เครื่องคำนวณน้ำหนักหิน - คำนวณตามขนาดและประเภทหิน

เครื่องคำนวณน้ำหนักหินคืออะไร

เครื่องคำนวณน้ำหนักหินใช้ประมาณน้ำหนักของชิ้นหินจากขนาดและชนิดของหิน โดยคูณปริมาตรของหินด้วยความหนาแน่น ซึ่งเป็นวิธีมาตรฐานในการประมาณน้ำหนักของก้อนหินแห้งทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้า ใช้สำหรับวางแผนติดตั้งท็อปเคาน์เตอร์ งานภูมิทัศน์ และการขนส่งแผ่นหินกับก้อนหิน

น้ำหนักมีความสำคัญเพราะส่งผลต่อการเคลื่อนย้ายและติดตั้งหิน แผ่นหินที่หนักกว่าคาดอาจทำให้ฐานรองตู้รับน้ำหนักเกินพิกัด เกินความสามารถในการยกตามพิกัดของเครน หรือทำให้รถบรรทุกขนส่งมีน้ำหนักเกินขีดจำกัดตามกฎหมาย การตรวจสอบน้ำหนักก่อนสั่งซื้อหรือยกช่วยป้องกันปัญหาเหล่านี้

วิธีคำนวณน้ำหนักหิน

น้ำหนักเท่ากับปริมาตรคูณด้วยความหนาแน่น ปริมาตรคำนวณจากความยาว ความกว้าง และความสูงของหิน ความหนาแน่นคือปริมาณมวลที่หินบรรจุอยู่ในพื้นที่แต่ละหน่วย และขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของแร่ในหิน หินแกรนิตซึ่งประกอบด้วยผลึกที่อัดแน่นมีความหนาแน่นมากกว่าหินทรายที่มีรูพรุน

โดยทั่วไปหินวัดเป็นเซนติเมตร แต่ความหนาแน่นระบุเป็นกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร สูตรจึงมีการแปลงหน่วยดังนี้:

$\text{น้ำหนัก (กก.)} = \frac{\text{ความยาว (ซม.)} \times \text{ความกว้าง (ซม.)} \times \text{ความสูง (ซม.)} \times \text{ความหนาแน่น (กก./ลบ.ม.)}^3\text{)}}{1{,}000{,}000}$

การหารด้วย 1,000,000 เป็นการแปลงลูกบาศก์เซนติเมตรเป็นลูกบาศก์เมตร เนื่องจาก 100 ซม. × 100 ซม. × 100 ซม. เท่ากับ 1,000,000 cm³ หากต้องการแปลงผลลัพธ์เป็นปอนด์ ให้หารค่าน้ำหนักเป็นกิโลกรัมด้วย 0.45359237 โดยนิยามแล้วหนึ่งปอนด์เท่ากับ 0.45359237 กิโลกรัมพอดี ดังนั้นหนึ่งกิโลกรัมจึงเท่ากับประมาณ 2.2046 ปอนด์ (1 กก.)

ความหนาแน่นของหินแต่ละชนิด

ความหนาแน่นเป็นเหตุผลหลักที่ทำให้หินสองก้อนซึ่งมีขนาดเท่ากันอาจมีน้ำหนักแตกต่างกันมาก ตารางด้านล่างแสดงค่าความหนาแน่นแห้งโดยทั่วไปของหินชนิดต่าง ๆ ที่ใช้กันทั่วไป หน่วยเป็นกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร

ค่าเหล่านี้เป็นค่าเฉลี่ยของอุตสาหกรรม ซึ่งใกล้เคียงกับค่าที่ใช้ในมาตรฐานการทดสอบ เช่น ASTM C97 สำหรับหินมิติ หินจากเหมืองแห่งใดแห่งหนึ่งอาจแตกต่างจากค่าเฉลี่ยประมาณ 5 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ และความชื้นจะเพิ่มน้ำหนักให้หินที่มีรูพรุน เช่น หินทรายและหินปูน

ตัวอย่างพร้อมวิธีทำ

ตัวอย่างเช่น ก้อนหินแกรนิตยาว 50 ซม. กว้าง 30 ซม. และสูง 20 ซม.

