- •С.В. Черкасов, Л.Н. Адоньева
- •МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
- •© Воронежский государственный
- •архитектурно-строительный
- •университет, 2010
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Пикнометр
- •Влажность воздуха, %
- •Рис.14. Определение
- •ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
- •ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
- •5.1. Общие сведения
- •Природный камень – один из древнейших конструкционных и отделочных строительных материалов. Долговечность этого материала позволила сохранить до нашего времени величайшие шедевры архитектуры.
- •Физико-технические и декоративные свойства природного камня определяют вид фактурной обработки его поверхности.
- •Учет строителями совокупности свойств природного камня при возведении зданий и сооружений предопределяет их долговечность и архитектурную выразительность.
- •Горные породы – это природные образования более или менее однородного состава и строения, образующие в земной коре самостоятельные геологические тела.
- •Минералами называются однородные по химическому составу, строению и физическим свойствам природные тела, образовавшиеся в земной коре в результате физико-химических процессов.
- •В большинстве случаев минералы – твердые тела, иногда жидкие и газообразные. Всего в природе более 2 тыс. минералов, но в образовании горных пород участвуют лишь около 50. Такие минералы называются породообразующими минералами.
- •Зная содержание минералов в горной породе, можно предопределять важнейшие ее свойства.
- •5.2. Цель работы
- •Изучение основных характеристик горных пород, породообразующих минералов и области их применения в строительстве.
- •5.3. Порядок выполнения работы
- •Для оказания помощи студентам в оформлении результатов работы, в описании свойств породообразующих минералов и горных пород, а также области их применения в строительстве в работе представлены табл. 25, 26.
- •При выполнении работы студенты делятся на бригады по 2 - 4 человека и изучают по заданию преподавателя по 3 - 4 разновидности породообразующих минералов и горных пород из числа изверженных, осадочных и метаморфических.
- •Аттестационные вопросы
- •1. Что такое минерал, горная порода?
- •2. Как классифицируются горные породы по происхождению?
- •3. Каковы основные свойства породообразующих минералов?
- •4. Перечислить основные породообразующие минералы изверженных горных пород.
- •5. Перечислить основные породообразующие минералы осадочных горных пород.
- •7. Какие виды строительных материалов и изделий изготовляют из горных пород?
- •8. Перечислить факторы, вызывающие разрушение строительных материалов из природного камня, и способы защиты их от разрушения (коррозии).
- •9. Чем объясняется выбор способа и вида фактурной обработки поверхности природных каменных материалов?
- •10. Перечислить виды фактурной обработки природного камня.
- •Основные свойства главных породообразующих минералов горных пород
- •Продолжение табл. 25
- •Продолжение табл. 25
- •Рыхлые
- •Пористые
- •МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
|
|
|
Основные свойства главных породообразующих минералов горных пород |
Таблица 25 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Физико-механические свойства |
|
Группа |
|
|
В состав |
|
|
||||
|
Наимено- |
Химиче- |
|
|
|
|
|
плот- |
прочность |
по хи- |
Особые свойства |
каких |
Применение в |
|
|
|
вание |
ская |
цвет |
блеск |
|
твер- |
спай- |
миче- |
горных |
|
|||||
|
минерала |
формула |
|
дость |
ность |
ность, |
на сжатие, |
скому |
|
|
пород |
строительстве |
|
||
|
|
|
|
кг/м3 |
МПа |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
составу |
|
|
входит |
|
|
|
|
|
|
|
I. МИНЕРАЛЫ МАГМАТИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОД |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Бесцветный, |
|
|
|
|
|
|
|
Весьмакислотоище- |
|
|
|
