6.2. Природные каменные материалы

Природные каменные материалы, являясь продуктом механической переработки горных пород, отличаются от последних формой и размерами, а также состоянием поверхности раскола отдельностей. Поэтому, их свойства зависят от состава исходной горной породы и ее состояния (трещиностойкости, степени выветривания и др.). Природные каменные материалы получают из скальных и обломочных горных пород, в соответствии с ГОСТ 8267-93.

Скальные горные породы с жесткими структурными связями обладают достаточно высокой прочностью и залегают в земной коре в виде массивов или трещиноватых слоев.

310

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Обломочные горные породы - рыхлые (сыпучие), состоят из обломков скальных горных пород без прочных связей между ними и залегают в виде скоплений.

В зависимости от назначения и условий, в которых будет работать материал, применяют дробленые материалы (щебень, высевки), а также колотые (бутовый камень, шашку для мощения и др.).

К природным обломочным горным породам относят валунный камень, гравий и песок, которые уже в естественном виде могут быть использованы в строительстве.

6.2.1. Горные породы, их происхождение и классификация

Наибольшее применение в дорожном строительстве получили горные породы магматического, осадочного и метаморфического происхождения.

Магматические (изверженные) горные породы по химическому составу характеризуются содержанием, главным образом, кремния, алюминия, железа, кальция, магния, калия и натрия. Основными породообразующими минералами

изверженных горных пород являются: кварц, полевые шпаты, слюды и др. Характерной особенностью химического состава изверженных пород является содержание в них кремнезема в свободном или связанном состоянии. По содержанию кремнезема эти породы делят на кислые, средние и основные. В кислых породах (группа гранитов) содержание кремнезема доходит до 65...75 %, в средних (группа сиенита и диорита) - от 52 до 65, в основных (группа габбро) - от 40 до 52 %. Характеристика магматических (изверженных) пород приведена в табл. 6.2.1.

Таблица 6.2.1

Характеристика магматических (изверженных) горных пород

предел

прочности

при

Горные породы

Основные физико-механические свойства

Структурно-текстурные признаки

Физико-механические и технологич

степень

хрупкости,

более

водо

энергоемкость

(удельная

работа при

311

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

			расколе,		статической
			МПа,		нагрузке),
			более		более
1.	Породы	Породы
Граниты,	(свежие)	полнокристаллической
сиениты,	прочностью при	структуры (мелко-,
диориты,	сжатии более	средне- и крупно-)	6	1	0.8
порфиты,	120 МПа;	плотные, поверхность
диабазы,	морозостойкость	раската шероховатая
габбро	более F200
2.	Породы	Породы мелко- и
Лимариты,	(свежие)	скрытокристаллической
дезиты,	прочностью при	структуры, плотные,
шрахиты,	сжатии более	реже пористые,	6	4	0.2
базальты	120 МПа; морозостойкость более F50... 200	поверхность раскола гладкая или слабошероховатая
3.	Породы	Породы полно-, мелко-
Граниты,	пониженной	и скрыто
сиениты,	прочности	кристаллической
диориты,	(частично	структуры от плотной
порфиты,	затронутые	до сильнопористой	5	2	0,5
диабазы,	выветриванием),	текстуры, поверхность				0,5
	прочностью при	раскола от гладкой до	4	5	0,4
андезиты,	сжатии от 80 до	шероховатой
габбро,	120 МПа.
лимариты,	морозостойкость
трахиты	F50... 100

Осадочные горные породы залегают в верхних слоях земной коры. В общей толще земной коры осадочные породы составляют примерно 5 %. Скальные горные породы осадочного происхождения (известняки, доломиты, гипс, ангидрит, песчаники, конгломераты, брекчии), в отличие от магматических, в той или иной мере растворимы в воде и снижают свою прочность при водонасыщении, за исключением сцементированных пород с кремнистым цементом.

312

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Осадочные породы органогенного происхождения образовались в результате уплотнения и цементации отмерших организмов, отличаются значительной пористостью и многие из них растворяются в воде.

