Горная порода в строительстве это

Для того чтобы легче разобраться в многообразии горных пород и выявить причины в различии их свойств, целесообразно воспользо­ваться классификацией горных пород, в основу которой положено их происхождение (генезис). Принципы такой классификации были пред­ложены еще М.В. Ломоносовым, а в современном виде она была доработана российскими учеными Ф.Р. Левинсоном-Лессингом, А.П. Кар­пинским и др.

Генетическая классификация горных пород учитывает условия их образования, которые предопределяют строение и, следовательно, свойства пород. В соответствии с этой классификацией выделены:

магматические — первичные породы, образующиеся при остыва­нии магмы;

осадочные — вторичные породы, образовавшиеся в результате вы­ветривания магматических пород;

метаморфические — осадочные и магматические породы, изменив­шие свое строение и свойства в результате длительных физико-хими­ческих процессов, протекающих под воздействием высоких давлений, температур и минерализованных вод, во время нахождения их в земной коре.

Подробный анализ горной породы в горах.

Рис. 20.12. Типы структур горных пород:

а – зернисто-кристаллическая гранитная; б – порфировая; К – кварц; П.ш. – полевой шпат; С – слюда

Ниже рассмотрены главнейшие представители изверженных пород.

Глубинные породы характеризуются кристаллической структурой отсутствием пор, высокой прочностью, твердостью и морозостойкостью. В полированном виде глубинные породы очень декоративны. К ним относятся: граниты, сиениты, габбро и диориты.

Гранит — зернисто-кристаллическая порода (рис. 20.12), сложенная из трех минералов: кварца (20-40 %), полевых шпатов (40-70 %) и слюды (5-20%); иногда слюду заменяет роговая обманка.

Строительные свойства гранитов (в среднем) следующие: плотность 2600-2700 кг/м 3 ; предел прочности при сжатии — 100-250 мПа, а при растяжении, как и у других каменных материалов, в 30-40 раз. Вследствие малой пористости и низкого водопоглощения ( < 1 %) граниты очень морозостойки (F >1000); химически стойкость их высока; граниты — твердые породы. Цвет гранитов определяется цветом полевого шпата и бывает чаще всего серым, розовым и темно-красным. Граниты хорошо полируются, приобретая декоративный вид.

Граниты широко применяют для облицовки зданий и инженерных сооружений (набережные, мосты и т. п.), устройства полов общественных зданий и монументальной скульптуры.

Сиениты — аналоги гранита, но без кварца (образовались из средних магм); свойства и области применения такие же, как у гранита.

Диориты — темно-серая мелкокристаллическая порода, состоящая в основном из полевых шпатов (около 75 %) и темноокрашенных минералов. Плотность — 2800-3000 кг/м 3 . Отличается повышенной ударной вязкостью. Применяют для облицовки и в дорожном строительстве (брусчатка и т. п.).

Габбро — крупнокристаллическая порода, образовавшаяся из основной магмы; состоит из полевых шпатов (около 50 %) и темноокрашенных минералов (авгита, роговой обманки и т. п.). Плотность — 2900-3300 кг/м 3 ; предел прочности при сжатии — 200-350 мПа. Как и гранит, габбро характеризуется высокой морозостойкостью стойкостью против выветривания. Цвет – темно–серый, темно–зеленый до черного. Габбро хорошо полируется и имеет красивую текстуру.

Урок 12 Горные породы и минералы

Вулканические туфы– порода, образующаяся из вулканических пеплов, которые омонолитились в результате природной цементации. Вулканические туфы – пористая порода (П = 30-60 %), имеющая низкую плотность, равную 800-1800 кг/м 3 . Поры у туфа в большинстве своем замкнутые, что обусловливает его высокую морозостойкость. Прочность при сжатии зависит от пористости и составляет 2-20 мПа.

Теплопроводность у туфа в 1,5-2 раза ниже, чем у кирпича. Цвет туфов разнообразный, но не яркий, а глухой; основные оттенки: красно-оранжевые и до коричневато-лиловых. Крупнейшие месторождения туфов имеются в Армении, возникшие в результате деятельности ныне потухшего вулкана Арарат.

Туфы используют как облицовочный материал, а в местах крупных месторождений — как эффективный материал для кладки стен. Благодаря низкой твердости туфа стеновые камни из него вырезают механизированным способом прямо в карьере (рис. 20.13). В тонкомолотом виде туф используют как добавку к цементам.

Туфовая лава — разновидность вулканических туфов, образовавшаяся при попадании пепла и пемзы в огненно-жидкую лаву.По структуре, свойствам и областям применения туфовая лава аналогична вулканическому туфу, но благодаря большей доле замкнутых пор долговечна.

Рис. 20.13. Поточная вырезка стеновых камней машинами с дисковыми пилами

Осадочные породы

Конгломераты и брекчии — породы, состоящие из сцементированных крупных зерен гравия (конгломераты) или из остроугольных с шероховатой поверхностью зерен щебня (брекчии). Области их использования такие же, как у песчаников.

Органогенные осадочные породы в основном состоят из карбоната кальция СаСО3, и реже из аморфного кремнезема SiO2. Главнейшие породы в этой группе — известняки различного вида, используемые человеком для самых разных целей с глубокой древности.

Известняки плотные — широко распространенная на Земле горная порода, состоящая в основном из кальцита СаСО3; кроме кальцита они содержат примеси магнезита, глины и кремнезема. Цвет известняков в зависимости от примесей: белый, светло-серый, серовато-кремовый или желтоватый.

Плотность известняков — 2000-2600 кг/м 3 , прочность при сжатии у них сравнима с прочностью бетона и составляет 10-100 мПа, Твердость небольшая — 3-3,5, что позволяет легко добывать и обра­батывать известняк. Морозостойкость известняков существенно зави­сит от пористости, степени цементации, наличия примесей и нуждается в постоянном контроле. Абсолютно не стойки они к воздействию кислых сред.

Известняки — одна из самых важных горных пород для строителей. Они издавна использовались для возведения зданий и их облицовки (достаточно вспомнить слова «Москва белокаменная»), из известняков делались фундаменты. Самый распространенный щебень для бетонов и дорожных покрытий — известняковый, и, наконец, известняк — сырье для получения извести и цемента.

Мраморовидные известняки — переходные породы от плотных из­вестняков к мраморам. Они имеют большую плотность (до 2700 кг/м 3 ) и прочность (60-150 мПа), чем обычный известняк.

Известняк-ракушечник — пористая порода, состоящая из раковин и панцирей моллюсков, сцементированных известковым цементом. Плотность ракушечника — 900-2000 кг/м 3 , прочность при сжатии — 0,5-15 мПа. Он имеет низкую теплопроводность и легко поддается распиловке. Используют в виде камней и блоков как местный стеновой материал. Декоративные разновидности ракушечника применяют как облицовочный материал.

Мел — землистая горная порода, состоящая из мельчайших облом­ков раковин и скелетов морских микроорганизмов, представляет собой почти чистый кальцит СаСОз. Используют при производстве извести, цемента, стекла и благодаря высокой дисперсности для приготовления красок и шпатлевок.

Диатомиты и трепелы — рыхлые землистые породы белого, серого или желтоватого цвета, в основном состоящие из аморфного кремнезема SiO2 × nН2О; по внешнему виду и физическим свойствам похожи на мел. Они образовались из остатков мельчайших водорослей, а также кремневых скелетов морской микрофауны (диатомий, радиолярий и т. п.) с примесью глины и ила. Со временем под давлением вышележащих слоев горных пород диатомиты и трепелы уплотняются и превращаются в плотную, прочную и трудно размокающую в воде породу — опоку.

В диатомите и трепеле до 75-95 % активного кремнезема, поэтому их применяют как гидравлическую добавку к вяжущим. Их также используют при производстве теплоизоляционных материалов.

Хемогенные осадочные породы образовались, главным образом, при испарении вод, содержащих минеральные соли. Для строителей инте­рес представляют сульфаты и карбонаты кальция и магния: гипс, ангидрит, известковый туф, магнезит и доломит.

Известковый туф образовался в результате выпадения СаСОз из источников подземных углекислых вод. Туфы пористы и имеют нозд­реватое строение. Они легко поддаются распиловке и используются для внутренней облицовки помещений, улучшая их акустические свойства. В этом отношении приобрела популярность разновидность туфа — травертин.

Магнезит — порода, состоящая в основном из минерала магнезита МgСО3. Используют для получения огнеупорных материалов и магне­зиальных вяжущих.

Доломит- порода, состоящая в основном из минерала доломита СаСО3 × МgСО3, с примесью глины, оксидов железа и др. По структуре и физическим свойствам доломит близок к плотным известнякам: pm= 2200-2800 кг/м 3 ; Rсж = 50-200 мПа. Поэтому его применяют в качестве строительного камня и щебня для бетона.

Гипс — горная порода обычно белого или серого цвета, состоящая из минерала того же названия СаSО4 × 2Н2О. В строительстве исполь­зуют как сырье для получения гипсовых вяжущих. Благодаря низкой твердости применяют для изготовления мелких поделок по камню.

Ангидрит-плотная горная порода, состоящая преимущественно из минерала ангидрита СаSО4. Цвет породы белый с голубым или серым оттенком. Используют для получения вяжущих и для внутренней отделки и скульптурных работ. На открытом воздухе быстро выветри­вается, переходя в гипс.

Дата добавления: 2017-11-21 ; просмотров: 2148 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник: poznayka.org

ГОРНЫЕ ПОРОДЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Горные породы — плотные или рыхлые агрегаты разнообраз­ных минералов или обломков каких-либо пород. Они имеют отно­сительно постоянный минеральный состав и специфическое внутреннее строение, определяемое структурными и текстурными особенностями.

