I На территории Российской Федерации имеется много горной местности. Её география раскинулась с запада на восток страны, самые известные горные породы находятся в Крыму, на Кавказе, в Карелии, на Урале, в Сибири, на Алтае, в Якутии, на Камчатке и на Чукотке! Люди веками живущие рядом с горными породами научились добывать из природных пород много строительных материалов.
Самыми распространёнными считаются Магматические (изверженные) горные породы — это породы, образовавшиеся в результате остывания и кристаллизации магмы. Глубина их застывания образовалалась от 3-5 км от поверхности земли. магматический порода гидравлический
Характерные свойства: Кристаллическая структура, плотная массивная текстура, средняя плотность 2500-3300 кг/м3 , прочность 120…450 Мпа, нулевая пористость, высокая устойчивость к выветриванию.
Область применения: щебень, облицовочные плиты, шашка для мостовых, плиты для полов, бортовой камень.
Самая известная глубинная порода это гранит, только в Сибири находится свыше 50 месторождений, которые добываются в промышленных масштабах. Есть особые породы гранита розового оттенка эти породы добывают в Ленинградской области и на Кольском полуострове, такой гранит при царской России отправлялся на экспорт в страны, где возводились царские палаты или княжеские дворцы. К примеру мавзолей на Красной площади построен из особого красного гранита, который добывается на Украине в Житомирской области.
Как устроен полугодовой курс «Горелка 2023»? | Химия ЕГЭ
Добывают гранит несколькими способами.
- 1. В России в основном применяется метод взрыва земных слоев. Для этого необходимо в горной породе сделать дыру, в которую затем закладывается взрывчатка. Среди обломков породы отбираются самые крупные ее куски, из которых уже изготавливаются гранитные плиты. Данный способ добычи гранита является самым дешевым. К сожалению, часть материала крошится, тем самым являясь непригодной для обработки. На производство идет около 70% гранита, добытого таким способом.
- 2. Есть также более экономный, но и более дорогой способ добычи камня. Он требует применения воздушной подушки, при помощи которой откалываются горные породы. Пользуясь этим способом, необходимо точно контролировать места, в которые порода дает трещину, чего при взрыве делать вовсе не обязательно. Из такого гранита как раз делается гранитная брусчатка, а также некоторые другие продуты обработки камня. Гранит, добытый таким способом, практически не имеет внутренних дефектов, которые могут образоваться от взрывной волны
- 3. Еще одна методика основывается на использовании камнереза. Она очень дорогая, но и очень популярная на сегодня. При помощи камнереза можно добывать самый качественный гранит. Микротрещины при таком способе в материале отсутствуют напрочь.
- 4. Главным достоинством гранита является его долговечность. Свидетельством тому является множество строений по всему миру с фасадами, отделанными этим камнем. Этот материал может стоять веками. Кроме того, гранит достаточно красив на вид. А имеет он не только традиционную черно-серую расцветку, но и коричневую со всеми ее оттенками и прочую. Гранит поможет вам сделать собственное жилище уникальным. Также этот камень широко применяется для облицовки набережных и мостов.
Это Самый Редкий Камень в Мире!
Рисунок 1 Гранитная набережная
Рисунок 2 Порода гранита у месторождения
Карельский габбро-диабаз глубинная порода
С каждым годом увеличивается интерес к горной породе, известной во всём мире под названием габбро-диабаз. Это объясняется её уникальными свойствами, открывающими широкие возможности для применения. В мире не так много крупных месторождений этого ценного камня. В нашей стране источником этой горной породы является Карелия, где уже много лет действует несколько карьеров по добыче габбро-диабаза.
В частности, Прионежский карьер очень богат месторождением этого камня, что позволяет обеспечивать множество строительных предприятий качественной продукцией. Здесь с помощью современного оборудования производится дробление блоков горной породы, в результате чего образуется щебень габбро-диабаз, обладающий такими ценными качествами, как прочность и низкая радиоактивность. Данный продукт применяется в любых видах строительства, для покрытий автомобильных дорог и аэродромов, а так же используется в производстве памятников.
Карельский габбро-диабаз помимо своих превосходных физических характеристик, включающих морозоустойчивость, долговечность, прочность и низкую степень стираемости, обладает несомненными эстетическими достоинствами, к которым относится его красивый чёрный цвет и декоративные качества.
- · Плотность — 3,07 г/см3
- · Марка по прочности при сжатии — 1400 кг/см2
- · Водопоглощение — 0,1 %
- · Морозостойкость — 300 циклов
- · Истираемость — 0,07 г/см2 И1
- · Радиоактивность — до 74 беккерелей/кг
Рисунок 3 Карельский габбро-диабаз
II. Излившиеся (пористые) магматические породы — образованные в ходе выброса в воздушные слоя над земной поверхностью, образовавшиеся при застывании магмы в верхних горизонтах земной коры (например: кварцевый порфир, базальт, диабаз).
Химический состав магматических пород разнообразен. В том или ином количестве они содержат почти все химические элементы, главнейшими элементами, из которых состоят магматические породы, являются следующие: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, K, Na, Ti, H.
Характерные свойства: Cкрыто — кристаллическая порфировая структура, плотная массивная текстура, средняя плотность 200-3300 кг/м3 , прочность 120…500 Мпа, нулевая пористость, высокая стойкость к выветриванию.
Область применения: щебень, облицовочные плиты, шашка для мостовых, плиты для полов, бортовой камень, теплоизоляционные материалы.
Кварцевый порфир 1
Кварцевый порфир 2
Рисунок 3 БАЗАЛЬТ
Распространение — Охотско-Чукотский вулканический пояс, Алтай, Урал, Крым, Малый Кавказ и др.; Месторождения кварцевого порфира разрабатываются для получения щебня; Першинское (Курганская область), Первореченское (Приморский край).
Рисунок 4 ДИАБАЗ
III. Излившиеся (эффузивные) магматические породы — образованные в ходе выброса в воздушные слоя над земной поверхностью, образовавшиеся при извержении магмы (например: пемза, вулканический пепел, туфолава).
