Тема 3 Материалы из природного камня

Материалы из природного камня получают путем добычи и обработки горных пород. Горные породы также являются сырьем для производства строительных материалов (керамики, стекла, металла, теплоизоляционных, гидроизоляционных и др.), их используют в качестве заполнителей для бетонов и растворов.. Россия по запасам и разнообразию горных пород не имеет себе равных. Изыскания, проведенные в больших масштабах, дают полное представление о запасах и географическом размещении минерального сырья.

Горная порода – природная минеральная масса более или менее постоянного состава и строения, состоящая из одного минерала (мономинеральная) или нескольких (полиминеральная) минералов.

Наука, изучающая горные породы - петрография (гр. петрос – камень, графо – описываю).

Минералы – природные химические соединения, самостоятельные элементы, самородные вещества, возникшие в результате физико-химических процессов, протекающих в естественных условиях на земле, гидросфере и атмосфере, преимущественно твердые, однородные по своим физико-химическим свойствам.

Всего минералов в природе более 7000, в большинстве случаев минералы - твердые тела, иногда жидкие и газообразные. В образовании горных пород участвуют лишь около 50, из них 30-35 встречаются наиболее часто, входя в состав главнейших горных пород. Эти минералы называют породообразующими.

В основу классификации минералов положен их химический состав и кристаллохимическое строение.

Каждый минерал характеризуется строго определенным химическим составом и рядом физических свойств: плотность, кристаллическое строение, твердость, цвет, цвет черты, характер излома, спайность и др.

1. Классификация и свойства минералов

1.1 Классификация минералов

Минералы подразделяются на классы. Рассмотрим те классы, минералы которых образуют горные породы, применяемые в строительстве.

I Класс - силикаты (лат. Silicium – кремний), таблица 1. Самые распространенные в природе минералы. По химическому составу силикаты рассматриваются как соли различных гипотетических кремниевых (железисто-магнезиальные) и алюмокремниевых (алюмосиликаты) кислот с подразделением на безводные и водные силикаты.

Таблица 1

I Класс силикатов
железисто-магнезиальные силикаты		алюмосиликаты
безводные:	водные:	безводные:	водные:
оливин	серпентин	полевые шпаты (калиевый, натриевый, кальциевый)	слюда мусковит
авгит	слюда биотит		каолинит
роговая обманка	вермикулит		монтмореллонит

Железисто-магнезиальные силикаты темноокрашенные минералы, имеют сложный химический состав, высокую ударную вязкость и обладают стойкостью против выветривания. Алюмосиликаты светлоокрашенные минералы. Каолинит и монтмореллонит – породообразующие минералы глин. Каолинит применяется в химической и фарфорофаянсовой промышленности, а также как огнеупорный материал. Глины с высоким содержанием монтмореллонита (бентонитовые глины) обладают большой адсорбционной способностью и применяются для очистки нефтепродуктов, растительного масла, уксуса, вина, для смягчения жестких вод.

II Класс – карбонаты, таблица 2, широко распространенный в природе класс минералов. Карбонаты - рассматриваются как соли угольной кислоты.

Таблица 2

II Класс карбонатов

кальцит

магнезит

доломит

III Класс – окислы – кислородные соединения, таблица 3.

Таблица 3

III Класс окислов

кварц (окись кремния)

корунд (окись алюминия)

гематит (окись железа)

Кварц (SiO₂) – наиболее распространенный минерал земной коры. В природе может находиться как в виде самостоятельной горной породы (кварцевый песок, кварцевое стекло, горный хрусталь), так и входит в состав многих горных пород (граниты, кварциты, гнейсы пески, песчаники и т.д.).

Корунд (Al₂O₃) – в качестве породообразующего минерала встречается в гнейсах и кристаллических сланца. Порошок корунда применяется для шлифования – наждак темный непрозрачный минерал, топаз, восточный изумруд –зеленый прозрачный. Разновидности корунда – драгоценные камни: рубин красный, рубин розовый, рубин прозрачный, сапфир синий, прозрачный

IV Класс – сульфаты - соли серной кислоты, водные и безводные, таблица 4.

Таблица 4

IV Класс сульфатов
безводные	водные
ангидрид	гипс
барит