20. Классификация горных пород. Влияние условий образования на химический состав и свойства горных пород.

Изверженные (магматические) породы ¾ образовались в результате застывания магмы на поверхности земли (излившиеся или эффузивные породы) или в толще земной коры (глубинные или интрузивные породы).

(Гранит ,Габбро ,Базальт ,Вулканический туф )

Осадочные породы образовались из изверженных в результате их разрушения под действием ветра, температуры, воды, жизнедеятельности животных и растительных организмов.(Песчаник , Известняк , Известняки-ракушечники , Трепел , Гипс )

Метаморфические породы образовались из изверженных или осадочных пород под воздействием геологических факторов (высокой температуры, давления, а иногда и химических процессов).(Мрамор,Кварцит )

21. Природные каменные материалы. Причины разрушения изделий из горных пород, способы защиты.

Большой объем добываемых горных пород составляют так называемые нерудные строительные материалы.

Щебень – остроугольные обломки размером от 5 до 150 мм, образующиеся при выветривании горных пород (природный) или полученные в результате их добычи буровзрывным способом и последующего дробления.

Гравий – продукт естественного разрушения и перемещения скальных горных пород, представляет собой окатанные обломки размером от 5 до 150 мм. В зависимости от происхождения он может быть речным, озерным, морским и ледниковым.

Песчано-гравийная смесь состоит из песка размером до 5 мм и гравия (15 – 75 %).

Бутовый камень получают из осадочных пород взрывным способом и методом скола.

Стеновые камни из горных пород получают методом распиловки и применяют для кладки наружных стен и перегородок.

Крупные блоки выпиливают с помощью механизмов из массива горных пород непосредственно в карьерах или нарезают из добытых предварительно блоков-заготовок.

Облицовочные пиленые материалы в виде шлифованных и полированных плит из гранита, лабрадорита, мрамора применяют для наружной и внутренней облицовки стен, покрытия полов, изготовления ступеней в общественных и уникальных зданиях.

К теплоизоляционным и акустическим относятся изделия, полученные на основе минеральной ваты. Минеральная вата представляет собой механическую смесь искусственно полученных коротких волокон.

Причины разрушений:

Многочисленные факторы, способствующие разрушению горных пород, можно разбить на три группы: физические — колебания температуры, растворяющее действие воды, расширяющее действие воды при замерзании, механическое воздействие песчаных частиц, перенесенных ветром; химические — гидролитическое действие воды, растворяющее ее действие при наличии в ней газов и кислот, действие различных газов, находящихся в атмосферном воздухе; органическое выветривание — влияние жизнедеятельности некоторых низших организмов (лишайников, грибов).

Для предохранения изделия из горных пород от разрушения принимают ряд мер: выбирают такую горную породу, которая была бы достаточно устойчивой в течение сроков нормальной службы сооружения; используют конструктивную защиту — придают изделиям ровную и гладкую поверхность путем шлифования и полирования, чтобы агрессивная среда не могла задерживаться на них; повышают стойкость путем пропитывания поверхностного слоя на достаточную глубину составами, затрудняющими проникновение в него воды и газов; в результате на поверхности образуются трудно- растворимые в воде вещества.

Эффективные средства предохранения камня от коррозии: 1) пропитка поверхности растворами магниевых, цинковых и других солей кремнефтористоводородной кислоты или растворами лтой кислоты (флгоатирование) с предварительной обработкой поверхности раствором извести или без обработки (для известняков, мраморов); 2) покрытие органическими веществами — битумом, дегтем и др.; 3) пропитка растворимым стеклом и хлористым кальцием, в результате чего на поверхности камня образуются нерастворимые соединения силиканата кальция и кремнекислоты, закрывающие поры; 4) обработка поверхности камня синтетическими полимерами.

22. Технология получения, свойства и применение материалов и изделий из природного камня. Разработка месторождений облицовочного камня складывается из трех основных последовательно выполняемых процессов: вскрытия месторождения, подготовительных работ по созданию необходимых обнажений и уступов и собственно работ по добыче. Добыточные работы включают отделение от массива монолитов или блоков, разделку монолитов на блоки, погрузку и транспортировку блоков и отходов. Добыча блоков камня имеет особенность, которая заключается в том, что в процессе добычи должны полностью сохраняться природные качества камня. Резку пород осуществляют камнерезными машинами с режущими дисками или кольцевыми фрезами, канатными пилами или врубовыми машинами, которые в основном применяют для добычи мягких и средней твердости пород камня — мраморов, известняков, ракушечников, вулканических туфов, доломитов. При добыче камня используют и буровые камнерезные агрегаты. К способам разрушения пород ударом относят буроклиновый и ударно-врубовой, а к способам разрушения взрывом буровзрывной способ, который применяют в основном для добычи твердых пород камня. К способам разрушения пород нагревом относят термоструйный способ, который применяют для добычи блоков каменных пород, содержащих кварц, так как они довольно быстро разрушаются в условиях высокотемпературных напряжений. При этом способе с помощью терморезаков, извергающих со сверхзвуковой скоростью высокотемпературную газовую струю, вырезают блоки камня определенного размера непосредственно из массива. При необходимости перед отгрузкой потребителям блоки обрабатывают. Им придают требуемые размеры и форму, близкую к прямоугольной (пассировка) и маркируют.