Характерные свойства: Аморфная структура,пемзовидная пористая текстура плотная массивная текстура, средняя плотность 300-1400 кг/м3 , прочность 2,5…15 Мпа, высокая стойкость к выветриванию.
Пемза встречается на Кавказе и Камчатке. Огромные запасы пемзы располагаются на западном побережье Камчатки.
Используется как заполнитель в лёгких бетонах (пемзобетоне), как гидравлическая добавка к цементам и извести. В качестве абразивного материала применяется для шлифовки металла и дерева, полировки каменных изделий.
ТУФОЛАВА — горная порода, занимающая промежуточное положение между пеплом и туфом. Образование туфолав связывают с быстрым вспениванием лав при резком падении давления и связанным с этим дроблением вкрапленников и стекла без разрыва сплошности лавового потока. В состав вулканических туфов и туфолав входят SiO2, АlО3, Fе2O3 и др.
Рисунок 5 ПЕМЗА
Вулканические туфы и туфолавы хорошо сопротивляются выветриванию, мало теплопроводны и, несмотря на большую пористость, морозостойки. Они легко обрабатываются, распиливаются, пробиваются гвоздями, шлифуются, но не полируются.
Типичным представителем туфолав является артикский туф, добываемый на Алтае. Туф и туфолавы используют в виде пиленого камня для кладки стен жилых зданий, устройства перегородок и огнестойких перекрытий. Используются они также в качестве декоративного камня, чему благоприятствует наличие туфов разных цветов — лиловых, желтых, красных, черных и др. Применяются туфы и в виде щебня для легких бетонов.
Рубцовское полиметалическое месторождение располагается в крайней северо-западной части Рудного Алтая в пределах одноимённого рудного района.
Рисунок 6 ТУФОЛАВА
«Активные минеральные добавки к цементам (природные и искусственные). Особенности твердения и свойств цементов с минеральными добавками»
I Цемент в СССР выпускался в огромных количествах. Сейчас же производство этого строительного материала в России и странах СНГ значительно сократилось.
Цемент — один из немногих строительных материалов, без которого невозможно какое-либо строительство. Будь то монолитный небоскрёб из железобетона или деревянная избушка. А ведь сто лет назад вместо цемента использовали яйца домашних птиц. История создания изобретения цемента заслуживают отдельного разговора.
Так всё же из чего изготовлен цемент. Какие у него активные минеральные добавки: особенности твердения и свойства цементов с минеральными добавками.
Если особо не вдаваться в подробности и поверхностно посмотреть на процесс, то производство цемента можно представить в виде трёх основных стадий:
- 1. Добыча и обработка сырья.
- o Добывается известняк, глина, гипсовый камень.
- o Добытый известняк дробят, сушат, измельчают и перемешивают в нужной пропорции с глиной. Примерно 75% известняка и 25% глины. Состав постоянно корректируется, в зависимости от характеристик используемых материалов.
- o Таким образом получают шлам (мокрый, сухой или комбинированный метод)
- 2. Обжиг сырьевого состава и получение клинкера — следующий шаг в производстве цемента
- o Шлам поступает в специальную печь, где происходит его обжиг при температуре около 1450 градусов.
- o При этой температуре шлам спекается (почти как зерна керамзита), превращаясь в так называемый клинкер.
- o Клинкер измельчают в специальных жерновах до порошкообразного состояния
- 3. Смешивание компонентов и получение портландцемента.
- o В измельчённый клинкер добавляют примерно 5% гипса.
- o В зависимости от марки и вида цемента, вводятся минеральные добавки (цифры д0, д5, д20 в маркировке)
Собственно, на этом производство цемента можно считать завершённым. Получившийся порошок является портландцементом ПЦ. Применение портландцемента настолько обширно, что перечисление цементной продукции может занять ни одну страницу.
Добавки к цементу
Добавки к цементу представляют собой вещества минерального происхождения, которые отвечают за улучшение некоторых свойств данного строительного материала, таких как прочность, пластичность, морозоустойчивость, стойкость к трещинообразованию и т.п.
Виды цементных добавок
Все добавки минерального происхождения можно разделить на два вида: природные и искусственные.
К природным добавкам относят горные осадочные породы (диатомиты, опоки, глиежи и т.п.) и вещества вулканического происхождения (пеплы вулканические, туфлы вулканические, пемза и др.). В эту же группу входит гипс, и к слову сказать, именно гипс является наиболее распространенной добавкой к цементу.
ДИАТОМИТ, инфузорная земля, кизельгур (от позднелатинского Diatomeae — диатомовые водоросли, греческого diatomos — разделённый пополам * а. diatomite; н. Diatomit, Kieselgur; ф. diatomite; и. diatomita), — лёгкая тонкопористая кремнистая порода, рыхлая или плотная, состоящая в своей основной массе из опаловых створок диатомовых водорослей или их обломков. Размер створок диатомей обычно колеблется от 0,03 до 0,15 мм.
Содержит от 62 до 97% SiO2 (опал). В качестве постоянной примеси присутствуют глинистые минералы. Содержание песчано-алевритового материала не превышает 5-10%. Цвет диатомита белый, светло- или желтовато — серый, иногда буровато — серый. Диатомиты обладают большой пористостью, плохой тепло и звукопроводностью, тугоплавкостью и кисло стойкостью.
Образуются из диатомового ила, накопившегося в морях и озёрах. В стратиграфическом разрезе встречаются начиная с меловой системы, широко распространён в кайнозойских отложениях.
В СССР разведано 27 месторождений диатомита с балансовыми запасами 139,8 млн. м3 (1983). Известны месторождения диатомита в Закавказье, на Кольском полуострове, Дальнем Востоке, восточном склоне Урала, в Среднем Поволжье. Почти половина запасов находится в Ульяновской области. В СССР разрабатывалось 13 месторождений, ежегодная добыча 800 тысяч м3. Разработка ведётся открытым способом.
Диатомиты используются как адсорбент и фильтр в текстильной, нефтехимической, пищевой промышленности, в производстве антибиотиков, как наполнитель бумаги, различных пластических материалов, красок, в качестве строительных, тепло- и звукоизоляционных материалов, добавок к некоторым типам цемента, полировального материала (в составе паст) для металлов, мраморов и т.д., как инсектицид и др.
