2.Магматические горные породы: механизм образования, особенности строения, минеральный состав ,свойства, применение в строительстве

Главной составляющей из изверженных пород является кремнезем (SiO₂).

Магматические горные породы в зависимости от условий происхождения делятся на :

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

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.

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

Порфиры по своему минеральному составу близки к гранитам, а также сходны по прочности, пористости, водопоглащению. 

Базальт-порода темного цвета, очень плотная, тонкозернистая, иногда порфировая. Базальт состоит из плагиоклаза, авгита. Плотность базальта 2,9-3,3 г /см3, предел прочности при сжатии 110-500 МПа . Применяют в качестве бутового камня и щебня для бетонов. Также применяют в дорожном строительстве в виде брусчатки и шашки(для мощения дорог);равномерно –зернистые разновидности используют для облицовок.

Обломочные породы образовались при быстром охлаждении лавы:

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

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.

2.цементированные (вулканические туфы).

 Вулканические туфы – горные породы, образовавшиеся из твердых продуктов вулканических извержений, истинная плотность 2600 кг/м³, пористость 40-70%, малая теплопроводность, прочность от5 до 15 МПа.

3. методика определения марки керамического кирпича.

Марку кирпича определяют по пределу прочности при сжатии и изгибе подготовленных и испытанных на гидравли­ческом прессе образцов. Для определения предела прочности, при сжатии отобранные для испытания кирпичи (5 шт. от средней пробы) распиливают дисковой пилой на распиловочном станке по ширине на две равные части. Обе половинки постелями накладывают одна на другую так, чтобы поверх­ности распила были направлены в противоположные стороны, и склеивают цементным тестом из портландцемента марки не выше M400, при этом тол­щина слоя цементного теста не должна превышать 5 мм. Кроме того, це­ментным тестом слоем 3 мм выравнивают (подливают) обе внешние по­верхности, параллельные соединительному шву. Для склейки и подливки двух половинок кирпича на гладкую, горизонтально установленную плоскость (выверенной по уровню металлической плиты) кладут стекло, покрытое смоченной бумагой, и по бумаге рассти­лают цементное тесто слоем 3 мм. Затем одну половинку кирпича уклады­вает на цементное тесто и слегка прижимают, после чего верхнюю поверх­ность половинки кирпича покрывают тем же цементным тестом и на него укладывают вторую половинку кирпича, слегка прижимая. Верхнюю по­верхность второй половинки также покрывают цементным тестом и прижимают стеклом со смоченной бумагой. Излишки цементного теста срезают и края слоев выравнивают ножом. Изготовленный таким образом образец должен близок по форме к кубу Необходимо, чтобы плоскости образца были взаимно параллельными и перпендикулярными боковым граням, что проверяют угольником. Образцы до испытания следует выдерживать в лаборатории во влажных условиях в течение 3-4 суток для затвердевания цементного теста, после чего их испытывают на сжатие. Перед испытанием проверяют уголь­ником параллельность поверхностей, покрытых затвердевшим цементным тестом, и измеряют площадь поперечного сечения образца (с точностью до 1 см2), которая равна произведению результатов двух взаимно перпенди­кулярных измерений по плоскости склейки половинок кирпиче. 1.3 Определение предела прочности при сжатии. При определении предела прочности при сжатии образец устанавливают на нижнюю опору гидравлического пресса так, чтобы геометрически его центр совпал с центром опоры. Затем верхнюю опору опускают на образец и насосом пресса равномерно перелают давление на образец, доводя его до разрушения. Значение разрушаемого усилия фиксируют по показанию контрольной стрелки силоизмерителя пресса. Предел прочности при сжатии [МПа (кгс/см2)]. Среднее значение предала прочности при сжатии вычисляют как арифметическое из результатов испытаний пяти образцов. Кроме того, записывают минимальный результат испытаний. 1.4 Определение предела прочности при изгибе. Предел прочности при изгибе определяют путем испытания на гидравлическом прессе целого кирпича, уложенного плашмя на две опоры, распо­ложенные не расстоянии 200 мм одна от другой. Опоры должны иметь закругления радиусом 10-15 мм. Нагрузку передают на середину кирпича через опору о таким же закруглением. В целях более плотного и правильного прилегания образца к опорам на кирпиче по уровню уклады­вают из цементного теста три полоски шириной 20-30 мм: две полоски — в местах опирания на нижние опоры, одну - под опору, передающею на­грузку. Если в кирпиче имеются трещины, то полоски располагают так, что­бы самые значительные трещины при испытании оказались на нижней по­верхности образца. Подготовленные образцы выдерживают в лаборатории я течение 3-4 суток для затвердевания цементного теста. Перед испытанием измеряют размеры поперечного сечения кирпича посередине пролета (меж­ду опорами) с точностью до 1 мм. Испытания кирпича проводят на 5-тон­ном гидравлическом прессе. Предел прочности при изгибе [МПа(кгс/см3) 12.. По среднему и минимальному значениям прочности отдельных образцов оп­ределяют марку кирпича.

