+7 (495) 410-70-60
НАВИГАЦИЯ

Определение твердости горных пород

Определение твердости горных пород 06.10.2019

Определение твердости горных пород

Твердость горных пород и минералов – одно из самых важных эксплуатационных качеств. Особенное значение эта характеристика имеет в строительстве – чем тверже камень, тем он больше ценится. Чтобы сравнить разные материалы по этому параметру, будь то обычный бетон или самый прочный габбро,  учеными придуманы несколько систем. Наиболее известная из них – шкала Мооса. Но мало кто знает, что это всего лишь  одна из самых грубых и весьма примитивных систем, сравнивающая только по принципу: этот материал мягче, чем тот, но тверже, чем другой. Для более точных измерений существуют множество других, более продвинутых методик.

Итак, сегодня в науке применяются такие способы:

  • Шкала Мооса.
  • Определение твердости по Бринеллю.
  • Твердость по Шоору.
  • Шкала Протодьяконова.
  • Твердость по Виккерсу.
  • Методика Роквелла.
  • Измерение склерометром.

Шкала Мооса или минералогическая шкала твердости

Этот простой и остроумный способ был предложен немецким геологом Карлом Фридрихом Моосом в 1811 году. Ученый выбрал 10 эталонных материалов и каждый строительный материал или природный материал определяется на твердость в сравнении с ними. Самым твердым Моос выбрал алмаз, самым мягким – тальк. Для сравнения используется метод царапанья. Числовое значение твердости определяется положением минерала между двумя эталонными образцами: один из них царапается более твердым эталоном, и одновременно, им можно поцарапать более мягкий образец. Например, твердость габбро по шкале Мооса составляет 7,1-7,2, то есть, он расположен между кварцем, который может поцарапать и топазом, который царапает саму породу габбро диабаз. Поэтому эта порода отлично подходит для строительных работ, в частности, из нее делается брусчатка и плиты мощения. А вот черный гранит имеет твердость ниже. Китайский Шанкси Блэк по шкале имеет значение чуть больше 6, а более качественный индийский гранит Абсолют Блэк приближается по значению к показателю 7. Поэтому его редко применяют для мощения, а больше как фасадный гранит.

Склерометрия

Этот метод предшествовал шкале Мооса и тоже основан на определении твердости методом царапанья материала. Склерометр, или его еще называют твердометром, которым выполняют царапанье, был изобретен также немцем – Зеебеком в 1833 году. Его длительное время применяли для выявления относительной твердости по шкале Мооса. Сейчас для этой цели используют другие способы.

Твердость по Бринеллю

Этот способ состоит в определении твердости путем вдавливания шариков разного диаметра (1, 2, 2,5, 5 и 10 мм) из закаленной стали в испытываемую поверхность. Полученные значения сравниваются с табличными значениями, куда вносится диаметр шарика и отпечатка, а также, приложенной нагрузки – и так определяется показатель твердости. Придумал этот метод шведский ученый Юлиус Бринелль, но применяют его чаще не на каменные породы – черный габбро, гранит и другие, а для металлов.

Твердость по Шоору (Шору) или метод отскока

Метод предложен в 1922 году Альбертом Шором и использует также метод вдавливания. Измерения проводятся прибором дюрометром, а результаты сравниваются с табличными данными. Эта методика больше подходит для не очень твердых материалов, поэтому сейчас ее используют для определения характеристик резины, пластиков, эластомеров, каучуков.

Твердость по Виккерсу

Этот метод также основан на процессе вдавливания – применяется для очень твердых материалов и металлов. При этом в образец вдавливается пирамидальный алмазный наконечник. В течение определенного времени производится выдержка с нагрузкой, а потом данные сравниваются с табличными значениями. Этот способ применяют для металла и различных видов горных пород.

Методика Роквелла

Тоже метод вдавливания, причем, на испытуемую поверхность сначала осуществляется предварительная нагрузка, а потто сразу – основная. Индентором выступает стальной шарик для более мягких материалов, а для металлов и горных пород – алмазный наконечник. Это один из главных способов, используемых в металлургии.

Шкала Протодьяконова

Ее разработал русский горный инженер Михаил Протодьяконов именно для горных пород, к которым относится габбро, гранит, лабрадорит. Методика определения совершенно другая – по устойчивости на сжатие. Все породы распределены на 10 категорий с определенным индексом. Этот метод дает более точные результаты, сем шкала Мооса.

К списку новостей

Заказ обратного звонка

[contact-form-7 id="505" title="Обратный звонок"]