Глиежи — горные породы, которые образовались в результате природного обжигания глины в угольных пластах. Применяются в качестве активной гидравлической добавки при производстве портландцемента с минеральными добавками в количестве не более 15% и при производстве пуццоланового портландцемента в количестве от 25 до 40%.
Основное месторождение находится в Забайкалье.
К искусственным добавкам относятся минеральные вещества, которые получаются в результате термического воздействия. Сюда входят доменные гранулированные шлаки, обожженные глины, топливные золы и шлаки, кремнеземистые отходы и т.п.
Гранулированные доменные шлаки потребляются главным образом в производстве шлакопоргландцемента.
Гранулированные доменные шлаки
Кремнеземистые отходы — это сырьевые отходы, полученные в процессе производства сернокислого алюминия методом извлечения из глины глинозема. Они в большом количестве содержат кремнезем, и поэтому такая добавка будет активна если она не загрязнена примесями.
Так вот все эти добавки вносятся в цемент на последней стадии его производства, либо перед приготовлением цементного раствора. Количество добавок определяется разновидностью цемента, а также качеством минеральных веществ.
О наличии добавок в цементе свидетельствует буква Д в маркировке и цифры, обозначающие процент содержания добавок. Например, если в маркировке присутствует обозначение Д0, то в цементной смеси отсутствуют какие-либо добавки. А вот обозначение Д20 говорит о том, что в цементе содержится 20 процентов вспомогательных веществ.
II Особенности твердения и свойств цементов с минеральными добавками.
Как мы знаем наши технологии в современной жизни ушли очень далеко, соответственно и их применение, и строительные материалы шагнули в след за экономическим развитием. На пример марки цементов в соединении с добавками могут твердеть на земле, под землёй, под водой, в условиях жаркого климата и Крайнего Севера с низкими температурами. Особенности твердения проявляются не везде одинаково.
Цементы, сроки схватывания которых выходят за нормируемые пределы, относятся к быстросхватывающимся или, в некоторых случаях, к цементам с «ложным схватыванием». Определённые неудобства вызывает применение медленно схватывающихся цементов (начало схватывания более 4-5 ч).
Быстрое схватывание цементов упрощённо можно свести к практически мгновенной гидратации фазы С3А, которая замедляется при взаимодействии с гипсом, присутствующим в цементе. При недостатке гипса быстрое схватывание цементного теста приводит к необратимым последствиям — загустеванию смеси, что делает её непригодной для использования.
Факторами, определяющими сроки схватывания портландцемента, являются:
Шлакопортландцемент способен твердеть как на воздухе, так и в воде. Это вяжущее общестроительного назначения, используемое в основном для тех же целей, что и портландцемент. Получают Шлакопортландцемент путем совместного измельчения порт-ландцементного клинкера, доменного гранулированного шлака и гипса. Содержание доменного шлака может достигать 80% от массы цемента.
Такая большая дозировка шлака возможна вследствие особенностей его химического состава, близкого к клинкеру. В доменных шлаках преобладают оксиды кальция (30… …50%), кремния (28…30%), алюминия (8…24% ), т. е. те же компоненты, что и в клинкере портландцемента. Поэтому некоторые шлаки в тонкоразмолотом виде обладают способностью к самостоятельному гидравлическому твердению.
При использовании сухих строительных смесей может возникнуть необходимость дополнительного регулирования сроков схватывания и обеспечения заданной живучести смеси. В этом случае применяют систему специально разработанных добавок, как ускорителей, так и замедлителей схватывания.
Прочность твердения наступает на первом часе после вступления в реакцию цемента с разными веществами, а полною прочность достигает через десять часов после испытаний.
Активная добавка химически связывает растворимый в воде гидроксид кальция, выделяющийся при твердении цемента, при этом повышается плотность цементного камня, возрастает его сопротивление коррозии. Поэтому активные минеральные добавки применяют для повышения плотности, водостойкости и солестойкости бетонов и растворов. Некоторые из них используют для приготовления жароупорных бетонов и растворов на портландцементе.
Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) получают путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера и гипса; при помоле быстротвердеющего портландцемента допускается введение активных минеральных добавок, предусмотренных ГОСТ 6269-54 (не больше 10% от веса цемента).
Быстротвердеющий портландцемент отличается интенсивным твердением в начальный период (до 3 суток).
Нарастание прочности его в отдаленные сроки твердения (до 28 суток) замедляется, а через более длительный период прочностные показатели быстротвердеющего портландцемента могут быть теми же, что и у обычного высококачественного портландцемента.
Вывод: В заключении своего труда хочется более лучше принимать и усваивать базу знаний в области промышленного гражданского строительства, однозначно практика — это самый главный экзаменатор в жизни строителя, но теоретические знания нужны. Они как компас направляют нас к решению поставленных задач. Хоть курсы переподготовки небольшие, но за три месяца багаж знаний восполнил пробелов упущенного времени.
Источник: studwood.net
Основные типы магматических пород
Основой классификаций магматических горных пород являются условия их образования и вещественный состав. По условиям образования магматические породы делятся на интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся). Интрузивные, в свою очередь, подразделяются на гипабиссальные (полуглубинные) и абиссальные (глубинные).
Главным отличием интрузивных пород от эффузивных, которые могут обладать одним и тем же вещественным составом, является структура — внутреннее строение породы, определяющееся размером и формой образующих ее минералов. При кристаллизации интрузивных пород охлаждение магмы происходит медленно, температура ее долго держится вблизи точки плавления с образованием редких центров кристаллизации и образуются полнокристаллические крупнозернистые структуры пород.
При быстром охлаждении магмы затвердевание основной части расплава происходит с образованием большого количества центров кристаллизации, что приводит к формированию мелкозернистых структур. При неравномерном охлаждении магмы возникают порфировые структуры: крупные кристаллы-порфиры образуются при медленном охлаждении, а основная масса — быстрозатвердевший расплав — приобретает скрытокристаллическое строение. При очень быстром охлаждении (например, лавы на океаническом дне) лава не кристаллизуется, а затвердевает в виде однородной изотропной массы вулканического стекла. Таким образом, для интрузивных пород, образующихся при медленном охлаждении магмы, характерны полнокристаллические, крупнозернистые структуры, а для эффузивных, образующихся из быстро остывающих магм, — неполнокристаллические, порфировые и стекловатые.
