3. Органогенные породы

Органогенные породы образовались в результате жизнедеятельности и отмирания организмов, находящихся в морских и пресных водах. К органогенным относят различные карбонатные и кремнистые породы. Для строительных целей используют породы, в которых основным веществом является кальцит (известняки, известняки-ракушечники и мел), а также диатомиты и трепелы, в которых таким веществом служит водный кремнезем.

Известняки, состоящие главным образом из кальцита ( ), образовались в морских бассейнах в основном из остатков животного мира (ракушки).

Известняки обычно бывают белыми, но они могут быть окрашены примесями окиси железа, кварца, глины в бурый, красный, серый и желтый оттенки различной интенсивности. Качество известняков как строительного материала может снижаться при наличии в них большого количества примесей глин и пирита.

Удельный (объемный) вес известняков колеблется в пределах 17–26 кН/м³. При содержании в известняках не менее 98 % их называют чистыми, если же содержится не менее 90 %, то – мергелистыми.

Предел прочности известняков при сжатии – от 8 до 200 МПа.

Мергели, представляющие собой природную тонкую механическую смесь известняка и глины в разных соотношениях, имеют землистое строение; прочность небольшую, легко выветриваются. При содержании не менее 75 % мергели называют известняковыми, не менее 40 % – просто мергелями и не менее 10 % – глинистыми мергелями; мергели определенного состава используют для изготовления портландцемента.

Переходные породы от известняков к мраморам называют мраморовидными известняками. Все виды известняковых пород широко используют в различных областях строительства.

Мел состоит из мелких частиц раковин простейших животных; он имеет в основном тот же химический состав, что известняк ( ), но малую прочность. Используют мел в производстве извести, для приготовления красок, замазок и т.д.

Диатомиты – это породы также образовавшиеся из панцирей диатомовых водорослей, но более позднего происхождения. После отмирания растений панцири оставались на дне водоемов и уплотнялись вместе с осаждавшимися между ними пластичными материалами – тончайшим илом и глиной.

Диатомиты имеют почти одинаковый химический состав и близкие физические свойства: удельный (объемный) вес 3,5–9,5 кН/м³. Коэффициент теплопроводности низкий, и поэтому их широко используют как теплоизоляционные материалы.

Лекция № 4 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.