Главная  Свойства 

 

Горные породы - применяемые в строительстве

 

Глиняную черепицу применяют для устройства кровель в малоэтажном жилищном строительстве. Ее формуют из глиняной массы с последующими сушкой и обжигом. Изготовляют глиняную черепицу следующих типов ( 35, 3 : пазовую штампованную ( 35, а), пазовую ленточную ( 35, б), плоскую ленточную ( 35, а), волнистую ленточную ( 36, б), S-образную ленточную ( 36, в) и коньковую ( 36, г).

 

Выпускают также черепицу для декоративной отделки новых и реставрации старых зданий.

 

Черепица должна быть правильной формы с гладкими поверхностями и ровными краями, без трещин и известковых включений. Допускают искривление поверхности и ребер черепицы не более чем на 3 мм. Структура черепка в изломе должна быть однородной, без расслоений, а цвет черепицы однотонным. Нормально обожженная черепица при легком простукивании металлическим предметом издает чистый, недребезжащий звук.

 

Pwc. 3 Пазовая глиняная черепица: a штамповочная; б ленточная

 

3 Ленточная глиняная черепица: а плоская; б волнистая; в 5-образная; г коньковая

 

Глубина пазов (фальцев) черепицы не менее 5 мм, высота шипов для подвески у штампованной черепицы не менее 10, у ленточной не менее 20 мм. Поверхностная плотность покрытия из черепицы в насыщенном водой состоянии, кг, не более: пазовой штампованной и ленточной 50; плоской ленточной 65; волнистой и S-образной ленточной 50; коньковой

 

На тыльной стороне пазовой штампованной черепицы имеется ушко с отверстием для привязки к обрешетке, на ленточной отверстие в средней части шипа диаметром не менее 1,5 мм. Для крепления волнистой ленточной черепицы к обрешетке предусмотрено одно отверстие диаметром 5-6 мм на расстоянии 4-5 см от края.

 

Одно из главных достоинств черепицы огнестойкость. Недостатки большая масса (до 65 кг), хрупкость и необходимость придания кровле большого уклона (не менее 50 %) для обеспечения быстрого стока воды, а также невозможность механизации работ по устройству кровли. Кроме того, применение черепицы затрудняет устройство кровель сложной формы.

 

Все породы по происхождению разделятся на три типа:

 

осадочные (вторичные) породы, сформированные на поверхности земли в условиях низкой температуры и атмосферного давления. Они являются результатом накопления продуктов разрушения других, ранее образованных пород, выпадения различных химических образований из водной среды и накопления продуктов жизнедеятельности растительных и животных организмов на суше и в воде;

 

Горные породы — плотные или рыхлые агрегаты разнообразных минералов или обломков каких-либо пород. Они имеют относительно постоянный минеральный состав и специфическое внутреннее строение, определяемое структурными и текстурными особенностями. Под структурой породы понимают совокупность особенностей ее строения, которая обусловлена степенью кристалличности, формой и размерами зерен, а также соотношением составных частей минеральных компонентов и цемента. Текстура же характеризуется совокупностью признаков, определяемых взаимным расположением и распределением составных частей породы в занимаемом ею объеме. Она отображает особенности ее внешнего облика: слоистость, сланцеватость, пористость, массивность, расцветку, декоративность ( 8. . Породы могут быть мономинеральными, т. е. состоять из зерен одного минерала, и полиминеральными, когда произошло срастание двух или нескольких минералов, различных по химическому составу и свойствам.

 

Магматические породы образовались в результате застывания магмы. Процесс их образования состоит в постепенной кристаллизации последней с последовательным выделением твердых минеральных компонентов при ее остывании до полного перехода в твердое состояние. При этом имеют огромное значение величины давлений, температура и содержание в ней минерализаторов — паров воды, углекислоты и др.

 

магматические (первичные), образование которых связано с остыванием магмы (силикатного расплава сложного состава) в различных термодинамических условиях земной коры, определяемых совокупностью воздействия высоких температуры и давления, а также концентрацией минеральных компонентов, содержащихся в расплаве;

 

Поэтому они отличаются неполнокри-сталлической структурой с обилием аморфного стекла, неоднородной текстурой и чередованием в ее объеме участков с неодинаковыми составом и структурой ( 8. . Полуглубинные породы образуются на некоторой глубине от поверхности земли при изменяющемся режиме понижения температуры, в результате чего из магмы выделяются разноразмерные кристаллы одного и того же минерала: крупные, образовавшиеся в первую, и мелкие, появившиеся во вторую фазы кристаллизации. Структуры этих пород отличаются разнозернистостью и называются порфировидными.

 

метаморфические (измененные) породы, образовавшиеся из осадочных и магматических пород путем полного или частичного их преобразования под влиянием высоких температуры и давления, горячих минерализованных растворов и раскаленных газов, циркулирующих в земной коре, и др. Ниже приводится описание генетических типов пород.

 

Формы залегания магматических пород разнообразны. Глубинные породы залегают в виде батолитов — огромных (до 160 000 км массивов неправильной формы; штоков — массивов изометричной формы, отличающихся от батолитов меньшими (до 100 км размерами; лакколитов — грибообразных тел, соединяющихся подводящими каналами с очагами магмы, и жил — плитообразных тел, образованных внедрением магмы в трещины пород. Типичными формами излившихся пород являются потоки, покровы и купола (конусы). Потоки представляют собой плоские тела, вытянутые в направлении движения жидких лав. Покровы имеют равновеликие Длину и ширину и образуются при массовых трещинных излияниях лав на больших площадях. Купола — конусообразные массы излившихся пород, приуроченных к месту поверхностного излияния. Остывание магматических массивов сопровождается значительным сокращением их объема с появлением многочисленных, закономерно расположенных трещин, разбивающих массив на отдельные блоки различной величины и формы — отдельности. Установление направления трещин отдельности имеет большое практическое значение при разработке магматических пород: оно облегчает их добычу, упрощает механическую разделку пород и вместе с тем эти трещины в известной степени ограничивают возможность использования их трещиноватых разновидностей в строительных целях, так как они становятся досадными дефектами изготовляемой штучной продукции.

 

В зависимости от условий образования магматические породы разделяются на глубинные (интрузивные), излившиеся (эффузивные) и полуглубинные (гипабиссальные). Глубинные породы образуются на больших глубинах в условиях высоких температуры и давления, медленного и равномерного остывания магмы. Оно завершается формированием разновидностей с полнокристаллической структурой, массивной текстурой и равномерным распределением минеральных составных частей в массе породы, любые участки которой одинаковы по составу и структуре ( 8. . Излившиеся породы появляются на поверхности земли в условиях низкой температуры и атмосферного давления при быстрой отдаче теплоты и быстром выделении газообразных веществ из лавы с образованием в ней многочисленных пор, сохраняющихся и после затвердевания.

