6. Метаморфические горные породы: условия образования, особенности строения, минеральный состав, свойства, применение в строительстве.

Видоизмененные ГП – образовались превращением горных пород в земной коре под действием высоких температур, давления и подвижки земной коры. Главные породообразующие минералы: полевые шпаты, кварц, слюда, роговая обманка, кальцит, доломит. Основные разновидности метаморфических горных пород:

1.Гнейс – состав как у гранита (кварц 20%, ортоклаз 40-70%, слюда 5-15%) Структура – зернисто-кристаллическая. Сланцеватость понижает прочность и морозостойкость. Прим: бутовый камень, облицовочный материал, фундамент.

2.Кварцит – мелкозернистые кварцевые песчаники, песчинки не видны. Кварциты содержат 95-99% SiO₂. Сцепление кварца из-за температуры и давления. Прочность на сжатие = до 1000 Мпа. Высокая морозоустойчивость, малая истираемость, высокая огнеупорность, атмосферостойкость. Прим: подферменные камни в мостах, облицовка гидротехнич. сооруж., сырье д/производства огнеупоров.

3.Мрамор крупнозернистая плотная карбонатная порода, состоит из плотного известняка, в основе кальцит (карбонат кальция), отсутствует цемент (спайка из-за температуры и давления) Горная порода – т.к. однороден. Прочность на сжатие = 100-300 МПа, но легко поддается обработке. Плотность до 2,9 г/см³ «+» хорошо обрабатывается, пилится, полируется. «-» истираемость, низкая атмосферостойкость и химическая устойчивость, не переносит резких перепадов температур.

4.Сланцы – имеют мелкозернистое строение. Полнокристаллическая структура. Хорошо колется. Прим: кровельный материал Состав: кварц, полевые шпаты, слюды, глина. Плотность 2700-2800 кг/м³, пористость до3%, прочность 50-240 МПа.

7. Состав, макро- и микроструктура древесины.

Растущее дерево состоит из корневой системы, ствола и кроны. Промышленное значение имеет ствол, так как из

него получается от 60 до 90 % древесины.  Макроструктурой называют строение ствола дерева, видимое невооруженным глазом или через лупу. Обычно изучают три основных разреза ствола: 1)поперечный (торцовый), 2) радиальный, проходящий через ось ствола 3) тангенциальный, проходящий по хорде вдоль ствола.

Макростроение древесины. На поперечном разрезе ствола древесного растения можно выделить следующие основные состовляющие древесины: 1) кора - защитный покров ствола дерева, состоящий из внешнего пробкового и внутреннего слоёв. Это своеобразная кожа дерева, предохраняющая его от воздействия внешней среды, а также участвующая в регуляции дыхания.

2) Камбий - тонкий слой, состоящий из живых клеток, размножающихся делением. Деление клеток камбиального слоя начинается весной и заканчивается осенью. Поэтому древесина ствола в поперечном разрезе состоит из ряда концентрических так называемых годичных колец, располагающихся вокруг сердцевины. Каждое годичное кольцо состоит из двух слоев: ранней (весенней) древесины, образовавшейся весной или в начале лета, и поздней (летней) древесины, которая образуется к концу лета. Ранняя древесина светлая и состоит из крупных, но тонкостенных клеток; поздняя древесина более темного цвета, менее пориста и обладает большей прочностью, так как состоит из мелкополостных клеток с толстыми стенками.

3) Луб− непосредственно примыкающий к камбию внутренний слой коры, состоящий в основном из живых клеток, выполняющий проводящую функцию между кроной дерева и его корнями. На поперечном разрезе древесины можно различить концентрические слои прироста, называемые годичными кольцами, которые светлее к поверхности дерева и темнее у центра. Светлая часть древесины называется 4) заболонью, а темная – 5)ядром. Заболонь более молодая часть ствола, менее устойчива к загниванию, чем ядро. Ядро образуется за счёт отмирания живых клеток древесины, закупорки водопроводящих путей, ядро обычно гораздо темнее заболони. В результате этого изменяются цвет древесины, её масса и показатели механических свойств. Ядро является самой прочной частью древесины.

7)Сердцевинные лучи. На поперечном разрезе некоторых пород хорошо видны светлые, направленные от сердцевины к коре линии − сердцевидные лучи. Сердцевидные лучи имеются у всех видов, но видны лишь у некоторых. Особенно хорошо сердцевинные лучи видны у дуба, бука. Сердцевинные лучи служат для прохода в поперечном направлении по стволу воды, воздуха и органических веществ, вырабатываемых деревом. У хвойных пород они обычно очень узки и видны только под микроскопом.

6)Сердцевина находится в центре ствола и проходит по всей его длине. Она представляет собой рыхлую ткань, которая легко разрушается живыми организмами, состоит в основном из живых клеток. Сердцевину не применяют в строительстве. Эта часть ствола дерева легко загнивает и имеет малую прочность.

Древесные породы делят на: ядровые, имеющие ядро и заболонь (дуб, ясень, платан, сосна, лиственница, кедр и др.); спелодревесные, имеющие спелую древесину (она не отличается по цвету от заболони) и заболонь (ель,

пихта, осина, бук и др.); заболонные, у которых отсутствует ядро и нельзя заметить существенного различия между центральной и наружной частями древесины ствола (береза, клен, ольха, липа).

Микроструктура древесины— это строение древесины, видимое под микроскопом. Клетки древесины классифицируют в зависимости от выполняемых ими функций:

Клетки механической, или опорной, ткани древесины — наиболее прочная и стойкая к загниванию. В древесине хвойных пород опорную ткань образуют трахеиды поздней древесины. Древесина хвойных пород на 90-95% состоит из трахеид. Опорная ткань в стволах лиственных пород состоит из толстостенных клеток, называемых «древесными волокнами».

Проводящие клетки — сосуды у лиственных пород и трахеиды — у хвойных. Сосуды представляют собой тонкостенные трубочки, расположенные одна над другой диаметром 0,04-0,3 мм, длиной около 100 мм и более. У большинства хвойных пород сосудов нет, так как соответствующую функцию у них выполняют трахеиды. Сердцевинные лучи видны на поперечном разрезе ствола дуба, клена, бука и некоторых других лиственных пород в виде узких радиальных полосок. На тангенциальном разрезе ствола сердцевинные лучи представляются в виде темных штрихов. У хвойных пород они очень узки и видны только под микроскопом.

В растущем дереве сердцевинные лучи служат для перемещения питательных веществ и сохранения запаса их на зиму.

По отношению к объему всей древесины хвойные породы содержат 5-10%, а лиственные 10-35% сердцевинных лучей.

Химический состав Абсолютно сухая древесина всех пород в среднем содержит (в %): углерода - 49,5; водорода - 6,3; кислорода - 44,1; азота - 0,1. В древесине на долю оболочек клеток приходится около 95% массы. Главные составные части оболочек целлюлоза (43-56%) и лигнин (19-30%), остальные : гемицеллюлозы, пектиновые вещества, минеральные вещества (главным образом соли кальция), небольшое количество жиров, эфирных масел, алкалоидов, гликозидов и т.п. Для всех клеток древесины характерно одревеснение — пропитывание оболочек лигнином. Древесина некоторых деревьев содержит дубильные вещества (квебрахо), красители (кампешевое дерево, сандал), бальзамы, смолы, камфору и т. д.