Под структурой породы понимают совокупность особенностей ее строения, которая обусловлена степенью кристал­личности, формой и размерами зерен, а также соотношением со­ставных частей минеральных компонентов и цемента. Текстура же характеризуется совокупностью признаков, определяемых взаим­ным расположением и распределением составных частей породы в занимаемом ею объеме. Она отображает особенности ее внешнего облика: слоистость, сланцеватость, пористость, массивность, рас­цветку, декоративность (рис. 8.2). Породы могут быть мономинера­льными, т. е. состоять из зерен одного минерала, и полиминераль­ными, когда произошло срастание двух или нескольких минералов, различных по химическому составу и свойствам. Все породы по происхождению разделя­ются на три типа:

магматические (пер­вичные), образование ко­торых связано с остыва­нием магмы (силикатного расплава сложного соста­ва) в различных термоди­намических условиях зем­ной коры, определяемых совокупностью воздейст­вия высоких температуры и давления, а также концентрацией минеральных компонентов, содержа­щихся в расплаве;

осадочные (вторич­ные) породы, сформиро­ванные на поверхности земли в условиях низкой температуры и атмосфер­ного давления. Они являются результатом накопления продуктов разрушения других, ранее образованных пород, выпадения различных химических образова­ний из водной среды и накопления продуктов жизнедеятельности растительных и животных организмов на суше и в воде;

метаморфические (измененные) породы, образовавшиеся из оса­дочных и магматических пород путем полного или частичного их преобразования под влиянием высоких температуры и давления, го­рячих минерализованных растворов и раскаленных газов, циркули­рующих в земной коре, и др. Ниже приводится описание генетиче­ских типов пород.

Рис.8.2. Текстуры горных пород: а —полосчатая; б — неоднородная; в — флюидальная; г — сланцеватая

Рис. 8.3. Полнокристаллическая структура глубинных пород (гранит): Or — ортоклаз; PL — плагиоклаз; q — кварц; b — биотит

В зависимости от условий образования магматические породы разделяются на глубинные (интрузивные), излившиеся (эффузивные) и полуглубинные (гипабиссальные). Глубинные породы образуются на больших глубинах в условиях высоких температуры и давления, медленного и равномерного остывания магмы.

Оно завершается формированием разновидностей с полнокристаллической структу­рой, массивной текстурой и равномерным распределением минера­льных составных частей в массе породы, любые участки которой одинаковы по составу и структуре (рис. 8.3).

Излившиеся породы появляются на поверхности земли в условиях низкой температуры и атмосферного давления при быстрой отдаче теплоты и быстром выделении газообразных веществ из лавы с обра­зованием в ней многочисленных пор, сохраняющихся и после затвердевания. Поэтому они отличаются неполнокристаллической структурой с обилием аморфного стекла, неоднородной тек­стурой и чередованием в ее объеме участков с неодинаковыми составом и структурой (рис. 8.4). Полуглубинные породы образуются на некоторой глу­бине от поверхности земли при изменяющемся режиме понижения темпера­туры, в результате чего из магмы выделяются разноразмерные кристал­лы одного и того же минерала: круп­ные, образовавшиеся в первую, и мелкие, появившиеся во вторую фазы кристаллизации. Структуры этих по­род отличаются разнозернистостью и называются порфировидными.

Рис. 8.4. Неполнокристаллическая (порфировая) структура излив­шихся пород (альбитовый по­рфир): АВ — альбит в скрытозернистой основной массе породы

В составе магматических пород су­щественное значение имеют оксиды SiO2; Al2O3; FeO; MgO; CaO; Na2O; K2O; H2O и особенно первый, являю­щийся надежной характеристикой их химического состава. В зависимости от количественного содержания крем­незема все магматические породы разделяются на ультракислые — свы­ше 75%; кислые — от 65 до 75%; сред­ние — от 52 до 65%; основные — от 40 до 52% и ультраосновные — менее 40% кремнезема. С уменьшением его содержания возрастает плотность и темнеет окраска магматических пород, так как в их составе увеличи­вается количество более тяжелых железисто-магнезиальных силика­тов. Главнейшими минералами магматических пород являются: кварц, полевые шпаты, плагиоклазы, нефелин, слюды, авгит, рого­вая обманка и др. Калиевые полевые шпаты и кислые плагиоклазы, кварц и слюды встречаются преимущественно в кислых породах; средние плагиоклазы и роговая обманка — в средних, а основные плагиоклазы и авгит — в основных породах.

Формы залегания магматических пород разнообразны. Глубинные породы залегают в виде батолитов — огромных (до 160 000 км 2 ) массивов неправильной формы; штоков — массивов изометричной формы, отличающихся от батолитов меньшими (до 100 км 2 ) разме­рами; лакколитов — грибообразных тел, соединяющихся подводя­щими каналами с очагами магмы, и жил — плитообразных тел, об­разованных внедрением магмы в трещины пород.

Типичными формами излившихся пород являются потоки, покровы и купола (конусы). Потоки представляют собой плоские тела, вытянутые в направлении движения жидких лав. Покровы имеют равновеликие длину и ширину и образуются при массовых трещинных излияниях лав на больших площадях. Купола — конусообразные массы излив­шихся пород, приуроченных к месту поверхностного излияния.

Остывание магматических массивов сопровождается значительным сокращением их объема с появлением многочисленных, закономер­но расположенных трещин, разбивающих массив на отдельные бло­ки различной величины и формы — отдельности. Установление на­правления трещин отдельности имеет большое практическое значение при разработке магматических пород: оно облегчает их добычу, упрощает механическую разделку пород и вместе с тем эти трещины в известной степени ограничивают возможность использо­вания их трещиноватых разновидностей в строительных целях, так как они становятся досадными дефектами изготовляемой штучной продукции.

Глубинные породы имеют высокие показатели прочности, сред­ней плотности, а также незначительную пористость, с которой свя­заны весьма низкое водопоглощение, высокие теплопроводность и морозостойкость. Из этой группы рассматриваются граниты, сиени­ты, диориты, габбро, перидотиты и пироксениты, расположенные в порядке уменьшения в них кремнезема.

Сиениты — средние породы, содержащие до 65% SiO2. В от­личие от гранитов в них отсутствует свободный кварц. Сиениты со­держат до 50—70% кислых полевых шпатов (чаще ортоклаз) и око­ло 25% цветных минералов (роговая обманка и биотит). Из-за отсутствия кварца они являются более мягкими’и одновременно бо­лее вязкими породами вследствие значительного содержания рого­вой обманки.

Сиениты окрашены обычно в светлые серые, розова­тые или зеленоватые тона, имеют среднезернистую структуру и массивную однородную текстуру. Их предел прочности при сжатии составляет 150—180 МПа, а средняя плотность — 2600—2800 кг/см 3 . В связи с отсутствием кварца они обрабатываются и полируются лучше гранитов. Сиениты встречаются реже, что снижает их значе­ние как строительного камня.

Диориты являются средними (60—65% SiO2) породами, состо­ящими из средних плагиоклазов (до 75%) и роговой обманки (25%), наряду с которой могут присутствовать авгит, биотит. Окраска дио­ритов темно-серая, темно-зеленая до черной. Они характеризуются полнокристаллической равномерно-зернистой структурой и массив­ной текстурой, высокой прочностью при сжатии (180—300 МПа), большими плотностью и средней плотностью (до 2900 кг/м 3 ), повы­шенной ударной вязкостью и достаточной устойчивостью к вывет­риванию, хорошей полируемостью. Эти свойства позволяют испо­льзовать диориты в качестве материалов, противодействующих , различным вибрационным воздействиям (подпорные камни, фунда­менты мостовых сооружений и др.), а также применять как ценный декоративный материал. Месторождения этих пород сравнительно редки и известны на Украине, Кавказе, Урале, в Средней Азии и реже в Крыму.

Габбро — основные породы, содержащие от 40 до 52% SiO2. Из них наиболее распространенными являются массивные полно­кристаллические породы серого, темно-серого и темно-зеленого цвета, сложенные примерно равными количествами основного пла­гиоклаза и диаллага (разновидности авгита). Разновидности габ­бро, состоящие почти из одного основного плагиоклаза Лабрадора (более 85%), называются лабрадоритами. Они имеют серую и черную окраску с красивыми переливами в синих и зеленых тонах за счет иризации (отражения световых лучей от внутренних плоскостей спайности этого минерала), благодаря чему являются ценным деко­ративным и облицовочным материалом.

Габбро — тяжелые породы с почти одинаковыми истинной плотностью и средней плотностью около 3100 кг/м 3 , прочностью при сжатии 200—280 МПа, отличающиеся высокой вязкостью, которая затрудняет их обработку. Месторождения габбро широко распространены в Карелии, на Кольском полуострове, Украине и др.

Перидотиты ипироксениты — ультраосновные беспо­левошпатовые полнокристаллические породы, содержащие менее 40% SiO2 и сходные по своим свойствам. Постоянными минеральны­ми компонентами перидотитов являются оливин (30—70%), авгит и гиперстен, а пироксениты состоят почти целиком из последних. Обе породы часто содержат примеси рудных минералов, повышающих их среднюю плотность (3000—3400 кг/м 3 ). Отличаются крупно- и среднезернистой структурой и массивной текстурой. Высокая твер­дость этих пород затрудняет разработку месторождений, а высокая вязкость осложняет их обработку, вследствие чего они применяются в качестве материалов особого назначения в специальных гидротех­нических и других сооружениях, для внутренних интерьеров граж­данских зданий, а также как поделочный и художественный ма­териалы.

Излившиеся породы являются аналогами глубинных по составу, но сильно отличаются от них структурными особенностями и тек­стурой. Наличие неполнокристаллической и стекловатой структур, а также немассивной, часто пористой текстуры неблагоприятно отражается на стойкости их к выветриванию и стабильности проч­ностных показателей. Однако среди них обнаруживается немало плотных и прочных разновидностей, широко применяемых в строи­тельстве: кварцевые порфиры и липариты, бескварцевые порфиры (ортофиры) и трахиты; порфириты и андезиты; диабазы и базальты, расположенные в приведенном порядке по тому же признаку умень­шения кремнезема, что и в группе глубинных пород.

Кварцевые порфиры и липариты — излившиеся ана­логи гранитов. Кварцевые порфиры относятся к древним, а липари­ты — к нововулканическим породам. От гранитов они отличаются порфировой структурой с наличием в мелкозернистой или стеклова­той массе породы вкрапленников — крупных кристаллов кислого полевого шпата и реже кварца.

Цветные силикаты наблюдаются в виде мелких чешуек биотита или тонких иголочек роговой обманки. Кварцевые порфиры окрашены в красновато-бурые тона и являют­ся плотными породами со средней плотностью 2400—2600 кг/м 3 . Предел прочности при сжатии изменяется у них от 130 до 180 МПа в зависимости от содержания кварца и вулканического стекла, значи­тельно повышаясь при увеличении первого и одновременном сниже­нии второго в массе породы.