1. ปริมาตร: 50 × 30 × 20 = 30,000 cm³ ซึ่งเท่ากับ 0.03 m³
2. น้ำหนัก: 0.03 m³ × 2,700 kg/m³ = 81 กก.
3. คิดเป็นปอนด์: 81 ÷ 0.45359237 ≈ 178.57 ปอนด์ (81 กก.)

ตัวอย่างที่สองคือแผ่นท็อปเคาน์เตอร์หินแกรนิตยาว 200 ซม. กว้าง 60 ซม. และหนา 3 ซม.

1. ปริมาตร: 200 × 60 × 3 = 36,000 cm³ ซึ่งเท่ากับ 0.036 m³
2. น้ำหนัก: 0.036 m³ × 2,700 kg/m³ = 97.2 กก. หรือประมาณ 214 ปอนด์

ฐานตู้ครัวมาตรฐานสามารถรองรับน้ำหนักนี้ได้โดยไม่มีปัญหา แต่ส่วนที่ติดตั้งกับผนังหรือส่วนยื่นแบบคานอาจต้องเสริมโครงรับน้ำหนักเพิ่มเติม

การนำการคำนวณน้ำหนักหินไปใช้

งานก่อสร้างและงานก่อหิน น้ำหนักเป็นตัวกำหนดว่าโครงการต้องใช้เครนหรืออุปกรณ์ยกชนิดใด และสินค้าที่ขนส่งมีน้ำหนักบรรทุกตามกฎหมายของรถบรรทุกหรือไม่

การออกแบบโครงสร้าง วิศวกรใช้น้ำหนักต่อตารางเมตรเพื่อกำหนดขนาดโครงสร้างที่จะรองรับผนังอาคารด้านหน้าหรือพื้นหิน

งานภูมิทัศน์ กำแพงกันดิน ก้อนหินขนาดใหญ่ และวัสดุปูพื้นล้วนต้องมีการประมาณน้ำหนัก เพื่อวางแผนฐานราก เลือกอุปกรณ์ และตรวจสอบใบเสนอราคาการจัดส่งที่คิดตามตัน

การขนส่งและการแปรรูป ค่าขนส่งหินที่ตัดแต่งแล้ว เช่น ท็อปเคาน์เตอร์สำเร็จรูป มักคิดตามน้ำหนักเป็นส่วนหนึ่ง ดังนั้นค่าที่แม่นยำจึงช่วยหลีกเลี่ยงความประหลาดใจด้านราคา

ความแม่นยำและข้อจำกัด

วิธีนี้สมมติว่าหินมีรูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าและมีความหนาแน่นเฉลี่ย น้ำหนักจริงของหินอาจแตกต่างจากค่าที่คำนวณได้ด้วยเหตุผลหลายประการ:

• ความแปรผันระหว่างเหมือง ความหนาแน่นของหินชนิดเดียวกันอาจแตกต่างกันประมาณ 5 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ ขึ้นอยู่กับแหล่งเหมือง
• ความชื้น หินที่มีรูพรุน เช่น หินทรายและหินปูน จะดูดซับน้ำและอาจมีน้ำหนักขณะเปียกมากกว่าขณะแห้ง
• รูปทรงไม่สม่ำเสมอ สำหรับหินที่ไม่ใช่ก้อนสี่เหลี่ยมผืนผ้าอย่างง่าย การวัดกล่องสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่เล็กที่สุดซึ่งครอบคลุมหินได้จะให้ค่าประมาณแบบเผื่อสูง ซึ่งสูงกว่าค่าจริงเล็กน้อย การแทนที่น้ำโดยจุ่มหินลงในน้ำแล้ววัดปริมาตรน้ำที่หินดันออก จะให้ค่าปริมาตรของชิ้นหินที่มีรูปทรงไม่สม่ำเสมอแม่นยำกว่า