Основными химическими элементами, входящими в состав магматических пород, являются следующие: О, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, К. Их называют петрогенными, т. е. образующими породы. Химический состав магматических пород представляют в виде процентного содержания основных окислов: SiO2, Al,O3, Fe2O3, MgO, CaO, Na2O, K2O и H2O.
Основные разновидности магматических горных пород представлены в табл. 11.2.
Группа перидотита — пироксенита. По содержанию SiO2 (40—45 %) породы этой группы относятся к ультраосновным, бесполевошпатовым. Они состоят только из цветных минералов: оливина, роговой обманки и пироксена. Отсюда и окраска их темно-зеленая, буровато-черная до черной. Второстепенными и акцессорными минералами являются хромит, магнетит, ильменит, самородная платина и др.
Все ультраосновные породы тяжелые, с удельным весом около 3,0—3,4. Они распространены редко и составляют менее 0,4% от всей массы магматических пород. Породы этой группы встречаются в основном в интрузивных телах; излившиеся аналоги их редки. По минеральному составу различают пироксениты, перидотиты и оливиновые породы — дуниты.
Перидотиты — породы, состоящие из оливина (желтовато-зеленые зерна неправильной формы) и пироксена (таблитчатые кристаллы черного цвета с металловидным блеском). Структура полнокристаллическая, средне- и крупнозернистая, цвет темно-зеленый, темно-серый до черного.
Дуниты — почти мономинеральные породы, состоящие из оливина. Цвет породы желтовато-зеленый, при серпентинизации оливина цвет становится темно-зеленый до черного. Структура полнокристаллическая.
Пироксениты — породы, как и перидотиты, состоящие из оливина и пироксена, но в отличие от последних, пироксен в составе пироксенитов является преобладающим минералом. Структура полнокристаллическая, средне- и крупнозернистая. Цвет черный. Ультраосновные породы залегают в виде штоков и небольших батолитов. Различные ультраосновные породы обычно встречаются вместе, нередко образуя сложные, зонального строения массивы.
Кимберлиты также относятся к группе бесполевошпатовых пород, однако они несколько отличаются тем, что в их составе содержится биотит. Весьма интересной является брекчиевая структура кимберлитов. Обломки ультраосновных пород, чаще всего пироксенитов, в них сцементированы основной серпентинизированной сильно карбонатизированной массой. Кроме серпентина в основной массе присутствуют зерна оливина, пироксена, фаната, ильменита, биотита, хромита и нередко алмаза.
Кимберлиты выполняют трубкообразные тела, трубки располагаются группами, рядами или цепью. С глубиной их диаметр уменьшается. Отдельные трубки часто соединены дайками. На поверхности трубки проявляются в виде замкнутых понижений. Наиболее обогащены алмазом верхние части трубок.
Мономинеральные дуниты служат для изготовления огнеупоров. Используются ультраосновные породы в качестве естественного каменного строительного материала, для изготовления щебня, как облицовочный материал и т. д. С породами этой группы связаны месторождения меди, хрома, платины, никеля.
Практический интерес представляют кимберлиты, с которыми связаны месторождения алмазов.
Группа габбро — базальта. По содержанию SiO2 (45—52 %) породы данной группы относятся к основным полевошпатовым. Главными породообразующими минералами являются основной плагиоклаз и пироксен (изредка к ним добавляются оливин, роговая обманка и биотит). Темноцветных минералов в породе содержится 45—50%. Породы этой группы преимущественно темно-серые, темно-зеленые до черных.
Изменение минерального состава приводит к образованию пород промежуточных, переходных к другим группам. Так, с увеличением содержания темноцветных минералов наблюдается переход к группе перидотита — пироксенита, при замещении основных плагиоклазов средними — к группе диорита — андезита, а появление в их составе нефелина приводит к образованию щелочных габброидов.
К интрузивной подфуппе данных пород относятся габбро, нориты, анортозиты и лабрадориты; подгруппу излившихся пород составляют базальты, базальтовые порфириты. Среди жильных образований наиболее распространен диабаз.
Габбро — полнокристаллические крупно- и среднезернистые породы, сложенные таблитчатыми кристаллами плагиоклаза серого и зеленовато-серого цветов и моноклинным пироксеном. В качестве акцессорных минералов присутствуют апатит, ильменит, магнетит, иногда хромит. Текстура обычно массивная, иногда пятнистая или полосчатая.
Разновидности габбро, лишенные темноцветных минералов, называют анортозитами. Анортозиты, в которых слагающий их плагиоклаз представлен лабрадором, называют лабрадоритами. Габбро, содержащие в качестве темноцветного минерала ромбические пироксены, называют норитами. Для габбро характерны пластовая, глыбовая и параллелепипедальная отдельности. Габбро залегают в виде крупных лакколитов, интрузивных залежей, даек и штоков в отложениях всех геологических возрастов.
Базальты — плотные, мелкозернистые или скрытокристаллические серые, темно-серые до черных породы. По составу они аналогичны габбро, но часто содержат вулканическое стекло. Под лупой можно видеть мелкие порфировые вкрапленники оливина и немногочисленные поры. Излом шероховатый. Характерна для базальтов пластовая и столбчатая отдельности.
Базальтовые порфириты отличаются от базальтов тем, что в них существенно развиты вторичные минералы — хлорит и вторичная роговая обманка. В порфировых выделениях — плагиоклазы и авгит. Наблюдаются изменения плагиоклазов. Хлорит и роговая обманка придают базальтовым порфиритам темно-зеленый цвет. Вулканическое стекло раскристаллизовано.
Структура часто порфировая. Излом обычно ровный, лишенный шероховатости. В базальтовых порфиритах часто развита шаровая отдельность. Базальты и базальтовые порфириты залегают в виде покровов и потоков. Наслаиваясь друг на друга при повторных излияниях магмы, они образуют траппы.
Мощность последних нередко более километра, а площади распространения измеряются сотнями тысяч квадратных километров. Так, сибирские траппы занимают около 1,5 млн км2. Установлено, что значительная площадь дна Тихого океана представлена покровами базальтовых излияний.