От количества, размеров и степени разрушения вкрапленников зависит пористость пород, с которой связаны величина их водопоглощения и морозостойкости. Липари­ты — более легкие и пористые по сравнению с кварцевыми порфи­рами породы белого, светло-серого цвета, содержащие небольшие вкрапления кислого ортоклаза и среднего плагиоклаза, а также по­вышенное количество нераскристаллизованного вулканического стекла. Обе эти породы применяют для изготовления тесаного камня, бута, щебня и др. Декоративный вид и способность полировать­ся позволяют применять некоторые разновидности липаритов на­равне с гранитами для отделочных работ. Месторождения этих пород имеются на Кавказе (Армения), Урале, в Средней Азии, а так­же в Казахстане.

Бескварцевые порфиры (ортофиры) и трахиты являются соответственно древними и молодыми излившимися ана­логами сиенитов. У ортофиров сильно изменен минеральный состав в связи с появлением в нем вторичных минералов: каолинита, кар­бонатов, хлоритов и др., которые уплотняют породу, заполняя ее пустоты, и способствуют образованию вторичной микрозернистой структуры.

Бескварцевые порфиры окрашены в серовато-зеленый или красновато-бурый цвета. Трахиты — пористые и сильно шеро­ховатые породы белой, серой, желтоватой окраски с ясно выражен­ной порфировой структурой.

Соотношение вкрапленников (кислый полевой шпат) и вулканического стекла в породе сильно варьирует­ся: встречаются плотные зернистые разновидности со средней плот­ностью от 2200 до 2600 кг/м 3 и вместе с тем сильнопористые, напо­минающие пемзу. Высокая пористость трахитов способствует их быстрому выветриванию. Они менее прочны, быстро истираются и маломорозостойкие.

Предел прочности при сжатии обеих пород не­высок и составляет 60—70 МПа. Их используют для изготовления бута, щебня, колотой и тесаной шашки, а также как кислотоупор­ные материалы. Красивые разновидности ортофиров (алтайские) применяют для отделочных работ. Эти породы хорошо поддаются обработке, но не полируются и быстро истираются. Их месторожде­ния известны на Кавказе (Армения, Пятигорск), на Урале, Алтае, в Казахстане и др.

Порфириты и андезиты — плагиоклазовые излившиеся аналоги диоритов соответственно древне- и нововулканического возраста. Отличаются пористой текстурой и порфировой структу­рой с вкрапленниками плагиоклазов или роговой обманки, повы­шенной выветрелостью и наличием вторичных силикатов — серици­та, хлорита и др.

Заполняя поры пород, они окрашивают их в сероватые и зеленоватые тона, вследствие чего порфириты называ­ют зеленокаменными породами. Свежие порфириты являются плот­ными породами со средней плотностью до 2500—3000 кг/м 3 и преде­лом прочности при сжатии 160—250 МПа.

Андезиты — менее выветрившиеся серые, желтовато-серые или буроватые пористые породы, сложенные авгитом или роговой обманкой и средним пла­гиоклазом — андезином, которые встречаются в виде вкрапленни­ков в основной массе плотной или пористой мелкозернистой поро­ды. Порфириты и андезиты достаточно плотные (2700—3100 кг/м 3 ) и прочные породы, с пределом прочности при сжатии от 140 до 250 МПа.

Широкий разброс ее значений зависит от пористости. Высокие показатели прочности относятся главным образом к плотным роговообманниковым и авгитсодержащим разновидностям андези­тов. Обе породы используют как дорожный камень; пористые лег­кие разновидности андезитов идут на изготовление стенового мате­риала, из плотных андезитов получают кислотостойкие материалы. Красивые разновидности порфиритов применяют для отделочных работ. Порфириты распространены на Кавказе, Урале, в Средней Азии, на Алтае, Дальнем Востоке, а андезиты — на Украине, Кавка­зе, в Восточной Сибири.

Диабазы и базальты — излившиеся древне- и нововулка­нические аналоги габбро, отличающиеся от него своими структур­ными и текстурными особенностями.

Особой разновидностью вулканических стекол является пемза, образовавшаяся при быстром остывании средних и кислых лав на поверхности воды или влажной почвы, сопровождаемом бурным выделением паров и газообразных компонентов. Она отличается высокой пористостью (до 60—80%) и легкостью (средняя плотность в пределах 300—900 кг/м 3 ), малым пределом прочности при сжатии (от 1,5 до 6 МПа) и теплопроводностью 0,12—0,20 Вт/(м∙К). Пемза негигроскопична, характеризуется достаточной морозо- и огнестой­костью. Используется как заполнитель в легких бетонах и гидравли­ческая добавка в производстве цемента. Месторождения ее известны на Северном Кавказе, в Армении, Средней Азии и на Камчатке.

К вулканогенным породам относят рыхлые вулканические пеп-лы, пески и сцементированные — вулканические туфы, туфовые лавы.

Вулканические пеплы — мелкие порошкообразные мас­сы частиц неправильной формы, выброшенные во время изверже­ний и осевшие на поверхности лавовых потоков, а также вокруг вулканических конусов. Они состоят из мельчайших обломков вул­канического стекла и кристаллических зерен некоторых минералов, особенно кварца. Размеры частиц вулканических пеплов колеблют­ся от 0,1 до 2 мм.

В пеплах содержится свыше 65% частиц мельче 0,15 мм преимущественно кремнистого состава. Рыхлые массы, сло­женные более крупными частицами (до 5 мм), называются вул­каническими песками. Вулканические пеплы являются активными минеральными добавками при производстве цементов. Их место­рождения распространены в Крыму (Карадаг).

Туфовые лавы образуются при быстром вспенивании изли­вающихся лав при резком падении давления и одновременном при­мешивании к ней разнообразного вулканического материала. Коли­чественное соотношение лавы и твердого обломочного материала в ней варьирует в широких пределах с образованием многочисленных разновидностей, различных по составу, строению, окраске и физи­ко-механическим свойствам. Как и вулканические туфы, они обла­дают большой пористостью и стекловатой структурой. Представи­телем этих пород может служить артикский туф — декоративный и стеновой материал розово-фиолетового цвета со средней плотно­стью 750—1400 кг/м 3 и плотностью около 2,6 г/см 3 , пористостью от 45 до 70% и теплопроводностью 0,55—0,62 Вт/(м∙К).

Вулканические туфы и лавы отличаются стойкостью к выветри­ванию, малой теплопроводностью, хорошей морозостойкостью; легко обрабатываются, но не полируются. Прочность их составляет 5_20 МПа, а более плотных — до 50 МПа. Употребляются в каче­стве стенового материала, бутового камня. Отходы от их разработ­ки используют как заполнитель в легких бетонах. Месторождение туфовых лав находится в Армении.

Осадочные породы представляют особый интерес для строите­лей, так как служат основаниями и средой для различных сооруже­ний и повсеместно доступны в качестве строительных материалов. Они имеют вторичное происхождение, поскольку исходным матери­алом для их формирования являются продукты разрушения ранее существовавших пород. Процесс образования осадочных пород протекает по схеме: физическое и химическое выветривание пород, механический и химический перенос, отложение и накопление про­дуктов их разрушения и, наконец, уплотнение и цементация рыхло­го осадка с превращением его в породу. Все осадочные породы име­ют одинаковые формы залегания в виде пластов, с которыми связаны их характерные текстурные признаки — слоистость и пори­стость. Последняя особенно важна, так как оказывает большое вли­яние на физико-механические свойства пород: прочность, среднюю плотность, водопоглощение, морозостойкость, механическую обра­ботку и др.

Осадочные породы отличаются многообразием структур (рис. 8.5) и текстур с широким варьированием формы, размеров час­тиц и их соотношения у различных представителей. Для них харак­терно большое разнообразие минеральных компонентов, более про­стых по химическому составу, и являющихся преимущественно осадочными новообразованиями, совпадающими по составу с неко­торыми магматическими минералами. Среди породообразующих минералов встречаются осажденные из водных растворов карбона­ты, сульфаты, водный кремнезем; вторичные (глинистые) продукты выветривания материнских пород — каолинит, монтмориллонит; слюди­стые минералы, гидроксиды Al и Fe; реликтовые минералы, сохранившиеся без изменения, — магматический кварц, полевые шпаты, а также облом­ки пород различного генезиса и остат­ки организмов. Некоторые представи­тели осадочных пород растворяются в воде, например каменная соль (галит), гипс, известняки.

Породы обломочного (механичес­кого) происхождения являются про­дуктами механического разрушения каких-либо материнских пород и сло­жены преимущественно обломками устойчивых к выветриванию минера­лов и пород. Они разделяются по круп­ности обломков на грубообломочные, среднеобломочные (песчаные), мелко­обломочные (пылеватые) и тонкообло­мочные (глинистые). Среди них только глинистые породы являются продукта­ми химического разложения материн­ских пород, остальные же породы сло­жены обломками, не подвергшимися существенному выветриванию. Неза­висимо от размеров частиц обломоч­ные породы могут быть рыхлыми или сцементированными.

Рис. 8.5. Структуры осадочных пород: а — зернистая (песчаник); б — болитовая (известняк химического образования); в —ракушечная (известняк биогенный); в песчанике цемент кальцитовый (с)

К рыхлым грубообломочным поро­дам относятся разновидности с ока­танной и угловатой формой, образо­вавшиеся в результате накопления крупных обломков. Среди них выделя­ют обломки размером 1000—100 мм, называемые валунами (окатанные) или глыбами (угловатые); 100—10 мм -галькой (окатанные) или щебнем (угловатые); 10—1 мм — гравием (окатанные) или дресвой (углова­тые).

Валуны (валунный камень) состоят из грубоокатанных об­ломков, обработанных и перенесенных водой или ледником. По ге­незису валунный камень может быть ледниковым, речным, мор­ским озерным. Более мелкие его разновидности размером 120—300 мм называют булыжным камнем. Крупный валунный ка­мень поступающий на строительство, нуждается в предварительной переработке на штучный материал — шашку, бутовый камень и др.

Глыбы, щебень и дресва представляют собой скопления угловатых обломков скальных пород, разнородных по минерально­му составу. Эти отложения особенно характерны для пустынных и полярных районов с интенсивно протекающими процессами физи­ческого выветривания. Они достаточно широко распространены в средней и северной полосе европейской части нашей страны.

