Магматические породы

Содержание

1.   Содержание………………………………………………………………………2

2.   Введение………………………………………………………………………….3

3.   Породообразующие минералы……………………………………………….4

4.   Глубинные (интрузивные) горные породы………………………………….6

5.   Излившиеся (эффузивные) горные породы………………………………..9

6.   Строительные материалы, получаемые из магматических пород……13

7.   Список использованной литературы……………………………………….18

Образование магматических пород тесно связано со сложнейшими проблемами происхождения магм и строения Земли. Согласно совре­менным представлениям Земля имеет концентрически-зональное строение и состоит из ядра, промежуточной оболочки (или мантии) и внешней оболочки - коры. Последняя, в свою очередь имеет три слоя: нижний - базальтовый, выше него - гранитный и верхний - тонкий чехол осадочных пород (рис.1).

Рис.1 Схема строения земной коры.

1 - осадочный чехол; 2 – гранитный слой; 3 – базальтовый слой; 4- верхняя мантия перидотитового состава; 5 – верхняя мантия эклогитового (гранито-пироксенового) состава; обведенные цифры  – средние толщины слоя (км)

Главной составляющей частью изверженных пород является кремнезем (SiO₂), в зависимости от содержания которого (в сво­бодном и химически связном состоянии), эти породы разделяются на кислые (>65% SiO₂), средние (-66-65% SiO₂) и основные (<65% SiO₂).

Базальтовый слой коры состоит из пород основного соста­ва. В пределах океанов верхняя его часть доступна непосредст­венному изучению; мощность базальтового слоя под океанами не превышает 5-6 км, тогда как в пределах континентов она достига­ет 40 км. Гранитный слой состоит преимущественно из пород кислого состава и различных метаморфических пород. Этот слой развит в пределах континентов и континентальных скло­нов. Мощность его колеблется от 10 км в пределах платформ до 30 км в складчатых областях. Общая мощность земной коры на платформах составляет 30-40 км, в складчатых зонах достигает 30-70 км. В зависимости от условий образования выделяют две основ­ные группы магматических пород - глубинные (интрузивные) и излившиеся (эффузивные). Глубинные - это породы, образовав­шиеся при застывании магмы на разной глубине в земной коре. Излившиеся породы образовались при вулканической деятельно­сти, излиянии магмы из глубин и затвердении на поверхности. Обломочные породы образовались при быстром охлаждении ла­вы.

Породообразующие минералы

Основными породообразующими минералами магматических пород являются: кварц (и его разновидности); полевые шпаты; железисто-магнезиальные силикаты.

Все эти минералы отличаются друг от друга по свойствам, по­этому преобладание в породе тех или иных минералов меняет ее строительные свойства: прочность, стойкость, вязкость и способ­ность к обработке (к полировке, шлифовке и т.п.).

Кварц, состоящий из кремнезема (диоксида кремня SiO₂) в кри­сталлической форме, является одним из самых прочных и стойких минералов. Он обладает: исключительно высокой прочностью при сжатии (до 2000 МПа) и высокой для хрупких материалов прочностью при растяжении (около 100 МПа); высокой твердо­стью, уступающей только твердости топаза, корунда и алмаза; весьма высокой кислотостойкостью и вообще химической стой­костью при обычной температуре; из кислот на него действует фтористо-водородная кислота и горячая фосфорная; едкие и уг­лекислые щелочи вступают во взаимодействие с кварцем при по­вышенной температуре; высокой огнеупорностью - плавится при температуре 1700°С. Цвет кварца чаще всего встречается молочно-белый, серый.

Благодаря высокой прочности и химической стойкости кварц остается почти неизменным при выветривании магматических пород, в состав которых он входит (например, при разрушении гранитов). Поэтому является также одним из самых важных ми­нералов и в осадочных породах (в песчаниках и кварцевых пес­ках).

Полевые шпаты - это самые распространенные минералы в магматических породах (до 2/3 от общей массы породы). Они представляют собой, так же как и кварц, светлые составные части пород (белые, розоватые, красные и т.п.). Главными разновидно­стями полевых шпатов являются ортоклаз и плагиоклазы.

  Ортоклаз - К₂0·Аl₂О₃·6SiO₂ или K[AlSi₃O₈] (по-гречески "прямораскалывающийся") характеризуется следующими свойствами: угол между спайностями 90°, твердость - 6-6,5, плотность 2,57 г/см³, плавится при 1170°С, полное расплавление при 1450°С. Встречаются в кислых (гранит) и средних (сиенит) по кислотности магматических породах.

