Метаморфические горные породы

Тема3. Природные каменные материалы и изделия

Природные каменные материалы получают путем переработки горных пород. Горные породы используют для производства строительных материалов как сырье для изготовления керамики, стекла, теплоизоляционных и других изделий, а также для производства неорганических вяжущих веществ: цементов, извести и строительного гипса. 

Сотни миллионов кубометров песка, гравия и щебня применяют ежегодно в качестве заполнителей для бетонов и растворов.

Широко используют природные каменные материалы и изделия, получаемые механической обработкой горных пород (раскалыванием, распиливанием, шлифованием, полированием, дроблением и т.п.). Это плиты из гранита, мрамора, известняка и других горных пород для декоративной облицовки  и защиты строительных конструкций от коррозии.

Горные породы представляют собой значительные по объему скопления минералов в земной коре, образовавшиеся в одинаковых условиях.

Минерал — это природное тело, однородное по химическому составу, строению и физическим свойствам, образующееся в результате физико-химических процессов на поверхности и в глубинах земли.

Минералы в подавляющем большинстве — твердые тела: кристаллические или аморфные.

Согласно генетической классификации горные породы подразделяются намагматические (изверженные или первичные), осадочные (вторичные) и метаморфические, или видоизмененные. Распечатка.

 

Состав, строение, структура, текстура и условия залегания горных пород находятся в причинной зависимости от формиру­ющих их геологических процессов, происходящих в определен­ных физико-химических условиях. Согласно генетической классификации горные породы подразделяются на магматические (изверженные или первич­ные), осадочные (вторичные) и метаморфические, или видоизме­ненные.

 

Магматические горные породы

Магматические горные породы образовались непосредствен­но из магмы (расплавленной массы преимущественно силикат­ного и алюмосиликатного составов, образующейся в земной коре на сравнительно большой глубине) в результате ее затверде­вания и кристаллизации. По содержанию кремнезема магмати­ческие породы подразделяют на кислые (85...65% SiO₂), ней­тральные (65...52% SiO₂)и основные (52...35% SiO₂). Кислые по­роды богаты соединениями кремния, калия, натрия и отличают­ся более светлой окраской. Основные породы содержат больше кальция, магния, железа и окрашены в более темный цвет.

В зависимости от условий и среды, в которых происходило формирование состава и структуры, образовались так называе­мые глубинные и излившиеся горные породы. Формирование глубинных горных пород происходило в условиях медленного и равномерного охлаждения магмы под большим давлением верхних слоев земной коры. Эти условия обеспечили полную кристаллизацию составляющих их минералов. В результате обра­зовались массивные, плотные и прочные горные породы, с высо­кой морозостойкостью, низким водопоглощением и преимуще­ственно крупнокристаллическим строением. К таким породам относятся граниты, сиениты, диориты, габбро, лабрадориты и др.

Гранит — самая распространенная в земной коре горная порода с ярко выраженной зернисто-кристаллической структурой. Состоит из кварца (20...40%), полевого шпата (40...60%), слюды (5...20%) и других минералов. В зависи­мости от их соотношения и прежде всего от главной составляю­щей (полевого шпата) гранит имеет цвет от серого до черного, в том числе розовый, темно-красный, зеленый и даже голубой. Лучшими строительными свойствами обладают граниты, содер­жащие больше кварца и меньше слюды. С увеличением содержа­ния полевых шпатов гранит становится более вязким, но и более склонным к выветриванию. Благодаря высокой плотности гра­нит хорошо полируется, сохраняя зеркальный блеск поверхности в течение длительного времени, и легко поддается тёске, что по­зволяет создавать различные фактуры.

Гранит обладает плотностью 2600...2800 кг/м³, морозо­стойкостью (более 200 циклов) и прочностью при сжатии — 120...300 МПа. Пористость гранита не превышает 1,5%, водопоглощение — 0,5%. Долговечность составляет 1000 и более лет. Вместе с тем гранит — хрупкая порода и не достаточно огнестой­кая. При пожарах сравнительно легко растрескивается. Объяс­нить это можно различными коэффициентами температурного расширения отдельных его составляющих и анизотропностью строения. Применяется гранит преимущественно для внешней облицовки зданий и сооружений, изготовления бортовых кам­ней, ступеней, колонн и в качестве заполнителя для высоко­прочных бетонов.

