con baja absorción de agua (no más del 2%). Si esta característica es superior (hasta un 5 %), una muestra seca, previamente pesada, debe colocarse previamente en un medio acuoso para su saturación. Luego, la densidad promedio se determina por el método anterior. La saturación se considera completa si el peso deja de crecer durante la absorción de agua.

Las piedras porosas (la mayoría de las veces calizas o tobas) tienen poca resistencia. Son fáciles de procesar: corte una muestra de la forma deseada (por ejemplo, un cubo) con una sierra para metales ordinaria y calcule su volumen midiendo los bordes.

DIY

En ausencia de un volumen suficiente de un cilindro de medición en el campo, la cantidad de agua desplazada se puede determinar mediante la siguienteconducta. En cualquier recipiente cilíndrico de metal, justo debajo de la parte superior, se perfora un agujero en la pared con un clavo común, luego se inserta un tubo en él, que también se puede hacer de forma independiente enrollando cualquier película. Fíjalo en la pared del cilindro con plastilina o cualquier material similar.

Por lo tanto, obtienes un medidor de volumen de viaje. Si esta unidad se usa constantemente, tiene sentido soldar un tubo de acero o latón.

Piedras artificiales

Todo lo escrito anteriormente se refiere a piedras naturales. Y ahora es el momento de hablar de los artificiales. Pueden ser de pared, de carretera y de costado. Esto también debe incluir tejas y losas de hormigón, así como todo tipo de áreas ciegas, escalones y elementos de chimenea.

En la producción de casi todas las piedras enumeradas tanto en Rusia como en el extranjero, se utilizan estrictos estándares técnicos. Regulan todas las características principales: la calidad de las materias primas, el tamaño y la forma de la sección, los indicadores físicos y mecánicos (incluida la densidad de las piedras de hormigón).

Estos requisitos dependen de las condiciones de funcionamiento previstas y del material disponible.

¿Qué pueden ser las piedras artificiales?

El hormigón del que están hechas las piedras puede ser pesado o ligero. Las piedras artificiales hechas de ella están hechas sólidas o huecas. La característica normativa de la densidad aparente promedio para piedras huecas no debe exceder los 1.650 kg / m³, porcon cuerpo - 2.200 kg/m³.

Las piedras de pared en términos de densidad media (y, además, conductividad térmica) se consideran efectivas (densidad de hasta 1400 kg/m³), condicionalmente efectivas (1400-1650 kg/m³) y pesadas (por encima de 1.650 kg/m³). La mayoría de ellos ahora se producen a partir de hormigón ligero de baja densidad (hasta 1.800 kg/m³).

El hormigón pesado (incluida la arena) con alta abrasión y baja absorción de agua se utiliza en la producción de piedras laterales o para caminos, así como en losas de pavimento, ya que sus condiciones de operación son más severas que las de las paredes.

Las piedras artificiales también difieren en el agregado, que puede ser arena de cuarzo (se considera agregado fino) o rocas fuertes (agregado grande). Por ejemplo, la densidad de la piedra triturada de la piedra natural puede ser diferente según la fracción: el grado de molienda. La composición del agregado también tiene un efecto significativo en la densidad de la piedra artificial.