Graindensitymenetelmillä

Graindensitymenetelmillä tarkoitetaan menetelmäkokoelmaa, joiden avulla määritetään rakeiden tai mineraalikerrosten todellinen tiheys, eli tiheys ilman huokosia. Tiheys on keskeinen parametri geologiassa, maaperätieteissä ja materiaalitutkimuksessa, sillä se vaikuttaa kerrosten koostumukseen, kuljetusominaisuuksiin ja reaktiivisuuteen.

Yleisimmät menetelmät ovat kaasupycnometria ja nestepycnometria. Kaasupycnometria käyttää harvinaista kaasua (yleisesti heliumia) mittaamaan näytteen tilavuuden ja siten tiheyden periaatteella, jossa massan ja mitatun tilavuuden suhde antaa tiheyden. Tämä menetelmä soveltuu pienille, kuiville ja ei-huokoisille näytteille, ja se on nopeasti toistettavissa sekä vertailukelpoinen standardien kanssa. Nestepycnometria puolestaan perustuu Archimedeen periaatteeseen: näyte upotetaan tunnetun tiheydiseen nesteeseen ja tilavuus sekä massaprofiilit lasketaan käyttämällä nesteen tiheyttä. Tämä menetelmä sopii huokoisille tai herkemmille näytteille, kun kaasumenetelmät eivät ole käytettävissä tai jos näyte ei kestä kaasua.

Prosessi koostuu näytteen kuivauksesta ja punnituksesta sekä tilavuuden mittauksesta. Ennen mittauksia näyte kuivataan mahdollisimman perusteellisesti, jotta huokoisuus ei vaikuta tuloksiin. Tuloksena saadaan rakeiden tiheys massan ja tilavuuden suhteen, ja tuloksia voidaan verrata mineraalien ja materiaalien tunnettuun tiheyteen.

Graindensitymenetelmien etuja ovat suoran tiheyden mittaamisen mahdollisuus ja tulosten vertailukelpoisuus kansainvälisiin standardeihin. Rajoitteita ovat näytteen huokoisuus, kosteuspitoisuus ja vuorovaikutus käytetyn nesteen tai kaasutilan kanssa. Käytännössä valinta menetelmien välillä perustuu näytteen luonteeseen ja tutkimuksen tavoitteisiin.