В дорожном строительстве используют карбонатные (известняки, мел, известняки-ракушечники) и кремнистые (диатомиты, трепелы, опоки) органогенные осадочные породы.

Осадочные породы химического происхождения образовались в результате выпадения из растворов химических осадков. Наиболее распространенными являются доломиты, магнезиты, известняковые туфы, гипс, ангидрит. Для осадочных пород химического происхождения характерна растворимость в воде и наличие пустот и трещин. Характеристика осадочных пород приведена в табл. 6.2.2.

Таблица 6.2.2

Характеристика осадочных горных пород

Горные породы	Основные физико-механические свойства	Структурно-текстурные признаки	Физико-механические и технологич
			предел прочности при расколе, МПа, более	степень хрупкости, более	энергоемкость (удельная работа при статической нагрузке), более	вод
1. Песчаники	Породы (свежие и затронутые выветриванием) прочностью при сжатии 60 MПa; морозостойкость F25...150	Породы от плотнокристаллических до слабоцементированных зернистых, площадь раскола от гладкой до слабошероховатой	6 5 4 3	2 2,5 4 6	0,6 0,5 0,1 0

313

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

2.	Породы (свежие	Породы от
Известняки	и затронутые	плотнокристаллических	6	2,5	0,5
и доломиты	выветриванием)	до
	прочностью при	слабоцементированных	5	4	0,4
	сжатии	зернистых, площадь
		раскола гладкая и	4	6	0,0
	60...150 МПа;	шероховатая
	морозостойкость		3	8	0.0
	F25...150

Метаморфические горные породы образовались в результате изменения магматических (изверженных) и осадочных горных пород под влиянием высокой температуры, давления, химически активных веществ. В результате метаморфизма первичные породы в большей или меньшей степени могут изменять текстуру, минералогический, а иногда и химический составы. Метаморфизация изверженных пород, как правило, ухудшает их физико-механические свойства. Метаморфизация осадочных пород, наоборот, улучшает механические свойства. К наиболее часто встречающимся в недрах земной коры метаморфическим породам относят гнейсы, кварциты, мрамор.

и

Гнейсы - горные породы грубо- или тонкосланцеватой ленточной текстур, получившиеся в результате видоизменения гранитов, гранодиоритов и др. В гнейсах минералы как бы сжаты и располагаются параллельно некоторой плоскости, что обуславливает неодинаковые их свойства в разных направлениях. Обычно гнейсы в направлении, перпендикулярном к сланцеватости, обладают значительной прочностью при сжатии (150...200 МПа), но наличие хорошо выраженной сланцеватости в ряде случаев несколько ограничивает область применения в дорожном строительстве. При дроблении гнейсов на щебень образуется заметное количество плоских и вытянутых щебенок, что снижает качество щебня.

для

Кварциты - равномерно кристаллическая, плотная горная порода, состоящая из мелких зерен кварца, сцементированных кремнистым веществом. При этом цементирующее вещество отличимо (без микроскопа) от зерен кварца. Кварциты характеризуются большой плотностью, прочностью, хрупкостью и твердостью, при разломе они образуют гладкую поверхность с острыми режущими ребрами. Кварциты используют

314

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

строительных работ в виде бутового камня, щебня, реже - шашки для мощения.

Мрамор - плотный кристаллический известняк, состоящий, в основном, из тесно сросшихся кристаллов кальция (кальцитовый мрамор). Часто в мраморах наблюдаются примеси магнезита. Иногда эта примесь настолько значительна, что порода носит название доломитового мрамора. Цвет чистого мрамора - белый, но в зависимости от примесей он может быть красным, серым, черным и др. Вследствие высоких механических свойств (прочность при сжатии от 50 до 100 МПа) и красивого рисунка, мрамор применяют для различных отделочных и декоративных работ. Разновидности мрамора, непригодные для изготовления штучных изделий, а также отходы при обработке дробят для получения мраморной крошки и порошка, которые применяют как заполнители в мозаичных и асфальтобетонных работах в качестве минерального порошка.