|
|
|
|
молочный, |
|
|
|
|
|
|
|
лочестоек,приповы- |
|
|
Вкачествемелкого |
|
|
|
|
желтый, |
Стеклян- |
|
|
Весьма |
|
|
|
шенныхтемпературах |
|
Гранит, |
заполнителявстрои- |
|
|
|
|
прозрачный |
|
|
|
|
|
всреденасыщенного |
|
тельныхбетонахирас- |
|
|||
|
Кварц |
SiO2 |
(хрусталь), |
ный, на |
|
7 |
несо- |
2600 |
До 2000 |
Кварца |
паравзаимодействуетс |
|
кварцит, |
творах,припроизводст- |
|
|
|
|
фиолетовый |
изломе |
|
|
вершен- |
|
|
|
Са(ОН)2,плавитсяпри |
|
порфир, |
вестроительнойкера- |
|
|
|
|
(аметист), |
жирный |
|
|
ная |
|
|
|
1710 0С,прибыстром |
|
песчаник |
мики,стекла,асфальто- |
|
|
|
|
черный (мо- |
|
|
|
|
|
|
|
охлаждениидаетквар- |
|
|
бетонаидр. |
|
|
|
|
рион) |
|
|
|
|
|
|
|
цевоестекло |
|
|
|
|
|
Полевые |
Na[Al Si3O8]- |
Белый, се- |
Стеклян- |
|
|
Совер- |
|
|
Алюмоси- |
|
|
Гранит, |
|
|
|
шпаты |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
33 |
|
6 - 6,5 |
|
|
Разрушаются под |
|
диорит, |
В качестве цветных |
|
||||||
|
альбит |
рый |
ный |
|
шенная |
|
|
ликатов |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
влиянием резких |
|
порфир |
песков при произ- |
|
|
плагиок- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
смен температур, |
|
|
водстве отделочных |
|
|
|
Серый с от- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
под воздействием |
|
Габбро, |
растворов, в произ- |
|
||
|
лаз (косо- |
|
тенками (зе- |
Стеклян- |
|
|
Совер- |
2610… |
120… |
|
|
|
|||
|
Ca[Al Si2O8]- |
|
|
- | | - |
воды, углекислоты, |
|
водстве керамики, |
|
|||||||
|
скалы- |
анортит |
леным, сине- |
ный |
|
6 - 6,5 |
шенная |
2760 |
170 |
|
плавятся при |
|
базальт, |
глазурей |
|
|
вающий- |
|
ватым, крас- |
|
|
|
|
|
|
|
1170…1550 0С. |
|
диабаз |
|
|
|
|
новатым) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ся) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ортоклаз |
|
Розовый, |
|
|
|
|
|
|
|
При раскалывании |
|
Гранит, |
|
|
|
|
красный, |
|
|
|
|
|
|
|
|
сиенит, |
|
|
||
|
(прямо- |
К[Al Si3O8] |
Стеклян- |
|
6 |
Совер- |
2500… |
150 |
Алюмоси- |
образует близкие по |
|
В качестве цветных |
|
||
|
скалы- |
желтый, |
ный |
|
шенная |
2600 |
ликатов |
форме к кубу изде- |
|
порфир, |
песков |
|
|||
|
|
серо- |
|
|
|
|
гнейс, |
|
|||||||
|
вающийся) |
|
|
|
|
|
|
|
|
лия |
|
|
|
||
|
|
розовый |
|
|
|
|
|
|
|
|
диорит |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стеклян- |
|
|
Несо- |
|
|
|
По сравнению с |
|
|
|
|
|
Оливин |
|
Оливково- |
|
|
3200… |
|
Силика- |
авгитом и роговой |
|
Диабаз, |
__ |
|
||
|
(Mg,Fe)2 SiО4 |
ный и |
|
6,5 -7 |
вершен- |
__ |
обманкой стойкость |
|
|
||||||
|
|
|
зеленый |
жирный |
|
|
ная |
4350 |
|
тов |
против выветрива- |
|
базальт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ния понижена |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
33
Продолжение табл. 25
|
Наимено- |
|
|
Физико-механические свойства |
|
Группа |
|
В состав |
|
||||
|
Химиче- |
|
|
|
|
плот- |
прочность |
по хи- |
|
каких |
Применение |
||
|
вание |
|
ская фор- |
цвет |
блеск |
твер- |
спай- |
миче- |
Особые свойства |
горных |
|||
|
минерала |
мула |
дость |
ность |
ность, |
на сжатие, |
скому |
|
пород |
в строительстве |
|||
|
|
|
кг/м3 |
МПа |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
составу |
|
входит |
|
|
Слюды: |
|
|
|
|
Весьма |
|
|
|
Обладает высокой |
Гранит, |
|
|
|
|
|
|
|
совер- |
|
|
Водных |
|
||||
|
мусковит |
|
|
|
|
|
|
прочностью и вяз- |
сиенит, |
В отделочных рабо- |
|||
|
|
|
|
|
шенная |
|
|
алюмо- |
|||||
|
|
|
КAl2[Al Si3O10]· |
|
Стеклян- |
|
2700... |
|
костью, понижают |
габбро, |
тах, при производ- |
||
|
|
|
Белый |
2 - 3 |
в одном |
__ |
силика- |
||||||
|
|
|
[ОН]2 |
|
ный |
|
направ- |
3100 |
|
тов |
стойкость породы, |
порфир, |
стве рубероида |
|
|
|
|
|
|
и др. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
лении |
|
|
|
