Bagaimana cara menentukan massa jenis batu?

2024 Pengarang: Henry Conors | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-02-12 08:57

Semua mineral (dan batu adalah mineral) memiliki dua karakteristik penting - massa dan kepadatan. Selain itu, kerapatan batu penting dalam arti praktis murni - untuk menghitung cadangan deposit mineral.

Fitur apa ini?

Untuk zat apa pun, kerapatan dipahami sebagai massa dibagi dengan satuan volume. Karena batu (yaitu, mineral) memiliki komposisi yang heterogen dan mengandung unsur-unsur dengan massa atom yang berbeda, karakteristik fisik kerapatannya dapat sangat bervariasi. Selain itu, kerapatan batu tidak hanya bergantung pada tingkat keparahan elemen yang menyusunnya, tetapi juga pada seberapa rapat partikel elementer "dikemas" dalam struktur internalnya.

Mineralogi mempelajari tentang kepadatan mineral. Massa jenis batu dihitung dengan membagi massa mineral sampel per satuan volume dengan massa air dengan volume yang sama pada suhu 4. Misalnya berat sampel adalah 200 gram. Air dalam volume yang sama 40 gram. Dalam hal ini, kerapatan batu ini akan sama dengan 5.

Kerapatan batu diukur dalam kilogram per meter kubik ataugram per sentimeter kubik.

Bagaimana cara mencari massa jenis batu?

Bagaimana massa jenis batu ditentukan? Prosedurnya cukup sederhana - kami menimbang sampel terlebih dahulu di udara, lalu di air. Menurut hukum Archimedes, perbedaan yang dihasilkan sesuai dengan massa air yang dipindahkan sampel. Densitas dihitung dengan membagi massa sampel di udara dengan perbedaan ini.

Bergantung pada kepadatannya, mineral bisa ringan, sedang, berat, dan sangat berat. Misalnya massa jenis batu granit adalah 2.600 kg/m³. Sebagai referensi: kepadatan paru-paru tidak melebihi 2,5 g / cm³, sedang - berkisar 2,5 hingga 4 g / cm, berat - dari 4 hingga 8 g / cm. Mineral dengan massa jenis di atas 8 g/cm³ adalah batu yang sangat berat.

Kepadatan Permata

Selain kepadatan dan karakteristik lain - kekerasan, mineral permata atau batu mulia juga memiliki komponen penting seperti massa, diukur dalam gram atau karat (untuk mutiara - dalam biji-bijian).

Untuk memahami rasio unit-unit ini, ingat: 1 karat sama dengan 200 miligram, dalam satu butir ada 50 miligram, yaitu, 1 karat sama dengan empat butir. Akurasi pengukuran permata hingga dua tempat desimal.

Ayo pergi ke lab

Cara mengukur kepadatan kapal keruk. batu di laboratorium? Metode hidrostatik paling cocok untuk ini. Prinsipnya diusulkan oleh ilmuwan Yunani Archimedes berabad-abad yang lalu. Inti dari prinsip yang diketahui dari pelajaran fisika sekolah adalah sebagai berikut: benda yang dicelupkan ke dalam zat cairdidorong keluar oleh gaya yang sama dengan berat cairan yang dipindahkan oleh benda ini.

Sederhananya, jika Anda menggantung batu dan menurunkannya ke dalam air, maka beratnya akan berkurang dibandingkan dengan yang asli sebanyak volume air yang dipindahkan oleh beratnya. Jelas bahwa volume ini akan sama dengan volume batu itu sendiri.

Jadi, dengan menimbang batu di udara secara berurutan, lalu di dalam air, kita bisa mendapatkan semua data yang kita butuhkan untuk perhitungan.

Semuanya - untuk alam

Sekarang mari kita beralih ke bahan batu alam. Seperti yang Anda ketahui, ada beberapa jenis. Dari sudut pandang praktis, setiap breed biasanya diklasifikasikan ke dalam salah satu dari dua kelompok - kuat atau rendah.

Bahan dari kelompok pertama memiliki indeks kekerasan yang tinggi dan, paling sering, strukturnya berbutir sedang atau kasar. Dalam keadaan yang disebut tidak lapuk, mereka memiliki sedikit penyerapan air. Pada breed lain (kekuatan rendah), seperti namanya, kekuatannya jauh lebih rendah. Mereka juga memiliki tingkat penyerapan air yang jauh lebih tinggi.

