Лабораторная работа№1 Тема: природные каменные материалы

В современном строительном производстве природные каменные материалы находят широкое распространение для облицовки и архитектурно-декоративной отделки (наружной и внутренней) зданий и сооружений, в качестве стеновых материалов, для устройства дорожных покрытий, в качестве заполнителей (мелкого и крупного, плотного и пористого) для приготовления бетонных и растворных смесей.

Технические свойства природных каменных материалов соответствуют свойствам тех горных пород, из которых они получены. Горной породой называют минеральную массу более или менее постоянного состава, слагающих земную кору. В основу классификации горных пород положено их происхождение - генетическая классификация. Условия образования горных пород предопределяют их химико-минералогический состав, кристаллический состав и структуру. В свою очередь, от этих показателей зависят физико-технические и эстетические свойства горных пород, и они являются исходными при выборе и технико-экономической оценке природных каменных материалов. Согласно генетической классификации, горные породы подразделяют на три группы: изверженные, осадочные и метаморфические.

Изверженные горные породы образовались из расплавленной массы, поднявшейся из глубины Земли, и отвердевшей при остывании с различным строением и структурой, а также свойствами. Глубинные изверженные породы под давлением верхних слоев остывали медленно и сравнительно равномерно. Они обладают большой плотностью, высокой прочностью при сжатии, морозостойкостью, низким водопоглощением и большой теплопроводностью. Их применяют для изготовления облицовочных плит, лестничных ступеней, бортовых камней, щебня.

Излившиеся горные породы, образовавшиеся на поверхности Земли при быстром охлаждении магмы без внешнего давления, состоят из отдельно хорошо сформированных кристаллов, вкрапленных в основную скрытокристаллическую массу. Состав и свойства излившихся пород такие же, как и у глубинных, но структура их мелкокристаллическая. Они обладают высокой прочностью и твердостью. Применяют их в качестве материала для дорожных покрытий, а также как сырье для каменного литья и минеральной ваты.

Обломочные породы отличаются стеклообразным пористым строением, имеют посредственные плотность, прочность и теплопроводность. Продукты вулканических извержений сначала откладывались в виде отдельных обломков, образуя породы небольшой плотности (пемза, вулканические пеплы), а затем из части таких пород за счет слеживания образовались вулканические туфы. Хорошие декоративные качества и высокая морозостойкость позволяют использовать как облицовочный материал фасадов (пористость - 40...70%, прочность при сжатии - 5...20 МПа, коэффициент теплопроводности - 0,21...О,33 Вт/м, 0К).

Осадочные горные породы по характеру образования и составу делят на: химические, органогенные и механические. Химические образовались при осаждении минеральных веществ из водных растворов с последующим уплотненней и цементацией (гипс, ангидрит, известковые туфы). Органогенные породы образовались в результате отложения на дне водоемов остатков водорослей и живых организмов с последующим уплотнением и цементацией (известняки, мел, диатомит). Механические отложения (обломочные породы) - есть результат отложения или накопления рыхлых продуктов распада горных пород. Осадочные горные породы разнообразны по составу, структуре и физико-механическим свойствам, менее однородны, залегают пластами и имеют слоистое строение, что отрицательно сказывается на строительных свойствах получаемых из них каменных материалов (известняки, доломиты, песчаники, гравий, песок).

Метаморфические горные породы образовались в результате глубокого преобразования изверженных или осадочных пород под влиянием высоких температур и давлений, а иногда и химических воздействий. Полученные таким образом породы более плотны, чем исходные осадочные. Структура их, б большинстве случаев, слоистая (гнейсы, глинистые сланцы, мрамор). Применяются как облицовочные плиты, в виде бутового камня для кладки фундаментов и стен. Классификация горных пород приведена в табл.1.

Таблица 1

классификация горных пород

Изверженные породы	Осадочные породы		Метаморфические породы
Глубинные: гранит, сиенит, диорит, габбро, лабрадорит;	Механические осадки: рыхлые: глина, песок, гравий, щебень; сцементированные: песчаник, конгломерат, брекчия		Изверженные: Гнейс, асбест
Излившиеся: кварцевый порфир, трахит, андезит, диабаз, базальт;	химические образования: гипс, ангидрит, магнезит, доломит, известковый туф, травертин, мергель.		Осадочные: Мрамор, кварцит, глинистый сланец
обломочные: рыхлые: вулканический пепел, вулканический песок, пемза; сцементированные: вулканический туф	Органогенные отложения: известняк-ракушечник, мел, диатомит, трепел, опока

Свойства природных каменных материалов определяют области их применения. Только при правильной оценке качества материала могут быть получены долговечные строительные конструкции высокой эффективности.

Физические свойства характеризуют особенности физического состояния материала: его плотность, проницаемость для жидкостей, газов, тепла, радиоактивного излучения, а также сопротивляться агрессивному действию внешней эксплуатационной среды.

Химические свойства характеризуют способность материала сопротивляться разрушению при действии кислот, щелочей, растворов солей.

Механические свойства характеризуются способностью материала сопротивляться всем видам внешних, воздействий с приложением силы.

По совокупности признаков различают прочность при сжатии, прочность при изгибе, при ударе, твердость, истираемость.

Эстетические свойства предусматривают нахождение материала в общей гамме архитектурного ансамбля.

Каменные природные материалы различают по следующим показателям:

• по плотности - обыкновенные (тяжелые) более 1800 кг/м³ и легкие с плотностью менее 1800 кг/м³;

• по пределу прочности при сжатии: для обыкновенных M100-M1000 и легких М4-М200;

• по морозостойкости: для обыкновенных F15-500 и легких F10-25;

По способу обработки подразделяются на грубообработанные (бутовый камень, щебень, гравий, песок); штучный камень, плитки и плиты; фасонные (профилированные) изделия.

Бутовый камень применяется для возведения фундаментов, стен подземных частей зданий, стен нежилых промышленных зданий

Штучные камни и плиты - изделия правильной формы, полученные распиливанием или обтесыванием массивных горных пород и используется для облицовки стен и цоколя фундамента, лестничных маршей.

Вопросы для самопроверки: 1. Что такое горная порода? Каковы условия образования горных пород? 2. Как и по каким признакам классифицируют горные породы в зависимости от происхождения? 3.Какие основные свойства исследуются при применении горных пород в строительном производстве? 4. В чем отличие горных пород от минералов? Какая структура природных минералов? 5. Какие способы обработки природных каменных материалов? 6. Где и в виде чего применяются горные породы и минералы в строительстве?