Плагиоклазы (по гречески "косораскалывающийся") образуют изоморфный ряд от альбита Na₂0·Al₂0₃·6Si0₂ - или Nа[АlSi₃O₈], входящего в состав кислых пород, до анортита - CaO·Al₂O₃·2Si0₂ или Ca[Al₂Si₂O₈], характерного для основных пород (габбро, ба­зальт и др.)

По сравнению с кварцем полевые шпаты обладают значитель­но меньшей прочностью (120-170 МПа на сжатие) и стойкостью, поэтому они реже встречаются в осадочных породах (главным образом, в виде полевошпатовых песков). Выветривание полевых шпатов происходит под влиянием воды, содержащей углекисло­ту. Результатом выветривания является новый минерал - каоли­нит (важнейшая часть самой распространенной осадочной поро­ды - глины).

К цветным (темноокрашенным) минералам, встречающимся в магматических породах, относятся железисто-магнезиальные и магнезиальные силикаты и некоторые алюмосиликаты.

В группе железисто-магнезиальных силикатов наиболее рас­пространены оливин, пироксены (например, авгит), амфиболы (роговая обманка). Среди магнезиальных силикатов встречаются вторичные минералы, чаще всего замещающие оливин - серпен­тин, хризотил - асбест.

    В группе алюмосиликатов наиболее распространены слюды:

обыкновенные - мусковит (почти бесцветный), флогопит и биотит (темного цвета); гидрослюды - гидромусковит, гидробиотит. Твердость слюд 2-3.

Все вышеперечисленные минералы, за исключением мусковита и гидромусковита, отличаются от кварца и полевых шпатов тем­ной окраской (зеленого, темно-зеленого, иногда черного цвета). Характерными свойствами цветных минералов (за исключением слюд) являются высокая прочность и вязкость, а также повышен­ная плотность по сравнению с другими минералами, которые входят в состав магматических пород. Увеличение содержания цветных минералов (за исключением алюмосиликатов) придает породам высокую прочность, вязкость и стойкость против вывет­ривания.

Водные алюмосиликаты (слюды) являются нежелательной со­ставной частью пород. Они понижают прочность пород, ускоря­ют их выветривание и затрудняют шлифовку и полировку, так как в результате совершенной спайности слюды весьма легко раз­деляются на очень тонкие пластинки. Слюды встречаются и в песках, где также считаются вредной примесью. Бетоны и строи­тельные растворы на песке со значительным содержанием слюды обладают пониженной морозостойкостью.

Для специальных отделочных штукатурок в растворы иногда намеренно вводят слюду в целях достижения определенного ху­дожественного эффекта.

Глубинные (интрузивные) горные породы

Магматические породы, образующиеся в различной геологи­ческой обстановке, отличаются специфическими признаками, к которым прежде всего относятся форма магматических тел и их взаимоотношения с вмещающими породами.

Особенности строения горных пород, зависящие от условий образования, выражаются в структурных и текстурных призна­ках.

Структура определяется степенью кристалличности и разме­рами зерен, а также формой и взаимными отношениями состав­ных частей породы.

При медленном остывании магмы в глубинных условиях воз­никают полнокристаллические структуры. По размерам зерен среди кристаллических пород выделяют:   крупнозернистые (средний размер зерен более 5 мм), среднезернистые (1-5 мм) и мелкозернистые (0,5-1 мм), а также равномернозернистые и неравномерно-зернистые структуры (рис. 2).

Рис. 2. Типы структур (схемы):

а) неравномернозернистая; б) равномернозернистая

 

Текстура - совокупность признаков, определяемых расположе­нием и распределением составных частей породы относительно друг друга в занимаемом ими пространстве. Подавляющее боль­шинство магматических пород характеризуется массивной тек­стурой.

Следствием медленного охлаждения магмы является ряд об­щих свойств для разных глубинных горных пород: весьма малая пористость и, следовательно, большая плотность и высокая прочность. Кроме того, в связи с очень малой пористостью эти породы обычно обладают весьма низким водопоглощением, мо­розостойкостью и сравнительно высокотеплопроводны. Обра­ботка таких пород из-за их высокой прочности затруднительна. Однако благодаря высокой плотности они хорошо полируются и шлифуются.