 

Граниты — широко распространенные в природе кислые породы, содержащие 65—75% SiOi. В их состав входят калиевый полевой шпат (ортоклаз, микроклин) или кислый плагиоклаз в количестве от 40 до 60%, кварц от 20 до 40% и темноцветные минералы (биотит, роговая обманка) от 5 до 20%, которые сообщают светло-серую или красную окраску этим породам. При большом количестве кварца граниты приобретают высокие твердость и хрупкость, а с увеличением содержания роговой обманки становятся более вязкими, однако легче выветриваются, особенно при наличии трещин. Присутствие пирита, большого количества слюды, отсутствие роговой обманки и помутнение окраски полевых шпатов являются нежелательными; для них характерны зернистая структура и массивная текстура. Их мелкозернистые разновидности отличаются более высокими плотностью и прочностью и меньше подвержены процессам выветривания. Предел прочности при сжатии у них колеблется от 100 до 250 МПа, при растяжении — от 2 до 7,5 МПа. Плотность гранитов составляет 2,9 г/см3, а средняя плотность 2500—2800 кг/м Они являются малопористыми породами (содержание пор от 0,5 до 1,5%); обладают низким водопоглощением (около 0,5% по объему); отличаются высокими морозостойкостью и сопротивляемостью истиранию; сравнительно легко поддаются механической обработке (разделке на изделия, шлифованию и полировке), хотя последняя с повышением содержания слюды затрудняется. Граниты недостаточно огнестойки: при нагревании до 900°С и выше они резко снижают прочность в связи с полиморфными превращениями кварца. Граниты находят самое широкое применение в строительстве. Их применяют для изготовления облицовочных плит цокольных этажей зданий, лестничных ступеней и полов, бордюрных камней, при строительстве мостов, гидротехнических сооружений, в качестве щебня для бетона, бутового камня при устройстве фундаментов зданий и др. Крупные месторождения гранитов известны на Кольском полуострове, в Карелии, на Украине, Кавказе, Урале, Алтае, в Прибайкалье и т. д.

 

В составе магматических пород существенное значение имеют оксиды Si02; AI2O3; FeO; MgO; CaO; Na20; K2O; H2O и особенно первый, являющийся надежной характеристикой их химического состава. В зависимости от количественного содержания кремнезема все магматические породы разделяются на ультракислые — свыше 75%; кислые — от 65 до 75%; средние — от 52 до 65%; основные — от 40 до 52% и ультраосновные — менее 40% кремнезема. С уменьшением его содержания возрастает плотность и темнеет окраска магматических пород, так как в их составе увеличивается количество более тяжелых железисто-магнезиальных силикатов. Главнейшими минералами магматических пород являются: кварц, полевые шпаты, плагиоклазы, нефелин, слюды, авгит, роговая обманка и др. Калиевые полевые шпаты и кислые плагиоклазы, кварц и слюды встречаются преимущественно в кислых породах; средние плагиоклазы и роговая обманка — в средних, а основные плагиоклазы и авгит — в основных породах.

 

Диориты являются средними (60—65% SiCh) породами, состоящими из средних плагиоклазов (до 75%) и роговой обманки (25%), наряду с которой могут присутствовать авгит, биотит. Окраска диоритов темно-серая, темно-зеленая до черной. Они характеризуются полнокристаллической равномерно-зернистой структурой и массивной текстурой, высокой прочностью при сжатии (180—300 МПа), большими плотностью и средней плотностью (до 2900 кг/м3), повышенной ударной вязкостью и достаточной устойчивостью к выветриванию, хорошей полируемостью. Эти свойства позволяют использовать диориты в качестве материалов, противодействующих различным вибрационным воздействиям (подпорные камни, фундаменты мостовых сооружений и др.), а также применять как ценный декоративный материал. Месторождения этих пород сравнительно редки и известны на Украине, Кавказе, Урале, в Средней Азии и реже в Крыму.

 

Глубинные породы имеют высокие показатели прочности, средней плотности, а также незначительную пористость, с которой связаны весьма низкое водопоглощение, высокие теплопроводность и морозостойкость. Из этой группы рассматриваются граниты, сиениты, диориты, габбро, перидотиты и пирокеениты, расположенные в порядке уменьшения в них кремнезема.

 

Габбро — тяжелые породы с почти одинаковыми истинной плотностью и средней плотностью около 3100 кг/м3, прочностью при сжатии 200—280 МПа, отличающиеся высокой вязкостью, которая затрудняет их обработку. Месторождения габбро широко Распространены в Карелии, на Кольском полуострове, Украине и др.

 

Сиениты — средние породы, содержащие до 65% SiCh. В отличие от гранитов в них отсутствует свободный кварц. Сиениты содержат до 50—70% кислых полевых шпатов (чаще ортоклаз) и около 25% цветных минералов (роговая обманка и биотит). Из-за отсутствия кварца они являются более мягкими и одновременно более вязкими породами вследствие значительного содержания роговой обманки. Сиениты окрашены обычно в светлые серые, розоватые или зеленоватые тона, имеют среднезернистую структуру и массивную однородную текстуру. Их предел прочности при сжатии составляет 150—180 МПа, а средняя плотность — 2600—2800 кг/см В связи с отсутствием кварца они обрабатываются и полируются лучше гранитов. Сиениты встречаются реже, что снижает их значение как строительного камня.

 

Излившиеся породы являются аналогами глубинных по составу, но сильно отличаются от них структурными особенностями и текстурой. Наличие неполнокристаллической и стекловатой структур, а также немассивной, часто пористой текстуры неблагоприятно отражается на стойкости их к выветриванию и стабильности прочностных показателей. Однако среди них обнаруживается немало плотных и прочных разновидностей, широко применяемых в строительстве: кварцевые порфиры и липариты, бескварцевые порфиры (ортофиры) и трахиты; порфириты и андезиты; диабазы и базальты, расположенные в приведенном порядке по тому же признаку уменьшения кремнезема, что и в группе глубинных пород.

 

Габбро — основные породы, содержащие от 40 до 52% Si0 Из них наиболее распространенными являются массивные полнокристаллические породы серого, темно-серого и темно-зеленого цвета, сложенные примерно равными количествами основного плагиоклаза и диаллага (разновидности авгита). Разновидности габбро, состоящие почти из одного основного плагиоклаза Лабрадора (более 85%), называются лабрадоритами. Они имеют серую и черную окраску с красивыми переливами в синих и зеленых тонах за счет иризации (отражения световых лучей от внутренних плоскостей спайности этого минерала), благодаря чему являются ценным декоративным и облицовочным материалом.

 

Бескварцевые порфиры (ортофиры) и трахиты являются соответственно древними и молодыми излившимися аналогами сиенитов. У ортофиров сильно изменен минеральный состав в связи с появлением в нем вторичных минералов: каолинита, карбонатов, хлоритов и др., которые уплотняют породу, заполняя ее пустоты, и способствуют образованию вторичной микрозернистой структуры. Бескварцевые порфиры окрашены в серовато-зеленый или красновато-бурый цвета. Трахиты — пористые и сильно шероховатые породы белой, серой, желтоватой окраски с ясно выраженной порфировой структурой. Соотношение вкрапленников (кислый полевой шпат) и вулканического стекла в породе сильно варьируется: встречаются плотные зернистые разновидности со средней плотностью от 2200 до 2600 кг/м3 и вместе с тем сильнопористые, напоминающие пемзу. Высокая пористость трахитов способствует их быстрому выветриванию. Они менее прочны, быстро истираются и маломорозостойкие. Предел прочности при сжатии обеих пород невысок и составляет 60—70 МПа. Их используют для изготовления бута, щебня, колотой и тесаной шашки, а также как кислотоупорные материалы. Красивые разновидности ортофиров (алтайские) применяют для отделочных работ. Эти породы хорошо поддаются обработке, но не полируются и быстро истираются. Их месторождения известны на Кавказе (Армения, Пятигорск), на Урале, Алтае, в Казахстане и др.