Диабазы — жильный аналог габбро и базальтов. Внешне они похожи на базальтовые порфириты, но чаще всего залегают в форме даек. Под микроскопом видны особенности структуры, определяющие высокую прочность диабазов: основной фон («скелет») породы составляет авгит, в массе которого в виде вытянутых призматических зерен расположены плагиоклазы. Распространены переходные к габбро разновидности, получившие наименование габбро-диабазов.
С породами группы габбро-базальта генетически связаны различные полезные ископаемые. Так, с ними связаны собственно магматические месторождения титаномагнетитовых руд (например, Кусинское месторождение на Урале), руд никеля и меди (Норильское месторождение).
Породы группы габбро-базальта благодаря высокой их прочности широко используются в качестве строительных материалов; особенно высокой прочностью на сжатие (3000—4000 кг/см2) обладают диабазы. По трещинам отдельности диабазы раскалываются на куски сравнительно правильной формы, которые используются для изготовления высококачественной брусчатки и шашки для мощения дорог. Базальты используются в камнелитейной промышленности. Лабрадориты — ценный облицовочный материал.
Группа диорита — андезита. Содержание SiO2 в породах этой группы 52—65 %. Главными породообразующими минералами являются средний плагиоклаз и роговая обманка, реже присутствуют пироксен, биотит и кварц. Темноцветных минералов в породах около 25%. Типичными представителями глубинных пород данной группы являются диориты.
Диориты — плотнокристаллические, обычно среднезернистые породы пестрой или серой с зеленоватым оттенком окраски. Текстура, как правило, массивная. Между диоритами и породами состава габбро, с одной стороны, и гранитами и сиенитами — с другой, существуют постепенные переходы.
Переход от габбро осуществляется по мере увеличения основности плагиоклазов и повышения содержания цветных минералов через так называемые габбро-диориты. Появление кварца приводит к образованию пород промежуточного типа: гранодиорита, содержащего кварц и калиевые полевые шпаты, и кварцевого диорита, содержащего только кварц. Сиенито-диориты отличаются от нормальных диоритов наличием в их составе калиевого полевого шпата. Диориты весьма часто встречаются в краевых частях гранитных батолитов, а также образуют самостоятельные тела — небольшие массивы, штоки, жилы.
Андезиты и андезитовые порфириты — излившиеся аналоги диоритов. Внешне они похожи на базальты и базальтовые порфириты. Цвет их серый до черного. Структура андезитов чаще всего порфировая. В порфировых выделениях — свежий плагиоклаз и роговая обманка. Текстура нередко пористая. На ощупь порода шероховатая.
Андезитовые порфириты отличаются от андезитов вторичными изменениями. Цвет часто темно-зеленый (за счет вторичных минералов-хлоритов и эпидота), порфировые вкрапленники в них в результате вторичных изменений становятся мутными и приобретают сероватую окраску.
Залегают андезиты и андезитовые порфириты в виде покровов, потоков, интрузивных залежей, куполов и даек. Весьма часто они сопровождаются вулканическими туфами и широко распространены в области молодой вулканической деятельности. Эффузивными аналогами гранодиоритов и кварцевых диоритов являются дациты и дацитовые порфириты. Роль диоритов в процессах рудообразования не очень значительна, но иногда с ними связаны месторождения полиметаллов. Используются породы этой группы (как глубинные, так и эффузивные) в качестве кислотоупорного и каменного строительного материала.
Граниты — массивные, полнокристаллические, средне- и крупнозернистые породы. Характерный для них светло-серый, желтоватый, розоватый или мясо-красный цвет определяется окраской полевых шпатов, составляющих до 60% всей массы породы. По химическому составу различают граниты нормальные (калиево-натриевые) и щелочные (безкальциевые) граниты с альбитом и щелочными амфиболами.
Минералы, составляющие граниты, в том числе зерна кварца, хорошо различимы невооруженным глазом или под лупой. Из темноцветных минералов чаще всего присутствует биотит. Встречаются двуслюдяные (биотит-мусковитовые), мусковитовые и роговообманковые граниты и др.
Из разновидностей кислых пород можно отметить плагиограниты — почти лишенные калиевых полевых шпатов и аляскиты — почти без темноцветных минералов.
Гранодиориты и кварцевые диориты, о которых говорилось выше, при макроскопическом их изучении часто объединяют под общим наименованием гранитоидов. Граниты вместе с гранодиоритами самые распространенные породы земной коры (встречаются в толщах всех геологических возрастов). Залегают граниты чаще всего в форме батолитов, реже образуют штоки, дайки и жилы. Для гранитов характерна пластовая матрацевидная и параллелепипедальная отдельности.
Высокая прочность (временное сопротивление сжатию 1200—3000 кг/см2) и высокая морозостойкость делают граниты высококачественным строительным материалом. Гранит хорошо обтесывается и полируется, поэтому его применяют в качестве облицовочного материала и для скульптурных работ.
Липариты (риолиты) — светлые, почти белые породы, обычно пористые. Вследствие мелкой пористости основная масса шероховата на ощупь. Структура порфировая. В порфировых выделениях — кварц, водяно-прозрачные блестящие таблички калиевого полевого шпата — санидина и темные листочки биотита. Разности липаритов, имеющие стекловатую структуру, называются обсидианами.
Они часто темного, бурого, коричневого или даже черного цвета. Скорлуповатые разности обсидианов называются перлитами. Светлые, очень пористые и поэтому очень легкие кислые излившиеся породы называют пемзами. Пемзы — продукт подводных излияний.
Липаритовые порфиры (кварцевые порфиры) — палеотипный аналог липарита. Структура порфировая. Порфировые вкрапленники часто замутненные, несвежие. Основная масса плотная, различной окраски, нередко темная, с пятнами и потеками. Липариты и липаритовые порфиры менее распространены, чем граниты.
Залегают они в форме потоков, куполов, пластовых залежей, реже лакколитов и даек.