Средние показатели важнейших строительных свойств та­ких пород: прочность при сжатии - 100-300 МПа; плотность -2600-3000 кг/м³; водопоглощение - меньше 1% по объему; тепло­проводность - около 3 Вт/(м·°С).

Граниты обладают благоприятным для строительного камня минеральным составом, отличающимся высоким содержанием кварца (25-30%), натриево-калиевых шпатов (35-40%) и плагиок­лаза (20-25%), обычно небольшим количеством слюды (5-10%) и отсутствием сульфидов. Граниты имеют высокую механическую прочность при сжатии - 120-250 МПа (иногда до 300 МПа). Со­противление растяжению, как у всех каменных материалов, отно­сительно невысокое и составляет лишь около 1/30-1/40 от сопро­тивления сжатию.

Необходимо отметить, что в каменных материалах вследствие хрупкости сравнительно легко могут появляться тонкие (волосные) местные трещинки - от взрывов при добыче, от ударов, рез­ких колебаний температуры и т.п. Эти трещинки оказывают сравнительно небольшое влияние на предел прочности при сжа­тии, но могут значительно понизить прочность на растяжение.

Одним из важнейших свойств гранитов является также малая пористость, не превышающая 1,5%, что обуславливает водопо­глощение около 0,5% (по объему). Поэтому морозостойкость их высокая. Огнестойкость гранита недостаточна, так как он рас­трескивается при температурах выше 600 °С вследствие поли­морфных превращений кварца. Гранит, так же как и большинст­во других плотных магматических пород, обладает высоким со­противлением истиранию.

Граниты весьма разнообразны по цвету, зависящему в основ­ном от окраски полевых шпатов, которые могут быть белыми, серыми, желтыми, розовыми, красными. Различные сочетания отдельных компонентов и изменение структуры обуславливают разнообразие цветов, оттенков и декоративного рисунка грани­тов, поэтому граниты являются прекрасным облицовочным де­коративным материалом. В связи с высокой прочностью на сжа­тие, морозостойкостью граниты применяют для защитной обли­цовки набережных, устоев мостов, цоколей зданий, а также в ка­честве щебня для высокопрочных и морозостойких бетонов. Кроме того, благодаря значительной кислотостойкости, граниты применяют в качестве кислотоупорной облицовки.

Из всех изверженных пород граниты наиболее широко исполь­зуют в строительстве, так как они являются самой распростра­ненной из глубинных магматических пород. Остальные глубин­ные породы (сиениты, диориты, габбро и др.) встречаются и при­меняются значительно реже.

Сиениты. Горные породы группы сиенитов занимают около 2,6% магматических пород. Породы эти окрашены в розовые, серые и зеленоватые тона, что зависит от цвета полевых шпатов. Сиениты состоят из калиевых (50-70%) и натриевых полевых шпатов (10-30%), цветных минералов (10-20%). Если присутствует кварц (10-15%), то породу называют кварцевым сиенитом. По фи­зико-механическим свойствам сиениты близки к гранитам, не­сколько уступая им в прочности из-за отсутствия кварца.

Гранодиориты менее распространены, чем граниты, и отлича­ются от них меньшим содержанием кварца (20-25%), повышен­ным количеством цветных минералов (15-20%), в составе которых преобладает роговая обманка, поэтому эти породы темнее грани­тов. В гранодиоритах всегда присутствует полевой шпат (45-50%). Гранодиориты по механической прочности уступают гранитам, что связано с меньшим содержанием кварца. Подобно гранитам, они находят в строительстве самое разнообразное применение от бута и щебня до облицовочного и скульптурного камня.

Диориты и кварцевые диориты. Это породы серого цвета; со­стоят они из плагиоклаза (65-70%) и роговой обманки, иногда вместе с пироксенами или биотитом, составляющими в сумме около 25-30%. Структура породы равномернозернистая, средне или мелкозернистая. Текстура массивная или пятнистая, что обу­словлено наличием обособлений (шлиров), обогащенных темно­цветными минералами.

Кварцевые диориты характеризуются присутствием кварца в количестве 5-20% и меньшим содержанием роговой обманки. Структура и текстура аналогичны диоритам.

Физико-механические свойства диоритов характеризуются следующими показателями: плотностью - 2,9 кг/м³, пределом прочности при сжатии 180-240 МПа. Наиболее прочны диориты с мелко- и среднезернистой структурой, массивной текстурой и с повышенным содержанием роговой обманки. Разновидности, включающие биотит, имеют пониженную прочность. Диориты и особенно кварцевые диориты превосходят по прочности граниты и сиениты.