 

Перидотиты и пироксениты — ультраосновные бесполевошпатовые полнокристаллические породы, содержащие менее 40% SiCh и сходные по своим свойствам. Постоянными минеральными компонентами перидотитов являются оливин (30-—70%), авгит и гиперстен, а пироксениты состоят почти целиком из последних. Обе породы часто содержат примеси рудных минералов, повышающих их среднюю плотность (3000—3400 кг/м3). Отличаются крупно- и среднезернистой структурой и массивной текстурой. Высокая твердость этих пород затрудняет разработку месторождений, а высокая вязкость осложняет их обработку, вследствие чего они применяются в качестве материалов особого назначения в специальных гидротехнических и других сооружениях, для внутренних интерьеров гражданских зданий, а также как поделочный и художественный материалы.

 

Диабазы и базальты — излившиеся древне- и нововулканические аналоги габбро, отличающиеся от него своими структурными и текстурными особенностями.

 

Кварцевые порфиры и липариты — излившиеся аналоги гранитов. Кварцевые порфиры относятся к древним, а липариты — к нововулканическим породам. От гранитов они отличаются порфировой структурой с наличием в мелкозернистой или стекловатой массе породы вкрапленников — крупных кристаллов кислого полевого шпата и реже кварца. Цветные силикаты наблюдаются в виде мелких чешуек биотита или тонких иголочек роговой обманки. Кварцевые порфиры окрашены в красновато-бурые тона и являются плотными породами со средней плотностью 2400—2600 кг/м Предел прочности при сжатии изменяется у них от 130? до 180 МПа в зависимости от содержания кварца и вулканического стекла, значительно повышаясь при увеличении первого и одновременном снижении второго в массе породы. От количества, размеров и степени разрушения вкрапленников зависит пористость пород, с которой связаны величина их водопоглощения и морозостойкости. Липариты — более легкие и пористые по сравнению с кварцевыми порфирами породы белого, светло-серого цвета, содержащие небольшие вкрапления кислого ортоклаза и среднего плагиоклаза, а также повышенное количество нераскристаллизованного вулканического стекла. Обе эти породы применяют для изготовления тесаного камня, бута, щебня и др. Декоративный вид и способность полироваться позволяют применять некоторые разновидности липаритов наравне с гранитами для отделочных работ. Месторождения этих пород имеются на Кавказе (Армения), Урале, в Средней Азии, а также в Казахстане.

 

Базальты представляют собой черную плотную застывшую лаву, находящуюся в скрытокристаллическом или аморфном состоянии с зернистым строением и стекловатой массой. Она заполняет промежутки между зернами различных размеров. Наблюдаются также порфировые разновидности этих пород. В базальтах часто встречаются различные включения (ксенолиты), снижающие их качество как строительных материалов. Они являются твердыми и одновременно хрупкими трудно обрабатываемыми породами, их прочность варьируется в широких пределах от ПО до 500 МПа и в связи с большим содержанием стекла может резко падать; плотность составляет 3,1—3,3 г/см3, а средняя плотность — 3000—3300 кг/м Наиболее ценными считаются свежие мелкозернистые базальты, не содержащие стекла и оливина. Базальты являются хорошими кислотоупорными и электроизоляционными материалами и высоко ценятся как сырье для каменного литья. Литой камень базальтин используют для получения отделочных изделий, труб, химической аппаратуры, отличающихся кислотоупорностью, высокой прочностью (до 800 МПа) и долговечностью. Диабазы и базальты добывают в Карелии, на Украине, Кавказе, Урале, в Забайкалье, на Камчатке и др.

 

Порфириты и андезиты — плагиоклазовые излившиеся аналоги диоритов соответственно древне- и нововулканического возраста. Отличаются пористой текстурой и порфировой структурой с вкрапленниками плагиоклазов или роговой обманки, повышенной выветрелостью и наличием вторичных силикатов — серицита, хлорита и др. Заполняя поры пород, они окрашивают их в сероватые и зеленоватые тона, вследствие чего порфириты называют зеленокаменными породами. Свежие порфириты являются плотными породами со средней плотностью до 2500—3000 кг/м3 и пределом прочности при сжатии 160—250 МПа. Андезиты — менее выветрившиеся серые, желтовато-серые или буроватые пористые породы, сложенные авгитом или роговой обманкой и средним плагиоклазом— андезином, которые встречаются в виде вкрапленников в основной массе плотной или пористой мелкозернистой породы. Порфириты и андезиты достаточно плотные (2700—3100 кг/м3) и прочные породы, с пределом прочности при сжатии от 140 до 250 МПа. Широкий разброс ее значений зависит от пористости. Высокие показатели прочности относятся главным образом к плотным роговообманниковым и авгитсодержащим разновидностям андезитов. Обе породы используют как дорожный камень; пористые легкие разновидности андезитов идут на изготовление стенового материала, из плотных андезитов получают кислотостойкие материалы. Красивые разновидности порфиритов применяют для отделочных работ. Порфириты распространены на Кавказе, Урале, в Средней Азии, на Алтае, Дальнем Востоке, а андезиты — на Украине, Кавказе, в Восточной Сибири.

 

Особой разновидностью вулканических стекол является пемза, образовавшаяся при быстром остывании средних и кислых лав на поверхности воды или влажной почвы, сопровождаемом бурным выделением паров и газообразных компонентов. Она отличается высокой пористостью (до 60—80%) и легкостью (средняя плотность в пределах 300—900 кг/м3), малым пределом прочности при сжатии (от 1,5 до 6 МПа) и теплопроводностью 0,12—0,20 Вт/(м-К). Пемза негигроскопична, характеризуется достаточной морозо- и огнестойкостью. Используется как заполнитель в легких бетонах и гидравлическая добавка в производстве цемента. Месторождения ее известны на Северном Кавказе, в Армении, Средней Азии и на Камчатке.

 

Диабазы имеют скрытокристаллическую структуру, характерную тем, что промежутки между переплетенными кристаллами основного плагиоклаза (Лабрадора) заполнены мелкозернистой ав-гитовой массой. Они окрашены в зеленые и зеленовато-серые тона. В связи с большим содержанием,железисто-магнезиальных силикатов диабазы отличаются значительной вязкостью, высоким пределом прочности при сжатии (от 300 до 450 МПа) и средней плотностью 2700—2900 кг/м Имеют средние значения твердости и обрабатываемости и хорошо полируются.

 

Вулканические пеплы — мелкие порошкообразные массы частиц неправильной формы, выброшенные во время извержений и осевшие на поверхности лавовых потоков, а также вокруг вулканических конусов. Они состоят из мельчайших обломков вулканического стекла и кристаллических зерен некоторых минералов, особенно кварца. Размеры частиц вулканических пеплов колеблются от 0,1 до 2 мм. В пеплах содержится свыше 65% частиц мельче 0,15 мм преимущественно кремнистого состава. Рыхлые массы, сложенные более крупными частицами (до 5 мм), называются вулканическими песками. Вулканические пеплы являются активными минеральными добавками при производстве цементов. Их месторождения распространены в Крыму (Карадаг).

 

Среди излившихся пород заметное место занимают вулканические стекла: почти безводный аморфный черный или красно-бурый обсидиан; мелкопористый светло-серый или коричневый перлит с содержанием до 3—4% воды; зеленоватый или бурый смоляной камень (пехштейн) кристаллитного строения с большим количеством воды. В последние десятилетия из вулканических стекол получают вспученный перлит — легкий и пористый материал с хорошими зву-ко- и теплоизоляционными свойствами; применяют в виде заполнителей в легких бетонах, фильтрующих и изоляционных материалах, как сырье для получения высококачественных стекол. Самые крупные их месторождения находятся в Армении.