Гранитные пегматиты — крупнозернистые и довольно часто гигантозернистые породы. Состоят они в основном из полевых шпатов, чаще всего калиевых, кварца и слюды. Кроме основных минералов, для пегматитов характерны берилл, турмалин. В пегматитах часто развиваются своеобразные структуры закономерного прорастания полевого шпата правильно ориентированными зернами кварца.
Пегматиты залегают в виде жил, штоков, неправильных тел. С ними связаны месторождения слюды (мусковита), редких металлов — лития, бериллия, олова, цезия, тантала, ниобия, редких земель, месторождения пьезооптического кварца и керамического сырья. Размеры пегматитовых жил сильно варьируют и могут достигать нескольких километров в длину при нескольких метрах по мощности.
Сиениты состоят из калиевого полевого шпата (70—80 %), средних плагиоклазов (10—15 %) и роговой обманки, нередко присутствует авгит. Темноцветных минералов в среднем 15 %, поэтому породы светлоокрашенные, сероватые и розоватые. Структура полнокристаллическая, чаще всего мелко- и реже среднезернистая. Сиениты от гранитов отличаются отсутствием кварца.
Как и граниты, сиениты разделяются на нормальные, содержащие плагиоклаз, и щелочные — без известковистого плагиоклаза. Кроме того, в щелочных сиенитах хотя бы в небольшом количестве присутствуют щелочные пироксены или амфиболы, иногда нефелин. Увеличение содержания этих минералов дает переходы к группе нефелиновых сиенитов.
Щелочные сиениты распространены несколько более широко, чем нормальные. Для сиенитов характерна пластовая или параллелепипедальная отдельность. Залегают они в виде даек и штоков. Нередко сиениты (подобно диоритам) слагают краевые части крупных гранитных интрузий. Используются сиениты в качестве каменного строительного материала.
Трахиты — светлоокрашенные породы скрытокристаллического или порфирового строения. Порфировые вкрапленники представлены небольшими табличками санидина (водяно-прозрачная разновидность ортоклаза), плагиоклаза, иголочками роговой обманки, иногда — листочками биотита. Характерна текстура течения (флюидальная).
Основная масса трахитов светло-серая, желтоватая и розоватая, большей частью с шероховатым изломом. Трахиты макроскопически очень похожи на липариты, и отличать их следует по отсутствию порфировых выделений кварца. Трахиты и трахитовые порфиры залегают в форме потоков, куполов, лакколитов. Для них особенно характерно залегание в форме куполов.
Группа нефелинового сиенита. В составе пород данной группы присутствуют недосыщенные кремнекислотой алюмосиликаты — фельдшпатиды, главным образом нефелин. Кроме нефелина в состав этих пород входят щелочные полевые шпаты, биотит, щелочные амфиболы и пироксен. Щелочные породы очень редки. Считают, что среди изверженных пород они составляют около 1 %. Наиболее распространенной глубинной породой этой группы являются нефелиновые сиениты.
Нефелиновые сиениты — кристаллически-зернистые породы, состоящие из нефелина, щелочного полевого шпата, цветных минералов — биотита и щелочного пироксена (эгирин, авгит) или амфибола. Из акцессорных минералов встречаются магнетит, ильменит, апатит, циркон, титанит. Макроскопически породы светлые, светло-серые, иногда с зеленоватым, реже с красноватым оттенком.
Нефелин определяется в породах по жирному блеску. От кварца, внешне очень похожего на нефелин, последний отличим по более низкой твердости (твердость кварца — 7, нефелина — 6). Структура породы чаще всего среднезернистая, текстура массивная. Нередки полосчатые нефелиновые сиениты с чередующимися полосками цветных и светлых минералов. Минеральный состав нефелиновых сиенитов разнообразен и поэтому выделяют ряд разновидностей.
Массивы нефелиновых сиенитов часто сопровождаются жилами нефелиново-сиенитовых пегматитов. Это грубозернистые породы, состоящие из щелочного полевого шпата и нефелина, а также биотита и пироксена. В них иногда содержатся ильменит, циркон и апатит. Эффузивные аналоги нефелиновых сиенитов называются фонолитами.
С нефелиновыми сиенитами связаны месторождения апатита, редкоземельных элементов, титановых руд, циркона. Нефелин — главный породообразующий минерал нефелиновых сиенитов — является важным полезным ископаемым (используется как руда для получения алюминия).
Источник: fccland.ru
Пемза: что это такое и где применяется?
Пемза есть практически в каждом доме. Так принято называть брусок вспененного бетона, хотя в действительности с настоящим веществом он имеет мало общего. Из материала данной статьи вы узнаете, что на самом деле представляет собой пемза, каковы ее описание и текстура, происхождение, польза и вред, свойства и виды.
Что это такое?
Натуральная пемза есть не что иное, как горная порода или застывшая лавовая пена. Она относится к минералам, внешне похожа на камень и кажется плотной. В действительности минерал очень легкий, пропитанный порами. Поэтому он не тонет в воде и поддается дроблению.
Отличительными признаками магматической пемзы являются пористость строения и однородность состава. Ее окраска может быть беловатой, желтоватой и серой. Внешне пемза напоминает вулканический туф. Однако в отличие от него имеет более мелкое и упорядоченное расположение пузырьков. Химическим же составом она отличается от шлака.
Происхождение
Вулканическая горная порода образуется в ходе быстрого остывания кислых и средних лав, перенасыщенных газами. Ее образование можно сравнить с выплеском газированной воды из бутылки. Вспенивание массы происходит из-за растворенных газов. Именно они препятствуют превращению горной лавовой массы в обсидиан (вулканическое стекло).
Газы выделяются из жидкости за счет резкого снижения давления. В результате получается природный минерал, называемый пористым вулканическим стеклом. Из разных месторождений выходит разный тип горной вспененной породы. У нее разный цвет, состав, а также внешний вид.
Минеральный и химический состав
Крупнопузыристое либо длинноволокнистое, волосоподобное вулканическое стекло имеет кислый состав. Оно образуется при эксплозивных извержениях и состоит из полевых шпатов – преимущественно ортоклаза (до 25%) и кварца (до 75%).
