Глава 3. Природные каменные материалы и изделия

3.1 Общие сведения

История цивилизации начинается с каменного века. Природный камень – первое добытое человеком полезное ископаемое, а природные каменные материалы, получаемые из горных пород, являются древнейшими строительными материалами. Не потеряли свою актуальность и востребованность природные каменные материалы и в настоящее время. Из горных пород сегодня производят отделочные и конструкционные изделия, вяжущие вещества, бетоны, растворы, керамические и теплоизоляционные материалы, асбестоцементные изделия и др.

Горные породы – это значительные по объёму скопления минералов в земной коре, образовавшиеся под влиянием одинаковых условий, т.е. это, как правило, конгломераты нескольких различных по составу минералов.

Минералы – это вещества, являющиеся продуктами физико-химических процессов или жизнедеятельности растительных и животных организмов, происходящих в земной коре. Они имеют однородный химический состав и физические свойства, т.е. это химически индивидуальное вещество, образующееся в земной коре естественным путём.

В природе известно около 3 тыс. минералов, но в образовании горных пород участвуют не более 100 и их называют породообразующими. Основными породообразующими минералами являются кварц, полевые шпаты, слюды, карбонаты, сульфаты и др.

Если горные породы состоят из одного минерала, то они называются мономинеральными. Мономинеральными горными породами являются кварцит, известняк, кварцевый песок, гипс, и др. Породы, состоящая из нескольких минералов, называются полиминеральными  гранит, диорит, диабаз, базальт и др.

Согласно генетической классификации горные породы подразделяются на магматические (изверженные или первичные); осадочные (вторичные) и метаморфические (видоизменённые) (рис.3.1).

3.2 Магматические горные породы

Магматические горные породы формировались в результате застывания и кристаллизации магмы, образующейся в земной коре на глубине от 100 до 200 км. В зависимости от условий и среды формирования образовались так называемые глубинные и излившиеся горные породы.

3.2.1 Глубинные горные породы

Формирование глубинных горных пород происходило в условиях медленного и равномерного охлаждения магмы под большим давлением. В результате образовались плотные и прочные горные породы, с высокой морозостойкостью, низким водопоглощением и крупнокристаллическим строением. К таким породам относятся граниты, сиениты, диориты, габбро, лабрадориты и др.

Гранит – самая распространённая в земной коре горная порода. Состоит из кварца, полевого шпата, слюды и др. минералов. В зависимости от их соотношения имеет цвет от серого до чёрного, в том числе розовый, тёмно-красный, зелёный и даже голубой. Лучшими строительными свойствами обладают граниты, содержащие больше кварца и меньше слюды.

Гранит обладает высокой плотностью (2600…2800кг/м³), морозостойкостью (более 200 циклов) и прочностью при сжатии – 120…300 МПа. Он хорошо обрабатывается – обтёсывается, шлифуется и полируется. Долговечность гранита 1000 и более лет.

В нашей стране месторождения гранита имеются в Брестской области (г.п. Микашевичи). По цвету – от тёмно-серого до светло-серого с различной зернистостью.

Гранит – излюбленный строительный камень. Применяется преимущественно для внешней облицовки зданий и сооружений. Также служит для изготовления бортовых камней, ступеней, и используется как заполнитель для высокопрочных бетонов.

Сиенит. Отличается от гранита тем, что не содержит в своём составе кварца и потому легче поддаётся обработке. Цвет более тёмный, чем у гранита. Сиениты с небольшим содержанием кварца называются граносиенитами. Используются тоже как облицовочный камень и заполнитель для бетона.

Диорит. Состоит в основном из полевого шпата и цветных минералов. Цвет диорита – темно-зеленый. Отличительной особенностью этой породы является высокая вязкость. Поэтому диорит целесообразно применять при ударных нагрузках, например – мощении дорог. Применяется он, хотя и реже, как облицовочный материал.

Диориты с небольшим содержанием кварца называются гранодиоритами. Гранодиорит – декоративный камень, сочетающий в себе прочность гранита и красоту мрамора.

Габбро – наиболее прочная и стойкая горная порода. Средняя плотность около 3100кг/м³, прочность при сжатии 200…280МПа. Тоже имеет повышенную вязкость и стойкость против выветривания. Структура крупнокристаллическая, цвет – серый, темно-зеленый до чёрного. Хорошо полируется. Применяется в дорожном строительстве и как облицовочный материал.

Лабрадорит – порода из семейства габбро. Основной составной частью его является минерал лабрадор, состоящий из натриевого и кальциевого полевых шпатов. Обладает яркими переливами цветов: синего, голубого, зелёного, золотистого и др. Наиболее красивые образцы этой породы имеются на полуострове Лабрадор, где, во второй половине 18 века, впервые была найдена эта порода. Используется в качестве ценного и красивого облицовочного камня.