3. Магматические горные породы: механизмы образования, особенности строения, минеральный состав, свойства, применение в строительстве.

Главной составляющей изверженых пород является кремнезем (SiO₂).

Образование магматических пород связано с проблемами происхождения земли и строения Земли. Магматические горные породы в зависимости от условий происхождения делятся на Массивные:

1.Глубинные – это породы, образовавшиеся при застывании магмы на разной глубине в земной коре (гранит, сиенит, габбро, диорит)

. 2.Излившиеся породы образовались при излиянии магмы из глубин и затвердении на поверхности (порфиры, трахит, андезит, диабаз, базальт).

Обломочные породы образовались при быстром охлаждении лавы:

1.рыхлые (вулканический пепел, вулканический песок, пемза)

2.цементированные (вулканические туфы).

Глубинные горные породы образуются при медленном остывании магмы в глубинных породах, следствием является ряд общих свойств: малая пористость, большая плотность (2600-3000 кг/м³), высокая прочность (при сжатии 100-300 МПа), низкое водопоглощение (меньше 1% по объему), морозостойкость.

Обработка таких пород из-за высокой прочности затруднительна, но благодаря высокой плотности хорошо полируются и шлифуются.

Граниты обладают благоприятным для строительного камня минеральным составом, отличающимся высоким содержанием кварца( 25-30 %), натриево- калиевых шпатов(35-40%) и плагиоклоза (25-30%). Прочность при сжатии (120-250 МПа), малая пористость (меньше 1,5%). Благодаря высокой кислотостойкости, граниты применяют в качестве кислотоупорной облицовки. Из всех изверженных пород граниты наиболее широко используют в строительстве, так как они являются самыми распространенными.

Излившиеся горные породы : Порфиры по своему минеральному составу близки к гранитам, а также сходны по прочности, пористости, водопоглощению. Трахиты по своему минеральному составу схожи с сиенитами, но более пористы, предел прочности при сжатии (60-70 МПа), легко обрабатываются, но не полируются. Андезиты желтовато-серого цвета, содержит плагиоклазы, роговую обманку, пористая структура, плотность (2700-3100 кг/м³), предел прочности при сжатии (140-250 МПа). Диабазы – порода мелкозернистая, имеют черный цвет, отличаются высокой твердостью, прочностью(300-400 МПа) и вязкостью.

Обломочные горные породы: Пемза представляет собой пористое вулканическое стекло, цвет белый или серый, пористость до 60%, Твердость около 6, истинная плотность 300-900 кг/м³. Вулканический пепел – мелкие частицы лавы размером до 2мм, является активной минеральной добавкой. Вулканические туфы – горные породы, образовавшиеся из твердых продуктов вулканических извержений, истинная плотность 2600 кг/м³, пористость 40-70%, малая теплопроводность, прочность от 5 до 15 МПа

4. Породообразующие минералы осадочных горных пород: химический состав, свойства.

Группа кремнезема. Наиболее распространенные минералы этой группы - кварц, опал, халцедон.

Кварц — диоксид кремния (SiO₂) в кристаллической форме. Плотность - около 2650 кг/м3, Твердость - 7, Прочность при сжатии - до 2000 МПа. Кварц имеет различную окраску (бесцветную, желтую, молочную) и стеклянный блеск. При обычной температуре кварц не взаимодействует с кислотами и щелочами. Плавится кварц при 1710°С и при быстром охлаждении расплава дает кварцевое стекло.

Опал (SiO₂-nH₂O) содержание воды от 2 до 14%, менее плотен (1900 –2500 кг/м3), чем кварц. Обладает повышенной внутренней микропористостью и высокодисперсной структурой, твердость 5-6, хрупкий, цвет зависит от наличия примесей.

Халцедон (SiO₂) является волокнистой разновидностью кварца. Цвет белый, серый, бурый, зеленый, плотность 2600кг/м³, твердость 6.

Группа карбонатов (кальцит, доломит, магнезит): Кальцит (СаСО3) имеет плотность 2700 кг/м3, твердость 3. Кальцит растворяется в кислотах, в обычной воде - мало. Это распространенный минерал, слагающий различные виды известняков. Окраска белая, серая, иногда он прозрачен. Магнезит (MgCO3) имеет плотность 2900-3100 кг/м3, твердость 3,5-4,5. Он распространен меньше кальцита и образует породу того же названия, бесцветный, белый или серый, имеет высокую огнеупорность и вяжущие свойства. Доломит (CaCO3-MgCO3) по физическим свойствам близок к кальциту, но более тверд - 3,5...4, плотность 2900 кг/м3. Цвет доломита от белого до темно-серого.

Группа глинистых минералов (каолинит, гидрослюды, монтмориллонит). Глинистые минералы играют важную роль в составе осадочных пород. Они могут находиться в качестве примеси, изменяя физико-химические свойства.

Каолинит (Аl₂О₃*2SiO₂*2H₂О) — водный силикат алюминия, образуется при выветривании полевых шпатов и слюд. Цвет каолинита без примесей — белый, плотность – 2600 кг/м3, твердость -1. Каолинит и другие водные алюмосиликаты являются основными в глинах, они часто встречаются в виде примесей в известняках, песчаниках, гипсовых и других осадочных породах. Наличие этих примесей понижает водо- и морозостойкость пород.

Гидрослюды образуются при разложении слюд и других силикатов, используют в строительстве как пористые заполнители.

Монтмориллонит образуется в условиях щелочной среды и выветривании, слагает различные виды глин, служит цементирующим материалом в песчаниках. Примеси глинистых минералов резко понижает водостойкость и морозостойкость.

Группа сульфатов (гипс, ангидрит): Гипс (CaSO4-2H2O) — минерал кристаллического строения, его кристаллы имеют зернистое, пластинчатое, игольчатое, волокнистое строение. Он белого цвета. Плотность гипса 2300 кг/м3, твердость 2, сравнительно легко растворяется в воде, используют в производстве вяжущих веществ.

Ангидрит (CaSO4) - безводная разновидность гипса. Плотность ангидрита 2900-3000 кг/м3, твердость З...3,5. Иногда применяют как облицовочный материал для внутренних отделок зданий.