Na Ziemi są tysiące różnych kamieni. I bez wątpienia są to najczęstsze formacje na planecie, bo sama Ziemia jest kamieniem pokrytym cienką warstwą gleby. Skały, jak je też nazywamy, są całkowicie zróżnicowane pod względem właściwości, składu, wartości, ale przede wszystkim gęstości. Jest to po prostu niezbędny materiał stosowany we wszelkiego rodzaju budownictwie przy wyborze odpowiedniego kamienia. Gęstość staje się wówczas podstawowym kryterium.
Narodziny kamienia
Wszyscy doskonale zdają sobie sprawę, że solidne skały nie pojawiły się natychmiast z powietrza. Ich powstanie, a także pochodzenie wszelkiego życia na planecie, zajęło miliony lat ewolucji i specjalnych warunków stworzonych przez samą naturę.
Każdy kamień jest stwardniałą magmą prehistorycznych wulkanów, które wybuchły na całej planecie miliardy lat temu, kiedy był jeszcze młody ibardziej przypomina powierzchnię obecnej Wenus. A sam proces i warunki, a także wpływ wielu czynników zewnętrznych i ciągle zmieniających się warunków klimatycznych – wszystko to bezpośrednio wpłynęło nie tylko na narodziny kamienia, ale także na ukształtowanie się jego odmian, zupełnie od siebie odmiennych.
Dlatego specjalista określi gęstość kamienia bez żadnych urządzeń, znając tylko jego odmianę.
Główne rodzaje kamienia
Istnieją tylko dwa główne rodzaje kamienia naturalnego - lekki i ciężki, różniące się przede wszystkim strukturą, fakturą i podatnością na wietrzenie.
Do płuc należą porowate formacje osadowe, takie jak piaskowiec, wapień, dolomit, kamień gruzowy i inne, które nie są mrozoodporne, mają wysoki stopień wchłaniania wilgoci i są bardzo podatne na wietrzenie.
Są to rodzaje kamienia, których gęstość jest wyjątkowo niska. Wyróżniają się kruchością, niestabilnością i niezdolnością do wytrzymania dużych obciążeń. Gatunki te należą do tanich i raczej zawodnych materiałów budowlanych.
Kamień ciężki ma odpowiednią gęstość, należy do grupy skał magmowych i (rzadko) metamorficznych. Należą do nich: marmur, granit, sjenit, dioryt, porfir, baz alt i wiele innych, których znakiem rozpoznawczym jest mrozoodporność.
Właściwości kamienia naturalnego
To właśnie odporność na niskie temperatury decyduje o głównej właściwości i jakości kamienia. Takie skały są automatycznie klasyfikowane jako mające niski stopień nasiąkliwości,stąd są odporne na warunki atmosferyczne.
Odporność na mróz (cykle zamrażania) ma 9 stopni: F10, F15, F25, F35, F50, F100, F150, F200, F300 - jest to dość oczywiste, że jest to wskaźnik stopni poniżej zera Fahrenheita. F10-F50 - niski wskaźnik tkwiący w lekkim kamieniu, jego wodoodporność (współczynnik zmiękczania) wynosi od 0,9 do 1. Począwszy od gatunku F100, określa się ciężki kamień o dużej gęstości, pod względem wodoodporności ma wskaźniki 0,5-0,75 - są to wskaźniki charakterystyczne dla granitu i diorytu.
Ale tutaj również należy zauważyć, że każdy kamień ma obce zanieczyszczenia, a ich gęstość w dużej mierze zależy od tego, ponieważ inne wtrącenia sprawiają, że jest porowaty i podatny na wietrzenie. Jest to określane na podstawie skali twardości Mohsa i zależy od tego, jak duże obciążenie ściskające może wytrzymać kamień.
Jaka jest gęstość kamienia
Gęstość kamienia jest określana w skali od 1 do 20 i wyraża się stosunkiem masy skały do tej samej masy wody o tej samej objętości. Od 1 do 2, lekkie skały mają znaczenie, średnia gęstość kamienia w tym przypadku waha się od 2 do 4. Wszystkie skały o wartości powyżej 4 są odpowiednio ciężkie, mają dużą gęstość. Kamienie szlachetne, takie jak szafiry, rubiny, szmaragdy, a zwłaszcza diamenty, są pod tym względem najtwardsze i najcięższe, od 10 do 20.
Takie określenie gęstości kamienia wyraża się w działaniu na niego mechanicznym - podczas ściskania,testy obciążenia udarowego i ścierania. Istnieje inny sposób określenia gęstości kamienia - poprzez zanurzenie go w ciężkich cieczach. Obie metody nie mają ze sobą nic wspólnego, dlatego warto rozważyć je osobno.
Zanurzenie kamienia w ciężkich cieczach
Dzięki zanurzeniu kamienia w „ciężkiej wodzie” jego gęstość jest określana dość dokładnie i w ciągu zaledwie kilku minut.
Pomimo tego, że ta metoda daje 100% wynik i zajmuje bardzo mało czasu, jest używana rzadko ze względu na wysoki koszt. Koszt tego musi być uzasadniony finansowo, dlatego metoda wykorzystywana jest głównie do wyznaczania gęstości kamieni szlachetnych, w szczególności do wykrywania podróbek.
Tutaj wszystko jest proste: gęstość „ciężkiej wody” i diamentu na przykład jest taka sama, a jeśli zanurzysz w niej syntetyczną podróbkę, natychmiast wypłynie ona na powierzchnię jak korek. A jeśli gęstość kamienia pochodzenia naturalnego jest równa gęstości cieczy, kamień nie będzie unosił się ani nie opadał, ale pozostanie w stanie pływającym.
Mechaniczna metoda weryfikacji
Sprawdzając kamień mechanicznie, jego gęstość jest również określana dość dokładnie, tylko w tym przypadku badane są próbki skał niezwiązanych z kamieniami szlachetnymi.
Ta metoda jest dość prosta, nie wymaga specjalnych kosztów, ale również zajmuje sporo czasu. W tym celu stosuje się prasę hydrauliczną, która wytwarza obciążenie w celu określenia twardości kamienia. Jeśliskała nie jest wystarczająco odporna na określoną siłę nacisku lub ma porowatą strukturę, zacznie pękać i kruszyć się, ale jeśli ma niezbędną twardość i lepkość, pozostanie nienaruszona.
Mechaniczne metody oddziaływania obejmują również obciążenia udarowe i badania wytrzymałościowe koła żeliwnego metodą tarcia. Tak więc bardzo łatwo jest określić wytrzymałość dowolnej skały lub minerału, ale jaka gęstość kamienia jest niezbędna do określonego rodzaju pracy, to temat na zupełnie inny artykuł.
