Применение горных пород в строительстве

. контакты 8 929 943 69 68 http://vk.com/club23595476 .

Применение горных пород в строительстве

Природными каменными материалами называют строительные материалы, получаемые из горных пород путем механической обработки или без нее. Под механической обработкой понимают процессы, направленные на изменение формы и размеров массивных горных пород путем раскалывания, дробления, распиливания, шлифования, полирования, просеивания и т.д. Получаемые при этом строительные материалы почти полностью сохраняют свойства исходной горной породы. Природные каменные материалы обладают рядом ценных строительно-технических свойств:  прочность, твердость, морозостойкость, водостойкость, декоративность и др.

В таблице 4 приведены сведения о применении горных пород в строительстве.

Таблица 4 ? Применение горных пород в строительстве

Область применения Наименование породы Метод переработки
Бутовый камень Гранит, известняк.диорит, песчаник Взрыв, выломка,раскалывание
Камни длягидросооружений Гранит, диорит, диабаз,габбро Взрыв, выколка,распиливание
Бортовые камни,булыжник, брусчатка Гранит, диорит, диабаз,габбро Раскалывание,вытесывание
Камни и блокидля кладки стен Пористые известняки,известняки-ракушечники Распиливание
Плиты и камнидля облицовки стен Гранит, габбро, лабрадорит, мрамор, кварцит, магнезит Распиливание, полирование,раскалывание, шлифование
Щебень Гранит, диорит Дробление, рассев
Гравий Рыхлые залежи гравия Просеивание
Песок Рыхлые залежи песка Просеивание
Вяжущие вещества Глина, известняк, гипс,мергель, магнезит, доломит Дробление, помол, обжиг
Керамика Глина Помол, обжиг
Каменное литье Гранит, диорит, диабаз,габбро Измельчение, плавление,литье

Физические свойства минералов

Эталонный минерал, химическая формула Твердость по шкале Мооса Микротвердость, МПа Визуальные признаки Группа по твердости
Тальк, 3MgO4SiO2H2O 1 24 Легко чертитсяногтем Мягкие
Гипс, CaSO42H2O 2 360 Чертится ногтем То же
Кальцит, СаСО3 3 1090 Легко чертитсястальным ножом Средней твердости
Флюорит (плавиковый шпат), CaF2 4 1890 Чертится стальнымножом под нажимом То же
АпатитCa5(PO4)3(F,ОН,CL)2 5 5360 С трудом царапается стальным ножом То же
Ортоклаз, K2OAL2O36SiO2 6 7967 Царапает стеклопри сильном нажиме Твердые
Кварц, SiO2 7 11200 Чертит стекло То же
Топаз, AL2O3SiO2 H2O 8 14270 Режет стекло Оченьтвердые
Корунд, AL2O3 9 20600 Чертит топаз То же
Алмаз, С 10 100600 Чертит корунд То же
1 Магматические породы(магматиты) ?    ?     ?     ?Процессы

выветривания

?    ?     ?     ?

2 Осадочные породы
1.1 Глубинные (интрузивные): гранит, сиенит, диорит, габбро, лабрадорит 2.1 Механические отложения (обломочные)
1.2 Излившиеся (эффузивные) 2.1.1 Рыхлые: глины, пески, гравий
а) плотные: кварцевый порфир, бескварцевый порфир, трахит, порфирит, андезит, диабаз, базальт 2.1.2 Цементированные: песчаник, конгломерат, брекчия
б) пористые (вулканические) 2.2 Химические осадки: гипс, ангидрит, магнезит, доломит, известковый туф, некоторые известняки
? рыхлые: вулканический пепел, вулканический песок, пемза 2.3 Органогенные отложения: мел, большинство известняков, ракушечник, диатомит, трепел
? цементированные: вулканическая лава, туф, трассы
?     ?     ?     ?     ?Процессы глубокого преобразования (метаморфизм)

?     ?     ?     ?     ?

3 Метаморфические породы
3.1 Измененные изверженные породы (гнейсы) 3.2 Измененные осадочные породы:мрамор, кварцит, глинистые сланцы
Группа Горные породы Появление признаков разрушения, лет
Весьма долговечные Кварцит, мелкозернистый гранит 500-650
Долговечные Крупнозернистый гранит, сиенит, габбро, лабрадорит 200-250
Относительно    долговечные Белый мрамор, плотный известняк, плотный песчаник 100-150
Недолговечные Цветной мрамор, известняк, гипс 25-75

Для оценки свойств природных каменных материалов и выбора области их применения необходимо знать свойства и строение исходных горных пород и слагающих их природных минералов.

Природные минералы – образования, сформировавшиеся в результате геохимических процессов, протекающих в земной коре. Каждый минерал имеет определенный химический состав, структуру и свойства.

