Излившиеся пористые породы

Вулканические пепел и песок — порошкообразные частицы, имеющие стеклообразное строение, благодаря чему при добавлении извести или цемента, а иногда и самостоятельно они способны к твердению. Используются как активная добавка к вяжущим (впервые были использованы в Древнем Риме — пепел Везувия — для придания извести водостойкости).

Пемза — очень пористая легкая порода в виде кусков размером 5…110мм. Плотность пемзы в куске — 500... 1000 кг/м³. Большая пористость (до 80 %) обусловливает низкую теплопроводность (используется для производства теплоизоляционных засыпок). Прочность при сжатии пемзы не велика — 2..4 МПа, но этого достаточно для получения на базе пемзы легких бетонов (заполнитель). Кроме того, пемза используется в молотом виде как добавка цементам и в качестве абразивного порошка.

Вулканический туф - это пористая порода, состоящая из вулканического пепла, уплотненного и сцементированного (в результате спекания массы, сохранившей высокую температуру, или природной цементации). Степень уплотнения зависит от условий залегания. Он использу­ется как стеновой материал в виде блоков, для облицовки стен зданий - в виде плит и как заполнитель в легких бетонах.

◊ Осадочные (вторичные) породы

…

Осадочные поро­ды служат основаниями и средой для различных сооружений и повсеместно доступны в качестве строительных материалов.

Механические осадочные породы:

Песчаники (сцементированные зерна кварца) применяют для устройства полов промышленных зданий, тротуаров и в качест­ве заполнителя для бетонов (измельчив до щебня), для фундаментов, тротуаров, особо стойкие - для облицовок. Цементация происходит путем посте­пенного осаждения на зернах песка цементирующего вещества из во­ды (как накипь в чайнике)

Конгломераты (сцементированные зерна гравия) и брекчии (сцементированные зерна щебня) имеют плотность от 1500 до 2900 кг/м³, прочность от 5 до 160 МПа и применяются в основном в качестве заполнителя для бетонов.

Не менее распространенной, чем песок, рыхлой осадочной поро­дой является глина, поскольку источником ее образования служат са­мые распространенные минералы изверженных пород — полевые шпаты. Некоторые (каолиновые) глины являются огнеупорными и их широко используют в керамической промышленности в этом качестве. Глины применяют для изготовления кирпича, гру­бой керамики и других изделий. Глины являются также компонентом сырь­евой смеси в производстве цемента. Глины используют как строительный материал при возведении земляных плотин (экраны и пр.).

Органогенные осадочные породы в основном состоят из карбоната кальция СаСО₃ и реже из аморфного кремнезема SiO₂. Главнейшие породы в этой группе — известняки различного вида, используемые человеком для самых разных целей с глубокой древности.

Известняки плотные — широко распространенная на Земле гор­ная порода, состоящая в основном из кальцита СаСО₃; кроме кальци­та они содержат примеси магнезита, глины и кремнезема. Цвет известняков в зависимости от примесей: белый, светло-серый, серо­вато-кремовый или желтоватый.

Плотность известняков — 2000...2600 кг/м³ (высокая), прочность при сжа­тии у них сравнима с прочностью бетона и составляет 10... 100 МПа. Твердость небольшая — З...3,5, что позволяет легко добывать и обра­батывать известняк. Морозостойкость известняков существенно за­висит от пористости, степени цементации, наличия примесей и нуждается в постоянном контроле. Абсолютно не стойки они к воз­действию кислых сред.

Благодаря светлой окраске (белой, светло-серой, желтоватой) известняки применяют для облицовки внутри зданий, из них выпиливают камни для кладки стен.

Мраморовидные известняки — переходные породы от плотных известняков к мраморам. Они имеют большую плотность (до 2700 кг/м³) и прочность (60... 150 МПа), чем обычный известняк.

Известняк-ракушечник — пористая порода, состоящая из раковин панцирей моллюсков, сцементированных известковым цементом Плотность ракушечника — 900...2000 кг/м³, прочность при сжатии — 0,5... 15 МПа. Он имеет низкую теплопроводность и легко поддается распиловке. Используют в виде камней и блоков как местный стеновой материал. Декоративные разновидности ракушечника применяют как облицовочный материал.

Мел — землистая горная порода, состоящая из мельчайших остатков раковин и скелетов морских микроорганизмов, представляет собой почти чистый кальцит СаСО₃. Используют при производстве извести, цемента, стекла и благодаря высокой дисперсности для приготовления красок и шпатлевок.