Песчаные (среднеобломочные) породы представля­ют собой рыхлую смесь зерен с размерами от 1 до 0,1 мм. Их приня­то разделять по крупности зерен на крупнозернистые с диаметром частиц от 1 до 0,5 мм; среднезернистые — 0,3—0,5 мм; мелкозерни­стые — от 0,25 до 0,1 мм. Пески состоят преимущественно из квар­ца, наиболее устойчивого к химическому выветриванию минерала.

Чистые кварцевые пески светлой окраски являются мономинераль­ными породами. Смешанные (полимиктовые) пески состоят из сме­си минералов, в которых кроме кварца находятся полевые шпаты, слюды, амфиболы и др.

Среди них наибольшее распространение имеют аркозовые пески красного или серого цвета, преимуществен­но кислого полевошпатового состава, с небольшой примесью квар­ца и других минералов. Наибольшей чистотой и однородностью зе­рен отличаются морские и золовые отложения; морские и речные пески имеют окатанную, а ледниковые — угловатую, наиболее бла­гоприятную для строительных целей форму зерен.

Вредной приме­сью к пескам являются глинистые и пылеватые фракции (0,05—0,005 мм). При оценке качества песка как строительного материала учитывают его минеральный и гранулометрический со­ставы, форму зерен, пористость, коэффициент фильтрации и др. Плотность песков составляет 2,64 г/см 3 , а средняя плотность — 1800 кг/м 3 . Они служат главным сырьем для получения керамики, динаса, стекол, бетонов и растворов, кирпича; используются для до­рожных покрытий, в абразивном производстве. Распространены по­всеместно.

Они отличаются просадочностью, легко размокают в воде. Ис­пользуются в цементной промышленности как добавка в бетоны, в производстве кирпича, черепицы и др. Распространены в европей­ской части нашей страны, на юге Украины, в Средней Азии, южной Сибири.

Глинистые (тонкообломочные) породы состоят бо­лее чем наполовину из мельчайших (менее 0,01—0,001 мм) чешуеоб­разных частиц глинистых минералов, среди которых не менее 25% имеют размеры менее 0,001 мм. Глины образуются при выветрива­нии полевошпатовых и некоторых других силикатных пород и со­стоят преимущественно из глинистых минералов типа каолинита, монтмориллонита и гидрослюд с примесью кварца, слюды, вторич­ного кальцита, опала и др. Большинство глин — полиминеральные, однако среди них имеются наиболее ценные мономинеральные: каолинитовые и монтмориллонитовые разновидности. Главным факто­ром при применении глин в строительстве и производстве строите­льных материалов является их минеральный состав.

Полиминеральные глины — сырье для производства кирпично-черепичных изделий, грубой керамики, глинозема, огнеупоров и т. д.

Каолинитовые глины сложены в основном каолинитом и срав­нительно свободны от примесей оксидов железа. Они представляют собой белые тонкозернистые, жирные на ощупь малопластичные породы, являющиеся продуктами разложения (гидролиза) алюмоси­ликатов диссоциированной водой, содержащей свободные ионы во­дорода и растворенную CO2. Процесс каолинизации полевых шпа­тов схематически представляется в следующем виде:

Каолинитовые глины относятся к континентальным отложениям и образуются в условиях кислой среды. Они используются в произ­водстве фарфорофаянсовых изделий, цемента, шамота. Месторождения каолинитовых глин находятся на Урале, Украине, в Сибири и др.

Монтмориллонитовые глины появляются при разложении вул­канических пеплов в щелочной среде. Среди них выделяются сильно набухающие в воде натровые глины с преобладанием катиона Na над катионами Ca, Mg и K и неразбухающие кальциевые — с преоб­ладанием Ca над катионами Na и Mg.

К первым относятся бентони­ты и флоридины, породы белой, серовато-белой, розоватой и дру­гой окраски, характерная особенность которых — сильное набухание при увлажнении с увеличением объема примерно в 16 раз и более и высокая адсорбционная способность. Большинство этих глин обладает резко выраженной пластичностью при затворении водой, сохраняя при высыхании приданную им форму, а после об­жига образуют камневидные массы. С увеличением в глинах меха­нических примесей пластичность их быстро снижается. Монтморил­лонитовые глины являются замечательными адсорбентами, так как обладают высокой поглотительной способностью. Их месторожде­ния имеются в Крыму, Приднепровье, Закарпатье, Средней Азии, Грузии.

Сцементированные обломочные породы образовались путем це­ментации рыхлых пород разнообразными химическими вещества­ми. Наиболее прочным является кремнеземистый цемент (вторич­ный кварц, опал, халцедон), менее прочны железистый (лимонит), карбонатный (кальцит) цементы, малой цементирующей способно­стью отличается глинистый цемент. Ниже приводится описание главных представителей этой группы.

Брекчии — компактные породы, состоящие из угловатых об­ломков дресвы или щебня, сцементированных каким-либо цемен­том. Петрографический состав этих обломков отличается однород­ностью. Угловатая форма обломков обеспечивает хорошее сцепление их с природными цементами, поэтому брекчии, при неко­торых видах цементов, имеют достаточно высокую прочность и ис­пользуются как отделочные камни. Брекчии имеют ограниченное распространение.

Конгломераты — сцементированные природным цементом скопления гальки, гравия, мелких валунов и др., отличающиеся от брекчии пестротой петрографического состава, широким диапазо­ном прочности (от 5 до 160 МПа) и изменением средней плотности в интервале 1500—2900 кг/м 3 . По сравнению с брекчиями конгломера­ты отличаются меньшей прочностью, так как окатанный обломоч­ный материал довольно слабо связывается с цементом. Практиче­ское значение этих пород невелико, однако их характерная структура (вяжущее + рыхлый материал) является прототипом са­мой распространенной структуры ИСК. Слабо сцементированные их разновидности используют для получения балласта, а красивые — как отделочные, декоративные камни. Мощные отложения конгломератов известны в Крыму и Средней Азии.

Источник: infopedia.su

Горная порода в строительстве это

Для того чтобы легче разобраться в многообразии горных пород и выявить причины в различии их свойств, целесообразно воспользоваться классификацией горных пород, в основу которой положено их происхождение (генезис). Принципы такой классификации были предложены еще М. В. Ломоносовым, а в современном виде она была доработана российскими учеными Ф. Р. Левинсоном-Лессингом, А. П. Карпинским и др.

Генетическая классификация горных пород учитывает условия их образования, которые предопределяют строение и, следовательно, свойства пород.

В соответствии с этой классификацией выделены следующие типы пород (рис. 4.1): – магматические — первичные, образующиеся при остывании магмы; – осадочные — вторичные, образовавшиеся в результате выветривания магматических пород; – метаморфические — осадочные и магматические породы, изменившие свое строение и свойства в результате длительных физико-химических процессов, -протекающих под воздействием высоких давлений, температур и минерализованных вод, во время нахождения их в земной коре.

Рис. 4.1. Генетическая классификация горных пород

Магма представляет собой высокотемпературный силикатный расплав, который в зависимости от режима охлаждения может образовать: – плотные кристаллические породы, если остывание магмы происходило медленно и под большим давлением в глубине земной коры

Рис. 4.2. Типы структур горных пород

Цвет гранитов определяется цветом полевого шпата и бывает чаще всего серым, розовым и темно-красным. Граниты хорошо полируются, приобретая декоративный вид.

Граниты широко применяют для облицовки зданий и инженерных сооружений (набережные, мосты и т. п.), устройства полов общественных зданий и монументальной скульптуры.

Сиениты — аналоги гранита, но без кварца (образовались из средних магм); свойства и области применения такие же, как у гранита.

Диориты — темно-серая мелкокристаллическая порода, состоящая в основном из полевых шпатов (около 75 %) и темноокрашенных минералов. Плотность — 2800…3000 кг/м3. Отличается повышенной ударной вязкостью. Применяют для облицовки и в дорожном строительстве (брусчатка и т. п.).

Габбро — крупнокристаллическая порода, образовавшаяся из основной магмы; состоит из полевых шпатов (около 50 %) и темноокрашенных минералов (авгита, роговой обманки и т. п.). Плотность — 2900…3300 кг/м3; предел прочности при сжатии — 200…350 МПа. Как и гранит, габбро характеризуется высокой морозостойкостью и стойкостью против выветривания.

Цвет — темно-серый, темно-зеленый до черного. Габбро хорошо полируется и имеет красивую текстуру. Одна из разновидностей габбро — лабрадорит — очень декоративна благодаря содержащемуся в ней ирризирующему полевому шпату.

Излившиеся плотные породы имеют слабозакристаллизованную или стеклообразную структуру. Для ряда излившихся пород характерна порфировая структура (рис. 4.2, б), когда в общей аморфной массе вкарплены кристаллы какого-либо минерала. Так, излившийся аналог гранита — кварцевый порфир — имеет вкрапления кристаллов кварца, аналог диорита — порфирит — имеет вкрапления полевых шпатов. Некоторые виды порфиров очень декоративны.

Базальт — аналог габбро — самая распространенная излившаяся порода; в зависимости от условий образования имеет стекловатую или скрытнокристаллическую структуру. Цвет базальта — темно-серый до черного. По физико-механическим показателям базальт аналогичен габбро, а по прочности даже превосходит его (Лсж достигает 500 МПа). Базальты очень твердые, но хрупкие породы, что затрудняет их обработку.

Плотные излившиеся породы менее декоративны и менее стойки к выветриванию, чем их глубинные аналоги. Применяют их главным образом как щебень для бетона, отсыпки железнодорожных путей и т. п. Базальт также используют в качестве сырья для каменного литья и получения высококачественной минеральной ваты.

Излившиеся пористые породы образовались непосредственно при извержении вулканов. Первичными продуктами извержения являются вулканические пеплы, пески и пемза; с течением времени они могли цементироваться, образуя туфы.

Вулканические пепел и песок — порошкообразные частицы, имеющие стеклообразное строение, благодаря чему при добавлении извести или цемента, а иногда и самостоятельно они способны к твердению. Используются как активная добавка к вяжущим (впервые были использованы в Древнем Риме — пепел Везувия — для придания извести водостойкости).

Пемза — очень пористая легкая порода в виде кусков размером 5… 100 мм. Плотность пемзы в куске — 500… 1000 кг/м . Большая пористость (до 80 %) обусловливает низкую теплопроводность (0,14…0,23 Вт/(м * К)). Прочность при сжатии пемзы не велика — 2…4 МПа, но этого достаточно для получения на базе пемзы легких бетонов. Кроме того, пемза используется в молотом виде как добавка к цементам и в качестве абразивного порошка.

