Плотность глины
Плотность глины и другие её физические свойства
В состав глины входит один или несколько разновидностей минерала каолинита (Al2O3×2SiO2×2H2O), монтмориллонита (MgO×Al2O3×3SiO2×1,5H2O) и прочих слоистых алюмосиликатов, но кроме них может содержать и карбонаты.
Рис. 1. Глина. Внешний вид.
Важнейшие свойства глины – её пластичность, огневая и воздушная усадка, огнеупорность, спекаемость, вязкость, усушка, пористость, набухание, водонепроницаемость и дисперсность. Указанные качества делают глину самым устойчивым типом почв, основное местонахождение которой – пустыри и пустоши.
Данную величину обычно обозначают греческой буквой 
или латинскими D и d. Единицей измерения плотности в системе СИ принято считать кг/м3, а в СГС – г/см3.
Плотность можно вычислить по формуле:
![\[ \rho = \frac{m}{V} \]](http://ru.solverbook.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-2828a1942e453a5b87c65d4ba2169999_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Для глины принято указывать несколько значений плотности: реальную, технологическую, насыпную и условную, последнюю из которых определяют при помощи различных лабораторных методов. Значение условной плотности чаще всего в разы превышает реальную величину. При практическом использовании песка, пользуются величиной его насыпной плотности. Это связано с тем, что несмотря на факт уплотнения, утрамбования, увлажнения и прочих «строительных» операций, плотность глины все равно не достигает истинной физической.
Таблица 1. Плотность глины.
|
Разновидность глины |
Плотность, кг/м3 |
|
|
условная |
насыпная |
|
|
Валяльная (флоридин) |
— |
670 |
|
Мокрая, вынутая лопатой |
— |
1600 |
|
Мокрая, вынутая экскаватором |
— |
1820 |
|
Огнеупорная Шамот |
1600 — 1900 |
— |
|
Сухая утрамбованая |
— |
1750 |
|
Сухая, вынутая лопатой |
— |
1070 |
|
Сухая, вынутая экскаватором |
— |
1090 |
Выделяют несколько видов глины, каждая из которых имеет особое применение (там, где используют один тип глины, не применяют другой) (табл. 2). В зависимости от числа пластичности () различают легкую (0,17 – 0,27) и тяжелую (>0,27) глину.
Таблица 2. Виды глины и области её применения.
|
Тип глины |
Область применения |
|
Каолин |
Целлюлозно-бумажная промышленность, производство фарфора и огнеупорных изделий |
|
Простая строительная глина |
Производство огнеупорного кирпича и других жаропрочных изделий |
|
Глинистый сланец |
Производство портландцемента |
|
Бетонит |
В буровых растворах при бурении скважин |
|
Сукновальная |
Производство фильтров для очистки нефтепродуктов, растительных и минеральных масел |
|
Гончарная (комовая) |
Изготовление посуды |
Примеры решения задач
| Задание | Найдите плотность по водороду смеси газов, в которой объемная доля ацетилена составляет 20%, фтора – 40%, остальное – метиламин CH3NH2. |
| Решение | Объемные доли газов будут совпадать с молярными, т.е. с долями количеств веществ, это следствие из закона Авогадро. Найдем условную молекулярную массу смеси:
Mrconditional (mixture) = φ (C2H2) ×Mr(C2H2) + φ (F2) ×Mr(F2) + φ (CH3NH2) ×Mr(CH3NH2); φ (CH3NH2) = 100% — φ (C2H2) — φ (F2) = 100% — 20% — 40% = 40%; Mrconditional (mixture) = 0,2 ×26 + 0,4 ×38 + 0,4 ×31 = 5,2 + 15,2 + 12,4 = 32,8. Найдем относительную плотность смеси по водороду: DH2(mixture) = Mrconditional (mixture) / Mr(H2); DH2(mixture) = 32,8 / 2 = 16,4. |
| Ответ | Плотность по водороду смеси, состоящей из ацетилена, фтора и метиламина равна 16,4. |
| Задание | Найдите плотность по кислороду смеси, состоящей из 25 л метиламина CH3NH2 и 40 л криптона. |
| Решение | Найдем объемные доли веществ в смеси:
φ = Vgas / Vmixture_gas; φ (CH3NH2) = V(CH3NH2) / Vmixture_gas; φ (CH3NH2) = 25 / (25 + 40) = 25 / 65 = 0,4. φ (Kr) = V(Kr) / Vmixture_gas; φ (Kr) = 40 / (25 + 40) = 40 / 65 = 0,6. Объемные доли газов будут совпадать с молярными, т.е. с долями количеств веществ, это следствие из закона Авогадро. Найдем условную молекулярную массу смеси: Mrconditional (mixture) = φ (CH3NH2) ×Mr(CH3NH2) + φ (Kr) ×Mr(Kr); Mrconditional (mixture) = 0,4×31 + 0,6×84 = 12,4 + 50,4 = 62,8. Найдем относительную плотность смеси по кислороду: DO2(mixture) = Mrconditional (mixture) / Mr(O2); DO2(mixture) = 62,8 / 32 = 1,9625. |
| Ответ | Плотность по кислороду смеси, состоящей из метиламина и криптона равна 1,9625. |