Согласно химической формуле, вещество содержит SiO2 70-75%; Al2O3 10-14%; Na2O 2,5-5%; К2О 1,5-5%; Fe3O4 1,5-3,5%; CaO 0,2-2,5%. Основными районами добычи материала считаются места действующих и потухших вулканов. При этом образование вулканического пористого стекла происходит за счет пористости верхней части лавы.
Из-за различия состава пемза бывает липаритовой, андезитовой, трахитовой, базальтовой. Отличается и оттенок вулканического вещества. Если в пемзе много железа, она окрашена в черный цвет. При высоком проценте никеля, титана либо кальция материал окрашивается в голубой либо желтоватый тон.
Месторождения и добыча
Вулканический пористый камень добывают в России и Европе. Полезное ископаемое встречается на Кавказе, большие запасы минерала расположены на западном побережье Камчатки и Курильских островах. При этом добывают пемзу в местах, где вулканическая деятельность активна или недавно угасла. Исходя из месторождений, форма залегания пемзы может быть различной.
Для применения важными критериями являются размер пор и тип стеклянистого вещества. Камень бывает крупно- и мелкопористым. Строение его породы может быть волокнистым, пузырьковым либо ячеистым, пенистым.
Со временем структура материала меняется: застывшая горная порода не выдерживает большого давления и длительного нагревания.
В природных условиях она разрушается в течение десятилетий. Нередко пемзу извлекают из залежей в виде сыпучего материала с разным типом фракции. Месторождения на Камчатке считаются первоклассным материалом, однако рентабельность разработок снижается ввиду дороговизны транспортировки. Немалые объемы природного абразива добывают в Армении, Италии, Германии и Новой Зеландии.
Добывают пемзу с помощью экскаваторов. Кроме того, старатели-одиночки извлекают ее вручную. На мировой рынок пемзу поставляют и из других стран: Японии, Австрии и Франции. Пемзовые блоки добывают из карьеров Липарских о-вов в Тирренском море, материал находят и в долине Рейна, а также в некоторых штатах Америки.
Польза и вред
В зависимости от типа пемзы она обладает рядом полезных качеств. Это вещество имеет широкий спектр применения, благодаря чему является незаменимым продуктом в разных сферах производства. Пемза безопасна в ходе использования, не вредна при контакте с кожей, заменяет многие разновидности сырья – это и строительный материал, и средство для ухода за кожей, и утеплитель.
По сути, пемзу можно назвать универсальным веществом, используемым в быту. Благодаря долговечности и стойкости к слеживанию, а также возможности прессования, пемза используется повсеместно. При этом она не боится мокрого замораживания.
Но строения, созданные с ее использованием, нуждаются в дополнительной облицовке.
Однако пемза не столь безобидна – при попадании в воду природный минерал может стать опасным. Например, его гигантские скопления могут нанести ущерб гидротехническим сооружениям (плотинам, затворам шлюзов). Кроме того, пемзовая крошка может стачивать борта судов. В малых же количествах этот материал не причиняет вреда.
Свойства
Физические и химические характеристики вулканического стекла различны в зависимости от месторождения. Минерал, представляющий собой двуокись кремния, может иметь разный уровень плотности. Иногда этот показатель достигает 80%. Межпористые простенки очень тонкие, у них острые и режущие края. Пемза легкая и объемная.
Удельный вес природного пористого стекла варьируется от 1,9 до 2,2. Температура плавления пемзы составляет 1300—1450 градусов С°. Ее плотность в зависимости от состава может варьироваться в пределах от 0,5–0,6 до 1,3–1,4 г/см3. В среднем пористость вещества составляет примерно 90%, именно этим объясняется плавучесть в воде.
Чем больше пористость минерала, тем выше его теплоизоляционные качества.
Твердость магматической пемзы по шкале Мооса составляет около 6. У застывшего пористого камня высокие теплоизоляционные свойства. За счет замкнутости пор вещество имеет высокую морозоустойчивость. Натуральная пемза огнестойкая и химически инертная.
В зависимости от месторождения она может содержать кристаллические включения (например, слюду, плагиоклаз, пироксены). Помимо химической инертности и малого удельного веса, природный минеральный камень с пористой структурой отличается устойчивостью к слеживанию, гниению, а также порче грызунами.
Разновидности
На сегодняшний день пемза может быть не только натуральной, но и искусственной. Каждый вид материала имеет свои особенности, плюсы и минусы. К примеру, по типу месторождения пемза бывает коренной, насыпной и вторичной. Это объясняется залежами пористого камня вкупе с вулканическим пеплом и туфами.
Его образование связано с типом изливающейся горной породы. Например, это может быть характерная конкретной местности структурная разновидность остывшей лавы либо результат рыхлого выброса извержения вулкана (пепел, песок, вулканическая бомба). Найденный минерал в месторождениях первого типа отличается постепенностью переходов от чистого стекла к пористой структуре. Вторичный камень есть не что иное, как результат переноса или более позднего переотложения минерала.
Натуральная
Природный горный минерал отличается большей прочностью и долговечностью. Он экологичен и подходит для эксплуатации людям, страдающим от аллергии. Такой вулканический камень характеризуется большей пористостью и устойчивостью к крошению. Пользование им не вызывает воспалений. Эта пемза лучше скребет, она практически не стирается в ходе эксплуатации.
От синтетического аналога она отличается натуральными природными тонами, в то время как синтетическая пемза бывает розовой и голубой. Чем больше размер пор, тем грубее вулканический камень счищает огрубевшую кожу.
Минералы с крошечными порами, наоборот, лишь шлифуют обрабатываемые кожные покровы. Поэтому крупнопористую пемзу используют для обработки огрубевшей кожи реже.
Недостатком минерала является быстрая впитываемость и долгое сохранение влаги, что приводит к зеселению камня микробами.
Искусственная
В сравнении с природным камнем синтетический аналог имеет несколько достоинств. Он устойчив к впитыванию воды и отличается более мягким составом. Искусственная пемза дешевле, что делает ее привлекательной для большого круга покупателей.
Несмотря на то, что это вещество дольше сохраняет исходную кондицию, оно тяжеловесно и отличается обильным крошением, может травмировать кожу при удалении огрубевших клеток. Однако этот тип пемзы более предпочтителен для использования людьми, у которых имеются грибковые заболевания стоп либо ногтей.
