1. Визначення питомої ваги вихідної гірської породи і зерен щебеню (гравію)

Для визначення питомої ваги кожного петрографічного різновиду вихідної гірської породи беруть шматки каменю загальною вагою не менш 1 кг для визначення питомої ваги зерен щебеню (гравію) – пробу відповідно до таблиці 1.13.

Таблиця 1.13

Вага проби для визначення питомої ваги зерен щебеню

Найбільший розмір щебеню (гравію), мм	Вага проби, кг, не менше
10	0,5
20	1
40	2,5
70 та більше	5

Шматки каменю або зерна щебеню (гравію) очищають від пилу, подрібнюють до крупності менше 5 мм, після чого ретельно перемішують і відбирають для проби близько 150 г. Отриману пробу знову подрібнюють до крупності менше 1,25 мм, ретельно перемішують і відбирають приблизно до 30 г.

Приготовану в такий спосіб пробу подрібнюють у порошок у чавунній чи порцеляновій ступці, насипають у стаканчик для зважування, висушують до постійної ваги і прохолоджують до кімнатної температури в ексикаторі над міцною сірчаною кислотою чи над безводним хлористим кальцієм, після чого відважують дві навіски по 10 г кожна.

Кожну навіску насипають у чистий висушений пікнометр і наливають у нього дистильовану воду в такій кількості, щоб заповнити пікнометр не більше ніж на половину свого об’єму. Потім пікнометр у злегка похилому положенні ставлять на піщану ванну або водяну баню і кип'ятять його вміст впродовж 15-20 хв для видалення бульбашок повітря. Бульбашки повітря можуть бути вилучені також шляхом витримування пікнометра з вмістом під вакуумом у ексикаторі.

Після видалення бульбашок повітря пікнометр обтирають, прохолоджують до кімнатної температури, доливають до відмітки дистильованою водою і зважують. Пікнометр звільняють від вмісту, промивають, заповнюють до відмітки дистильованою водою кімнатної температури і зважують.

Питома вага γ_п у г/см³ обчислюється з точністю до 0,01 г/см³ за формулою:

(1.12)

де G – навіска порошку висушеного до постійної ваги , г; G₁ – вага пікнометра з дистильованою водою, г; G₂ -вага пікнометра з навіскою і дистильованою водою після видалення бульбашок повітря, г; γ_в – питома вага води дорівнює одиниці, г/см³.

Питому вагу вихідної гірської породи обчислюють як середнє арифметичне визначень питомої ваги обох навісок. При цьому розбіжність між результатами двох визначень не повинна перевищувати 0,02 г/см³. У випадку великих розбіжностей роблять третє визначення й обчислюють середнє арифметичне двох найближчих значень.

2. Визначення об'ємної ваги вихідної гірської породи і зерен щебеню (гравію).

Для визначення об'ємної ваги вихідної гірської породи беруть п'ять зразків каменю розміром 40-70 мм. Кожен зразок очищають металевою щіткою від пухких часток пилу і висушують до постійної ваги.

Для визначення об'ємної ваги щебеню (гравію) крупністю до 40 мм із випробовуваної фракції беруть пробу вагою близько 2,5 кг. При випробуванні щебеню (гравію) крупніше 40 мм беруть пробу вагою близько 5 кг; зерна крупніше 40 мм подрібнюють до одержання часток розміром не більш 40 мм і пробу скорочують удвічі.

Отриману пробу висушують до постійної ваги, просіюють крізь сито з розміром отворів, що відповідають найменшому розміру зерен даної фракції щебеню (гравію), і з залишку на ситі відважують дві навіски по 1000 г кожна.

Зразки вихідної гірської породи неправильної форми або навіски щебеню (гравію) насичують водою, занурюючи їх у воду кімнатної температури на дві години так, щоб рівень води в посудині був вище верха зразків або щебеню (гравію) не менше ніж на 20 мм.

Насичені зразки або проби щебеню (гравію) виймають з води, видаляють вологу з їхньої поверхні м'якою злегка вологою тканиною і відразу ж зважують спочатку на технічних, а потім на гідростатичних терезах (рис. 1.3), поміщуючи пробу в сітчасту склянку занурену у воду.

Об’ємну вагу γ_о обчислюють з точністю до 0,01 г/см³ за формулою:

(1.13)

де G – вага зразка або проби в сухому стані, г; G₁ – те ж, у насиченому водою стані на повітрі, г; G₂ – вага зразка чи проби в насиченому водою стані у воді, г; γ_в – питома вага води, дорівнює одиниці, г/см³, Н/см³.

Зразки гірської породи неправильної форми з дрібними відкритими порами замість насичення водою можна використовувати інакше, покриваючи їх плівкою парафіну товщиною приблизно 1 мм. Для цього висушений до постійної ваги зразок занурюють у розігрітий парафін і потім прохолоджують на повітрі. У випадку виявлення при застиганні на парафіновій плівці бульбашок чи ушкоджень їх загладжують гарячою металевою пластинкою або дротом.

Підготовлений зразок зважують на технічних, а потім на гідростатичних вагах.

Рис. 3. Технічні терези з пристроєм для гідростатичного зважування:

1- сітчастий стакан, 2 - ємність зі зливом для води, 3 - стакан з дробом для врівноваження сітчастого стакана у воді, 4 - різновіси

Об'ємну вага γ_о, г/см³ визначають за формулою:

(1.14)

де G – вага зразка в сухому стані, г; G₁ – вага парафінованого зразка на повітрі, г; G₂ – вага парафінованого зразка у воді, г; γ_пр – питома вага парафіну, 0,93 г/см³ ; γ_в – питома вага води.

Об'ємна вага вихідної гірської породи чи зерен щебеню (гравію) обчислюють як середнє арифметичне результатів визначення об'ємної ваги п'яти зразків гірської породи чи двох навісок щебеню (гравію). При цьому розбіжність між результатами двох визначень об'ємної ваги щебеню (гравію) не повинна перевищувати 0,02 г/см³ . При великих розбіжностях роблять третє визначення й обчислюють середнє арифметичне двох найближчих значень.