Сиениты (от названия горы Сиено в Египте) отличаются от гранитов тем, что не содержат в своем составе кварца, и пото­му легче поддаются обработке. Цвет более темный, чем у гранита (серо-красный и темно-зеленый). По плотности и прочности си­ениты близки к гранитам, но менее устойчивы против выветри­вания. Сиениты с небольшим содержанием кварца называются граносиенитами. Применяются сиениты в качестве облицовоч­ного камня и заполнителя для бетона.

Диорит состоит в основном из по­левого шпата (75%) и цветных минералов (25%). Структура — от мелкозернистой до крупнозернистой, иногда порфировидная. Цвет диорита — от темно-зеленого до черного с зеленоватым от­тенком. Порода твердая, не хрупкая и стойкая при выветривании, плотность — 2700...2900 кг/м³, прочность — 150...280 МПа. Отли­чительной особенностью этой породы является высокая вязкость, поэтому диорит целесообразно применять при ударных нагрузках (например, при мощении дорог), использовать в качестве облицо­вочного материала.

Диориты с небольшим содержанием кварца называютсягранодиоритами. Это декоративный камень, сочетающий в себе прочность гранита и красоту мрамора.

Габбро (по названию местности Габбро в Италии) — зернисто-кристаллическая порода. Имеет ту же структуру, что и гранит. Отличается высокой вязкостью, прочностью (80...350 МПа), декоративностью и стойкостью к выветриванию. Цвет варьируется от черного до темно-зеленого, иногда встреча­ется с пятнистой окраской. Истинная плотность породы почти равна средней плотности и составляет 2750...3250 кг/м³, пори­стость — 0,15...2,5%, водопоглощение — 0,02...0,7%. Применяется габбро в качестве облицовочного и штучного камня, заполните­ля для бетона, сырья для каменного литья и минеральной ваты, балластировки автомобильных дорог и железнодорожных путей. Разновидность породы габбро — лабрадорит.

Основной составной частью лабрадорита является минерал Лабрадор, состоящий из натриевого и кальциевого полевых шпа­тов. Имеет массивную текстуру и зернисто-кристаллическую структуру. Цвет породы может варьироваться от серого (светло­го) до серо-коричневого, почти черного. Обладает яркими пере­ливами цветов (синего, голубого, зеленого, золотистого и др.), что увеличивает декоративную ценность камня. Определить при­надлежность горной породы к лабрадориту можно по синевато­му отливу (иризации) на гранях слагающих кристаллов. Плот­ность породы составляет 2700...2860 кг/м³, пористость — 1,2... 1,8%, прочность на сжатие — 40... 160 МПа, водопоглоще­ние — 0,14...0,21%. Лабрадорит используется в качестве ценного и красивого облицовочного камня.

Излившиеся горные породы образовались в результате вулкани­ческого извержения магмы, застывшей ближе к поверхности (в приповерхностных слоях до 5 км) или на самой поверхности земли при более низких температуре и давлении. Из-за быстрого охлаждения магмы (лавы) такие породы закристаллизовались лишь частично. Они имеют, как правило, стеклообразную, скры­то- или мелкокристаллическую структуру, иногда на фоне круп­ных кристаллов. Такое строение горных пород называют еще порфировым по аналогии с широко распространенными среди этой группы пород порфирами. Наличие крупных вкрапленников на фоне мелкокристаллической структуры повышает декоратив­ные качества такого камня, но понижает атмосферостойкость.

Излившиеся горные породы могут иметь как плотное строе­ние (массивные породы), так и пористое. К массивным излив­шимся горным породам относятся порфиры, диабазы, базальты и др. По составу они являются аналогами глубинных горных по­род, но отличаются по структуре и текстуре.

Порфиры имеют две разновидности: кварцевую (аналоги гра­нитов) и бескварцевую (аналоги сиенитов). Отличаются от гра­нитов неоднородностью строения и наличием вкрапленников в мелкозернистой структуре. Вкрапленниками порфиров явля­ются кварц, полевые шпаты и цветные минералы. Поэтому стой­кость их к выветриванию ниже, а декоративные свойства выше, чем у гранитов. Наибольшей устойчивостью обладают кварцевые порфиры с плотной мелкокристаллической структурой. Цвет у порфиров варьируется от красно-бурого до серого с различны­ми оттенками, плотность — 2400...2500 кг/м³, прочность на сжа­тие — 120... 130 МПа. Из порфиров изготовляют облицовочные плиты, щебень и штучный камень в дорожном строительстве.