 

Туфовые лавы образуются при быстром вспенивании изливающихся лав при резком падении давления и одновременном примешивании к ней разнообразного вулканического материала. Количественное соотношение лавы и твердого обломочного материала в ней варьирует в широких пределах с образованием многочисленных разновидностей, различных по составу, строению, окраске и физико-механическим свойствам. Как и вулканические туфы, они обладают большой пористостью и стекловатой структурой. Представителем этих пород может служить артикский туф — декоративный и стеновой материал розово-фиолетового цвета со средней плотностью 750—1400 кг/м3 и плотностью около 2,6 г/см3, пористостью от 45 до 70% и теплопроводностью 0,55—0,62 Вт/(м-К).

 

К вулканогенным породам относят рыхлые вулканические пеп-лы, пески и сцементированные — вулканические туфы, туфовые лавы.

 

Осадочные породы представляют особый интерес для строителей, так как служат основаниями и средой для различных сооружений и повсеместно доступны в качестве строительных материалов. Они имеют вторичное происхождение, поскольку исходным материалом для их формирования являются продукты разрушения ранее существовавших пород. Процесс образования осадочных пород протекает по схеме: физическое и химическое выветривание пород, механический и химический перенос, отложение и накопление продуктов их разрушения и, наконец, уплотнение и цементация рыхлого осадка с превращением его в породу. .Все осадочные породы имеют одинаковые формы залегания в виде пластов, с которыми связаны их характерные текстурные признаки — слоистость и пористость. Последняя особенно важна, так как оказывает большое влияние на физико-механические свойства пород: прочность, среднюю плотность, водопоглощение, морозостойкость, механическую обработку и др.

 

Вулканические туфы образуются путем цементации и уплотнения вулканических пеплов и другого твердого материала. Цементом служат вулканический пепел, кремнезем, глина и продукты разложения пепла. Они различны по строению и характеризуются непостоянными химическими и физико-механическими свойствами. Наиболее ценными считаются камневидные туфы липоритового состава с повышенным содержанием растворимого кремнезема — трассы, употребляемые в качестве гидравлических добавок к цементу- Рыхлые землистые разновидности их называют пуццоланами. Месторождения вулканических туфов известны в Армении, Крыму (Карадаг).

 

По условиям образования осадочные породы делятся на три группы: обломочные, химические и органогенные. Между ними существуют переходные разновидности смешанного генезиса.

 

Вулканические туфы и лавы отличаются стойкостью к выветриванию, малой теплопроводностью, хорошей морозостойкостью, легко обрабатываются, но не полируются. Прочность их составляет 5—20 МПа, а более плотных — до 50 МПа. Употребляются в качестве стенового материала, бутового камня. Отходы от их разработки используют как заполнитель в легких бетонах. Месторождение туфовых лав находится в Армении.

 

К рыхлым грубообломочным породам относятся разновидности с окатанной и угловатой формой, образовавшиеся в результате накопления крупных обломков. Среди них выделяют обломки размером 1000—100 мм, называемые валунами (окатанные) или глыбами (угловатые); 100—10 мм — галькой (окатанные) или щебнем (угловатые); 10—1 мм — гравием (окатанные) или дресвой (угловатые).

 

Осадочные породы отличаются многообразием структур ( 8. и текстур с широким варьированием формы, размеров частиц и их соотношения у различных представителей. Для них характерно большое разнообразие минеральных компонентов, более простых по химическому составу, и являющихся преимущественно осадочными новообразованиями, совпадающими по составу с некоторыми магматическими минералами. Среди породообразующих минералов встречаются осажденные из водных растворов карбонаты, сульфаты, водный кремнезем; вторичные (глинистые) продукты выветривания материнских пород — каолинит, монтмориллонит; слюдистые минералы, гидроксиды А1 и Fe; реликтовые минералы, сохранившиеся без изменения, — магматический кварц, полевые шпаты, а также обломки пород различного генезиса и остатки организмов. Некоторые представители осадочных пород растворяются в воде, например каменная соль (галит), гипс, известняки.

 

Галька и гравий образуются аналогично, при переносе обломков на большие расстояния реками, горными потоками, а также под действием морского прибоя, приобретая при этом различную степень окатанности и сортировки. Качество гравия обусловливается его генезисом, минеральным составом, содержанием глинистых и органических примесей и пр. Лучшей разновидностью гравия считается ледниковый, который менее окатан. Гравий применяют в железобетонных сооружениях, дорожном строительстве и как фильтрующий материал.

 

Породы обломочного (механического) происхождения являются продуктами механического разрушения каких-либо материнских пород и сложены преимущественно обломками устойчивых к выветриванию минералов и пород. Они разделяются по крупности обломков на грубообломочные, среднеобломочные (песчаные), мелкообломочные (пылеватые) и тонкообло-мочные (глинистые). Среди них только глинистые породы являются продуктами химического разложения материнских пород, остальные же породы сложены обломками, не подвергшимися существенному выветриванию. Независимо от размеров частиц обломочные породы могут быть рыхлыми или сцементированными.

 

Песчаные (среднеобломочные) породы представляют собой рыхлую смесь зерен с размерами от 1 до 0,1 мм. Их принято разделять по крупности зерен на крупнозернистые с диаметром частиц от 1 до 0,5 мм; среднезернистые — 0,3—0,5 мм; мелкозернистые — от 0,25 до 0,1 мм. Пески состоят преимущественно из кварца, наиболее устойчивого к химическому выветриванию минерала. Чистые кварцевые пески светлой окраски являются мономинеральными породами. Смешанные (полимиктовые) пески состоят из смеси минералов, в которых кроме кварца находятся полевые шпаты, слюды, амфиболы и др. Среди них наибольшее распространение имеют аркозовые пески красного или серого цвета, преимущественно кислого полевошпатового состава, с небольшой примесью кварца и других минералов. Наибольшей чистотой и однородностью зерен отличаются морские и золовые отложения; морские и речные пески имеют окатанную, а ледниковые — угловатую, наиболее благоприятную для строительных целей форму зерен. Вредной примесью к пескам являются глинистые и пылеватые фракции (0,05—0,005 мм). При оценке качества песка как строительного материала учитывают его минеральный и гранулометрический составы, форму зерен, пористость, коэффициент фильтрации и др. Плотность песков составляет 2,64 г/см3, а средняя плотность — 1800 кг/м Они служат главным сырьем для получения керамики, динаса, стекол, бетонов и растворов, кирпича; используются для дорожных покрытий, в абразивном производстве. Распространены повсеместно.

 

Валуны (валунный камень) состоят из грубоокатанных обломков, обработанных и перенесенных водой или ледником. По генезису валунный камень может быть ледниковым, речным, морским, озерным. Более мелкие его разновидности размером 120—300 мм называют булыжным камнем. Крупный валунный камень, поступающий на строительство, нуждается в предварительной переработке на штучный материал — шашку, бутовый камень и др.

 

Они отличаются просадочностью, легко размокают в воде. Используются в цементной промышленности как добавка в бетоны, в производстве кирпича, черепицы и др. Распространены в европейской части нашей страны, на юге Украины, в Средней Азии, южной Сибири.

 

Глыбы, щебень идресва представляют собой скопления угловатых обломков скальных пород, разнородных по минеральному составу. Эти отложения особенно характерны для пустынных и полярных районов с интенсивно протекающими процессами физического выветривания. Они достаточно широко распространены в средней и северной полосе европейской части нашей страны.