Рис. 4.3. Поточная вырезка стеновых камней машинами с дисковыми пилами

Вулканические туфы — порода, образовавшаяся из вулканических пеплов, которые омонолитились в результате спекания массы, сохранившей высокую температуру, или в результате природной цементации. Вулканические туфы — пористая порода (П = 30…60 %), имеющая низкую плотность, равную 800…1800 кг/м3. Поры у туфа в большинстве своем замкнутые, что обусловливает его высокую морозостойкость.

Прочность при сжатии зависит от пористости и составляет 2…20 МПа. Теплопроводность у туфа в 1,5…2 раза ниже, чем у кирпича. Цвет туфов разнообразный, но не яркий, а глухой; основные оттенки: красно-оранжевые и до коричневато-лиловых. Крупнейшие месторождения туфов, возникшие в результате деятельности ныне потухшего вулкана Арарат, имеются в Армении.

Туфы используют как облицовочный материал, а в местах крупных месторождений — как эффективный материал для кладки стен. Благодаря низкой твердости туфа стеновые камни из него вырезают механизированным способом прямо в карьере (рис. 4.3). В тонкомолотом виде туф используют как добавку к цементам.

Туфовая лава — разновидность вулканических туфов, образовавшаяся при попадании пепла и пемзы в огненно-жидкую лаву. По структуре, свойствам и областям применения туфовая лава аналогична вулканическому туфу, но благодаря большей доле замкнутых пор более долговечна.

Осадочные породы в зависимости от происхождения принято делить на: – механические осадки, при образовании которых главную роль играли физико-механические процессы (воздействие воды, мороза, нагрева и охлаждения и т. п.); при этом, как правило, не менялся минеральный и химический состав исходных пород; – органогенные осадки, которые образовались из остатков (скелетной части) живых организмов, как правило, морской фауны (ракушки, кораллы и т. п.); – хемогенные осадки, образовавшиеся в результате растворения первичных пород и последующей кристаллизации из водных растворов.

Механические осадочные породы могут быть рыхлые (гравий, песок, глина) и сцементированные — те же рыхлые осадки, частицы которых склеены природным цементом (брекчии, конгломераты, песчаники). Рыхлые механические осадочные породы рассмотрены в последующих разделах книги: глины, песок.

Необходимо подчеркнуть причины, по которым преобладающим минералом песка является кварц. При выветривании гранита кварц оказывается самым твердым и химически стойким минералом, не подвергающимся разрушению, а разрушающим более слабые соседствующие с ним минералы (полевой шпат, слюду и т. п.). Его зерна лишь слегка окатываются при перемещении ветром или водой.

Не менее распространенной, чем песок, рыхлой осадочной породой является глина, поскольку источником ее образования служат самые распространенные минералы изверженных пород — полевые шпаты.

Под действием минерализованных грунтовых вод и давления вышележащих горных пород рыхлые осадочные породы могут цементироваться, образуя так называемые сцементированные осадочные породы: песчаники, брекчии и конгломераты.

Песчаники состоят из зерен кварцевого песка, сцементированного природным цементом, например, карбонатом кальция, водным кремнеземом, гипсом и т. п. Цементация происходит путем постепенного осаждения на зернах песка цементирующего вещества из воды (как накипь в чайнике). В зависимости от цементирующего вещества песчаники называют известковыми, кремнистыми и т. д. Цвет их зависит от цвета цементирующего вещества.

Наибольшее применение в строительстве получили достаточно водостойкие известковые и кремнистые песчаники. Известковые песчаники легче обрабатываются, кремнистые более прочные и стойкие.

Плотность песчаников — 2300…2500 кг/м , прочность — от 10 до 100 МПа. Песчаники использовали для возведения зданий с глубокой древности, так как добывать их значительно легче, чем магматические породы, а свойства их достаточно хорошие. Известно много памятников архитектуры: соборов и замков (например, Виндзорский замок — резиденция английских королей), построенных из песчаника. В настоящее время песчаники используют для фундаментов, подпорных стенок, тротуаров, а особо стойкие — для облицовок; кроме того, из песчаников делают щебень для бетонов и дорожных покрытий.

Органогенные осадочные породы в основном состоят из карбоната кальция СаС03 и реже из аморфного кремнезема Si02. Главнейшие породы в этой группе — известняки различного вида, используемые человеком для самых разных целей с глубокой древности.

Известняки плотные — широко распространенная на Земле горная порода, состоящая в основном из кальцита СаС03; кроме кальцита они содержат примеси магнезита, глины и кремнезема. Цвет известняков в зависимости от примесей: белый, светло-серый, серовато-кремовый или желтоватый.

Плотность известняков — 2000…2600 кг/м , прочность при сжатии у них сравнима с прочностью бетона и составляет 10… 100 МПа. Твердость небольшая — З. 3,5, что позволяет легко добывать и обрабатывать известняк. Морозостойкость известняков существенно зависит от пористости, степени цементации, наличия примесей и нуждается в постоянном контроле. Абсолютно не стойки они к воздействию кислых сред.

Известняки — одна из самых важных горных пород для строителей. Они издавна использовались для возведения зданий и их облицовки (достаточно вспомнить слова «Москва белокаменная»), из известняков делались фундаменты. Самый распространенный щебень для бетонов и дорожных покрытий — известняковый, и, наконец, известняк — сырье для получения извести и цемента.

Мраморовидные известняки — переходные породы от плотных известняков к мраморам. Они имеют большую плотность (до 2700 кг/м ) и прочность (60…150 МПа), чем обычный известняк.

Известняк-ракушечник — пористая порода, состоящая из раковин и панцирей моллюсков, сцементированных известковым цементом. Плотность ракушечника — 900…2000 кг/м , прочность при сжатии — 0,5…15 МПа. Он имеет низкую теплопроводность и легко поддается распиловке. Используют в виде камней и блоков как местный стеновой материал. Декоративные разновидности ракушечника применяют как облицовочный материал.

Мел — землистая горная порода, состоящая из мельчайших обломков раковин и скелетов морских микроорганизмов, представляет собой почти чистый кальцит СаС03. Используют при производстве извести, цемента, стекла и благодаря высокой дисперсности для приготовления красок и шпатлевок.

Диатомиты и трепелы — рыхлые землистые породы белого, серого или желтоватого цвета, в основном состоящие из аморфного кремнезема Si02 * лН20; по внешнему виду и физическим свойствам похожи на мел. Они образовались из остатков мельчайших водорослей, а также кремневых скелетов морской микрофауны (диатомий, радиолярий и т. п.) с примесью глины и ила. Со временем под давлением вышележащих слоев горных пород диатомиты и трепелы уплотняются и превращаются в плотную, прочную и трудно размокающую в воде породу — опоку.

В диатомите и трепеле до 75…95 % активного кремнезема, поэтому их применяют как гидравлическую добавку к вяжущим. Их также используют при производстве теплоизоляционных материалов.

Хемогенные осадочные породы образовались главным образом при испарении вод, содержащих минеральные соли. Для строителей интерес представляют сульфаты и карбонаты кальция и магния: гипс, ангидрит, известковый туф, магнезит и доломит.

Известковый туф образовался в результате выпадения СаСОэ из источников подземных углекислых вод. Туфы пористы и имеют ноздреватое строение. Они легко поддаются распиловке и используются для внутренней облицовки помещений, улучшая их акустические свойства. Для этих целей приобрела популярность разновидность туфа — травертин.

Магнезит — порода, состоящая в основном из минерала магнезита MgC03. Используют для получения огнеупорных материалов и магнезиальных вяжущих.

Доломит — порода, состоящая в основном из минерала доломита СаС03 * MgC03, с примесью глины, оксидов железа и др. По структуре и физическим свойствам доломит близок к плотным известия-кам: рт = 2200…2800 кг/м ; Дсж = 50…200 МПа. Поэтому его применяют в качестве строительного камня и щебня для бетона.

Гипс — горная порода обычно белого или серого цвета, состоящая из минерала того же названия CaS04 -2H20. В строительстве используют как сырье для получения гипсовых вяжущих. Благодаря низкой твердости применяют для изготовления мелких поделок по камню.

Ангидрит — плотная горная порода, состоящая преимущественно из минерала ангидрита CaS04. Цвет породы белый с голубым или серым оттенком. Используют для получения вяжущих и для внутренней отделки и скульптурных работ. На открытом воздухе быстро выветривается, переходя в гипс.

Горные породы, находящиеся в земной коре, со временем могут существенно изменить структуру и свойства, не меняя принципиально свой химический состав. Причина таких изменений — воздействие давления, повышенных температур и минерализованных вод. Метаморфизироваться могут как магматические, так и осадочные породы. Яркий пример метаморфизма — превращение массивной магматической породы перидотита в слоистую породу серпентинит, имеющую в своем составе тонковолокнистый минерал — асбест. Среди метаморфических пород для строителя представляют интерес мрамор, кварцит, глинистый сланец и гнейс.

Мраморы — метаморфизированные известняки, состоящие из плотно сросшихся между собой кристаллов кальцита (СаС03), иногда с примесью доломита (СаС03 * MgC03). Кристаллы в мраморе прочно связаны друг с другом без цементирующего вещества. Это произошло за счет огромного многостороннего давления на известняки в условиях повышенных температур. Мрамор имеет высокую плотность (2600…2800 кг/м ) и прочность (RQX = 30… 100 МПа); водо-поглощение мрамора менее 1%. При всем этом твердость мрамора не высока — З. 3,5, что облегчает его обработку.

Мраморы могут быть как чисто белого цвета, так и самых разнообразных цветов с характерным «мраморовидным» рисунком. Окраска мрамора объясняется проникновением в известняк в процессе мета-морфизации минерализованных вод, из которых впоследствии кристаллизуются окрашивающие мрамор минералы — примеси: гематит, лимонит, хлорит и др. Отличает мрамор от известняков еще одно свойство: мраморы хорошо полируются.

Мраморы широко применяют для отделки зданий и общественных сооружений. Не рекомендуется использовать мрамор для полов с большой интенсивностью эксплуатации (он быстро изнашивается) и для наружной облицовки зданий. Последнее объясняется тем, что кальцит не стоек к действию влаги и кислотных оксидов (в том числе и С02), содержащихся в атмосфере городов. В этих условиях мрамор быстро теряет полировку и разрушается с поверхности.

