6. Породообразующие минералы, структуры и текстура горных пород.

Горная порода – называют природные агрегаты минералов более или менее постоянного состава.

Минералы – это одинаковые по химическому составу и физическим свойствам природные тела. Горные породы, состоящие из одного минерала, называют мономинеральными (мрамор), из нескольких – полиминеральными (гранит).

В зависимости от химического состава минералы делят на 10 классов: силикаты, карбонаты, оксиды, гидрооксиды, сульфиды, сульфаты.

Структура (строение) горной породы.

Структура породы определяется размером и формой кристаллов (или зерен), их сочетанием и размещением между собой Структура отражает условия образования горной породы. Различают такие виды структур: кристаллическую, пегматитовую, порфировую, стекловатую, зернистую.

Породы одинакового минерального состава могут иметь разную структуру, а следовательно, различные свойства.

Однородная мелкозернистая структура (размер зерен мельче 3 мм) служит признаком более высокой прочности и стойкости горной породы против выветривания, хорошей обрабатываемостью по сравнению с крупнозернистыми (размер зерен 5 ... 10 мм) и грубозернистыми (размер зерен больше 10 мм) разновидностями горных пород.

Стекловатая структура не имеет явных кристаллических образований. Породы со скрытокристаллической структурой отличаются большой прочностью и погодоустойчивостью.

Хорошо выраженная макропорфировая структура придает породе красивый рисунок.

Текстура (сложение) горной породы.

Текстура характеризует относительное расположение и распределение породообразующих минералов, пор и микротрещин в породе. Текстура может быть плотная, полосчатая, сланцеватая, пористая, ячеистая. Породы с плотной текстурой более прочны, устойчивы, теплопроводны, они лучше полируются, чем пористые разновидности. С увеличением пористости (ноздреватости) понижается прочность и стойкость горной породы против выветривания.

Сланцеватые породы анизотропны, они сравнительно менее погодоустойчивы, а при ударах раскалываются по направлению сланцеватости.

7. Требования к щебню для строительных работ.

Щебень – это искусственный каменный материал, который получается в результате дробления горных пород с размерами 5(3)-80(70) и 5-150(120).

Свойства:

1. Щебень должен соответствовать требованию ГОСТа по зерновому составу.

2. Фракции щебня – 5-10, 10-20, 20-40, 40-80, 80-150.

3. Рядовой – это смесь щебня и гравия всех размеров 5-80. Сортовой (фракционированный) – это смесь щебня или гравия, разделенная на фракции.

4. Форму зерен щебня характеризуют содержанием зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в зависимости от их содержания щебень делят на 4 группы: 1 группа <15%, 2 группа 15-25%, 3 группа25-30%, 4 группа 35-40%.

5. Прочность характеризуется: а) маркой по дробимости в цилиндре (200, 300,...,1400), Маркой по истираемости в полочном барабане (И-1, И-2, И-3, И-4).

6. Ограничивается содержание зерен слабых пород. К ним относятся материаля с прочностью менее 200 кг/см².

7. Ограничивается содержание пылевидных и глинистых частиц в зависимости от прочности и происхождения (<=3%).

8. По морозостойкости делится на следующие марки: F15, F25, F50, F100, F200, F300, F400.

Применение: В качестве крупного заполнителя в бетонах, для устройства щебеночных оснований и покрытий, для дренажа, для укрепления обочин и откосов земляного полотна.

Требования к крупному заполнителю (щебень, гравий).

Для верхнего слоя покрытия и аэродромов применяют щебень из изверченных горных пород (гранит), для нижних слоев и оснований и гидросооружений рекомендуется применять щебень из осадочных пород (извесняк), гравий, щебень из гравия, доменные шлаки.

Крупный заполнитель должен соответствовать ГОСТу по зерновому составу.

Крупный заполнитель должен быть разделен на фракции в зависимости от крупности:

Д_наиб. = 20. 5-10, 10-20 – для верхнего слоя покрытия; Д_наиб. =40. 5-20, 20-40 - применяется и для верхнего и для нижнего слоя покрытия; Д_наиб. =80, 5-40, 40-80 – применяется для основания.

Наибольшая крупность щебня должна быть не более 1/3 – 1/4 минимального сечения конструкции.

В щебне ограничивают содержание пылеватых и глинистых частиц в зависимости от марки и происхождения.

Крупный щебень ограничивается зерном пластинчатой и игловой формы, должно быть не более 25%.

Морозостойкость должна соответствовать тем климатическим условиям в которых будет работать цементобетон. (М. О. 200 циклов).

Марка щебня по прочности горной породы должна быть выше марки бетона в 1,5 и более раз.

№8. Что такое гравий, его отличие от щебня.

Гравий – неорганический сыпучий материал, образовавшийся в естественных природных условиях при выветривании (разрушении) горных пород. Размеры отдельных зёрен могут варьировать от 5 до 70 мм. Как правило, они имеют округлую форму.

1. Щебень – неорганический сыпучий материал, который добывают в процессе измельчения горных пород гранита; гравий также является неорганическим сыпучим материалом, который образуется при разрушении горных пород.

2. Щебень имеет остроугольную форму с шероховатой поверхностью, а гравий обладает округлой формой и более гладкой поверхностью.

3. Фракционные размеры гравия меньше размеров щебня.

4. Щебень чаще используют в строительстве, так как он обладает высокой сцепляемостью, в то время как гравий чаще используют как декоративный материал.

9. Требования к песку для строительных работ.

Песок – это природный каменный материал, который получается в результате выветривания изверженных горных пород с размерами от 0,05 до 5 мм.

По происхождения пески бывают: морские, речные и карьерные.

По способу получения: природные и дробленые (искусственные).

Песок применяется в качестве мелкого заполнителя в бетонах, для отвода воды, для устройства земляного полотна, для подстилающего слоя.

Свойства песка.

Истинная плотность, насыпная плотность, пустотность, влажность.

Зерновой (гранулометрический состав (основное свойство песка) – это процентное содержание зерен разной крупности в сумме дающих 100%.

Оптимальная смесь – это искусственно подобранная смесь в которой находятся все частицы для получения наибольшей плотности и наименьшей пустотноти.

Требования к мелкому заполнителю.

Применяется песок природный и дробленый. Песок должен соответствовать ГОСТу по зерновому составу.

В цементобетоне песок применяют с модулем крупности от 1,5-3,2 и полный остаток на сите 0,63 35-70%.

Пустотность песка не более 40%, а содержание пылеватых и глинистых частиц в песке должно быть не более 3.

10-11. Методы определения физико-механических свойств природных каменных материалов.

Зерновой (гранулометрический состав (основное свойство песка) – это процентное содержание зерен разной крупности в сумме дающих 100%.

Строки таблицы: остаток на ситах, гр.; частный остаток, а%; полный остаток, А%; полный проход, %.

Полный остаток – это сумма частного остатка на данном сите и всех частных остатков на вышележащих ситах.

График: 5-0, 2,5 – 0-20, 1,25 – 15-45, 0,63 – 35-70, 0,32 – 70-90, 0,14 – 90-100.

М_кр. = (А_2,5 + А_1,2 + А_0,63 + А_0,32 + А_0,14)/100