2.4.2 Осадові породи
Властивості осадових порід обумовлюються властивостями породоутворюючих мінералів і цементуючих речовин.
Піщаники - механічні відкладення, складаються з зерен кварцового піску, зцементованого природними цементами. Застосовуються для виготовлення фундаментів, бортових каменів, східців, тротуарів. При 500-600 оС руйнуються завдяки розтріскуванню кварцу.
Мергель - вапняно-глиняста порода з хімічних осадів. Застосовується як сировина для виробництва портландцементу. При 1450 оС глинясті речовини розпадаються на вільні окисли; вапно дисоціює і утворює клінкерні мінерали.
Вапняки - органогенні відкладення, складаються з кальциту з домішками магнезиту, кварцу і ін. Застосовуються для виготовлення стінових каменів, лицювальних плит, щебеню для бетону, а також для виробництва вапна і портландцементу. Мало поширюються при нагріванні. При t > 800 0С розкладаються на оксид кальцію (повітряне вапно) і вуглекислий газ:
CaCO3 CaO+CO2 .
Повітряне вапно (СаО) – теплоізолятор, воно сприяє уповільненню реакції розкладення СаСО3, перешкоджаючи прогріву матеріалу. При нагріванні аж до 600 оС спостерігається зростання міцності в 1.4 раз, що пояснюється ущільненням структури (див. рис.2.3). Подальший нагрів понад 900 оС за наявності води викликає повторне гасіння вапна і повну втрату міцності .
Діатоміт - легка пухка або слабко зцементована гірська порода, складена з окаменілих діатомітових водоростей. Теплоізолятор до 1000 оС. Використовується як активний кремнеземистий додаток до цементів.
Крейда – неміцна вапняна порода білого кольору. Використовується для виготовлення вапна та портландцементу, а також для побілок та замазок.
2.4.3 Метаморфічні породи
Мармури – утворилися з вапняків або доломітів під дією високої температури і багатостороннього тиску. Кристалічні зерна кальциту (з домішками доломіту) зв'язані без цементуючої речовини. Міцність мармуру при стиску 120-300 МПа (1200-3000 кг/см2). Застосовується він як оздоблювальний матеріал. Оскільки головним породоутворюючим мінералом мармуру є кальцит, то при дії високих температур його поведінка аналогічна поведінці вапняку.
Гнейси – утворилися внаслідок перекристалізації гранітів, порфірів, сієнітів і мають шарувату будову. Зміна їх міцності при нагріванні нагадує зміну міцності граніту. Застосовуються гнейси у вигляді лицювальних плит.
Серпентит – порода, що утворилася як продукт зміни олівіну. Це, в основному, водний силікат мангану, що вміщає до 13-17 % мас зв‘язаної води. Він використовується як заповнювач у бетонах. При 700-800 оС, внаслідок видалення зв‘язаної води, об‘єм серпентиту різко зменшується, що викликає порушення його структури і зниження міцності.
Таким чином, при використанні в будівельних конструкціях природних кам'яних матеріалів слід враховувати, що найбільші температурні деформації мають гірські породи, що містять кварц – граніт, кварцит, піщаники, гнейси, а найменшими – вапняки, базальти, туфи, пемзи.
Також слід враховувати межі температурної міцності гірських порід:
500 оС – піщаники, серпентит;
550-600 оС – граніт і кварцуміщуючі породи;
700 оС – вапняки.