Цвет кварцитов белый, красный, темно-вишневый. Применяют их в ответственных частях зданий и сооружений, для облицовки, а также в виде щебня для бетона и сырья для получения огнеупоров.

Гнейсы — слоистая порода, образовавшаяся в результате перекристаллизации гранитов и других магматических пород при одноосном давлении. Поэтому гнейсы имеют слоистое (сланцеватое) строение, что облегчает их добычу и обработку, но снижает стойкость к выветриванию. Раскалываются гнейсы по слоям слюды.

Глинистый сланец образовался из глин в результате перекристаллизации в условиях одноосного давления и повышенных температур. Сланцы имеют темно-серый цвет и легко раскалываются на плоские плитки. Такие плитки, называемые шифером (от нем. schiefer — сланец), используются в качестве долговечного кровельного материала. Многие архитектурные памятники в Европе имеют сланцевую кровлю. В настоящее время сланцевые кровли стали популярны в коттеджном строительстве.

Неплохо написано. Хотелось бы эти породы увидеть и их использование в строительстве.

Источник: stroy-server.ru

2.3 Горные породы, применяемые в строительстве

В зависимости от условий формирования горные породы делят на три группы: магматические, осадочные, метаморфические.

МАГМАТИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ

Образование магматических пород связано со сложными проблемами происхождения магм и строения Земли. Магма представляет собой высокотемпературный силикатный расплав, который в зависимости от режима охлаждения может образовать:

а) плотные кристаллические породы, если остывание происходило медленно и под большим давлением в глубине земной коры (глубинные магматические породы);

б) аморфные (стеклообразные) или слабозакристаллизованные, а при наличии газа в магме – пористые породы (излившиеся магматические породы).

Минеральный состав пород зависит от химического состава магмы. Различают магмы кислые (SiO>65%), средние (SiO2=50-65%) и основные (SiO2).

В горных породах, образовавшихся из кислой магмы, обязательно присутствует кварц. Если порода образовалась из основной магмы, в ней преобладают тёмноокрашенные железистомагнезиальные алюмосиликаты. Практически во всех изверженных кристаллических породах основная доля приходится на полевые шпаты.

Глубинные породы характеризуются кристаллической структурой, отсутствием пор, высокой прочностью, твёрдостью и морозостойкостью. В полированном виде они очень декоративны. К глубинным породам относятся: граниты, сиениты, габбро и диориты.

Гранит – зернисто-кристаллическая порода, сложенная из трёх минералов: кварца (20-40%), полевых шпатов (40-70%) и слюды (5-20%).

Граниты имеют высокую прочность при сжатии – 100-250 МПа, а при растяжении, как и других каменных материалов в 30-40 раз ниже. Граниты – твёрдые породы (твёрдость более 6) имеют высокую химическую стойкость. Их цвет бывает чаще всего серым, розовым или тёмно-красным. Граниты хорошо полируются, приобретая декоративный вид.

Граниты широко применяются для облицовки зданий и инженерных сооружений (набережные, мосты), устройства полов общественных зданий и монументальной скульптуры.

Сиениты – аналоги гранита, но без кварца. Свойства и области применения такие же.

Диориты – тёмно-серая мелкокристаллическая порода, состоящая в основном из полевых шпатов (около 75%) и тёмноокрашенных минералов. Отличается повышенной ударной вязкостью. Применяют для облицовки и в дорожном строительстве (брусчатка и т.п.).

Габбро – крупонокристаллическая порода, образовавшаяся из основной магмы. Как и гранит, габбро обладает высокой морозостойкостью и стойкостью против выветривания. Цвет тёмно-серый, тёмно-зелёный до чёрного. Габбро хорошо полируется и имеет красивую текстуру.

Излившиеся плотные породы имеют порфировую структуру, когда в общей аморфной массе вкраплены кристаллы какого-либо минерала.

Базальт – самая распространённая излившаяся порода. Цвет тёмно-серый до чёрного. По прочности на сжатие базальт превосходит габбро – 500 МПа. Базальты очень твёрдые, но хрупкие породы, что затрудняет их обработку.

Плотные излившиеся породы менее декоративны и менее стойки к выветриванию чем глубинные. Применяют их, главным образом как щебень для бетона, отсыпки железнодорожных путей и т.п. Базальт также используют в качестве сырья для каменного литья и получения высококачественной минеральной ваты.

Излившиеся пористые породы образовались непосредственно при извержении вулканов. Первичными продуктами извержения являются вулканические пеплы, пески и пемза; с течением времени они могли цементироваться, образуя туфы.

Вулканические пепел и песок – порошкообразные частицы, имеющие стеклообразное строение, благодаря чему при добавлении извести или цемента, а иногда и самостоятельно они способны к твердению. Используются как активная добавка к вяжущим (впервые были использованы в Древнем Риме – пепел Везувия – для придания извести водостойкости).

Пемза – очень пористая лёгкая порода в виде кусков размером 5-100 мм. Большая пористость (до 80%) обусловливает низкую теплопроводность. Прочность при сжатии не велика – 2-4 МПа, но этого достаточно для получения на базе пемзы лёгких бетонов. Кроме того, пемза используется в молотом виде как добавка к цементам и в качестве абразивного порошка.

Вулканические туфы – порода, образовавшаяся из вулканических пеплов, которые омонолитились в результате стекания массы, сохранившей высокую температуру, или в результате природной цементации. Это пористая порода (30-60%), с замкнутыми порами, что обусловливает его высокую морозостойкость. Прочность зависит от пористости и составляет 2-20 МПа.

Теплопроводность у туфа в 1,5-2 раза ниже, чем у кирпича. Цвет туфов не яркий, основные оттенки красно-оранжевые до коричневато-лиловых. Крупнейшие месторождения туфов имеются в Армении, возникшие в результате деятельности ныне потухшего вулкана Арарат.

Туфы используют как облицовочный материал и для кладки стен. В тонкомолотом виде туф используют как добавку к цементам.

ОСАДОЧНЫЕ ПОРОДЫ

В зависимости от происхождения осадочные породы делят на: а) механические осадки, при образовании которых главную роль играли физико-механические процессы (воздействие воды, мороза, нагрева и охлаждения и т.п.); при этом, как правило, не менялся минеральный и химический состав исходных пород; б) органогенные осадки, которые образовались из остатков (скелетной части) живых организмов, как правило, морской фауны (ракушки, кораллы, и т. п.); в) хемогенные осадки, образовавшиеся в результате растворения первичных пород и последующей кристаллизации из водных растворов.

Механические, осадочные породы могут быть рыхлые (гравий, песок, глина) и сцементированные – те же рыхлые осадки, частицы которых склеены природным цементом (брекчии, конгломераты, песчаники).

Преобладающим минералом песка является кварц, т.к. при выветривании гранита кварц оказывается самым твёрдым и химически стойким минералом, не подвергающимся разрушению.

Не менее распространённой, чем песок, рыхлой осадочной породой является глина. Источником её образования служат самые распространённые минералы изверженных пород – полевые шпаты.

Под действием минерализованных грунтовых вод и давления вышележащих горных пород рыхлые осадочные породы могут цементироваться, образуя так называемые сцементированные осадочные породы: песчаники, брекчии и конгломераты.

Песчаники состоят из зёрен кварцевого песка, сцементированного природным цементом, например, карбонатом кальция, водным кремнеземом, гипсом и т.п. Цементация происходит путём постепенного осаждения на зёрнах песка цементирующего вещества из воды (как накипь в чайнике). В зависимости от цементирующего вещества песчаники называют известковыми, кремнистыми и т.д.

Цвет их зависит от цвета цементирующего вещества. Плотность песчаников – 2300-2500 кт/м3, прочность – от 10 до 100 МПа. Песчаники использовались для возведения зданий с глубокой древности, т.к. добывать их значительно легче, чем магматические породы, а свойства их достаточно хорошие. Известно много памятников архитектуры: соборов и замков (например, Виндзорский замок – резиденция английских королей), построенных из песчаника. В настоящее время песчаники используют для фундаментов, подпорных стенок, тротуаров, а особо стойкие для облицовок; кроме того, из песчаников делают щебень для бетонов и дорожных покрытий.

Конгломераты и брекчии – породы, состоящие из сцементированных крупных зёрен гравия (конгломераты) или из остроугольных с шероховатой поверхностью зёрен щебня (брекчии). Области их использования такие же, как у песчаников.

Органогенные осадочные породы в основном состоят из карбоната кальция CaCo3 и реже из аморфного кремнезема SiO2 . Главнейшие породы в этой группе – известняки различного вида, используемые человеком для самых разных целей с древности.

Известняки плотные – широко распространённая на Земле горная порода, состоящая в основном из кальцита CaCo3. Их цвет в зависимости от примесей: белый, светло-серый, серовато-кремовый или желтоватый.

Плотность известняков 2000-2600 ктм3, прочность при сжатии сравнима с прочностью бетона и составляет 10-100МПа. Твёрдость небольшая – 3-3,5 , что позволяет легко добывать и обрабатывать известняк. Известняки абсолютно не стойки к воздействию кислых сред.

Известняки – одна из самых важных пород для строителей. Они издавна использовались для возведения зданий и их облицовки (достаточно вспомнить слова «Москва белокаменная»), из известняков делались фундаменты. Самый распространённый щебень – известняковый (для бетонов и дорожных покрытий). Известняк – сырьё для получения извести и цемента.

Известняк – ракушечник – пористая порода, состоящая из раковин и панцирей моллюсков, сцементированных известковым цементом. Он имеет низкую теплопроводность и легко поддаётся распиловке. Используют в виде камней и блоков как местный стеновой материал. Декоративные разновидности ракушечника применяют как облицовочный материал.

Мел – землистая горная порода, состоящая из мельчайших обломков раковин и скелетов морских микроорганизмов, представляет собой почти чистый кальцит CaCo3. Используют при производстве извести, цемента, стекла и благодаря высокой дисперсности для приготовления красок и шпатлёвок.

Диатомиты и трепелы – рыхлые землистые породы белого, серого или желтоватого цвета, в основном состоящие из аморфного кремнезема SiO2·п·H2O ; по внешнему виду и физическим свойствам похожи на мел. Они образовались из остатков мельчайших водорослей, а так же кремневых скелетов морской микрофауны с примесью глины и ила. Со временем под давлением вышележащих слоёв горных пород диатомиты и трепелы уплотняются и превращаются в плотную, прочную и трудноразмокающую в воде породу – опоку.