 

Полиминеральные глины — сырье для производства кирпич-но-черепичных изделий, грубой керамики, глинозема, огнеупоров и т. д.

 

Пылеватые (мелкообломочные) породы состоят из частиц размером от 0,1 до 0,01 мм и отличаются от песчаных содержанием более мелких частиц. Представителем этих пород является лесс — светлоокрашенная пористая (46—50%) порода, содержащая кварц, полевые шпаты, до 30% кальцита и до 50% глинистых минералов. Плотность лессов составляет 2,5—2,8 г/см3, а средняя плотность — 1200—1800 кг/м3.

 

Каолинитовые глины относятся к континентальным отложениям и образуются в условиях кислой среды. Они используются в произ-водстве фарфорофаянсовых изделий, цемента, шамота. Месторождения каолинитовых глин находятся на Урале, Украине, в Сибири и др.

 

Глинистые (тонкообломочные) породы состоят более чем наполовину из мельчайших (менее 0,01—0,001 мм) чешуеобразных частиц глинистых минералов, среди которых не менее 25% имеют размеры менее 0,001 мм. Глины образуются при выветривании полевошпатовых и некоторых других силикатных пород и состоят преимущественно из глинистых минералов типа каолинита, монтмориллонита и гидрослюд с примесью кварца, слюды, вторичного кальцита, опала и др. Большинство глин — полиминеральные, однако среди них имеются наиболее ценные мономинеральные: каолинитовые и монтмориллонитовые разновидности. Главным фактором при применении глин в строительстве и производстве строительных материалов является их минеральный состав.

 

Сцементированные обломочные породы образовались путем цементации рыхлых пород разнообразными химическими веществами. Наиболее прочным является кремнеземистый цемент (вторичный кварц, опал, халцедон), менее прочны железистый (лимонит), карбонатный (кальцит) цементы, малой цементирующей способностью отличается глинистый цемент. Ниже приводится описание главных представителей этой группы.

 

Каолинитовые глины сложены в основном каолинитом и сравнительно свободны от примесей оксидов железа. Они представляют собой белые тонкозернистые, жирные на ощупь малопластичные породы, являющиеся продуктами разложения (гидролиза) алюмосиликатов диссоциированной водой, содержащей свободные ионы водорода и растворенную СО

 

Конгломераты — сцементированные природным цементом скопления гальки, гравия, мелких валунов и др., отличающиеся от брекчии пестротой петрографического состава, широким диапазоном прочности (от 5 до 160 МПа) и изменением средней плотности в интервале 1500—2900 кг/м По сравнению с брекчиями конгломераты отличаются меньшей прочностью, так как окатанный обломочный материал довольно слабо связывается с цементом. Практическое значение этих пород невелико, однако их характерная структура (вяжущее + рыхлый материал) является прототипом самой распространенной структуры ИСК. Слабо сцементированные их разновидности используют для получения балласта, а красивые — как отделочные, декоративные камни. Мощные отложения конгломератов известны в Крыму и Средней Азии.

 

Монтмориллонитовые глины появляются при разложении вулканических пеплов в щелочной среде. Среди них выделяются сильно набухающие в воде натровые глины с преобладанием катиона Na над катионами Са, Mg и К и неразбухающие кальциевые — с преобладанием Са над катионами Na и Mg. К первым относятся бентониты и флоридины, породы белой, серовато-белой, розоватой и другой окраски, характерная особенность которых — сильное набухание при увлажнении с увеличением объема примерно в 16 раз и более и высокая адсорбционная способность. Большинство этих глин обладает резко выраженной пластичностью при затворении водой, сохраняя при высыхании приданную им форму, а после обжига образуют камневидные массы. С увеличением в глинах механических примесей пластичность их быстро снижается. Монтмориллонитовые глины являются замечательными адсорбентами, так как обладают высокой поглотительной способностью. Их месторождения имеются в Крыму, Приднепровье, Закарпатье, Средней Азии, Грузии.

 

Породы химического происхождения (хемогенные) образовались в результате выпадения из истинных и коллоидных водных растворов различных веществ. Важное значение имеют слаборастворимые и подвижные соединения карбонатов Са и Mg, а также легкорастворимые сернокислые и галоидные соединения — гипсы и ангидриты, осаждающиеся при испарении пересыщенных растворов в замкнутых морских бассейнах или озерах, к которым относятся отложения плотных и оолитовых известняков и известковых туфов, магнезита. Важным структурным признаком этих пород являются форма и размеры зерен с характерным для них появлением ооли-тов — скорлуповатых зерен округлой или эллипсоидальной формы размером от 1 до 5 мм и сферолитов — кристаллических агрегатов игольчатого строения, а также зернистых структур. Текстуры химических пород аналогичны обломочным. Окраска их разнообразна и зависит от примесей. Ниже приводится описание пород этой группы.

 

Брекчии — компактные породы, состоящие из угловатых обломков дресвы или щебня, сцементированных каким-либо цементом. Петрографический состав этих обломков отличается однородностью. Угловатая форма обломков обеспечивает хорошее сцепление их с природными цементами, поэтому брекчии, при некоторых видах цементов, имеют достаточно высокую прочность и используются как отделочные камни. Брекчии имеют ограниченное распространение.

 

Оолитовые известняки сложены оолитами кальцита, равномерно погруженными в цементирующую массу углекислого кальция или, реже, глины и плотно соприкасающимися между собой. Они — пористые, малоустойчивые к выветриванию и недостаточно морозостойкие породы. Прочность наиболее плотных их разновидностей мала и составляет всего 16—20 МПа. Применяют их для изготовления воздушной и гидравлической извести, цемента и др. Широко распространены в Крыму, Молдавии, на Урале, Кавказе и др.

 

Песчаники образуются путем цементации зерен песка при просачивании через них разнообразных минеральных растворов. В зависимости от разновидности цементов различают кремнистые, известковые, железистые, гипсовые, глинистые, битуминозные и другие виды песчаников. Их прочность определяется видом природного цемента, характером его сцепления с зернами песка, плотностью породы. Она колеблется в пределах от 1 до 150 МПа и выше, а средняя плотность — от 1900 до 2800 кг/м Наиболее прочными (100—150 МПа и более) являются кремнистые песчаники со средней плотностью до 2800 кг/м Малой прочностью отличаются глинистые песчаники, легко разрушающиеся при насыщении водой или циклическом замораживании и оттаивании; известковые песчаники неводостойкие. В битуминозных песчаниках битум, пропитывающий толщи пород, составляет до 20% их массы. Окраска песчаников зависит от цемента: кремнистые и известковые имеют белые и светлые тона, железистые — желтые и красноватые и т. д. Их применяют для получения стенового камня, бута, щебня, а также декоративного отделочного материала. Разновидности песчаников, содержащие не менее 97% кремнезема, идут на изготовление кислотоупорных материалов и сырья, для получения огнеупоров, абразивов и др., используются в сооружениях. Широко распространены в Карелии, на Украине, в Поволжье и др.

 

Магнезиты — светлоокрашенные породы, состоящие из минерала магнезита. Прочность и плотность их выше, чем у известняков, но в природе они встречаются реже. Магнезиты являются сырьем для производства огнеупорных изделий, а скрытокристалличе-ские разновидности — плотностью 2,9—3,0 г/см3 — для изготовления минеральных вяжущих (каустического магнезита) и изделий на их основе. Наша страна богата крупными месторождениями высококачественного магнезита, главнейшие из которых находятся на Южном Урале, Дальнем Востоке и др.