Габброиды. Среди габброидов важнейшими являются габбро и анортозиты.

Габбро - порода в свежем состоянии темно-серого или почти черного цвета, что объясняется темной окраской плагиоклазов и высоким содержанием цветных минералов. В результате вторич­ных изменений плагиоклазы приобретают светло-серый и зелено­вато-серый цвет. Типичное габбро состоит примерно из равного количества натриево-кальциевого шпата и моноклинного пирок­сена. В очень малых количествах в габбро могут присутствовать оливин, ромбический пироксен, роговая обманка, биотит. Посто­янными компонентами габброидов являются магнетит и титано-магнетит.

Анортозиты представляют собой темно-окрашенные породы, состоящие почти из одного натриево-кальциевого полевого шпа­та - Лабрадора. Эти породы благодаря иризирующему свойству (иризация - яркий цветной отлив на гранях или плоскостях спай­ности Лабрадора) применяют в строительстве в качестве облицо­вочного камня.

Для пород группы габбро характерна плотность 2,9-3,0 кг/м³, большая прочность (при сжатии 200-300 МПа) и достаточно вы­сокая стойкость против выветривания.

Красивый вид и хорошая полируемость позволяют применять наиболее декоративные разновидности габбровых пород и лабрадориты с синим оттенком для облицовки памятников (памят­ник неизвестному солдату в Москве) и ряда других выдающихся сооружений.

Перидотиты - черные породы, иногда с зеленоватым оттенком, обычно среднезернистой структуры. Текстура массивная, нередко пятнистая или полосатая. В составе перидотитов присутствуют оливин в количестве 30-70% и пироксены 70-30%. Используются Для получения щебня. Свойственная текстура не позволяет ис­пользовать их в качестве штучного камня, а большая твердость камня вызывает большие расходы при разработке месторожде­ний.

Излившиеся (эффузивные) горные породы:

Магматическая порода, образовавшаяся при кристаллизации магмы на небольших глубинах и занимающая по условиям зале­гания и структуре промежуточное положение между глубинными и излившимися породами. При кристаллизации магмы в приповерхностных условиях образуются полнокристаллические неравномернозернистые и неполнокристаллические структуры.

Среди неравномернозернистых структур выделяют порфировидные и порфировые структуры.

Порфировидные структуры обусловлены наличием относительно крупных кристаллов на фо­не полнокристаллической основной массы породы. Порфировые структуры характеризуются наличием хорошо образованных кристаллов - порфировых "вкрапленников", погруженных в стек­ловидную основную массу породы.

Структура - существенный признак, определяющий физико-механические свойства породы. Наиболее прочными являются равномернозернистые породы, тогда как породы такого же ми­нерального состава, но крупнозернистой порфировидной струк­туры быстрее разрушаются как при механическом воздействии, так и при резких колебаниях температур.

Из магматических пород в строительстве наиболее широко применяют кварцевые и бескварцевые (полевошпатовые) порфи­ры. Кварцевые порфиры по своему минеральному составу близки к гранитам. Прочность, пористость, водопоглощение у порфиров в общем сходны с показателями этих свойств, присущими грани­там. Но порфиры более хрупки и менее стойки вследствие нали­чия крупных вкраплений.

Бескварцевые (полевошпатовые) порфиры по своему составу близки к сиенитам, но в связи с иным генезисом обладают худ­шими физико-механическими свойствами.

Излившиеся горные породы образовались в результате излия­ния магмы, ее охлаждения и застывания на поверхности земли, поэтому в большинстве случаев они состоят из отдельных кри­сталлов, вкрапленных в основную мелкокристаллическую, скрытокристаллическую и даже стекловатую массу.

Излившиеся породы в результате неравномерного распределе­ния минеральных компонентов сравнительно легко разрушаются при выветривании и под воздействием внешних условий, а также обнаруживают анизотропность механических свойств.

Различают эффузивы: излившиеся плотные и излившиеся по­ристые. К плотным излившимся породам относят трахиты, липа­риты, андезиты, базальты, диабазы.

Трахиты. По своему минеральному и химическому составу трахиты схожи с сиенитами, но более пористы. Поэтому предел прочности при сжатии трахитов невысок (60-70 МПа), а морозо­стойкость ниже. чем у сиенитов. Трахиты легко обрабатываются, но не полируются, используют как кислотоупорный материал и отчасти в качестве строительного камня'.