Terkadang, dalam mengenali jenis batuan, perlu ditentukan kekerasannya. Di lapangan, paling mudah untuk melakukan ini dengan bantuan yang disebut. skala Mohs relatif dan sarana improvisasi tambahan. Alat improvisasi semacam itu dapat berupa stylus, koin, sepotong kaca, kikir, jarum baja atau pisau, pemotong kaca biasa atau berlian. Kepadatan rata-rata sebuah batu juga penting dalam menentukan batuannya. Dengan menentukan nilai ini, adalah mungkin untuk mengidentifikasiberkembang biak dengan mengacu pada tabel khusus.

Menghitung massa jenis batu alam

Bagaimana cara menghitung massa jenis rata-rata batu sampel? Peralatan yang dibutuhkan untuk ini adalah timbangan dengan seperangkat bobot dan keterampilan untuk mengukur volume sampel yang bentuknya tidak beraturan.

Cara termudah untuk melakukannya adalah dengan gelas ukur dengan volume sekitar setengah liter. 200-300 ml air dituangkan ke dalam silinder seperti itu dan sepotong bahan batu yang dipelajari ditempatkan.

Volume total sampel yang dimasukkan ke dalam air diketahui dari jumlah air yang dipindahkan oleh sampel tersebut. Kemudian, dengan membagi massanya dengan volume yang dihitung, diperoleh kerapatan rata-rata material.

Apa yang penting untuk dipertimbangkan?

Perlu dicatat bahwa metode ini hanya cocok untuk batuan padat dengan daya serap air rendah (tidak lebih dari 2%). Jika karakteristik ini lebih tinggi (sampai 5%), sampel kering, yang sebelumnya telah ditimbang, pertama-tama harus ditempatkan dalam media berair untuk saturasi. Kemudian kepadatan rata-rata ditentukan dengan metode di atas. Kejenuhan dianggap selesai jika berat berhenti bertambah selama penyerapan air.

Batu berpori (paling sering batugamping atau tufa) memiliki kekuatan yang rendah. Mereka mudah diproses - potong sampel dari bentuk yang diinginkan (misalnya, kubus) dengan gergaji besi biasa dan hitung volumenya dengan mengukur tepinya.

DIY

Jika tidak ada volume yang cukup dari tabung pengukur di lapangan, jumlah air yang dipindahkan dapat ditentukan dengan cara berikuttata krama. Dalam bejana logam silinder apa pun, tepat di bawah bagian atas, sebuah lubang dilubangi di dinding dengan paku biasa, kemudian sebuah tabung dimasukkan ke dalamnya, yang juga dapat dibuat secara mandiri dengan menggulung film apa pun. Pasang di dinding silinder dengan plastisin atau bahan serupa.

Dengan demikian, Anda mendapatkan pengukur volume perjalanan. Jika unit ini digunakan terus-menerus, masuk akal untuk menyolder tabung baja atau kuningan.

Batu buatan manusia

Semua yang tertulis di atas mengacu pada batu alam. Dan sekarang saatnya berbicara tentang yang artifisial. Mereka bisa berupa dinding, jalan, dan samping. Ini juga harus mencakup genteng beton dan pelat paving, serta semua jenis area buta, tangga tangga dan elemen cerobong asap.

Dalam produksi hampir semua batu yang terdaftar baik di Rusia maupun di luar negeri, standar teknis yang ketat digunakan. Mereka mengatur semua karakteristik utama - kualitas bahan baku, ukuran dan bentuk bagian, indikator fisik dan mekanik (termasuk kepadatan batu beton).

Persyaratan ini bergantung pada kondisi operasi yang diharapkan dan bahan yang tersedia.

Apa yang bisa menjadi batu buatan?

Beton dari mana batu dibuat bisa berat atau ringan. Batu buatan yang dibuat darinya dibuat padat atau berlubang. Karakteristik normatif kerapatan curah rata-rata untuk batu berlubang tidak boleh melebihi 1.650 kg / m³, untukfull-body - 2.200 kg/m³.

Batu dinding dalam hal kepadatan sedang (dan, sebagai tambahan, konduktivitas termal) dianggap efektif (kepadatan hingga 1.400 kg / m³), efektif bersyarat (1.400-1.650 kg / m³) dan berat (di atas 1.650 kg/m³). Kebanyakan dari mereka sekarang diproduksi dari beton ringan dengan kepadatan rendah (sampai 1.800 kg/m³).

Beton berat (termasuk pasir) dengan abrasi tinggi dan penyerapan air rendah digunakan dalam produksi batu samping atau jalan, serta pelat paving, karena kondisi operasinya lebih parah daripada dinding.

Batu buatan juga berbeda dalam agregat, yang dapat berupa pasir kuarsa (dianggap agregat halus) atau batu kuat (agregat besar). Misalnya, kerapatan batu pecah dari batu alam dapat berbeda tergantung pada fraksi - tingkat penggilingan. Komposisi agregat juga berpengaruh signifikan terhadap densitas batu buatan.