Свойства минералов

Классификация минералов

Классификация и свойства минералов

Тема 3 Материалы из природного камня

Материалы из природного камня получают путем добычи и обработки горных пород. Горные породы также являются сырьем для производства строительных материалов (керамики, стекла, металла, теплоизоляционных, гидроизоляционных и др.), их используют в качестве заполнителей для бетонов и растворов.. Россия по запасам и разнообразию горных пород не имеет себе равных. Изыскания, проведенные в больших масштабах, дают полное представление о запасах и географическом размещении минерального сырья.

Горная порода – природная минеральная масса более или менее постоянного состава и строения, состоящая из одного минерала (мономинеральная) или нескольких (полиминеральная) минералов.

Наука, изучающая горные породы - петрография (гр. петрос – камень, графо – описываю).

Минералы – природные химические соединения, самостоятельные элементы, самородные вещества, возникшие в результате физико-химических процессов, протекающих в естественных условиях на земле, гидросфере и атмосфере, преимущественно твердые, однородные по своим физико-химическим свойствам.

Всего минералов в природе более 7000, в большинстве случаев минералы - твердые тела, иногда жидкие и газообразные. В образовании горных пород участвуют лишь около 50, из них 30-35 встречаются наиболее часто, входя в состав главнейших горных пород. Эти минералы называют породообразующими.

В основу классификации минералов положен их химический состав и кристаллохимическое строение.

Каждый минерал характеризуется строго определенным химическим составом и рядом физических свойств: плотность, кристаллическое строение, твердость, цвет, цвет черты, характер излома, спайность и др.

Минералы подразделяются на классы. Рассмотрим те классы, минералы которых образуют горные породы, применяемые в строительстве.

I Класс - силикаты (лат. Silicium – кремний), таблица 1. Самые распространенные в природе минералы. По химическому составу силикаты рассматриваются как соли различных гипотетических кремниевых (железисто-магнезиальные) и алюмокремниевых (алюмосиликаты) кислот с подразделением на безводные и водные силикаты.

Таблица 1

I Класс силикатов
железисто-магнезиальные силикаты	алюмосиликаты
безводные:	водные:	безводные:	водные:
оливин	серпентин	полевые шпаты (калиевый, натриевый, кальциевый)	слюда мусковит
авгит	слюда биотит	каолинит
роговая обманка	вермикулит	монтмореллонит

Железисто-магнезиальные силикаты темноокрашенные минералы, имеют сложный химический состав, высокую ударную вязкость и обладают стойкостью против выветривания. Алюмосиликаты светлоокрашенные минералы. Каолинит и монтмореллонит – породообразующие минералы глин. Каолинит применяется в химической и фарфорофаянсовой промышленности, а также как огнеупорный материал. Глины с высоким содержанием монтмореллонита (бентонитовые глины) обладают большой адсорбционной способностью и применяются для очистки нефтепродуктов, растительного масла, уксуса, вина, для смягчения жестких вод.

II Класс – карбонаты, таблица 2, широко распространенный в природе класс минералов. Карбонаты - рассматриваются как соли угольной кислоты.

Таблица 2

II Класс карбонатов

кальцит

магнезит

доломит

III Класс – окислы – кислородные соединения, таблица 3.

Таблица 3

III Класс окислов

кварц (окись кремния)

корунд (окись алюминия)

гематит (окись железа)

Кварц (SiO₂) – наиболее распространенный минерал земной коры. В природе может находиться как в виде самостоятельной горной породы (кварцевый песок, кварцевое стекло, горный хрусталь), так и входит в состав многих горных пород (граниты, кварциты, гнейсы пески, песчаники и т.д.).

Корунд (Al₂O₃) – в качестве породообразующего минерала встречается в гнейсах и кристаллических сланца. Порошок корунда применяется для шлифования – наждак темный непрозрачный минерал, топаз, восточный изумруд –зеленый прозрачный. Разновидности корунда – драгоценные камни: рубин красный, рубин розовый, рубин прозрачный, сапфир синий, прозрачный

IV Класс – сульфаты - соли серной кислоты, водные и безводные, таблица 4.

Таблица 4

IV Класс сульфатов
безводные	водные
ангидрид	гипс
барит

В зависимости от особенностей внутреннего строения минералы могут быть кристаллическими или аморфными.

Важнейшими свойствами кристаллических минералов являются анизотропность – физические свойства внутри минералов по разным направлениям разные, аморфных минералов - изотропность – физические свойства их одинаковы по всем направлениям внутри минерала.

Основными свойствами минералов: блеск, твердость, цвет минерала, цвет порошка минерала (черта), спайность, излом, плотность и форма кристалла.

Блеск – способность минерала отражать своими поверхностями свет. По блеску минералы подразделяются на 2 группы – обладающие металлическим блеском и имеющие не металлический блеск.

Металлическим блеском, как правило, обладают самородные элементы.

Неметаллический блеск может быть стеклянным, перламутровым, шелковистым, жирным, восковым, матовым.

Каждому минералу присуща определенная твердость, которая оценивается по 10 бальной шкале Мооса. В этой шкале за основу принята твердость 10 эталонных минералов:

1. тальк мягкие

2. гипс минералы

3. кальцит

4. флюорит средней твердости

5. апатит

6. ортоклаз минералы

7. кварц твердые

8. топаз

9. корунд очень твердые

10. алмаз

По цвету свежего излома минералы делят на белые, сероватые, бесцветные, желтые, бурые, коричневые, красные, многоцветные и т. д.

У некоторых минералов цвет порошка резко отличается от цвета самих минералов. Например, кальцит бывает белого, желтого, зеленого, голубого, синего черного и др. цвета, а порошок всегда белого цвета. Для получения порошка минерала обычно применяется шероховатая фарфоровая пластинка, по которой минералом проводят черту.

В определенных направлениях минералы оказывают более слабое сопротивление физическим воздействиям и по этим направлениям они легче раскалываются, образуя ровные, гладкие блестящие поверхности. Это явление называют спайностью. Спайность у различных минералов выражена в различной степени и различают:

- спайность весьма совершенную – минералы легко расщепляются в одном направлении на тонкие пластинки (слюды);

- спайность совершенную – минералы раскалываются по определенным направлениям и дают ровные, блестящие поверхности спайности: у одних минералов в одном направлении (топаз), у других она бывает выражена в двух направлениях (полевые шпаты) и в трех направлениях (кальцит);

- спайность несовершенная – спайность выражена слабо (апатит);

- спайность отсутствует – при ударе минерал раскалывается по неопределенным направлениям и дает неровные поверхности излома (кварц).

Излом бывает раковистый, зернистый, игольчатый.

Истинная плотность – от 0,6 (смолы) до 18-19 г/см³(золото). По плотности минералы подразделяют на:

- легкие - плотность до 2,5 г/см³ (гипс);

- средние - плотность от 2,5 до 4 г/см³ (кальцит, кварц, полевые шпаты, слюды, доломит);

- тяжелые – плотность более 4 г/см³ (рудные минералы, самородные элементы и т. д.).

Дата добавления: 2013-12-13