6. Минералы. Их роль в строительной оценке пород и химического состава подземных вод.

Минерал - природное образование, однородное по внутреннему строению, химическому составу и физическим свойствам. Минералы являются составной частью горных пород.

Главные факторы, влияющие на свойства пород, - минеральный состав и структура.

Содержащиеся в составе горных пород минералы разделяются на породообразующие и второстепенные. Первые участвуют в образовании горных пород и обусловливают их свойства; второстепенные встречаются в них только в виде примесей.

Минералы обладают рядом характерных свойств, оказывающих большое влияние на технические свойства пород, среди которых следует особо выделить твердость, спайность, излом, блеск, окраску, плотность. Эти свойства зависят от строения и прочности связей в кристаллической решетке.

Показатель твердости материала имеет большое практическое значение, так как косвенно позволяет судить о механических свойствах природного камня. Оценивается по шкале Мооса(состоит из десяти минералов, расположенных в порядке возрастания их твердости: тальк, гипс, кальцит, флюорит, апатит, полевой шпат, кварц, топаз, корунд и алмаз). Определение твердости производится пробой на царапанье и выражается порядковым числом соответствующего эталона в шкале, оставляющего царапину на испытуемом образце.

Спайность проявляется в виде способности минералов раскалываться по определенным направлениям с образованием гладких зеркальных поверхностей-плоскостей спайности. Спайность служит важным Диагностическим признаком минералов и помогает предварительной оценке механических свойств природных материалов.

Излом является характеристикой неровной поверхности раскола минерала, прошедшего не по направлениям спайности. Она позволяет диагностировать и оценивать свойства минералов.

Плотность(истинная) колеблется у минералов от значений, меньших единицы (озокерит), до 20 и выше (осмистый иридий). Она зависит от химического состава и структуры, атомной массы элементов, их ионных радиусов и валентности. Числовые значения плотности помимо диагностических характеристик имеют практическую ценность при оценке качества минерального сырья и используются при его обогащении.

Окраска(сохраняется постоянной, определяющее значение для декоративной характеристики природного камня). Обусловлена присутствием красящих элементов в составе минерала(Сг, Mn, Fe) или посторонних тонкоокрашенных примесей.

Блеск возникает в результате отражения световых лучей от поверхности минерала и имеет важное диагностическое значение.

• "Хорошие" минералы(прочные, нерастворимые): кварц, полевой шпат, слюда(анизотропна).

• Карбиды имеют высокую прочность, малорастворимы в воде.

• Сульфаты имеют меньшую прочность, растворимы в воде.

• Галоиды хорошо растворимы в воде и агрессивны по отношению к конструкции.

• Алюмосиликаты имеют высокую прочность(но слюда анизотропна)

• Хлорид образует хлорит.сланцы прочные, но анизотропные(разл св-ва в разных направлниях)

Формирование агрессивности подземных вод в значительной степени обусловлено особенностями минерального состава породы и наличием в грунтах пирита (до 0,8 %). Строительство и эксплуатация сооружений на таких грунтах сопровождается увеличением сульфатной и общекислотной агрессивности вод и грунтов. Анализ минеральных и геохимических особенностей пород позволяет говорить о развитие в настоящее время на отдельных участках процессов окисления. Проводится оценка возможности изменения химического состава и агрессивных свойств грунтовых вод и грунтов в период строительства и эксплуатации сооружений.