Осадочные горные породы образовались в результате выветривания изверженных (первичных) горных пород. Под выветриванием понимается совокупность процессов действия: солнца, воды, ветра, животных и растительных организмов, в результате которых первичные породы разрушаются. Таким образом, осадочные породы представляют собой вторичные образования, характеризуются пластовым залеганием. Они имеют вторичное происхождение, поскольку исходным материалом для их формирования являются продукты разрушения ранее существовавших пород.
Механические отложения по крупности фракций подразделяют 1 на валуны размером от 15 см до 1 м, гравий — от 5 мм до 15 см, песок — 0,15 — 5 мм, пыль — 0,005 — 0,0005 мм, глину — до 0,005 мм.
Песчаные породы состоят преимущественно из кварца, наиболее устойчивого к 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. Наибольшей чистотой и однородностью зерен отличаются морские и золовые отложения, имеющие окатанную форму; ледниковые пески угловатой формы наиболее благоприятны для строительных целей.
Осадочные горные породы
При оценке качества песка как строительного материала учитывают его минеральный и гранулометрический состав, форму зерен, пористость, коэффициент фильтрации и др. Плотность песков составляет 2640 кг/м3, а средняя плотность — 1800 кг/м3. Они служат главным образом для получения керамики, динаса, стекол, бетонов, кирпича; используются для дорожных покрытий и в абразивном производстве. Распространены повсеместно.
Кварцевые пески, сцементированные известняковым или кремнеземистым илом, глиной, используют как заполнители для обычных бетонов, а также при устройстве асфальтовых покрытий и шоссейных дорог. Такие сцементированные породы, как конгломераты и брекчии, отличаются формой входящих в них частиц. В состав конгломератов входит гравий, в брекчии — природный щебень, а в состав обычных песчаников — песок. Брекчии в зеркальной фактуре представляют собой красивый декоративный камень с мозаичным рисунком. [6]
Кремнистые песчаники хорошо полируются и долговечны. Предел прочности их зависимости от характера связи составляет 80 — 200 МПа. Известняковые песчаники также обладают достаточно плотной связью и некоторые из них имеют прочность до 200 МПа. Однако они менее долговечны, чем песчаники, сцементированные кремнеземом. Все другие песчаники имеют более слабую связь.
Предел прочности их составляет 20 — 40 МПА. Наиболее слабыми являются глинистые песчаники, они не морозостойки и не водостойки.
Глина состоит из мельчайших чешуеобразных частиц глинистых минералов. Глины образуются при выветривании полевого шпата и других силикатных пород и состоят из глинистых минералов типа каолинита, монтмориллонита и гидрослюд с примесями. Большинство глин полиминеральные и являются сырьем для производства кирпично-черепичных изделий, грубой керамики, глинозема и огнеупоров и т.д.
Урок 12 Горные породы и минералы
Процесс распада полевых шпатов схематически представляется в следующем виде:
2K + 2Н20 = С02 = Al4 + 4Si02 + K2C03
Левая часть формулы представляет собой ортоклаз, правая — каолинит. Каолинитовые глины используются в производстве фарфорофаяновых изделий, цемента, шамота.
Известняк является одним из распространенных видов осадочных пород. Главной составной частью известняков является кальцит СаС03, но, кроме него, в эту горную породу входят также глинозем, магнезит, кремнезем и иногда в небольшом количестве органические вещества. Средняя плотность известняков составляет 1700 — 2500 кг/м3, твердость по Моосу равна 3. Известняки без примеси имеют белый цвет, при наличии в них оксидов железа, глинистых и органических веществ и кварца приобретают различные оттенки: серый, желтоватый, розовый. Примеси MgC03 и Si02 повышают твердость, прочность и стойкость известняков. Весьма плотными известняками являются доломитизированные и мраморовидные, в которых начался процесс кристаллизации и заметно кристаллическое строение.
К наиболее прочным и стойким известнякам относятся известняково-кремнистые, содержащие аморфный кремнезем. Известняки с включением ярко выраженных кристаллов кальцита называются мраморовидными известняками. Ввиду наличия большого количества пор они слабо полируются. Прочность плотных известняков составляет 50 — 300 МПа. Такие известняки широко применяют для кладки фундаментов и стен (бутовая кладка), для устройства лестничных ступеней, подоконников, облицовочных плит и других архитектурных деталей, для облицовки стен зданий, цоколей, порталов и т.д.
Известняковый щебень используют в качестве заполнителя для тяжелых бетонов. Известняк служит также сырьем для производства вяжущих веществ, воздушной и гидравлической извести, портландского цемента и т.д.
Известковые туфы (травертины) образуются в результате выпадения осадка из горячих и холодных подземных углекислых вод, выходящих на поверхность. Туфы имеют губчатое строение и могут служить декоративным материалом. Применяют их в архитектуре малых форм, для устройства в садах и парках гротов, беседок, фонтанов и т.д. Ивестняковые туфы высокой прочности можно использовать для кладки цокольных частей зданий.
Мергель представляет собой известково-глинистую породу и используется как сырье для производства портландцемента. Мергель малоустойчив против атмосферных воздействий. От воды он набухает, а при замерзании разрушается.
Мел — органогенная порода, представляет собой мельчайшие остатки раковин простейших организмов. Невысокая прочность ограничивает использование его в качестве конструктивного материала, однако его широко используют в строительстве для побелки, приготовления шпаклевок, замазок, для производства вяжущих материалов (известь, цемент), а также стекла и т.д.
Ракушечники относятся к органогенным и представляют собой сцементированные углекислым кальцием (с примесью кремнезема и глины) раковины и их обломки. Структура крупнопористая. Местонахождения ракушечников находятся на побережье Черного и Каспийского морей, в Молдавии. Ракушечник является хорошим местным стеновым материалом для строительства жилых домов.
В зависимости от прочности ракушечники используются для устройства стен, фундаментов и цоколя зданий. Средняя плотность составляет 600- 1500 кг/м3. Учитывая большую пористость, а следовательно, высокое водопоглощение и воздухопроницаемость стены из ракушечника, как правило, оштукатуривают.
Диатомит и трепел — органогенные породы, представляющие собой отложения неорганических остатков диатомитовых водорослей, богатых аморфным кремнеземом. Это рыхлые, пористые горные породы, зачастую содержащие до 90 % кремнезема. Диатомит — легкая горная порода. В сухом состоянии он имеет белый, серый или желтоватый цвет.
Трепел состоит из скоплений мельчайших округлых кремнистых шариков. Под давлением вышележащих слоев трепел уплотняется, образуя более плотную, неразмокаемую разновидность — опоку. В составе опоки имеется мелкозернистый кремнезем с небольшими примесями глины и песка. Средняя плотность этих пород колеблется в пределах 300-1000 кг/м3.
Диатомит, трепел и опоку применяют в качестве теплоизоляционных материалов, особенно для изоляции горячих поверхностей. Их используют как активную гидравлическую добавку. Опока может служить заполнителем для легких бетонов. [7]
Источник: studwood.net