ухудшает шлифовку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
биотит |
|
|
|
|
|
|
|
Водных |
|
Гранит, |
|
|
|
К(Mg,Fe)3 · |
|
|
|
|
|
|
|
сиенит, |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
алюмо- |
Стойкость ниже, |
В отделочных рабо- |
||
|
|
|
|
Стеклян- |
|
- | | - |
2700… |
|
габбро, |
||||
|
|
|
[AlSi3O10]· |
Черный |
2 - 3 |
__ |
силика- |
чем у мусковита. |
тах |
||||
|
|
|
ный |
|
3000 |
порфир, |
|||||||
34 |
|
|
[ОН,Fe]2 |
|
|
|
|
тов |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и др |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Авгит |
|
|
Зеленова- |
|
|
Совер- |
|
|
|
|
|
|
|
минералы |
|
Стеклян- |
|
шен- |
3200... |
|
Железисто- |
Придает породе |
|
|
||
|
(из числа |
Са(Mg,Fe,Al) · |
то- |
|
__ |
|
__ |
||||||
|
5 - 6,5 |
ная |
3600 |
|
|||||||||
|
пироксе- |
[(Si,Al2)2O6] |
черный, |
ный |
|
|
магнези- |
шает сопротивляе- |
__ |
|
|||
|
|
|
|
хрупкость, затрудня- |
|
||||||||
|
нов) |
|
|
буро- |
|
|
|
|
|
альных |
ет полировку, повы- |
|
|
|
(из ам- |
Темноокрашенные |
ОН]2·[ОН]2 |
черный |
ный |
|
шен- |
3300 |
__ |
силикатов |
мость. Высокая удар- |
шом коли- |
|
|
бурый с |
|
силикатов |
__ |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ная вязкость, повы- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шают стойкость про- |
|
|
|
|
|
Са2Na · |
|
|
|
|
|
|
|
тив выветривания |
|
__ |
|
Роговая |
|
(Mg,Fe)4· |
|
|
|
|
|
|
|
|
Гранит (в |
|
|
|
|
|
|
Совер- |
|
|
|
|
|
|||
|
обманка |
|
(Al,e)[(Si,Al)4· |
Зеленый, |
Стеклян- |
5,5 - 6 |
3100… |
|
Алюмо- |
|
неболь- |
|
|
|
фиболов) |
|
|
оттенками |
|
|
ная |
|
|
|
|
честве) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
34
Продолжение табл. 25
|
Наимено- |
Химиче- |
|
Физико-механические свойства |
|
Группа |
|
В состав |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
по хи- |
|
каких |
Применение в |
||
|
|
|
твер- |
спай- |
плот- |
прочность |
Особые свойства |
|||||
|
вание |
ская |
цвет |
блеск |
миче- |
горных |
||||||
|
минерала |
формула |
дость |
ность |
ность, |
на сжатие, |
скому |
|
пород |
строительстве |
||
|
|
|
кг/м3 |
МПа |
составу |
|
входит |
|
||||
|
|
|
|
|
2. МИНЕРАЛЫ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД |
|
|
|||||
|
|
|
Бесцвет- |
|
|
|
|
|
|
Разрушается под дей- |
Плотные |
Производство извес- |
|
|
|
|
|
Весьма |
|
|
|
ти, цемента, побе- |
|||
|
Кальцит |
СаСО3 |
ный, мо- |
|
|
|
|
|
ствием кислот, неат- |
извест- |
лочных составов, при |
|
|
лочно- |
Стеклян- |
3 |
совер- |
2600… |
90… |
Карбо- |
мосферостоек, раз- |
няки, |
производстве кера- |
||
|
|
|
белый с |
ный |
|
шенная |
2800 |
150 |
натов |
рушается при дейст- |
мрамор, |
мики, |
|
|
|
различными |
|
|
|
|
|
вии высоких темпера- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
для отделочных ра- |
||||
|
|
|
оттенками |
|
|
|
|
|
|
тур |
мел |
бот |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Серо-белый |
|
|
|
|
|
|
Обладает высокой |
Доло- |
|
|
|
|
с различ- |
|
|
|
|
|
|
мит, |
Производство из- |
|
|
|
|
Стеклян- |
|
Совер- |
2800… |
15… |
Карбо- |
реакционной способ- |
|||
|
Доломит |
|
ными от- |
|
плотный |
вести, |
||||||
|
СаСО3·MgСО3 |
3,5 - 4 |
ностью к Са(ОН)2, |
|||||||||
|
|
|
тенками, |
ный |
|
шенная |
2900 |
200 |
натов |
кислотам. Декорати- |
извест- |
для внутренних от- |
|
|
|
иногда про- |
|
|
|
|
|
|
няк, |
делочных работ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вен |
|||
|
|
|
зрачен |
|
|
|
|
|
|
мрамор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Бесцветный, |
|
|
|
|
|
|
Обладает высокой |
Диатомит, |
Для изготовления |
|
|
|
молочно- |
|
|
Весьма |
|
|
|
реакционной способ- |
трепел, |
минеральных сме- |
35 |
Опал |
SiО2·nН2О |
белыйс го- |
Стеклян- |
5 - 6 |
1900… |
90… |
Кварца |
ностью к Са(ОН)2, |
породы |
шанных вяжущих |
|
совер- |
вулкани- |
|||||||||||
|
|
|
лубым,жел- |
ный |
|
шенная |
2500 |
120 |
|