 

К карбонатным породам относятся микрозернистые (афанито-вые) известняки, а также мономинеральные породы, сложенные кальцитом, с зернистой или кристаллической структурой, пористой или кавернозной текстурой; в зависимости от текстуры средняя плотность известняков изменяется в пределах 2600—2000 кг/м3, снижаясь до 1000 кг/м3 у сильнопористых и кавернозных разновидностей. Пористость прочно сцементированных известняков не превышает десятых долей процента, а у слабосцементированных — достигает 15—20% и выше. Окраска их разнообразна: белая, серая, желтоватая— до черной в зависимости от примесей. Месторождения хемогенных известняков известны в европейской части нашей страны, в Крыму, на Кавказе и др. Используют их в строительстве.

 

Ангидриты — более плотные породы с пределом прочности при сжатии 60—80 МПа и средней плотностью от 2800 до 2900 кг/м Гипс и ангидрит служат сырьем для производства вяжущих, а на их основе — гипсобетонных изделий; применяются как стеновой материал, а также для внутренней отделки зданий. Месторождения их известны в европейской части нашей страны на Средней Волге, в Башкирии, на Урале, в Средней Азии, на Украине, в Донбассе, на Кавказе и др.

 

Известковые туфы — высокопористые, ноздреватые породы, сложенные кальцитом, выпадающим из холодных и горячих углекислых источников при выходе их на поверхность земли. Они отличаются легкостью, небольшой средней плотностью (до 1650 кг/м3) и малой прочностью, обычно около 10 МПа, хотя у плотных разновидностей (травертино), образовавшихся из горячих источников, она может достигать 80 МПа. Из известковых туфов получают известь, применяют их в производстве цемента, а также в качестве стенового, декоративного материала (травертино) и в строительстве. Их месторождения известны в районе Санкт-Петербурга, Крыму, на Кавказе (Пятигорск).

 

Кремнистые породы сложены опалом, минералами группы халцедона и осадочным кварцем. Они образуются в холодных морях, реже в озерных водоемах при непосредственном участии диатомовых водорослей, радиолярий, губок и других организмов, концентрирующих в своих скелетах опал. Среди них выделяют пластовые породы и конкреционные, сложенные кремнистыми желваками (конкрециями), которые встречаются реже первых и часто рассеяны в других породах — известняках, глинах. Главными представителями пластовых пород являются диатомиты, трепелы, опоки и яшмы, образующие отложения большой мощности.

 

Сульфатные породы. Главными представителями их являются гипс и ангидрит — мономинеральные породы зернисто-кристалли-ческой структуры, сложенные минералами одноименного названия с возможными небольшими примесями глины, песка, органических веществ и др. Гипсы имеют светлую (белую, желтую, серую до темной)окраску, в зависимости от примесей характеризуются пределом прочности при сжатии около 80 МПа и средней плотностью 2200 кг/м3.

 

Трепелы — светлоокрашенные рыхлые, легкие и пористые опаловые породы, внешне неотличимые от диатомитов, одинакового с ними химического и минерального состава и несколько большей средней плотностью (500—1300 кг/м3). По физико-химическим свойствам они близки между собой: высокопористы, огнеупорны и кислотоупорны, плохо проводят звук и теплоту, отличаются большим водопоглощением, используются как адсорбенты, изоляционные, фильтрующие, шлифующие строительные материалы. Крупные месторождения диатомитов и трепелов имеются в европейской части нашей страны, Поволжье, а также в Грузии, на Украине.

 

Породы органогенного происхождения образовались при непосредственном или косвенном участии организмов, способных извлекать из растворов или морских вод необходимые для их жизнедеятельности соединения и концентрировать их в твердых частях тела. Для этих пород характерны цельнораковинные (биоморфные) и органогенно-детритовые структуры, состоящие из обломков раковин. Из этой группы рассматриваются породы кремнистого (силициты) и карбонатного составов.

 

Яшмы сложены микрозернистым (скрытокристаллическим) халцедоном Si02 и отличаются полосчатой темно-красной, желтовато-зеленоватой или черной окраской. Являются очень твердыми, крепкими, однородными тонкозернистыми породами и используются в качестве прочного декоративного и поделочного материала. Они широко распространены на Урале, Тянь-Шане и других древних складчатых областях.

 

Диатомиты — белые или желтоватые рыхлые породы, состоящие из мельчайших слабосцементированных кремнистых скорлупок — диатомей. Макроскопически они похожи на мел, от которого отличаются отсутствием реакции вскипания с НС1 и повышенной гидрофильностью. Диатомиты —- легкие (средняя плотность 400—950 кг/м3), не тонущие в воде с высокой (до 90—92%) пористостью породы.

 

Карбонатные породы органического генезиса сложены преимущественно кальцитом с примесями кремнезема, глинистых и песчаных частиц, оксидов железа и др. Широко распространены органогенные известняки, образованные путем накопления продуктов жизнедеятельности растительных и животных организмов на дне мелководных теплых морей: ракушечники, коралловые известняки, мел. Органогенные известняки залегают пластами значительной мощности в несколько десятков метров. Главными их структурами являются цельнораковинная (биоморфная), органогенно-детрито-вая, образованная угловатыми обломками раковин, вторичная, появившаяся при изменении зерен вторичными процессами, а также смешанная. По текстурному признаку выделяются плотные, мелко-и крупнопористые, а также кавернозные разновидности. В связи с различной пористостью средняя плотность известняков колеблется от 1200 до 3100 кг/см Значительные изменения физико-механических свойств вызываются не только их пористостью, но и содержанием глинистых примесей: предел прочности при сжатии колеблется от 10 до 200 МПа, водо- и морозоустойчивость также сильно снижаются. При содержании глины до 2% известняки считаются чистыми. Их применяют в строительстве и промышленности строительных материалов как бутовый камень, щебень, стеновые блоки, сырье для получения вяжущих веществ, огнеупоров и т. д. Распространены органогенные известняки повсеместно: мощные отложения их известны в Сибири, на Урале, в Средней Азии, Ленинградской области, а также в Приднепровье, Крыму, на северо-западе европейской части нашей страны, на Кавказе. Разновидностями органогенных известняков являются ракушечники, мел. Ракушечники — пористые породы со средней плотностью 1000—1700 кг/м3, невысокой прочностью (от 10 до 60 МПа) и большим (до 30%) водопоглощением. Мел — микрозернистая, слабосцементированная мягкая порода, сложенная мельчайшими частицами скелетов карбонатных водорослей и одноклеточных животных — фораминифер. Вследствие малой прочности мел очень выгодно использовать в цементной промышленности, для получения чистой белой извести, в производстве стекла, углекислоты, как активный наполнитель пластмасс, резиновых изделий и т. д. Месторождения мела имеются в Среднем Поволжье; Курской, Воронежской, Белгородской областях, на Украине и др.