Базальт по химическому составу является аналогом габбро, состоит в основном из минералов полевого шпата и авгита или оливина. Название «базальт»произошло от эфиопско­го, по одной из версий обозначало железосодержащий камень, по другой — кипяченый.

Цвет базальтов обычно темно-серый, черный или зеленовато-черный, структура — скрытокристаллическая порфировая. Раз­мер вкрапленников может достигать нескольких сантиметров в длину и составлять до 20% от массы породы. Для базальтов ха­рактерна столбчатая, реже — шаровидная отдельность (структу­ра), формируемая при неравномерном затвердевании лавы (рис. 2.3).

Физико-механические свойства базальтов весьма разнообраз­ны, что объясняется разной пористостью породы (0,6... 19%). Плотность их составляет 2600...3300 кг/м³, водопоглощение — 0,15... 10%, прочность на сжатие — 110...500 МПа, температура плавления — 1100... 1250 °С. Базальт — твердая порода, с трудом поддается обработке, но хорошо полируется. Высокая прочность и относительно низкая температура плавления обусловили при­менение базальта в качестве основного сырья для каменного ли­тья и производства минеральной ваты (каменной или базальто­вой). Плавленый базальт имеет более высокую прочность (до 800 МПа) и долговечность. Применяется базальт также в каче­стве облицовочного материала, заполнителя для бетона и в до­рожном строительстве.

Диабаз(сокращенное от выражения «дважды базальт») тоже является излившимся аналогом габбро. Порода от­личается высокой твердостью, вязкостью, долговечностью и от­носительно невысокой температурой плавления — 1200... 1300 °С. Сравнительно легко поддается колке и полировке. Обладает низ­кой истираемостью и поэтому является хорошим материалом для устройства дорожных покрытий и получения высокопрочного щебня. Также его используют в качестве сырья для каменного ли­тья. Прочность плавленого диабаза возрастает в 2—2,5 раза (500 МПа против 200...300 МПа). Плавленый диабаз также стоек к кислотам и щелочам.

Перлит — это природное вулканическое стекло, обогащенное водой, т.е. застывшее вулканическое стекло излившихся пород, которые вышли на поверхность по трещинам в земной коре. По текстуре напоминает жемчуг, что и определило его название. Содержание воды в нем колеблется в очень широких пределах 1... 12% и выше.

Вермикулит является мо­номинеральной горной породой (минералом) из группы гидро­слюд, имеющих слоистую структуру и содержащих межслойную воду в связном состоянии (5... 18%). Окраска вермикулита бывает бурой, золотистой, зеленой, серой, черной.

Наряду с плотными образуются и пористые разновидности обломочных излившихся пород преимущественно из частиц раз­дробленной лавы, выбрасываемой вулканами, или лавы, насы­щенной газами. Такие породы могут быть рыхлыми (вулканиче­ский пепел, песок, пемза) и сцементированными (вулканические туфы, трассы, туфовая лава). Последние образовались в результа­те цементации и уплотнения вулканических пеплов и других твердых зернистых материалов. Связующим веществом служили вулканический пепел, кремнезем, глина и продукты разложения пепла.

Вулканический пепел — порошкообразные частицы вулканиче­ской лавы, состоящие в основном из мельчайших обломков вул­канического стекла (аморфного кремнезема), кристаллических зерен кварца и других минералов. Происхождение пепла объяс­няется размельчением лавы при вулканических взрывах. Рыхлые массы (образования) с крупностью частиц до 2 мм называют вул­каническим пеплом, до 5 мм — вулканическим песком и более 5 мм — пемзой. Применяются в качестве активной минеральной добавки к вяжущим веществам (цемент, известь) и как заполни­тели для легких бетонов.