สำหรับโครงการที่มีขอบเขตความปลอดภัยจำกัด เช่น งานโครงสร้างที่รับน้ำหนัก การทดสอบความหนาแน่นในห้องปฏิบัติการจากตัวอย่างหินจริงจะให้ค่าที่แม่นยำกว่าค่าเฉลี่ยจากตาราง

คำถามที่พบบ่อย

คำนวณน้ำหนักหินอย่างไร คูณปริมาตรของหิน (ความยาว × ความกว้าง × ความสูง) ด้วยความหนาแน่น จากนั้นปรับหน่วยให้ถูกต้อง หากขนาดเป็นเซนติเมตรและความหนาแน่นเป็นกก./ลบ.ม. ให้หารผลคูณด้วย 1,000,000 ก้อนหินแกรนิตขนาด 50 × 30 × 20 ซม. จะมีน้ำหนัก 81 กก.

หินหนึ่งลูกบาศก์เมตรหนักเท่าไร ขึ้นอยู่กับชนิดของหิน หินบะซอลต์เป็นหินก่อสร้างทั่วไปที่หนักที่สุด โดยหนักประมาณ 3,000 กก. ต่อลูกบาศก์เมตร หินทรายเป็นหินที่มีน้ำหนักเบาที่สุดชนิดหนึ่ง โดยหนักประมาณ 2,300 กก. ต่อลูกบาศก์เมตร ส่วนหินแกรนิตซึ่งนิยมใช้ทำท็อปเคาน์เตอร์มีน้ำหนักประมาณ 2,700 กก. ต่อลูกบาศก์เมตร

เครื่องคำนวณน้ำหนักหินแม่นยำเพียงใด คาดว่าผลลัพธ์จะอยู่ภายในประมาณ 5 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักจริง เนื่องจากใช้ค่าความหนาแน่นเฉลี่ยแทนการวัดหินชิ้นนั้นโดยตรง ตัวอย่างเช่น ความหนาแน่นของหินแกรนิตอาจอยู่ในช่วงประมาณ 2,650 ถึง 2,750 kg/m³ โดยขึ้นอยู่กับเหมือง

วิธีนี้ใช้กับหินที่มีรูปทรงไม่สม่ำเสมอได้หรือไม่ ได้ แต่ความแม่นยำจะลดลง ให้วัดกล่องสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่เล็กที่สุดซึ่งสามารถครอบคลุมหินได้ทั้งหมด แล้วคำนวณตามปกติ วิธีนี้ให้ค่าประมาณสูงกว่าจริงแทนที่จะต่ำกว่าจริง จึงปลอดภัยกว่าสำหรับการวางแผนอุปกรณ์และการขนส่ง

ความชื้นทำให้น้ำหนักหินเปลี่ยนแปลงหรือไม่ เปลี่ยน สำหรับหินที่มีรูพรุน หินทรายและหินปูนสามารถดูดซับน้ำได้มากจนมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น 5 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ เรื่องนี้มีความสำคัญเมื่อหินวางอยู่กลางแจ้งหรือเพิ่งถูกตัดด้วยเครื่องมือที่ใช้น้ำหล่อเย็น

คำนวณน้ำหนักท็อปเคาน์เตอร์หินแกรนิตอย่างไร วัดความยาว ความกว้าง และความหนาเป็นเซนติเมตร ท็อปเคาน์เตอร์ทั่วไปมีความหนา 3 ซม. สำหรับชิ้นส่วนขนาด 200 × 60 × 3 ซม. น้ำหนักคือ (200 × 60 × 3 × 2,700) ÷ 1,000,000 ซึ่งเท่ากับ 97.2 กก. หรือประมาณ 214 ปอนด์ สำหรับชิ้นส่วนที่มีช่องเจาะอ่างล้างจาน ให้คำนวณน้ำหนักของช่องเจาะด้วยวิธีเดียวกัน แล้วหักออกจากน้ำหนักรวม