 

Опоки представляют собой сцементированные кремнистым веществом трепелы или диатомиты. Состоят они из опалового кремнезема, количество которого варьируется за счет непостоянного содержания в их составе примесной глины. Опоки — крепкие и очень легкие, сильнопористые породы палевого, светло-желтого, серого всех оттенков до черного цвета. Некоторые их разновидности внешне сходны с трепелами и диатомитами (мягкие опоки), другие же являются камнеподобными, твердыми и плотными породами. Средняя плотность опок колеблется от 1200 до 1500 кг/м3 и находится в соответствии с их высокой пористостью (до 30—40%). Они имеют низкий предел прочности при сжатии — до 1—3 МПа, и, как правило, не морозостойкие. Применяются в качестве стенового материала, заполнителей в легких бетонах, дорожного материала, сырья для получения белых вяжущих веществ и различных добавок. Крупные месторождения опок находятся в районах Средней и Нижней Волги, на Урале.

 

Остальная часть горючих сланцев — неорганическая, преимущественно кремнеземистая или карбонатная. В отличие от других пород, именуемых сланцами (глинистыми, слюдистыми и др.) и относящихся к горным породам метаморфического происхождения, горючие сланцы не являются следствием метаморфизма пород и, как отмечалось выше, имеют тонкослоистую и плиточную текстуры, т. е. название «сланцы» условное, по некоторому отдаленному сходству с ними.

 

Кремни (конкреционные силициты) встречаются в разнообразных вмещающих породах в виде пластов, линз, желваков и состоят из опала и халцедона, иногда с примесью кварца. Наиболее распространены однородные, очень твердые микрозернистые, часто полосчатые, серого, красноватого, черного цвета кремни. Они используются исключительно как абразивный материал.

 

Органические остатки (в основном растений) в болотах или в других непроточных водоемах (озерах) постепенно превращаются в торф, что является первой стадией углеобразования; торф в дальнейшем переходит в бурый, а затем и в каменный уголь. Содержание свободного углерода постепенно увеличивается с уменьшением количества других элементов (кислорода, водорода, азота и др.). Наиболее богат углеродом антрацит.

 

Среди осадочных пород органогенного происхождения значительное место занимают каустобиолиты — горючие полезные ископаемые: каменный уголь, жидкая нефть, горючие газы, торф и др! Все они являются продуктами жизнедеятельности организмов (главным образом растений), создающих совершенно новое вещество из газов атмосферы и воды за счет энергии Солнца (фотосинтеза, см. 7. . Для образования этого нового вещества служат либо органическое вещество растений — древесины, корней, листьев, плодов, клеточной ткани, споры, кожицы (кутикулы) высших растений и их смолистых выделений, либо продукты их разрушения, либо органическое вещество простейших животных. Изменение таких органических веществ с превращением в ископаемую горючую породу происходит в условиях свободного доступа кислорода, вследствие чего протекают не только процессы окисления (горения), но и переход этого органического вещества в газ (истлевание). В условиях когда отсутствует свободный доступ кислорода и не имеется, следовательно, горения, например процессы протекают под толстым слоем застойной воды, органическое вещество (водоросли, мелкие животные) накапливается и медленно разлагается или гниет. Происходит восстановление и обогащение водородом с переходом вещества в битум или сапропель (гнилой ил), а в последующий период времени — формирование углей, горючих сланцев и нефти. Из ископаемых сапропелитов наиболее распространены горючие сланцы — темные, тонкослоистые плиточные породы, легко загорающиеся, с резким запахом жженной резины. Они состоят из 50—60% и более горючего вещест-ва (остатков водорослей и однородной разложившейся массы).

 

К группе осадочных пород относятся также некоторые горные породы, пропитывающиеся в природных условиях битумом или нефтью, именуемые как асфальтовые или битумные породы — известняки, песчаники, мергали и др. Они служат для получения природного битума и порошкообразного материала (асфальтового порошка).

 

Горючие сланцы не используют как топливо вследствие большой их зольности. Они подвергаются перегонке на газ с получением побочного продукта в виде сланцевого дегтя, используемого в строительстве.

 

Мергели содержат от 25 до 75% СаСОз и являются переходными между карбонатными и глинистыми породами. При содержании 25—50% глины в составе известняков образуются собственно мергели, которые с повышением содержания глины до 50—75% переходят в глинистые мергели, а при последующем ее увеличении превращаются в известковистые глины. В составе мергелей вместо кальцита могут находиться доломит и кремнезем, образуя, соответственно доломитовые и кремнеземистые мергели. Мергели — тонкозернистые, однородные по структуре, желтые, серые, темно-серые, неустойчивые к химическому выветриванию породы с физико-химическими свойствами, зависящими от содержания глины. Средняя плотность их составляет 1900—2500 кг/м3, а предел прочности при сжатии — 60 МПа. Они быстро диагностируются с помощью НС1 — бурно вскипают с образбванием на поверхности породы грязного пятна, чего не наблюдается при аналогичной реакции у известняков. . Мергели являются лучшим сырьем для производства цементов, и на их базе работают крупнейшие комбинаты (Новороссийск, Амвроси-евка и др.). Их месторождения широко распространены в пределах Русской равнины, на Украине. Особенно ценными являются мергели черноморского побережья Кавказа, залегающие мощными пластами между Новороссийском и Геленджиком.

 

Богатейшие залежи бурых и каменных углей встречаются среди толщ осадочных пород всех геологических систем, начиная с девонской. Для строительных целей используются побочные продукты — дегти и смолы при коксовании и газификации каменных и бурых углей.

 

Метаморфические (вторичные) породы образовались под воздействием высоких температуры й давления, химически активных газообразных веществ и горячих растворов, циркулирующих в породах. Воздействию этих факторов, особенно проявляющихся при тектонических процессах, подвергаются как магматические, осадочные, так И ранее метаморфизованные породы.

 

Смешанные породы представляют собой смеси карбонатных и глинистых пород, к которым относятся доломиты и мергели. Д о-ломитами называют породы, состоящие преимущественно из минерала, одноименного с породой, т. е. доломита, в котором содержится до 46% магнезита. Макроскопически они похожи на известняки и опознаются по реакции «вскипания» с НС1 (но только подогретой). Окрашены в белый, серый, желтый цвета. При выветривании доломиты покрываются рыхлым желтовато-серым налетом (доломитовой мукой). В природе имеются залежи и доломитовой муки, например, на Верхней Волге, во Владимирской области. Для доломитов характерны сахаровидные, зернистые, плотные структуры и разнообразные, от плотной до пористой (кавернозной) и, часто, трещиноватые текстуры. Камневидные доломиты характеризуются средней плотностью от 2700 до 2900 кг/м3 и пределом прочности при сжатии 60—150 МПа, которые изменяются в более узких пределах, чем у известняков. Они более твердые и плотные породы, но при нагревании диссоциируют раньше известняков. Доломиты применяют наравне с известняками как строительный камень (плиты, бут, щебень) и сырье для производства вяжущих веществ (каустический доломит, доломитовая известь), а также при получении огнеупоров и теплоизоляционных материалов, стекла и т. п. Месторождения доломитов известны в Московской области, Поволжье, на Урале, Северном Кавказе, в Крыму и др.

 

Гнейсы — светлоокрашенные серые, красноватые и других оттенков кристаллически-зернистые породы, образующиеся при метаморфизме кислых магматических и осадочных пород. Среди них различают ортогнейсы, появившиеся из гранитных или кислых порфировых, и парагнейсы — результат метаморфизма осадочных пород: аркозовые песчаники, рыхлые скопления кварца, полевого шпата, слюд и др. Ортогнейсы по минеральному составу сходны с гранитами, но отличаются от них слоистой или полосатой текстурой, с которой связано появление анизотропии и ухудшение свойств породы. Тонкослоистые гнейсы не отличаются морозостойкостью и сравнительно быстро выветриваются. При этом разрушение происходит еще быстрее, если они содержат пирит. Средняя плотность их составляет 2400—2800 кг/м3, а наибольший предел прочности при сжатии (перпендикулярно слоистости) изменяется от 100 до 200 МПа и уменьшается в параллельном направлении примерно в 2 раза. Слоистость облегчает добычу и переработку гнейсов, но при этом образуется нежелательная лещадность щебня. Они используются в виде облицовочных плит, для кладки фундаментов, в качестве мостильного и бутового камня и др. Гнейсы являются самыми распространенными метаморфическими породами. Их месторождения известны в Карелии, на Кольском полуострове, в Восточной Сибири, Средней Азии, на Украине, Кавказе и др.