Пемза образовалась при быстром охлаждении магмы и интен­сивном выделении из нее газов, вспучивающих массу. Быстрое охлаждение вспученных кусков магмы привело к образованию стекловидной пористой породы. Состоит в основном из аморф­ного кремнезема (до 70%) и глинозема (до 15%). Пустотность — до 80%, плотность — 400...600 кг/м³ (пемза плавает в воде), проч­ность на сжатие — до 4 МПа. Замкнутость пор обеспечивает низ­коеводопоглощение и высокую морозостойкость. Залегает она в виде обломков размером 5...50 мм и более. Используют пемзу в качестве теплоизоляционного и шлифовального материала.

Вулканический туф — это пористая порода, состоящая из вул­канического пепла и пемзы, уплотненных и сцементированных. Степень уплотнения зависит от условий залегания. Вулканиче­ский туф характеризуется значительной пористостью (50...70%), низкими плотностью (1200... 1300 кг/м³) и теплопроводностью, достаточной прочностью, долговечностью и хорошо обрабатыва­ется. Применяется как стеновой материал в виде блоков и обли­цовочных плит. Отходы при этом используются в качестве запол­нителей для легких бетонов и гидравлических добавок к мине­ральным вяжущим веществам. Наиболее уплотненные (камне- видные) туфы называют вулканическими трассами.

Туфовые лавы образовались при быстром вспенивании изли­вающихся лав, резком падении давления и одновременном при­мешивании к ним разнообразного вулканического материала. Количественное соотношение лавы и твердого обломочного ма­териала в ней варьируется в различных пределах, что приводит к образованию многообразных по составу, строению, окраске и физико-механическим свойствам пород. Туфовые лавы ис­пользуются для производства стеновых камней, крупных блоков, в качестве заполнителя и активной минеральной добавки.

Осадочные горные породы

Осадочные горные породы имеют вторичное происхожде­ние, т.е. как на поверхности Земли из продуктов разрушения ра­нее существовавших горных пород, так и на дне водных бассей­нов из остатков отмерших организмов, растительного мира (во­дорослей) и т.п. Процесс образования протекал по схеме: физи­ческое и химическое выветривание пород, механический и химический перенос, отложение и накопление продуктов их разрушения, уплотнение и цементация рыхлого осадка с пре­вращением его в породу.

Все осадочные породы имеют практически одинаковые фор­мы залегания в виде пластов, с которыми связаны их характер­ные текстурные признаки — слоистость и пористость. Они отли­чаются многообразием структур и текстур, с широким варьиро­ванием формы и размеров частиц. В зависимости от условий об­разования различают осадочные горные породы химического, органогенного и механического (обломочного) происхождения. Породы химического и органогенного происхождения часто бы­вают связаны друг с другом рядом переходов. Структура химиче­ских пород определяется размерами кристаллов слагающих их минералов (крупно-, средне-, мелкозернистая, скрытокристаллическая), а органогенных — сохранностью входящих в них остатков и принадлежностью их к тем или иным группам орга­низмов. Органические остатки могут быть разрушены и не раз­рушены.

Породы химического происхождения образовались в результате осаждения минеральных веществ из истинных (путем кристал­лизации) и коллоидных (вследствие коагуляции) растворов с по­следующим уплотнением и цементацией. Общая особенность та­ких пород — пористость, трещиноватость и растворимость в воде.

Доломиты (названы по имени французского ученого Д. Доломье) состоят из минерала того же названия СаСО₃ • МgСO₃ с при­месями других веществ (кальцит, ангидрит, кварц). Образуются в основном путем химического изменения известняковых пород и выпадением из водных растворов. По структуре — плотная по­рода (2850 кг/м³), цвет — от серовато-белого с желтоватым, буро­ватым и зеленоватым оттенками до черного. Твердость — 3,5...4,0. По составу различают доломит (более 90% минерала доломита), известковистый доломит (50...90%) и доломитизированные из­вестняки (менее 50% минерала доломита). Применяют доломиты для изготовления облицовочных плит, щебня для бетона, огне­упоров, минеральных вяжущих веществ, в стекольной промыш­ленности. Месторождения этой породы имеются вВитебской и Могилевской областях Республики Беларусь.