Билет 18 1. Алгоритм подбора состава тяжелого бетона

Подбор состава бетона заключается в установлении наиболее рационального соотношения между составляющими бетон материалами (цементом, водой, песком, гравием или щебнем) для обеспечения его удобоукладываемости, прочности и др. требуемых показателей.

Состав бетонной смеси выражают в виде массового соотношения между количеством цемента, песка, гравия или щебня с обязательным указанием водоцементного отношения. Количество цемента принимают за единицу и выражают соотношением 1:Х:У (цемент : песок : гравий) при В/Ц=Z, например 1: 2,5: 4,8 при В/Ц=0,5.

I. Вяжущее Выбор типа вяжущего обусловлен: условиями приготовления бетонной смеси; классом (маркой) бетона по прочности – как правило марка цемента должна в 1,5-2 раза превышать марку бетона. Для тяжелого бетона применяют портландцемент и его разновидности, а также глиноземистый цемент.

II. Заполнители.

В качестве мелкого заполнителя в тяжелом бетоне применяют песок, состоящий из зерен размером 0,16-5 мм и имеющий плотность более 1,8 г/см3. Для приготовления тяжелых бетонов применяют природные пески, а также искусственные, полученные путем дробления твердых горных пород и из отсевов.

В качестве крупного заполнителя применяют гравий, щебень с размером зерен 5-70 мм. При бетонировании массивных конструкций можно применять щебень крупностью до 150 мм. Максимальная крупность заполнителя – менее ½ минимального размера конструкции и менее ¾ расстояния между стержнями арматуры. Прочность крупного заполнителя – в 1,5 раза выше марки бетона (для бетонов марки ниже «300») и в 2 раза выше марки бетона (для бетонов марки выше«300»).

III. Вода Чистая водопроводная вода, не должна содержать вредных примесей, препятствующих схватыванию и твердению вяжущего вещества

IV. Добавки

Минеральные добавки - природные или техногенные тонкодисперсные вещества, содержащие аморфный SiO2,(вулканический пепел, молотые вулканический туф, диатомит, трепел).

Органо-минеральные добавки - добавки, получаемые совместным измельчением кремнеземосодержащих веществ и поверхностноактивных веществ (ПАВ): (микрокремнезем и суперпластификатор С-3 –добавка МБ-

1). Химические добавки

1) регулирующие свойства бетонных смесей (пластифицирующие);

2 ) регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетона (ускорители и замедлители схватывания и твердения, противоморозные) – CaCl2, карбид лития;

3) регулирующие плотность и пористость бетонной смеси и бетона (воздухововлекающие, газообразующие, уплотняющие) – СНВ, алюминиевая пудра, сульфат железа;

4) регулирующие деформации бетона (расширяющие) – алюминат кальция, сульфат алюминия;

5) повышающие защитные свойства бетона к стали (ингибиторы коррозии стали);

6) стабилизаторы (снижающие водоотделение и раствороотделение) - эфиры целлюлозы;

7) придающие бетону специальные свойства (гидрофобизирующие, антикоррозионные, красящие, электроизоляционные).