 

Алл и товые (алюминиевые) породы состоят преимущественно из гидроксидов А1, часто с большим содержанием оксидов Fe. К ним относятся бокситы, состоящие в основном из гидроксидов алюминия с примесью опала, глинистых минералов. Чистые разновидности бокситов содержат до 65—75% глинозема и до 25—35% воды. Окраска их может быть белой, охристо-желтой, бурой в зависимости от содержания оксидов железа. В структурно-текстурном отношении они могут быть микрозернистыми твердыми или рыхлыми разновидностями, похожими на глину. Бокситы используют для получения глиноземистых цементов, огнеупорных материалов, адсорбентов и др. Крупные месторождения их имеются на Урале, в Ленинградской области.

 

При дальнейшем повышении давления и температуры филлиты преобразуются в другие разновидности сланцев: слюдяные, хлоритовые, тальковые и т. д. Особое место занимают шунгитовые сланцы — древние (докембрийские) метаморфизованные осадочные породы плотной структуры, сложенные шунгитовым (аморфным графитовым) веществом. Они окрашены в темно-серый иногда черный цвета, отличаются средней плотностью 2700—2900 кг/м3, прочностью при сжатии 140—300 МПа, а при изгибе — .35—55 МПа и водопоглощением до 0,16—0,38%. Особо ценным свойством этих пород является их способность превращаться в легкий пористый заполнитель — шунгизитовый гравий. При этом наиболее активное и полное вспучивание при обжиге проявляется У шунгитовых пород, содержащих 1,2—5% шунгитового вещества с частицами размером около 0,02 мкм, равномерно распределенного в кварц-плагиоклазхлоритовой силикатной массе. В последней хлорит может заменяться слюдой или же хлорит и слюда могут присутствовать одновременно. Особенностью шунгизитового гра-вия является наличие стекловатой структуры и исключительная инертность по отношению ко всем агрессивным средам.

 

Результат такого воздействия — изменение структурных и текстурных свойств, а иногда и химического состава пород. Минеральный состав метаморфических пород сходен с составом материнских пород, но наряду с первичными минералами: кварцем, полевыми шпатами, амфиболами, слюдами — появляются вторичные, характерные только для метаморфических пород: гранаты, хлориты, серпентин и др. Они имеют кристаллически-зернистую (кристаллобластовую) структуру с вытянутой формой частиц и разнообразные виды текстур. Наиболее типичными текстурами являются сланцеватая с параллельным расслоением в одном направлении чешуйчатых, листоватых, пластинчатых минералов; полосатая (гнейсовая) с линейным расположением чередующихся полос различного минерального состава, а также массивная текстура, развивающаяся при перекристаллизации однородных первичных пород без изменения расположения их зерен ( 8. . Формы залегания метаморфических пород соответствуют формам залегания материнских магматических и осадочных пород. К наиболее распространенным метаморфическим породам относятся гнейсы, кристаллические сланцы, кварциты и мраморы.

 

Кварциты образуются путем метаморфизации кварцевых песков и песчаников под влиянием динамотермического метаморфизма с преобладанием высоких температур и превращаются в кварциты — очень плотные и твердые мелко- и среднезернистые (гранобластовые) белые, желтые, серые, красноватые породы с массивной или сланцеватой текстурой. Наряду с кварцем (до 95—99%) они могут содержать различные примеси: слюды, гематит, хлориты и др. Кварциты погодоустойчивые и прочные породы: предел прочности их 100—400 МПа, а средняя плотность 2800— 3000 кг/м Они отличаются слабым сцеплением с вяжущими, большой хрупкостью и трудно обрабатываются; имеют высокую огнеупорность, кислото-и щелочестойкость и применяются главным образом в производстве динаса, а также как абразивный, кислото- и щелочестойкий материал. Красивые разновидности кварцитов — прекрасный декоративный и облицовочный материал. Разновидности со значительным содержанием (более 40%) железистых минералов служат рудами (Криворожье, Курская магнитная аномалия). Месторождения кварцитов известны в Карелии, Ленинградской области, Криворожье, КМА, на Алтае и др.

 

Кристаллические сланцы образуются из магматических или осадочных пород путем метаморфизации. Наиболее сильно изменяются глины, которые уже при слабом влиянии метаморфизма превращаются в глинистые сланцы, а с дальнейшим его усилением претерпевают полную перекристаллизацию и переходят в филлиты — темно-серые и красноватые тонкосланцеватые породы, состоящие из вторичного кварца, серицита и хлорита. Они отличаются способностью раскалываться на ровные тонкие пластинки и, обладая достаточной плотностью, вязкостью, твердостью и водостойкостью, используются как местный кровельный материал. Филлиты имеют предел прочности при сжатии 50—240 МПа, плотность — около 2,7 г/см3 и пористость — 0,3—3%.

 

Шунгитовые сланцы применяют в качестве сырья для получения шунгизитового гравия, черного цемента, красок, добавок при изготовлении силикатного кирпича, штучных плит для полов, плинтусов, а также как декоративный и скульптурный материалы. Шунгитовые сланцы добывают в Карелии. Различные разновидности других кристаллических сланцев встречаются во многих районах Сибири, Урала, Кавказа.

 

Мраморы возникают в природе в результате перекристаллизации известняков и доломитов преимущественно под влиянием ди-намотермального метаморфизма с преобладанием температурного фактора. Чаще всего они появляются на контакте карбонатных пород с интрузиями и представляют собой равномерно-зернистые массивные или слоистые породы, окрашенные в разнообразные цвета от светлых до черных с различными оттенками в зависимости от содержания примесей. К главным породообразующим минералам относятся кальцит (легко вскипающие от НО мраморы) и доломит (плохо вскипающие мраморы), с возможными примесями, в том числе кварца. Особенно вреден пирит, легко разлагающийся на воздухе с образованием H2SO4 и сильно ухудшающий физико-механические свойства мрамора и его окраску. Средняя плотность мрамора 2600— 2800 кг/м3, а предел прочности прц сжатии достигает 100—120 МПа. Доломитовый мрамор значительно тверже и прочнее кальцитового. Мраморы хорошо обрабатываются — пилятся, шлифуются и полируются, слабо сопротивляются выветриванию, особенно влиянию агрессивной воды, содержащей растворенную углекислоту. Их применяют для внутренних отделочных работ, а в виде крошки — при приготовлении цветных штукатурок, облицовочного декоративного бетона. Месторождения мрамора находятся в Карелии, на Урале, в Сибири, на Украине, Кавказе.

 



Фундаменты на проса дочных грунтах. Кровли из асбестоцементаых плоских и волнистых листов. Кровли из мягких материалов. Крыши бань и саун. Легированные стали и твердые сплавы. Малярные работы. Материалы и изделия из горных пород.

 

Главная  Свойства 



0.0011