Гипс — плотная порода белого или светло-серого цвета. Со­стоит из минерала того же названия — гипса (СаSO₄ • 2Н₂O). Со­держит в своем составе кристаллизационную воду, способную выделяться при нагревании с образованием полуводного или безводного гипса (ангидрита). Легко растворяется в воде. Средняя плотность составляет 2100...2200 кг/м³, истинная — 2,3...2,4 г/см³, твердость — 1,5...2. Основное применение — сырье для производ­ства гипсовых вяжущих веществ (ГОСТ 4013), а также в виде плит для внутренней облицовки зданий и как добавка к цемен­там для регулирования сроков схватывания.

Органогенные горные породы образовались в результате отло­жения и уплотнения (цементации) отмерших организмов, водо­рослей и других растений. Они могут быть кремнистого (диато­миты, трепелы, опоки) и карбонатного (известняк, мел и др.) со­ставов.

Известняк образовался в водных бассейнах из остатков жи­вотного и растительного мира или как продукт химических осад­ков. Рыхлые скопления этих осадков уплотнялись давлением воды и скреплялись углекислым кальцием. Состоит в основном из минерала кальцита СаСО₃ и примесей глины, кварца, доло­мита и др. Примеси МgСO₃ и SiO₂ повышают твердость, проч­ность и стойкость известняков.

В зависимости от условий образования различают известняки плотные и пористые. Плотность известняков составляет от 800 кг/м³ (известняк-ракушечник, травертин) до 2800 кг/м³ (плотные кристаллические), прочность на сжатие соответствен­но 0,4...300 МПа, твердость их невелика, поэтому они хорошо поддаются обработке. Известняки обычно белого, светло-серого, желтоватого и розоватого цвета, но с примесями могут иметь лю­бой цвет вплоть до черного. Используются они для производства извести, портландцемента, а также щебня и облицовочных плит. Однако для облицовки зданий и изготовления архитектурно- строительных изделий больше используются мраморизованные известняки.

Известняк-ракушечник — пористая порода, состоящая из ра­ковин моллюсков и их обломков, сцементированных известко­вым веществом. Он хорошо пилится и обрабатывается. В нем очень много сердцевидных пустот, оставшихся от растворения раковин. Пустоты в данном случае играют положительную роль. Они способствуют лучшему сцеплению с раствором при обли­цовке плиткой и кладке блоков. Небольшая плотность и малая теплопроводность позволяют использовать известняк-ракушеч­ник для изготовления стеновых блоков. Применяется также и как отделочный стеновой материал.

Травертин представляет собой известковые отложения угле­кислых источников и является самым распространенным отде­лочным и строительным материалом со времен Римской импе­рии. Имеет мелконоздреватое строение и высокую прочность на сжатие (до 80 МПа). Порода мягкая, легко пилится, шлифует­ся, полируется. На рынок поставляется однородных пастельных оттенков: белого, бежевого, коричневого, желтого и др. Исполь­зуется в архитектуре больших и малых форм — фасады, цоколи, колонны, тротуары, внутренние стены, полы и т.п.

Мергель представляет собой механическую смесь известняка и глины в различных соотношениях. Средняя плотность составля­ет 1900...2500 кг/м³, а прочность на сжатие — до 60 МПа. При со­отношении 3 : 1 мергели используют для производства цементов.

Мел — аморфная модификация карбоната кальция. По хими­ческому составу почти целиком состоит из минерала кальцита(СаСO₃). Мел образовался из мельчайших остатков раковин простейших организмов (растительных и планктонных живот­ных — 60...70%). Остальная часть породы (30...40%) — тонкозер­нистый порошкообразный кальцит — возникла химическим пу­тем. Мел отличается пористой структурой, имеет белый цвет и небольшую прочность. Используется для приготовления кра­сок, замазок, шпатлевок, а также при производстве извести, це­ментов и стекла.

Диатомиты и трепелы представляют собой породы с боль­шим содержанием водного аморфного кремнезема. Они образо­вались из панцирей диатомитовых водорослей, одетых тонкой прочной кремниевой оболочкой. После отмирания растений панцири оставались на дне водоемов и уплотнялись вместе с осаждавшимися между ними глиной и илом. Как трепелы, так и диатомиты имеют почти одинаковый химический состав и фи­зические свойства. Пористость их составляет 60...70%, плот­ность — 350...950 кг/м³.