Излившиеся аналоги гранитов представлены липаритами. Среди излившихся пород кислого состава широко распростране­ны вулканические стекла с полным отсутствием или небольшим количеством кристаллов.

Некоторые вулканические стекла после термической обработ­ки применяют в виде "вспученного перлита", обладающего рядом ценных свойств - малой плотностью, большой пористостью, ма­лыми звуко- и теплопроводностью и т.д.

Андезиты - излившиеся аналоги диоритов - порода серого или желтовато-серого цвета, порфировой структуры, с плотной ос­новной массой. Андезиты содержат плагиоклазы, роговую об­манку. некоторые пироксены и биотит. Структура может быть неполнокристаллическая или стекловатая, текстура - массивная или пористая. Физико-механические свойства сходны со свойст­вами базальтов. Плотность андезитов - 2700-3100 кг/м³, предел прочности при сжатии - 140-250 МПа. Андезиты, содержащие в своем составе большое количество роговой обманки или пироксенов, отличаются более высокими техническими качествами, чем биотитсодержащие разновидности. Андезиты применяют в каче­стве кислотостойкого материала - облицовочных изделий, в виде Щебня для кислотоупорного бетона.

Базальты - излившиеся аналоги габбро - породы черного цве­та. очень плотные, скрытокристаллические или тонкозернистые, иногда порфировые. Плотность базальтов - 2700-3300 кг/м³; пре­дел прочности при сжатии колеблется в широких пределах - 110-500 МПа, в среднем - 200-250 МПа. Базальты ввиду большой твердости и хрупкости трудно обрабатываются, но хорошо поли­руются. Применяют главным образом в качестве бутового камня и щебня для бетонов, в дорожном строительстве (для мощения улиц); особо плотные породы используют в гидротехническом строительстве. Базальты являются исходным материалом для литых каменных изделий.

Диабазы - порода мелкозернистая, по составу аналогичная габбро, но с типичной диабазовой микроструктурой (структура полнокристаллическая представлена кристаллами плагиоклаза, между которыми располагаются зерна цветных минералов). Диа­базы имеют черный цвет, выветренные - зеленовато-серый. Диа­базы отличаются высокой твердостью, прочностью (300-400 МПа на сжатие) и вязкостью, что связано с большим содержанием в их составе железомагнезиальных силикатов и свойственной этим породам структурой. Диабазы мало изнашиваются и в виде брус­чатки применяются для мощения дорог и улиц.

К пористым излившимся породам относят пемзу, вулканиче­ские туфы и пеплы, туфолавы.

Пемза представляет собой пористое вулканическое стекло, об­разовавшееся в результате выделения газов при быстром засты­вании кислых и средних лав. Цвет пемзы белый или серый. По­ристость ее достигает 60%; стенки между порами сложены стек­лом. Твердость пемзы около 6, истинная плотность 2-2,5 г/см³, плотность 0,3-0,9 г/см³ (пемза, плавает в воде). Большая порис­тость пемзы обуславливает хорошие теплоизоляционные свойст­ва, а замкнутость большинства пор - достаточную морозостой­кость. Пемза служит заполнителем в легких бетонах (пемзобето­не). Наличие в пемзе активного кремнезема позволяет использо­вать ее в виде гидравлической добавки к цементам и извести. В качестве абразивного материала пемзу применяют для шлифовки металлов и дерева, полировки каменных изделий.

Месторождения пемзы относятся к вулканическим и встреча­ются в областях распространения действующих и потухших вул­канов.

Вулканичесщй пепел - наиболее мелкие частицы лавы, обломки отдельных минералов, выброшенные при извержении вулкана. Происхождение пепла объясняется размельчением лавы при вул­канических взрывах. Размеры частичек пепла колеблются от 0,1 до 2 мм. Вулканический пепел является активной минеральной добавкой.

Вулканические туфы - горные породы, образовавшиеся из твердых продуктов вулканических извержений: пепла, пемзы и других, впоследствии уплотненных и сцементированных. Цемен­том туфов является вулканический пепел, глинистое или кремни­стое вещество, иногда с примесью продуктов разложения пепла.

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.