Основные виды природных каменных материалов и изделий

Природные каменные материалы подразделяют на сырьевые и готовые материалы и изделия. Это подразделение в некоторой степени условное, так как отдельные материалы могут быть полуфабрикатами и фабрикатами. Так, щебень для бетонов выступает как полуфабрикат. Он же, применяемый для балластного слоя железнодорожного пути, является готовым материалом.

К сырьевым материалам относят щебень, гравий и песок, применяемые в качестве заполнителей для бетонов и растворов; известняк, мел, гипс, доломит, магнезит, глина, мергели и другие горные породы - для изготовления строительной извести, гипсовых вяжущих, магнезиальных вяжущих, портландцементов.

Готовые каменные материалы и изделия подразделяют на материалы и изделия для дорожного строительства, стен и фундаментов, облицовки зданий и сооружений.

К каменным материалам для дорожного строительства относят булыжный, колотый, брусчатый и бортовые камни, щебень, гравий, песок. Их получают из изверженных и прочных осадочных горных пород.

Булыжный камень Колотый

Камень брусчатый Камни бортовые из горных пород Гравий.Песок

К каменным материалам и изделиям для фундаментов и стен относят бутовый камень, камни стеновые из горных пород, крупные стеновые блоки.

Бутовый камень представляет собой штучный камень размером 150-500 мм и массой 20-40 кг. По форме его подразделяют на рваный, постелистый и плитняковый.

Рваный камень представляет собой куски неправильной формы с бугристой поверхностью. Постелистый имеет не менее одной небугристой грани, плитняковый - две параллельные грани. Получают бутовый камень из изверженных, осадочных и метаморфических горных пород. Применяют для устройства бутовых и бутобетонных фундаментов, подземных стен, стен неотапливаемых зданий.

Камни стеновые из горных пород - материал в виде прямоугольного параллелепипеда размером 390x190x188, 490x240x188 и 390x190x288 мм. Изготавливают их из горных пород со средней плотностью до 2200 кг/м³ в основном из известняков и туфов. Применяют для кладки стен, перегородок и других частей зданий и сооружений.

Крупные стеновые блоки изготавливают выпиливанием из горных пород средней плотностью до 2200 кг/м³. Это вулканические туфы, известняк, доломиты. Применяют их для кладки наружных стен.

К облицовочным материалам и изделиям из природного камня относят плиты облицовочные пиленые, архитектурно-строительные изделия, плиты декоративные.

Физические свойства Трещиноватость — показатель наличия трещин в камне. Водопоглощение — способность материала впитывать и удерживать в порах воду. Определяется как процентное отношение массы образца камня, насыщенного водой, к массе его в абсолютно сухом состоянии.

Прочность — способность камня сопротивляться разрушению под действием внешних нагрузок. За предел прочности материала принимается напряжение, соответствующее нагрузке, при которой происходит разрушение материала. Камень хорошо сопротивляется сжатию и значительно хуже растяжению. Хрупкость — свойство материала под действием внешних сил разрушаться сразу, не обнаруживая значительных деформаций. Плиты из мрамора, гранита и других пород плохо сопротивляются удару. Твердость — способность камня оказывать сопротивление проникновению в него более твердых тел. Твердость камня, как правило, оценивают по Шкале твердости Мооса. Для более точных определений используют специальный прибор — склерометр. Истираемость — способность камня уменьшаться в массе и объеме в результате истирающих воздействий. Она характеризуется потерей массы камня (г), отнесенной к квадратному сантиметру истираемой поверхности. Физико-химические свойства характеризуют влияние физического состояния материала на протекание определенных химических процессов (например, степень дисперсности раздробленной горной породы, влияющая на скорость химической реакции). Химические свойства говорят о способности материала к химическим превращениям или стойкость его к влиянию веществ, с которыми он контактирует, например, стойкость к агрессивным средам. Эти свойства используются при определении долговечности породы путем испытания в растворе сернокислого натрия. Технологические свойства в своей совокупности характеризуют способность поддаваться обработке различными методами. К основным технологическим свойствам камня относят: обрабатываемость, пооперационный выход продукции, абразивность, анизотропность. Обрабатываемость — это свойство камня поддаваться .обработке, принимая заданную форму и фактуру в результате воздействия на него камнеобрабатывающего инструмента. Абразивность камня характеризуется изнашиванием камнеобрабатывающего инструмента в процессе работы. Это свойство зависит от содержания в камне абразивных минералов (кварца, корунда и др.). Анизотропность (от греческих слов «анизос» — неравный и «тропос» — свойство) — способность камня раскалываться в одних направлениях легче, чем в других. Строительные свойства характеризуют степень пригодности материала для условий эксплуатации: Морозостойкость камня — его способность сохранять основные физико-механические свойства в заданных границах при многократном действии переменных температур в водонасыщенном состоянии. Количественно это свойство характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое может выдерживать насыщенный водой образец. При этом допускается снижение прочности на сжатие не более чем на 20% и потеря по массе не свыше 5%. Долговечность камня — определяется сохранением его первоначальных строительных и эстетических свойств в зависимости от срока эксплуатации. Эстетические свойства строительных материалов — это комплекс архитектурно-художественных качеств, характеризующих уровень их художественной выразительности.