В диатомите и трепеле до 75-95% активного кремнезема, поэтому их применяют как гидравлическую добавку к вяжущим, а также используют при производстве теплоизоляционных материалов.

Хемогенные осадочные породы образовались, главным образом, при испарении вод, содержащих минеральные соли. В строительстве используют гипс, ангидрит, известковый туф, магнезит и доломит.

Известковый туф образовался в результате выпадения CaCo3, из источников подземных углекислых вод. Туфы пористы и имеют ноздреватое строение, легко поддаются распиловке и используются для внутренней облицовки помещений, улучшая их акустические свойства.

Магнезит – порода состоящая в основном из минерала магнезита MgCO3 Используют для получения огнеупорных материалов и магнезиальных вяжущих.

Доломит – порода, состоящая в основном из минерала доломита CaCO3·MgCO3, с примесью глины, оксидов железа и др. По структуре и физическим свойствам доломит близок к плотным известнякам, поэтому его применяют в качестве строительного камня и щебня для бетона.

Гипс – горная порода обычно белого или серого цвета, состоящая из минерала того же названия CaSO4·2H2O. В строительстве используют как сырьё для получения гипсовых вяжущих. Благодаря низкой твёрдости применяют для изготовления мелких поделок по камню.

Ангидрит – плотная горная порода, состоящая преимущественно из минерала ангидрита CaSO4. Цвет породы белый с голубым или серым оттенком. Используют для получения вяжущих и для внутренней отделки и скульптурных работ. На открытом воздухе быстро выветривается, переходя в гипс.

МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ

Метаморфизмом называют преобразование горных пород, происходящее в недрах земной коры под влиянием высоких температур и давлений. В этих условиях может происходить кристаллизация минералов без их плавления.

Главным фактором метаморфизма является температура, давление и химически активные вещества – растворы и газы, под действием которых породы любого состава и генезиса (магматические, осадочные или метаморфизованные) подвергаются изменениям. Яркий пример метаморфизма – превращение массивной магматической породы перидотита в слоистую породу серпентинит, имеющую в своём составе тонковолокнистый минерал – асбест. Среди метаморфических пород для строителей представляет интерес – мрамор, кварцит, глинистый сланец и гнейс.

Мраморы – метаморфизированные известняки, состоящие из плотно сросшихся между собой кристаллов кальцита (CaCO3), иногда с примесью доломита (CaCO3·MgCO3). Кристаллы в мраморе прочно связаны друг с другом без цементирующего вещества. Это произошло за счёт огромного многостороннего давления на известняки в условиях повышенных температур. Мрамор имеет высокую плотность 2600-2800 кт/м3 и прочность при сжатии 50-300МПа, водопоглощение менее 1%. При всём этом твёрдость мрамора не высока – 3-3,5, что облегчает его обработку.

Мраморы могут быть как чисто белого цвета, так и самых разнообразных цветов с характерным «мраморовидным» рисунком. Мраморы хорошо полируются.

Мраморы широко применяются для отделки зданий и общественных сооружений. Не рекомендуется их использовать для полов с большой интенсивностью эксплуатации (он быстро изнашивается) и для наружной облицовки зданий, т.к. кальцит не стоек к действию влаги и кислотных оксидов (в том числе и СО2), содержащихся в атмосфере городов. В этих условиях мрамор быстро теряет полировку и разрушается с поверхности.

Кварциты – метаморфизированные кремнистые песчаники, в которых кристаллы кварца непосредственно срослись между собой. Кварциты очень стойки к выветриванию, имеют высокую прочность при сжатии – до 400 МПа и плотность 2600-2700кт/м 3 . Из-за большой твёрдости (тв.7) они трудно обрабатываются.

Цвет кварцитов белый, красный, тёмно-вишнёвый. Применяют их в ответственных частях зданий и сооружений, для облицовки, а так же в виде щебня для бетона и сырья для получения огнеупоров.

Гнейсы – слоистая порода, образовавшаяся в результате перекристаллизации гранитов и других магматических пород при одноосном давлении. Поэтому гнейсы имеют слоистое (сланцевое) строение, что облегчает их добычу и обработку, но снижает стойкость к выветриванию. Раскалываются гнейсы по слоям слюды.

Глинистый сланец образовался из глин в результате перекристаллизации в условиях одноосного давления и повышенных температур. Сланцы имеют тёмно-серый цвет и легко раскалываются на плоские плитки. Такие плитки называемые шифером, использовались в качестве долговечного кровельного материала.

Источник: studfile.net

Горные породы применяемые в строительстве.

Генетическая классификация горных пород предусматривает условия их появления, которые предопределяют строение и, поэтому, свойства пород.

согласии с данной классификацией отмечены следующие типы пород: магматические — первичные, образовывающиеся при остывании магмы; — осадочные — вторичные, появившиеся в результате выветривания пород магмы; — метаморфические — осадочные и магматические породы, поменявшие собственное строение и свойства в результате продолжительных физико-химических процессов, -протекающих под влиянием больших давлений, температур и минерализованных вод, во время нахождения их в земной коре.

Магма собой представляет высокотемпературный силикатный расплав, который в зависимости от режима охлаждения может образовать: — плотные кристаллические породы, если остывание магмы было потихоньку и под высоким давлением в глубине земной коры

Если порода появилась из основной магмы, в ней доминируют темноокрашенные железистомагнезиальные алюмосиликаты. Фактически во всех изверженных кристаллических породах главная доля объема доводится на полевые шпаты. Ниже рассмотрены главнейшие представители изверженных пород. Глубинные породы отличаются кристаллической композицией, отсутствием пор, большой прочностью, твердостью и устойчивостью к морозам. полированном виде глубинные породы очень декоративны. Сюда можно отнести: граниты, сиениты, габбро и диориты.

Гранит — зернисто-кристаллическая порода , сложенная из трех минералов: кварцевого песка (20…40 %), полевых шпатов (40…70 %) и слюды (5…20 %); порой слюду заменяет роговая обманка.

Ремонтные свойства гранитов (в усреднённом) такие: плотность — 2600…2700 кг/м ; прочностный предел при сжатии — 100… 250 мпа, а при растяжении, как и у прочих каменных материалов, в 20…30 раз ниже; вследствии небольшой пористости и невысокого водопогло-щения ( 1000); устойчивость к продуктам химии их еще высока; граниты — твёрдые породы (твердость более 6).

Окрас гранитов определяется цветом полевого шпата и бывает очень часто серым, розовым и красно-темным. Граниты прекрасно полируются, приобретая декоративный вид. Граниты широко используют для отделки строений и инженерных строений (набережные, мосты и т. П.), устройства полов публичных сооружений и основательной скульптуры.

Сиениты — аналоги гранита, однако без кварцевого песка (появились из усреднённых магм); свойства и сферы использования аналогичные, как у гранита.

Диориты — темно-серая мелкокристаллическая порода, состоящая преимущественно из полевых шпатов (около 75 %) и темноокрашенных минералов. Плотность — 2800…3000 кг/м3. Разнится очень высокой ударной вязкостью. Используют для отделки и в строительстве дорог (тротуарная плитка и т. П.).

Габбро — крупнокристаллическая порода, появившаяся из основной магмы; состоит из полевых шпатов (около 50 %) и темноокрашенных минералов (авгита, роговой обманки и т. П.). Плотность — 2900…3300 кг/м3; прочностный предел при сжатии — 200…350 мпа. Как и гранит, габбро отличается высокой устойчивостью к морозам и стойкостью против выветривания.

Окрас — темно-серый, темно-зеленый до черного. Габбро прекрасно полируется и имеет красивую текстуру. Одна из разновидностей габбро — лабрадорит — очень декоративна благодаря содержащемуся в ней ирризирующему полевому шпату.

Излившиеся плотные породы имеют слабозакристаллизованную или стеклообразную структуру. Для ряда излившихся пород свойственна порфировая структура (рис. 4.2, б), когда в общей аморфной массе вкарплены кристаллы какого-нибудь минерала. Так, излившийся аналог гранита — кварцевый порфир — имеет вставки кристаллов кварцевого песка, аналог диорита — порфирит — имеет вставки полевых шпатов. Определенные виды порфиров очень декоративны.

Базальт — аналог габбро — очень востребованная излившаяся порода; в зависимости от условий появления имеет стекловатую или скрытнокристаллическую структуру. Окрас базальта — темно-серый до черного. По физико-механическим показателям базальт подобен габбро, а по прочности даже больше его (лсж может достигать 500 мпа). Базальты очень твёрдые, но хрупкие породы, что усложняет их отделку.

Плотные излившиеся породы менее декоративны и менее стойки к выветриванию, чем их глубинные аналоги. Используют их в основном как щебень для цементного раствора, отсыпки путей железной дороги и т. П. Базальт еще применяют вместо сырья для каменного литья и получения качественной мин. Ваты. Излившиеся пористые породы появились конкретно при извержении вулканов. Первичными продуктами извержения считаются вулканические пеплы, пески и пемза; со временем они могли цементироваться, образовывая туфы.

улканические пепел и песок — порошкообразные частицы, имеющие стеклообразное строение, из-за чего при добавлении извести или цемента, а порой и собственными силами они могут к твердению. Применяются как подвижная добавка к вяжущим (первый раз были употреблены в риме — пепел езувия — чтобы придать извести влагостойкости).

Пемза — очень пористая нетяжелая порода в качестве кусков размером 5… 100 мм. Плотность пемзы в куске — 500… 1000 кг/м . Не маленькая пористость (до 80 %) обусловливает невысокую теплопроводность (0,14…0,23 т/(м * К)). Крепость при сжатии пемзы не большая — 2…4 мпа, но этого хватит для получения на базе пемзы легких цементных растворов. Более того, пемза применяется в молотом виде как добавка к цементам и в виде абразивного порошка.

улканические туфы — порода, появившаяся из вулканических пеплов, которые омонолитились в результате спекания массы, сохранившей большую температуру, или в результате натуральной цементации. улканические туфы — пористая порода (П = 30…60 %), имеющая невысокую плотность, равную 800…1800 кг/м3. Поры у туфа в своем большинстве замкнутые, что обусловливает его высокую устойчивость к морозам.