В ходе применения искусственного камня исключено образование среды для появления и размножения микроорганизмов.
Из чего делают?
Искусственную пемзу делают разными способами. Ее отличает большая замкнутость пор. Производством данного вещества занимаются на металлургических комбинатах, при этом основным сырьем для производства являются шлаки, которые остаются в доменных печах после плавления металла. Пористую структуру шлаковый состав получает в момент помещения раскаленного вещества в бассейн с одновременной подачей воды.
Вода, соединяясь с расплавом, превращается в пар, который наряду с равномерным распределением вспучивает шлаковую массу, создавая искусственную пемзу. После охлаждения большие шлаковые пористые куски пропускают через специальное дробильное устройство, а затем сырье сортируют на разные фракции. Пемза шлакового типа имеет большинство характеристик природного аналога, но уступает ему по прочности.
В химическую формулу иной искусственной пемзы входит измельченное стекло. Производство данной разновидности не отличается от методики изготовления пенобетона. Искусственная пемза может быть сделана посредством сплавления кварцевого песка с цементирующими веществами. При этом получаемый продукт характеризуется однородностью зерен и твердости, чем отличается от натурального аналога.
Кроме того, искусственная пемза образуется также при славе не песка, а естественного порошка натурального молотого вулканического камня, который рассортирован в зависимости от размера зерен. При этом в качестве связующих веществ применяют материалы с водостойкими характеристиками. Искусственный камень состоит из смеси каолина, мела, песка и полевого шпата.
В ходе производства важно добиться необходимой цепной реакции, благодаря которой получается вещество с пористой структурой.
В продажу такая пемза поступает под разными номерами. Причем, помимо пористости, конечный продукт каждой группы отличается своими характеристиками твердости. Зерно может быть крупным, средним, мелким и пудрообразным. В продаже пемза встречается в том числе в виде порошка, который добавляют в скрабы для шлифовки кожи без риска механического повреждения.
Применение
До того как было изобретено мыло, пемза считалась основным средством оттирания грязи с тела человека. Скульпторы Древней Греции применяли ее для полирования статуй из мрамора, а также деталей орнамента из терракоты и известняка. В свое время мелкопористый материал использовали для полировки папируса и листов пергамена. Сегодня она применяется в разных сферах, кроме того, ее добавляют в различные средства и изделия.
Особенно широко ее используют в промышленности. Например, в строительстве ее применяют в качестве заполнителя легких бетонов, получая пемзобетон. Пемза является необходимым включением к портландцементу, извести и засыпке-теплоизолятору. Ею заделывают пустоты в стенах, если того требует технология строительства. Из нее изготавливают прессованные стеновые блоки.
Пемза является отличным фильтратором и дезодоратором воды. Мало кто задумывался над тем, что она нашла применение и в стоматологии. Кроме того, она считается отменным абразивным материалом, который применяется к таких отраслях промышленности, как дерево- и металлообработка, валяние, кожевенное дело. Минерал используется для шлифовальной обработки мрамора, а также иных литографских камней.
Это вещество широко используется в химической и нефтехимической промышленности, как катализатор и средство для очистки масел. Его применяют для синтеза органических веществ. Оно является субстратом для производства отфильтрованных каталитических и ионообменных смесей. Причем пемзу используют и при производстве взрывчатки. Добавка порошковообразного минерала к динамиту способствует облегчению инициирования взрывного устройства.
Помимо того, минера нашел применение и в садоводстве. Благодаря ему удается выращивать растения по методике гидропоники. В этом случае пемза попросту заменяет необходимый грунт. В стекольной индустрии применяется натуральный природный минерал. Из него варят техническое стекло (преимущественно глазурь для баков либо труб).
Благодаря шлифующим свойствам пемзу применяют в производстве чистящих средств.
Природный вулканический камень широко используется в косметологии. Она является бережным средством для удаления огрубевшей кожи пяток. Мелкофракционную разновидность применяют для приготовления домашних мыльных скрабов, добавляя в состав порошкообразный тип минерала.
Косметический продукт нетоксичен, не провоцирует раздражение кожи и считается гипоаллергенным.
Пемзовый щебень добавляют не только в косметические средства (например, в крема с жирной текстурой). Он используется в качестве добавки в некоторых зубных порошках и средствах для мытья рук. Это мягкий абразив или разновидность пемзы с пудрообразной структурой. Такую добавку применяют как пилинг-эффект с щадящим воздействием, добавляя в средства для лица, рук, ног, да и всего тела.
Ее используют в салонах красоты и при педикюре. При этом пемза сегодня считается элитным косметическим средством. Несмотря на массу разновидностей используемых препаратов, она является одним из наиболее эффективных средств для омоложения кожи. Кроме того, из пемзы делают декоративные изделия (бусы, броши, небольшие аксессуары), которые продают по цене аналогов из дорогих материалов.
Помимо практического применения, пемза используется для украшения интерьера. Из нее создают базы для флористических композиций. Например, это может быть цветочная оранжерея на лоджии либо застекленной беседке. В этом случае в заранее выбранном месте камня создают углубление необходимой формы и размера, после чего его обрабатывают питательным раствором и украшают, например, мхом.
Те, кто не понаслышке знаком с пемзой, используют ее в быту для самых разнообразных нужд. Например, он является отличным и эффективным средством для избавления от шерсти домашних животных с обивки мягкой мебели, ковров и сидений автомобилей. Для очищения поверхности необходимо лишь несколько раз провести по проблемному участку бруском пористого камня.
Помимо того, в быту пемзу применяют для очищения иных поверхностей. С ее помощью можно почистить такие элементы духовки, как металлические решетки. Также минерал пригоден для борьбы с известковым налетом, характерным для унитазов. С его помощью можно убрать значительную часть катышков с некоторых видов одежды.
Представительницы прекрасного пола используют пемзу, как средство депиляции. В этих целях ее замачивают на несколько минут в горячей воде, затем намыливают мылом и водят по коже кругообразными движениями. Применяют пемзу и как своеобразный диффузор для ароматических масел. Масло капают прямо на брусок и помещают его в нужном месте.
Смотрите
Источник: wlooks.ru