Лекция № 4. Тема: Каменные материалы из метаморфических пород

Тема: Каменные материалы из метаморфических пород

Наибольшее применение в строительстве получили следующие метаморфические породы: мраморы, гнейсы, глинистые сланцы и кварцит.

Мраморы состоят из более или менее крупных кристаллов известкового шпата (кальцита), иногда с примесью зерен доломита. Кристаллы могут быть видны между собой без всякого цементирующего вещества. Мраморы образовались из известняков или из доломитов под влиянием высокой температуры и под действием огромных давлений, вызвавших перекристаллизацию известняков.

Мрамор бывает белый, разовый, желтый, красный, черный и других цветов; в нем часто имеются прожилки и узоры. Предел прочности мрамора при сжатии около 120 МПа, но иногда достигает до 300 МПа.

Мрамор легко пилится, шлифуется и полируется.

Мрамор, использованный для наружной отделки зданий и сооружений, под влиянием атмосферных факторов (сернистого газа) быстро выветривается, теряет блеск полировки, и цвет его изменяется.

Гнейсы по минералогическому составу сходны с гранитами, из которых они образовались в результате перекристаллизации под большим давлением.

Гнейсы имеют сложение, характерное для сланцев, т.е. составляющие минералы вытянуты в направлении, перпендикулярном направлению давления. Сланцеватость облегчает добычу и обработку гнейсов, но уменьшает их прочность вдоль слоев; они сравнительно легко раскалываются по плоскостям сланцеватости и могут расслаиваться при переменном замораживании и оттаивании, что снижает их морозостойкость. Сланцеватость понижает также и стойкость гнейсов против выветривания.

Удельный (объемный) вес и прочностные характеристики гнейсов в направлении, перпендикулярном сланцеватости, мало, чем отличаются от гранитов, вследствие чего области применения гнейсов и гранитов в строительстве аналогичны. Гнейсы используют для облицовки каналов и набережных, устройства тротуаров, а также для кладки фундаментов.

Глинистые сланцы – твердая глинистая порода сланцеватого сложения, получившаяся из глин, сильно уплотнившихся и частично пере кристаллизовавшихся. Они состоят из очень мелких глинистых частиц, а также листочков слюды, мелкой пыли, нулевых шпатов, зерен кварца и других минералов: цвет имеют – темно-серый.

Глинистые сланцы не размокают в воде и при смешивании с ней не переходят в пластическое состояние. Применяют их как долговечный кровельный материал – природный шифер.

Месторождение глинистых сланцев имеются на Урале, на Украине, на Кавказе.

Кварцит представляет собой метаморфическую разновидность кремнистых песчаников с перекристаллизованными зернами кварца, которые срослись между собой так плотно, что цементирующее вещество в кварците неразличимо. Он имеет цвет белый или красный, фиолетовый, темно-вишневый в зависимости от примесей.

Предел прочности кварцита при сжатии достегает 400 МПа. Применяют их обычно в особо ответственных местах здании и сооружении – для изготовления подферменных камней в мостах, для наружной облицовки в виде тесаного камня и облицовочных плит, если от них требуется повышенная стойкость. Иногда из кварцита изготовляют ступени для лестниц.

Испытание и классификация природных каменных материалов

Основные физико-механические свойства природных каменных материалов в пределах даже одного месторождения бывают различными. В связи с этим необходимо отбирать пробы камня для испытаний при разведке и эксплуатации месторождений каждого карьера.

При испытании проб каменных материалов в соответствии с ГОСТ-ами или техническими условиями определяют следующие свойства: удельный вес частицы, удельный (объемный) вес, пористость, водопоглащение, предел прочности при сжатии.

Кроме того, оценивают степень водостойкости материала по коэффициенту размягчения, определяют морозостойкость переменным замораживанием (при температуре – 17 °С) образцов в насыщенном водой состоянии и оттаиванием в воде. Выдержавшими испытание считают образцы, не получившие видимых повреждений, потерявшие в весе не более 5 % при понижении прочность не более, чем на 25 %.

Пo удельному (объемному) весу в сухом состоянии они делятся на легкие с < 18 кН/м³, тяжелые с > 18,8 кН/м³.

По пределу прочности при сжатии – легкие материалы имеют марки 0,4; 0,7; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,5; 5,0; 7,5;... 20 МПа; тяжелые – 10; 15; 20; 30; 40; 50; 60;... 100 МПа.

По степени морозостойкости – 10; 15;...Мрз

Пo коэффициенту размягчения – 0,6; 0,75; 0,9 и 1,0 Кр.

Дата добавления: 2014-01-11