Крепость при сжатии обуславливается от пористости и составляет 2…20 мпа. Проводимость тепла у туфа в 1,5…2 раза меньше, чем у кирпича. Окрас туфов разнородный, но не светлый, а глухой; ключевые оттенки: красно-оранжевые и до коричневато-лиловых. Самые большие месторождения туфов, возникшие в результате деятельности сейчас потухшего вулкана арарат, есть в армении.

Туфы применяют как материал для облицовки, а в месте больших месторождений — как действенный материал для стеновой кладки. Благодаря невысокой твердости туфа шлакоблоки из него режут механизированным способом прямо в карьере (рис. 4.3). тонкомолотом виде туф применяют как добавку к цементам. Туфовая лава — разновидность вулканических туфов, появившаяся при попадании пепла и пемзы в огненно-жидкую лаву. По структуре, особенностям и сферам использования туфовая лава аналогична вулканическому туфу, но благодаря большей доле замкнутых пор более долговечная.

Осадочные породы

Осадочные породы в зависимости от происхождения принято разделять на: — механичные осадки, при образовании которых центральную роль играли физико-механические процессы (действие воды, мороза, нагрева и охлаждения и т. П.); при всем этом, в основном, не менялся минеральный и состав начальных пород; — органогенные осадки, которые появились из останков (скелетной части) живых организмов, в основном, морской фауны (ракушки, кораллы и т. П.); — хемогенные осадки, появившиеся в результате растворения первичных пород и следующей кристаллизации из растворов воды.

Механичные осадочные породы имеют место быть рыхлые (гравий, песок, глина) и сцементированные — те же рыхлые осадки, частицы которых склеены натуральным цементом (брекчии, конгломераты, песчаники). Рыхлые механичные осадочные породы: глины, песок.

Нужно выделить причины, по которой доминирующим минералом песка считается кварцевый песок. При выветривании гранита кварцевый песок оказывается самым твёрдым и химически стойким минералом, не подвергающимся разрушению, а разрушающим более слабые соседствующие с ним минералы (полевой шпат, слюду и т. П.). Его зерна лишь немножко окатываются при перемещении ветром или водой.

Не меньше популярной, чем песок, рыхлой осадочной породой считается глина, потому как источником ее появления служат самые популярные минералы изверженных пород — полевые шпаты.

Под воздействием минерализованных вод грунта и давления вышележащих горных пород рыхлые осадочные породы могут цементироваться, образовывая говоря иначе сцементированные осадочные породы: песчаники, брекчии и конгломераты.

Песчаники состоят из зерен кварца, сцементированного натуральным цементом, к примеру, карбонатом кальция, водным кремнеземом, гипсом и т. П. Цементация выполняется путем постепенного осаждения на зернах песка цементирующего вещества из воды (как накипь в чайнике). зависимости от цементирующего вещества песчаники называют известковыми, кремнистыми и т. Д. Окрас их обуславливается от цвета цементирующего вещества.

Самое большое применение в строительных работах получили довольно влагостойкие известковые и кремнистые песчаники. Известковые песчаники легче отделываются, кремнистые очень крепкие и устойчивые.

Плотность песчаников — 2300…2500 кг/м , крепость — от 10 до 100 мпа. Песчаники применяли для строительства строений с глубокой античности, так как доставать их намного легче, чем магматические породы, а свойства их довольно хорошие.

Ведомо много архитектурных памятников: соборов и замков (к примеру, индзорский замок — резиденция английских королей), выстроенных из песчаника. реальное время песчаники применяют для фундаментов, подпорных стен, тротуаров, а очень устойчивые — для отделок; также, из песчаников делают щебень для цементных растворов и покрытий дороги.

Известняки плотные — широко популярная на земля горная порода, состоящая преимущественно из кальцита сас03; помимо кальцита они содержат примеси магнезита, глины и кремнезема. Окрас известняков в зависимости от примесей: белый, светло-серый, серовато-кремовый или желтоватый.

Плотность известняков — 2000…2600 кг/м , крепость при сжатии у них сравнима с прочностью цементного раствора и составляет 10… 100 мпа. Твердость маленькая — З…3,5, что позволяет без проблем доставать и отделывать известняк. Устойчивость к морозам известняков значительно обуславливается от пористости, степени цементации, наличия примесей и нуждается в строгом контроле. Совсем не стойки они к действию кислых сред.

Известняки — одна из наиболее важных горных пород для рабочих. Они давно применялись для строительства строений и их отделки (нужно вспомнить слова «москва белокаменная»), из известняков делались фундаменты. Очень востребованный щебень для цементных растворов и покрытий дороги — известняковый, и, в конце концов, известняк — сырье для получения извести и цемента.

Мраморовидные известняки — переходные породы от плотных известняков к мраморам. Они имеют высокую плотность (до 2700 кг/м ) и крепость (60…150 мпа), чем традиционный известняк.

Известняк-ракушечник — пористая порода, состоящая из раковин и панцирей моллюсков, сцементированных известковым цементом. Плотность ракушечника — 900…2000 кг/м , крепость при сжатии — 0,5…15 мпа. Он содержит невысокую теплопроводность и легко подчиняется распиловке. Применяют в качестве камней и блоков как здешний материал для стен. Декоративные разные варианты ракушечника используют как материал для облицовки.

Мел — землистая горная порода, состоящая из очень мелких обломков раковин и скелетов морских микроорганизмов, собой представляет практически чистый кальцит сас03. Применяют при изготовлении извести, цемента, стекла и благодаря большой дисперсности для приготовления красок и шпатлевок.

Диатомиты и трепелы — рыхлые землистые породы белого, серого или желтоватого цвета, как правило которые состоят из аморфного кремнезема si02 * лн20; по своему виду и физическим особенностям похожи на мел. Они появились из останков очень мелких водорослей, а еще кремневых скелетов морской микрофауны (диатомий, радиолярий и т. П.) с примесью глины и ила. На протяжении какого-то времени под давлением вышележащих слоев горных пород диатомиты и трепелы уплотняются и превращаются в плотную, прочную и сложно размокающую в воде породу — опоку.

диатомите и трепеле до 75…95 % энергичного кремнезема, благодаря этому их используют как гидравлическую добавку к вяжущим. Их еще применяют при изготовлении материалов для теплоизоляции. Хемогенные осадочные породы появились в основном при испарении вод, содержащих минеральные соли. Для рабочих интерес представляют соли серной кислоты и карбонаты кальция и магния: гипс, ангидрит, известковый туф, магнезит и доломит.

Известковый туф появился в результате выпадения сасоэ из источников подземных углекислых вод. Туфы пористы и имеют ноздреватое строение. Они прекрасно поддаются распиловке и применяются для внутренней отделки помещений, улучшая их звуковые свойства. Для этого стала популярной разновидность туфа — травертин.

Магнезит — порода, состоящая преимущественно из минерала магнезита mgc03. Применяют для получения огнеупорных материалов и магнезиальных вяжущих.

Доломит — порода, состоящая преимущественно из минерала доломита сас03 * mgc03, с примесью глины, оксидов железа и др. По структуре и физическим особенностям доломит близок к уплотненным известия-кам: рт = 2200…2800 кг/м ; дсж = 50…200 мпа. Благодаря этому его используют вместо ремонтного камня и щебня для цементного раствора.

Гипс — горная порода в большинстве случаев белого или серого цвета, состоящая из минерала того же наименования cas04 -2H20. сооружении применяют как сырье для получения гипсовых вяжущих. Благодаря невысокой твердости применяют для производства очень маленьких изделий по камню.

Ангидрит — скальная порода, состоящая в основном из минерала ангидрита cas04. Окрас породы белый с голубым или серым оттенком. Применяют для получения вяжущих и для отделкой внутри и скульптурных работ. На чистом воздухе быстро испаряется, переходя в гипс.

Метаморфические породы

Породы гор, находящиеся в земной коре, на протяжении какого-то времени могут значительно скорректировать структуру и свойства, не меняя в принципе собственный состав. Причина подобных перемен — действие давления, очень высоких температур и минерализованных вод.

Метаморфизироваться могут как магматические, так и осадочные породы. Явный пример метаморфизма — превращение массивной магматической породы перидотита в слоистую породу серпентинит, имеющую в собственном составе тонковолокнистый минерал — асбест. Среди метаморфических пород для строителя интересны мрамор, кварцит, глинистый сланец и гнейс.

Мраморы — метаморфизированные известняки, которые состоят из вплотную сросшихся между собой кристаллов кальцита (сас03), порой с примесью доломита (сас03 * mgc03). Кристаллы в мраморе твердо связаны между собой без цементирующего вещества.

Это случилось за счёт очень большого многостороннего давления на известняки в условиях очень высоких температур. Мрамор имеет большую плотность (2600…2800 кг/м ) и крепость (RQX = 30… 100 мпа); водо-поглощение мрамора менее 1%. Плюс ко всему твердость мрамора не высока — З…3,5, что делает легче его отделку.

Мраморы имеют место быть как чисто белого цвета, так и очень различных цветов со специфическим «мраморовидным» рисунком. Покраска мрамора поясняется проникновением в известняк в процедуре мета-морфизации минерализованных вод, из которых потом кристаллизуются окрашивающие мрамор минералы — примеси: гематит, лимонит, хлорит и др. Выделяет мрамор от известняков еще одно свойство: мраморы прекрасно полируются.

Мраморы широко применяют для отделочных работ строений и публичных зданий.
Окрас кварцитов белый, красный, темно-вишневый. Используют их в ответственных частях сооружений и зданий, для отделки, а еще в виде щебня для цементного раствора и сырья для получения огнеупоров.

Гнейсы — слоистая порода, появившаяся в результате перекристаллизации гранитов и прочих пород магмы при одноосном давлении. Благодаря этому гнейсы имеют слоистое (сланцеватое) строение, что делает легче их добычу и отделку, но понижает стойкость к выветриванию. Колются гнейсы по слоям слюды.

Глинистый сланец появился из глин в результате перекристаллизации в условиях одноосного давления и очень высоких температур. Сланцы имеют темно-серый окрас и легко колются на плоские плитки. Эти плитки, называемые асбоцементным листом (от нем. Schiefer — сланец), применяются в качестве долговечного материала для кровли. Многие памятники истории в странах европы имеют сланцевую кровлю. реальное время сланцевые кровли получили популярность в коттеджном строительстве.

Источник: masterdom35.ru