высокодисперсной и |
ческого |
веществ, |
|
|
|
|
|
в производстве сили- |
|||||||
|
|
|
тым,черным |
|
|
|
|
|
|
внутренней макропо- |
происхож- |
|
|
|
|
оттенками |
|
|
|
|
|
|
ристостью |
дения |
катных бетонов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Растворяется в кисло- |
|
Дляприготовления |
|
|
|
Белый, се- |
Стеклян- |
|
Совер- |
2800… |
80… |
Сульфа- |
Ангид- |
ангидритовыхвяжу- |
|
|
Ангидрит |
СаSО4 |
|
тах, воде, обладает |
щих(гипсовых)ве- |
|||||||
|
рый, голу- |
ный |
3 - 3,5 |
шенная |
3000 |
100 |
тов |
пониженной морозо- |
рит |
ществ, |
||
|
|
|
боватый |
|
|
|
|
|
|
стойкостью |
|
длявнутренней отдел- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Бесцветный, |
|
|
|
|
|
|
Обладает декоратив- |
|
Для получения маг- |
|
Магнезит |
MgСО3 |
|
|
|
2900… |
90… |
Карбо- |
ными свойствами. |
Магне- |
||
|
белый, се- |
__ |
3,5 -4,5 |
__ |
незиальных вяжу- |
|||||||
|
3100 |
150 |
натов |
Реакционно способен к |
зит |
|||||||
|
|
|
рый, желтый |
|
|
|
щих веществ |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кислотам. |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35
Продолжение табл. 25
|
|
|
|
Физико-механические свойства |
|
Группа |
|
В состав |
Применение |
|||||
|
Наимено- |
Химиче- |
|
|
|
|
плот- |
прочность |
по хи- |
|
каких |
|
в строительстве |
|
|
вание ми- |
ская фор- |
|
|
твер- |
спай- |
миче- |
Особые свойства |
горных |
|
|
|||
|
цвет |
блеск |
ность, |
насжатие, |
|
|
||||||||
|
нерала |
мула |
|
|
дость |
ность |
кг/м3 |
МПа |
скому |
|
пород |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
составу |
|
входит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сравнительно легко |
Гипс |
|
Для получения гип- |
|
|
|
|
Белый с |
Стеклян- |
|
|
|
|
|
растворяется в воде, |
|
|
совых |
вяжущих, |
|
Гипс |
СаSО4· |
ный, ино- |
|
Совер- |
2200… |
|
Сульфа- |
кислотах, неатмосфе- |
|
|
цементов, |
смешан- |
|
|
различными |
1,5 - 2 |
15…80 |
|
|
|||||||||
|
2Н2О |
гда мато- |
шенная |
2400 |
тов |
ростоек, разрушается |
|
|
ных вяжущих |
|||||
|
|
|
оттенками |
вый |
|
|
|
|
|
при высоких темпе- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ратурах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наличие каолинита в |
Глины, |
Получение цемента, |
||
|
|
Аl2O3· |
Белый, ино- |
|
|
|
|
|
|
составе горных пород |
извест- |
строительной кера- |
||
|
Каолинит |
гда цвет |
__ |
1 |
__ |
2600 |
__ |
Алюмо- |
понижает их водо- и |
няки, |
|
мики, фарфора |
||
|
2SiO2· |
зависит от |
силика- |
морозостойкость. |
песчани- |
|
|
|||||||
|
|
2H2О |
|
|
|
|
|
тов |
ки, |
до- |
|
|
||
|
|
примесей |
|
|
|
|
|
Устойчив в кислой |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
среде |
ломиты, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мел и др. |
|
|
||
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Входит в |
Для получения сма- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
состав |
зочных материалов |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
талько- |
|
|
|
|
|
|
Белый, |
|
|
|
|
|
|
|
вых |
|
|
|
|
|
Mg3 |
|
|
|
|
|
|
|
сланцев |
|
|
||
|
Тальк |
бледно- |
|
|
Весьма |
2700… |
|
Сульфа- |
Достаточно хорошо |
и |
из- |
|
|
|
|
[SiO4O10]· |
зеленый, |
Жирный |
1 |
совер- |
__ |
сопротивляется вы- |
вестня- |
|
|
||||
|
2800 |
тов |
|
|
||||||||||
|
|
(OH2) |
светло- |
|
|
шенная |
|
|
|
ветриванию |
ков |
в |
|
|
|
|
|
желтый |
|
|
|
|
|
|
|
виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плотных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
листо- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
масс. |
|
|
|
|
|
|
|
3. МИНЕРАЛЫ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОД |
|
|
|
|
||||||
|
Минералогический состав метаморфических горных пород идентичен исходным магматическим и осадочным горным породам |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
36