В земной коре более 7000 минералов и их разновидностей. Большинство их них встречаются редко и лишь немногие (около 100) встречаются часто и в достаточно больших количествах, входят в состав тех или иных горных пород. Такие минералы называют породообразующими.

Структура минералов. Природные минералы в большинстве имеют кристаллическое строение, и лишь некоторые – аморфное. Минералы обладают однородностью строения, состава и свойств. Свойства кристаллических минералов могут быть одинаковыми по всем направлениям (изотропность) или разными по различным направлениям (анизотропность). Аморфные минералы не имеют кристаллической решетки и по своим свойствам они изотропны. Для них характерна неправильная внешняя форма.

Химический состав минералов. Каждый минерал имеет свой химический состав. В отдельных случаях можно встретить минералы сходного химического состава, но в этом случае они обязательно имеют различное внутренне строение, а, следовательно, и различную внешнюю форму.

. Каждый минерал имеет определенные физические  свойства. Для строительной отрасли необходимо учитывать такие свойства как: цвет, прозрачность, блеск, спайность, плотность, твердость,

По цвету минералы делятся на две группы: светлые (кварц, полевые шпаты, гипс, кальцит) и темные (роговая обманка, авгит).

По способности пропускать свет через свою толщу  минералы делятся на три группы: прозрачные (кварц, мусковит), полупрозрачные (гипс, халцедон) и непрозрачные (пирит, графит).

По блеску (способности поверхности отражать свет в различной степени) минералы делятся на несколько групп: стеклянные (силикаты), жирные (тальк), шелковистые (асбест) и др.

По спайности (способности раскалываться или расщепляться по определенным направлениям с образованием ровных плоскостей – плоскостей спайности), минералы делятся на следующие группы:

? минералы, имеющие весьма совершенную спайность (минералы легко расщепляются по плоскостям спайности);

? минералы, имеющие совершенную спайность (минералы практически всегда раскалываются по плоскостям спайности);

? минералы, имеющие несовершенную спайность (раскалывание минералов не всегда проходит по плоскостям спайности);

? минералы, у которых спайность отсутствует (минералы при раскалывании образуют неровные поверхности).

По плотности минералы делятся на три группы: тяжелые (? > 4,0 г/см3), средние (? = 2,5…4,0 г/см3) и легкие (? < 2,5 г/см3).

По твердости (способности минералов противостоять внедрению в него другого более твердого тела) минералы делятся на четыре группы: мягкие, средние, твердые и очень твердые (таблица 5).

Горные породы представляют собой природные минеральные агрегаты, которые «рождаются» в земной коре. Каждой породе свойственно известное постоянство химического и минерального составов, структуры, а иногда и условий залегания в земной коре.

Таблица 5 ? Твердость природных минералов *

* ? на практике часто используются такие эталоны твердости, как мягкий карандаш – 1; ноготь – 2,5; медная монета – 3,5; стекло – 5; лезвие ножа – 5,

Горные породы чаще всего состоят из нескольких минералов (полиминеральные горные породы). В отдельных случаях они состоят из одного минерала и называются мономинеральными (гипс, ангидрит, мрамор, кварцит и др.). Горные породы не имеют химических формул. Их состав оценивается химическим анализом.

Большое разнообразие (около 1000) горных пород удобно и логично изучать, если их классифицировать по условиям образования (генетическая классификация), т.к. именно условия образования определяют формирование структуры, строения и свойств горных пород, а, следовательно, и природных каменных материалов.

По генезису горные породы делят на 3 большие группы (таблица 6).

Таблица 6 ? Генетическая классификация горных пород

Магматические горные породы образовались в результате охлаждения и застывания магмы (огненно-жидкого природного силикатного расплава). Многообразие пород этой группы обусловлено различиями в химическом составе магмы и условиях ее остывания и затвердевания.

Осадочные горные породы образовались в результате процессов выветривания первичных  магматических горных пород (механические отложения), выпадения из водных растворов химических осадков (химические осадки) и накопления и  преобразования остатков животного мира и растений (органогенные отложения).

Метаморфические (видоизмененные) горные породы образовались в результате преобразования магматических и осадочных горных пород под действием повышенных температур и давлений. При этом возможно перекристаллизация минералов, изменение строения и даже изменение химического состава.

Основные характеристики горных пород приведены в таблицах 7..9

Правильный выбор области применения природных каменных материалов в строительстве основывается на подробных сведениях о составе, структуре, строении и основных свойствах исходных горных пород, которые зависят от условий их образования. Особо значение следует уделять долговечности горных пород (таблица 10)

Таблица 10– Классификация горных пород по долговечности

http://vk.com/club23595476
. контакты http://vk.com/club23595476 .