Wydział Górniczy Budownictwo rok III	Ćwiczenie nr 1	Rok akademicki	Data	Ocena
Imię i nazwisko Michał Kundzierewicz	Oznaczenie gęstości objętościowej i wilgotności skał zwięzłych	2001/2002	10/10/2001

Cel ćwiczenia:

Celem przeprowadzanych badań jest wyznaczenie następujących parametrów:

• gęstości objętościowej skał zwięzłych

• wilgotności skał zwięzłych

Gęstość objętościową skał zwięzłych wyznaczamy ze wzoru:

gdzie:

ρ - gęstość objętościowa próbki skalnej, g/cm³, kg/m³

V - objętość próbki skalnej, cm³,

V_pp - objętość próbki powleczonej parafiną, cm³,

V_p - objętość parafiny, cm³,

m - masa próbki skalnej, g,

m_p - masa oparafinowanej próbki skalnej, g,

m_pw - masa próbki oparafinowanej i zanurzonej w wodzie, g,

ρ_w - gęstość właściwa wody, ρ_w = 0,999 g/cm³,

ρ_p - gęstość właściwa parafiny, ρ_p = 0,93 g/cm³,

Gęstość objętościową należy wyznaczyć jako średnią arytmetyczną dwóch pomiarów przeprowadzanych dla danego rodzaju skały.

Wykorzystując zależność:

można wyznaczyć ciężar objętościowy danego rodzaju skały:

gdzie:

γ - ciężar objętościowy, kN/m³,

ρ - gęstość objętościowa, kg/m³,

g - przyspieszenie ziemskie, g = 9,81 m/s²

Oznaczenie gęstości objętościowej:

Tabela 1

Rodzaj skały	węgiel		piaskowiec gruboziarnisty
Numer próbki	1	2	3	4
m - masa próbki skalnej bez parafiny, g,	5,10g	10,47g	8,1g	11,56g
mp - masa oparafinowanej próbki skalnej, g,	5,37g	10,97g	8,40g	12,19g
mpw - masa próbki oparafinowanej i zanurzonej w wodzie, g,	1,3g	1,5g	4,8g	6,8g
Vpp - objętość próbki powleczonej parafiną, cm^3,	4,07 cm^3	9,47 cm^3	3,6 cm^3	5,39 cm^3
Vp - objętość parafiny, cm^3,	0,27 cm^3	0,53 cm^3	0,32 cm^3	0,67 cm^3
ρ - gęstość objętościowa próbki skalnej, g/cm^3, kg/m^3	1440 kg/m^3	1160 kg/m^3	2469 kg/m^3	2440 kg/m^3
γ - ciężar objętościowy próbki skalnej, kN/m^3,	14,12 kN/m^3	11,37 kN/m^3	24,22 kN/m^3	23,93 kN/m^3
γśr - średni ciężar objętościowy dla danego rodzaju skały, kN/m^3,	12,74 kN/m^3		24,07 kN/m^3

Wilgotność skał zwięzłych wyznaczamy ze wzoru:

2. Wilgotność próbki obliczamy ze wzoru :

gdzie :

W - wilgotność próbki skalnej , %

m_w - masa próbki wilgotnej ,g

m_{s -} masa próbki wysuszonej, g

m_{t -} masa parowniczki, g

m_wt - masa parowniczki z próbka wilgotną, g

m_st - masa parowniczki z próbką suchą, g

Wilgotność skały należy przyjąć jako średnią arytmetyczną wyników badań dwóch próbek danego rodzaju skały.

Oznaczenie wilgotności:

Tabela 2

Rodzaj skały	piaskowiec		wapień
Numer parowniczki	1	2	3	4
mt - masa parowniczki, g	84,30g	84,30g	53,54g	53,54g
mwt - masa parowniczki z próbka wilgotną, g	291,02g	265,74g	297,50g	193,56g
Ważenia kontrolne: 1 2 3	289,57g 288,67g 288,11g	264,43g 263,60g 263,06g	294,97g 293,20g 291,87g	191,80g 189,65g 188,68g
mst - masa parowniczki z próbką suchą, g	288,11g	263,06g	291,87g	188,68g
W - wilgotność próbki skalnej , %	1,42 %	1,49 %	2,36 %	3,61 %
Wśr - średnia wilgotność dla danego rodzaju skał , %	1,46 %		2,98 %

Wnioski:

Skały dzielimy na :

- osadowe (wapień)

- magmowe (bazalt)

- metamorficzne-przeobrażone(marmur),

W związku z powyższym podziałem (klasyfikacją) skały osadowe, magmowe i metamorficzne różnią się między sobą właściwościami fizycznymi (gęstością: objętościową, właściwą, ciężarem właściwym i wilgotnością).

Na podstawie przeprowadzonego ćwiczenia określamy gęstość objętościową i procentową zawartość wody w próbkach skalnych.

Analizując otrzymane wyniki wnioskuję iż gęstość objętościowa skał (w tym przypadku węgiel i piaskowiec) rośnie wraz ze wzrostem masy skały. Obie badane skały różnią się miedzy sobą strukturą i przede wszystkim genezą .(węgiel jest skałą osadową pochodzenia organicznego, natomiast piaskowiec jest skałą osadowa powstałą na skutek połączenia się ziaren skalnych lepiszczem.). Z danych zawartych w tabeli nr 1 próbki skalne węgla zanurzone w wodzie posiadają dużo mniejszą masę niż próbki piaskowca. Gęstość objętościowa piaskowca jest dwa razy większa niż węgla.

Na procentową zawartość wody w skale wpływa jej porowatość co ma związek z genezą skał. Skały magmowe mają najmniejszą porowatość w związku z czym procentowa zawartość wody jest znacznie mniejsza niż w skałach osadowych.

Analizując wyniki z tabeli 2 widać że wapień (pochodzenia osadowego - organicznego) ma procentowo większą zawartość wody niż piaskowiec (pochodzenia osadowego-okruchowego).Piaskowiec zawiera mniej porów otwartych niż wapień stąd zawartość wody w wapieniach jest 2 razy większa .

---