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 в Армении. При истинной плотности около 2,6 г/см³ плотность породы колеблется в пределах от 750 до 1400 кг/м³. Соответственно пористость ее составляет 70-46%. Теплопровод­ность арктикского туфа меньше, чем обыкновенного кирпича, что позволяет уменьшить толщину наружных стен зданий. Проч­ность туфов находится в тех же примерно пределах, что и у обык­новенного кирпича, т.е. от 5 до 15 (иногда до 30) МПа.

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.

Строительные материалы, получаемые из магматических пород

Грубообработанные каменные изделия

Бутовый камень (бут) - куски камня неправильной формы, размером не более 50 см по наибольшему измерению. Бутовый камень может быть рваный (неправильной формы) и постелистый. Для получения рваного бута и щебня разработку пород осуществляют преимущественно взрывным способом. Плитняко­вый бут получают из пород пластового залегания. Крупные от­дельности такой породы, ограниченные трещинами, отделяют экскаватором с последующей развалкой кусков до требуемых размеров камнекольным инструментом.

Бутовый камень получают разработкой местных осадочных и изверженных пород, отвечающих проектным требованиям в от­ношении прочности, морозостойкости, водостойкости. Бут из осадочных пород (известняков, доломитов, песчаников) не дол­жен содержать примесей глины, рыхлых прослоек и включений пирита.

Из бута возводят плотины и другие гидротехнические соору­жения, его применяют для подпорных стенок, кладки фундамен­тов и стен неотапливаемых зданий. Большое количество бутового камня перерабатывается в щебень.

Щебень - куски камня размером 5-70 мм (для гидротехническо­го строительства до 150 мм). Получают его дроблением бутового камня. Для обеспечения нужного зернового состава щебня про­цесс дробления осуществляют в несколько стадий. Встречается и природный щебень, называемый дресвой.

Гравий состоит из скатанных зерен тех же размеров, что и у щебня. Его получают просеиванием рыхлых осадочных пород, в необходимых случаях применяют промывку для удаления вредных примесей (глины, пыли).

Песок состоит из зерен различных минералов (кварца, полевого шпата, слюды и др.) с размерами 0,16-5 мм. Применяют природные и искусственные (дробленые) пески.

Щебень, гравий и песок используют в качестве заполнителей для бетонов. Предприятия-поставщики на эти материалы должны выда­вать сертификат радиационно-гигиенической оценки о содержании естественных радионуклидов.

Камни   и   плиты

Стеновые камни получают из туфов и пористых известняков пу­тем выпиливания механизированным способом из массива горной породы или распиловки блоков-заготовок. Камни применяют для кладки наружных и внутренних стен и перегородок.

Основные размеры стеновых камней: 390х190х188; 490х240х188;

390х190х288 мм. Каждый такой камень заменяет в кладке 8-12 кир­пичей. Целесообразно изготовлять и применять стеновые блоки объ­емом не менее 0,1 м³ из туфа, известняка, доломита, песчаника или пористого андезита (рис. 3). Укрупнение камней уменьшает затраты труда, позволяет перейти к индустриальным методам строительства. Стены из мелкопористого природного камня не требуют наружной штукатурки или облицовки.

 

Рис.3. Блоки:

а) колотый; б) тесаный; в) пиленый

Для наружных стен применяют камни плотностью не более 2300 кг/м3 Водопоглощение камня должно быть не более 30%, морозо­стойкость - не менее 15.

Для облицовки гидротехнических сооружений, набережных, устоев мостов, цокольной части монументальных зданий приме­няют камни и плиты из гранита и других изверженных пород, которым  свойственна высокая морозостойкость, прочность и твердость. Камни для облицовки могут быть плитообразные (толщиной 15-25 см), утолщенные пирамидального вида (толщи­ной 30 см и более).

Наружная облицовка зданий может выполняться из атмосферостойких осадочных пород (известняков, доломитов, песчани­ков, туфов), которые легче поддаются обработке и экономнее гранитных пород. Для внутренней облицовки общественных зда­ний и сооружений (например, станций метрополитена) широко используют плиты, получаемые из хорошо распиливающихся пород: мрамора, ангидрида, гипса.

Плиты для наружной облицовки имеют толщину 4-8 см, для внутренней - 1,2-4 см. Применение алмазных резцов позволяет изготовлять тонкие (5-10 мм) экономичные плиты, стоимость ко­торых в 2-4 раза ниже, чем обычных. Тонкие плиты находят ши­рокое применение, особенно для внутренней облицовки.