В отличие от диатомита трепел — порода более раннего про­исхождения. С течением времени трепел превращается в тонко­пористую или плотную породу, почти полностью состоящую из аморфного кремнезема — опоку, состоящую, как и трепел, из зернышек опала и остатков кремневых скелетов организмов, сцементированных кремнистым веществом. Применяют опоку в качестве стенового камня и заполнителя для легких бетонов в естественном или термообработанном виде.

Диатомиты и трепелы отличаются большой химической ак­тивностью. Используются в качестве активной минеральной до­бавки к цементам и как теплоизоляционный материал. После термообработки породы в 1,5—2 раза снижается плотность. Про­дукт термообработки используется в качестве заполнителя для бетона, который получил названиетермолит.

Обломочные горные породы образовались в результате механи­ческого разрушения магматических и метаморфических пород под действие природных факторов и по размеру обломков под­разделяются на грубообломочные (валуны, щебень, гравий), песча­ные, пылеватые и глинистые. Они могут быть рыхлыми (песок, щебень и гравий (СТБ ЕN 932-1)) и сцементированными (конгло­мераты, брекчии, песчаники и др.). В сцементированных поро­дах связующим служили карбонаты (кальций, доломит), оксиды кремния (опал, халцедон, кварц), оксиды железа, глинистые ми­нералы и ряд других.

Наряду с механическим может проходить и химическое раз­рушение. Например, при разрушении полевошпатовых горных пород с последующим взаимодействием полевого шпата с водой

и диоксидом углерода образовались водные силикаты алюминия и, в частности, минерал каолинит — основная составляющая глины.

Песок — это рыхлая смесь зерен горных пород крупностью 0,16...5 мм. По составу песок делят на кварцевый (наиболее рас­пространенный), известняковый, полевошпатовый, пемзовый и др. По происхождению они подразделяются на горные, ов­ражные, морские, речные и дюнные. При оценке качества песка учитывают его минералогический и гранулометрический соста­вы, форму зерен, межзерновуюпустотность и др. Применяются пески в качестве мелкого заполнителя в бетонах и растворах, для устройства оснований в дорожном строительстве, производ­ства силикатных материалов, керамики, стекла и других матери­алов.

Гравий — смесь окатанных обломков горных пород размером 5...70 мм. Более крупные обломки (70... 150 мм) называют галеч­ником. Применяется в качестве крупного заполнителя для бето­нов и балласта при строительстве дорог.

Природная смесь зерен песка и гравия в разных соотношени­ях называется песчано-гравийной смесью. При сортировке (просе­ивании) получают песок и гравий.

Глина — это тонкообломочные отложения из мельчайших ча­стиц размером менее 0,005 мм, состоящие из минералов группы каолинита, монтмориллонита, других глинистых минералов, а также частиц кварца, слюды, полевых шпатов. Характерной особенностью глины является ее способность приобретать пла­стичность при увлажнении, сохранять заданную форму после высушивания и снова приобретать пластичность при увлажне­нии, а после обжига переходить в камневидное состояние. Глина применяется в керамической и цементной промышленности.

Каолин (фарфоровая глина) — смесь особо чистых глин белого цвета и песка. Основной составляющей частью каолина тоже яв­ляется минерал каолинит. Применяется в фарфоровой и фаянсо­вой промышленности.

Песчаники — это плотная порода, состоящая из зерен песка (чаще всего кварца), сцементированных различными природны­ми примесями-растворами (рис. 2.4). В зависимости от вида свя­зующего различают песчаники глинистые, известняковые, мер­гелистые, кремнеземистые и др. Их свойства определяются ви­дом природного связующего, характером сцепления и плотно­стью породы. Прочность песчаников колеблется в пределах 1...150 МПа, плотность — 1900...2800 кг/м³, пористость — 0,7...7%, водопоглощение — 0,6...6%. Наибольшей прочностьюобладают кремнеземистые песчаники (до 250 МПа), наименьшей — глинистые. Могут быть серого, зеленого, красного, желтого, коричневого и бурого цветов. При метаморфизме кремнеземистый песчаник переходит в кварцит. Применяются песчаники для устройства полов промышленных зданий, тротуаров, в качестве облицовочного камня и заполнителей для бетона.