Диатомиты и трепелы — рыхлые землистые породы белого, серого или желтоватого цвета, в основном состоящие из аморфного кремнезема SiO₂ • nН₂О; по внешнему виду и физическим свойствам похожи на мел. Они образовались из панцирей диатомитовых водорослей с тонкой прочной кремниевой оболочкой с примесью глины и ила. Со временем под давлением вышележащих слоев горных пород диатомиты и трепелы уплотняются и превращаются в плотную, прочную и трудно размокающую воде породу — опоку.

В диатомите и трепеле до 75...95 % активного кремнезема, поэтому их применяют как активную минеральную (гидравлическую) добавку к вяжущим. Их также используют при производстве теплоизоляционных материалов.

Хемогенные осадочные породы образовались, главным образом, при испарении вод, содержащих минеральные соли. Для строителей интерес представляют сульфаты и карбонаты кальция и магния: гипс, ангидрит, известковый туф, магнезит и доломит.

Известковый туф образовался в результате выпадения СаСО₃ из источников подземных углекислых вод. Туфы пористы и имеют нозд­реватое строение. Они легко поддаются распиловке и используются для внутренней облицовки помещений, улучшая их акустические свойства. В этом отношении приобрела популярность разновидность туфа — травертин.

Магнезит — порода, состоящая в основном из минерала магнези­та MgCO₃. Используют для получения огнеупорных материалов и магнезиальных вяжущих.

Доломит — плотная порода, состоящая в основном из минерала доломита СаСО₃ · MgCO₃, с примесью глины, оксидов железа и др. По струк­туре и физическим свойствам доломит близок к плотным известнякам: ρ_м = 2200...2800 кг/м³; R_сж = 50...200 МПа. Поэтому его применяют в качестве строительного камня и щебня для бетона.

Гипс — плотная горная порода обычно белого или серого цвета, состоящая из минерала того же названия CaSO₄ · 2Н₂О. В строительстве ис­пользуют как сырье для получения гипсовых вяжущих. Благодаря низкой твердости применяют для изготовления мелких поделок по камню.

Ангидрит — плотная горная порода, состоящая преимущественно из минерала ангидрита CaSO₄. Цвет породы белый с голубым или се­рым оттенком. Используют для получения вяжущих и для внутренней отделки и скульптурных работ. На открытом воздухе быстро выветри­вается, переходя в гипс.

◊ Метаморфические породы.

Мраморы — метаморфизированные известняки (или долмиты), состоящие из плотно сросшихся между собой кристаллов кальцита (СаСО₃), иног­да с примесью доломита (СаСО₃ • MgCO₃). Кристаллы в мраморе прочно связаны друг с другом без цементирующего вещества. Это произошло за счет огромного многостороннего давления на извест­няки в условиях повышенных температур. Мрамор имеет высокую плотность (2600...2800 кг/м³) и прочность (R_ж = 30... 100 МПа); водопоглощаемость мрамора менее 1 %. При всем этом твердость мрамора не высока — З...3,5, что облегчает его обработку.

…

Отличает мрамор от известняков еще одно свойство: мраморы хорошо полируются.

Мраморы широко применяют для отделки зданий и общественныx сооружений. Не рекомендуется использовать мрамор для полов с большой интенсивностью эксплуатации (он быстро изнашивается) и наружной облицовки зданий.

Кварциты — перекристаллизованные кремнистые песчаники, в которых кристаллы кварца непосредственно срослись между собой. Кварциты очень стойки к выветриванию, имеют высокую прочность (R_сж до 400 МПа) и плотность (р_т = 2600...2700 кг/м³). Из-за большой твердости (тв. 7) кварциты трудно обрабатываются. Цвет кварцитов белый, красный, темно-вишневый. Применяют их в ответственных частях зданий и сооружений, для облицовки, а также в виде щебня для бетона и сырья для получения огнеупоров.

Гнейсы — слоистая порода, образовавшаяся в результате перекристаллизации гранитов и других магматических пород при одноосном давлении. Поэтому гнейсы имеют слоистое (сланцеватое) строение, что облегчает их добычу и обработку, но снижает стойкость к выветриванию. Раскалываются гнейсы по слоям слюды.

Глинистый сланец образовался из глин в результате перекристаллизации в условиях одноосного давления и повышенных температур, сланцы имеют темно-серый цвет и легко раскалываются на плоские плитки. Такие плитки, называемые шифером (от нем. schiefer — сланец), используются в качестве долговечного кровельного материала. Многие архитектурные памятники в Европе имеют сланцевую кровлю.

Дата добавления: 2014-01-15