Специальные облицовки применяют для защиты от коррозии и действия высоких температур. Для защиты от растворов кислот (кроме плавиковой и кремнефтористоводородной) используют андезит, гранит, сиенит, диабаз, кварцит, кремнистый песчаник и другие кислотостойкие породы.

Цокольные плиты, а также детали карнизов, поясков и других выступающих частей сооружений изготовляют из стойких пород. Эти изделия не должны иметь волосных трещин, им придается такая форма, чтобы на них не задерживалась вода от дождя и тающего снега.

Плиты для полов и каменных ступеней внутренних лестниц должны иметь высокие износостойкость и декоративные свойст­ва, соответствующие архитектуре интерьера.

Природные каменные материалы применяют в больших коли­чествах для гидротехнических сооружений. В зоне переменного уровня воды условия службы материала особенно неблагоприят­ны: камень испытывает многократное замораживание и оттаива­ние в насыщенном водой состоянии. Защитную облицовку в этой зоне устраивают из плотных изверженных пород, имеющих водопоглощение не более 1%, марку по прочности - не ниже 80-100 МПа и по морозостойкости - 150-500 в зависимости от класса сооружения, климатических и других условий эксплуатации. Сответствующим требованиям должны удовлетворять и материалы для каменных набросных плотин. Внутренние части набросок можно сделать из камня, полученного из осадочных пород марок 30-60 МПа с коэффициентом размягчения не менее 0,7-0,8. Ка­менные материалы проверяют на влияние веществ, растворенных в воде (морской, грунтовой, речной, болотной).

Бортовые камни, отделяющие проезжую часть дороги от тро­туара, изготовляют из плотных изверженных пород (гранита, диабаза и т.п.), отличающихся высокой морозе- и износостойко­стью и прочностью. Бортовые камни бывают прямые и лекаль­ные, высокие - до 40 см и низкие - до 30 см. Эти камни применяют вместо бетонных при соответствующем технико-экономическом

обосновании.

Брусчатка для мощения дорог имеет форму бруска, слегка су­живающегося книзу. Брусчатку изготовляют механизированным способом из однородных мелко- и среднезернистых пород (диа­база и др.). Из таких пород изготовляют шашку для мозаиковой мостовой (приближающуюся по форме к кубу) и шашку для мо­щения (в виде усеченной пирамиды).

Тротуарные плиты изготовляют из гнейсов и подобных ему слоистых горных пород. Они имеют форму прямоугольной или квадратной плиты со стороной 20-80 см с ровной поверхностью, толщиной не менее 4 см и не более 15 см.

Каменные кислотоупорные изделия

Некоторые магматические и метаморфические (кварциты) горные породы используют для футеровки разнообразных уста­новок и аппаратов, подвергающихся действию кислот, щелочей, солей и агрессивных газов, а также испытывающих влияние вы­соких и резко меняющихся температур и давлений. Кислотоупор­ные породы идут на изготовление тесаных плит, кирпичей, бру­сков и фасонных изделий, а в дробленном и размолотом виде служат в качестве заполнителей и наполнителей в кислотоупор­ном бетоне, являются составными частями кислотоупорных цементов.

В соответствии с назначением применяемые горные породы должны удовлетворять определенным требованиям, а именно:

быть кислотоупорными, т.е. хорошо сопротивляться воздействию различных кислот и других реагентов; это свойство оценивается по растворимости порошка породы в концентрированных кисло­тах (соляной, серной) при нагревании; иметь высокую огнеупор­ность: обладать достаточным сопротивлением сжатию и изгибу, а также вязкостью; выдерживать резкие колебания температур.

Из изверженных горных пород кислотоупорными являются главным образом кислые мелкокристаллические, к которым от­носятся бештаунит, андезиты, граниты и некоторые туфы, а из метаморфических - кварциты.

Применение кислотоупорного штучного камня ограничено его высокой стоимостью, обусловленной трудностью добычи и обра­ботки, а также малым выходом готовой продукции из горной массы. Полноценным заменителем камня служит значительно более дешевый кислотоупорный бетон. Со штучным тесаным камнем соперничает также искусственный литой камень (базаль­товый, диабазовый).

Список использованной литературы

1.   Строительные материалы; под ред. Д.т.н. В.Г. Микульского, М.2000

2.   Толстой М.П. Геология с основами минералогии. – М.1991

3.   Короновский Н.В. Основы геологии. – М.1991

4.   Осколков В.А. Облицовочные камни месторождений СССР.-М.1984