Разновидностями обломочных горных пород также являются конгломераты — из сцементированных зерен гравия, и брекчии — из щебня. Их прочность зависит от прочности входящих в их состав веществ и составляет 100... 160 МПа. Применяются в основном в виде щебня, бутового камня и как декоративные отделочные камни.

 

Метаморфические горные породы

Метаморфические горные породы образовались в результате видоизменения или геологических преобразований магматических или осадочных горных пород под воздействием тектонических процессов, высокого давления, температуры, газов, водных минеральных растворов и возможных химических процессов. По структуре их подразделяют на массивные, или зернистые (кварциты, мрамор), и сланцеватые (гнейсы, глинистые сланцы).

Кварциты — метаморфическая разновидность кремнеземистых песчаников. Образовались в результате их перекристаллизации. Кварциты весьма прочные и плотные горные породы. Прочность на сжатие достигает 400 МПа, плотность — 2800...3000 кг/м3, водопоглощение — менее 0,2%. Обладают высокой твердостью, малой истираемостью и большой долговечностью — более 500 лет. Кварциты хорошо полируются. Бывают темно- вишневого, красного, лилового и зеленого цветов. Кварцит считается очень красивым камнем, особенно малиново-красные и темно-вишневые его разновидности. Используются для наружной облицовки монументальных зданий и других сооружений повышенной долговечности.

Разновидностью кварцита является яшма — это очень богатый декоративный камень с узорчатым рисунком темно-красной, желтовато-зеленой или черной окраски. Используется в качестве прочного декоративного и поделочного материала.

Мрамор образовался в результате перекристаллизации известняков и доломитов под воздействием высоких температур и огромных давлений. Чистый мрамор имеет белый цвет. В зависимости от примесей он может быть самых разнообразных цветов и оттенков: черный, сероватый, красный, коричневый, зеленый, розовый и др. Неравномерное распределение примесей в мраморе создает окраску с разными узорами и прожилками и повышает декоративные качества.

Отличительными особенностями мрамора являются высокие плотность (2700...2900 кг/м3) и прочность на сжатие (до 300 МПа), малое водопоглощение (до 0,7%) и небольшая твердость (3). Поэтому мрамор легко поддается обработке: хорошо пилится на тонкие плиты, легко шлифуется и полируется. Применяется в качестве строительного и декоративного материала для внутренней облицовки стен, изготовления лестничных ступеней. Отходы в виде крошки используют для изготовления мозаичных полов, цветных штукатурок и облицовочного декоративного бетона. Для наружной облицовки мрамор применять не рекомендуется, так как под воздействием влаги и других атмосферных факторов он теряет свои декоративные качества.

Гнейсы образовались из горных пород гранитного типа и некоторых осадочных. Состоят в основном из минералов полевого шпата, кварца и др. По цвету — светлоокрашенные, серые, красноватые и других оттенков. Текстура — массивная, полосчатая, структура — разнозернистая. Строение — слоистое, поэтому легко раскалываются вдоль слоев и с трудом в перпендикулярном направлении. По свойствам гнейсы близки к гранитам, но менее долговечны. Плотность их составляет 2400...2800 кг/м3, а прочность — 100...200 МПа. Используются для устройства фундаментов, тротуаров, облицовки набережных и каналов.

Сланцы характеризуются ориентированным расположением породообразующих минералов и способностью раскалываться на тонкие пластины или плитки толщиной 3...10 мм. Образовались в результате метаморфизма магматических и осадочных горных пород (сильно уплотненных глин). Имеют черный или темно-серый цвет. Наибольшее применение в строительстве получили кремнистые и глинистые сланцы. Они используются для наружной и внутренней облицовки стен, полов и в качестве кровельного материала (природный шифер).

Асбест — название собирательное, объединяющее разные по химическому составу и минералогическому строению силикатные материалы волокнистого строения. Наибольшее применение в строительстве получил хризотил-асбест. Он обладает способностью расщепляться на тонкие гибкие и эластичные волокна и распушаться в тонковолокнистую массу подобно льняной или хлопковой, пригодной для изготовления несгораемых тканей. Длина пучков волокон может достигать нескольких сантиметров, а диаметр не превышает 1 мм. Используется в асбестоцементной промышленности и производстве теплоизоляционных материалов.

 

 

---

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 811; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!