4. Породообразующие минералы осадочных горных пород.

• Группа кварца. Различные кристаллические формы диоксида кремния или аморфизированные формы.

SiO₂·nH₂O

• 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 гидроалюмосиликатов (глинные минералы) …·xAl₂O₃·ySiO₂·zH₂O (переменный состав)

• 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 карбонатов

• Кальцит CaCO₃ (известковый шпат) ρ =2700кг/м³, твердость 3. Растворим в воде, реагирует с кислотами.

• Магнезит MgCO₃, имеет несколько большую твердость 3-4, меньшую растворимость, чем кальцит.

• Доломит. MgCO₃·CaCO₃ кальциево-магниевый карбонат. Аналогичен магнезиту.

• Группа сульфатов

• Гипс. CaSO₄·2H₂O, ρ =2300кг/м³, мягкий, твердость 2. Белый цвет, иногда окрашен примесями. Легко растворяется в воде

• Ангидрит CaSO₄ – безводная разновидность гипса. ρ =2800-3000кг/м³. Твердость 3-3,5 цвет от красновато-белого до серого.

5. Осадочные горные породы: условия образования, минеральный состав, свойства, применение в строительстве.

Осадочные ГП образовались в результате осаждения солей в высыхающих водоемах – химические осадки; скопления осадков растительного и животного мира – органогенные; а также в результате разрушения массивных ГП магматического или осадочного происхождения – обломочные.

• Химические:

Гипс – ГП, состоящая из минерала гипса. Применяют для производства воздушного вяжущего – строительного гипса, а также в качестве облицовочного материала внутренних частей зданий в виде искусственного мрамора.

Ангидрит – состоит из минерала ангидрита. Применяют в качестве облицовочного материала; сырья для производства ангидритового цемента.

Магнезит – состоит из минерала магнезита. Иногда содержит примеси углекислых кальция и железа. Твердость 3,5…4, цвет белый, от желтоватого до бурого. Применяют в качестве сырья для производства воздушного вяжущего – каустического магнези

Доломит – состоит из минерала доломита с примесями глинистых, железистых, керамических и других веществ. Цвет серый. Применяют для производства щебня, облицовочных плит, вяжущих материалов.

Известковые туфы – образовались при выделении СаСО₃ из кислого углекислого кальция, растворенного в воде. Очень пористые. Используют как сырье для получения извести, а плотные с мелкими порами применяют в виде штучных камней для кладки стен и в качестве щебня для легких бетонов.

• Органогенные:

Известняк – рыхлые скопления раковин, скрепляемые углекислым кальцием. Состоит из минерала кальцита и примесей глины, доломита, кварца. p = 1700-2600 кг/м³ . Прочность 10-100 МПа. Цвет белый от желтоватого до бурого. Используют для производства щебня, облицовочных плит и архитектурных деталей; для производства извести и портландцемента.

Известняк-ракушечник – пористая ГП, состоящая из раковин и их обломков, сцементированных известковым веществом. P = 900-2000 кг/м3. Прочность 0,4…15 МПа и более. Применяют для изготовления стеновых камней и блоков, а также в качестве заполнителя для легких бетонов.

Мел – землистая ГП, состоящая почти из чистого карбоната кальция. Примеси – глинистые вещества и зерна кварца. Цвет белый. Применяют в качестве пигмента для приготовления замазки, а также в производстве извести, портландцемента и стекла.

Диатомиты – слабо сцементированная, очень пористая кремнеземистая порода, состоящая из панцирей диатомовых водорослей и частично из скелетов животных организмов. Р = 400- 1000 кг/м3, пористость 60-70%. Применяют для изготовления ТИМ, легкого кирпича, в качестве активных мин. добавок в производстве гидравлических вяжущих.

Трепелы - легкая глиноподобная порода, содержащая аморфный кремнезем в виде мельчайших шариков опала. Р = 500-1200 кг/м3, пористость 60-70%.

• Обломочные (механические): Образовались в результате физического выветривания ГП под влиянием воды и температуры. Продукты разрушения переносились ветром, водными потоками и осадками. Так образовались глина, песок, щебень, гравий. Химическое выветривание проявилось в результате взаимодействия составных частей ГП с веществами в атмосфере. Так полевой шпат (ортоклаз) под действием воды и углекислоты (из воздуха) разрушался, образуя каолинит: K₂O*Al₂O₃*6SiO₂ + 2H₂O + CO₂ = K₂CO₃ + 4SiO₂ + Al₂O₃*2SiO₂*2H₂O

Песок – рыхлая смесь зерен различных пород крупностью 0,16-5,0 мм. Применяют для изготовления бетонов и растворов.

Гравий – окатанной формы зерна крупностью 5-70 мм. Применяют в качестве заполнителя для бетонов.

Песчаники – ГП, состоящая, состоящая из зерен кварца, сцементированная глинистым, кремнеземистым или известковым веществом. Используют в качестве щебня для бетона, облицовки опор мостов, зданий в дорожном строительстве (имеют высокую морозостойкость и прочность при истирании).

Конгломераты – ГП, состоящая из сцементированных зерен гравия.

Брекчия – из сцементированных зерен щебня. Конгломераты и брекчии используют в качестве щебня для бетонов, штучного камня и облицовочных плит.