Способы контроля прочности строительных материалов (разрушающие и неразрушающие). Методика испытания.

Защита от коррозии природных каменных материалов и изделий в конструкциях и сооружениях (причины коррозии и способы защиты).

Причины коррозии:

• действие воды и мороза

• растворяющее действие воды при водонасыщении и снижение прочности

• химическая коррозия под действием газов (CO2, SO2 и др.)

• действие микроорганизмов и растений

• попеременное нагревание и охлаждение и др.

ошибки при строительстве и ремонте зданий и сооружений.

Коррозию можно предотвратить следующими методами:

• Конструктивными – изоляция поверхности камня от источников агрессии, быстрый отвод воды и т.д.

• Механическими – создание гладких и полированных поверхностей, не способных задерживать дождевые и талые воды и пропускать агрессивные среды внутрь каменного материала.

• Химическими – обработка лицевой поверхности камня различными составами и создание плотного водонепроницаемого слоя. К таким методам относятся:

1. Флюатирование, например, солями кремнефтористо-водородной кислоты.

2. Гидрофабизация гидрофобными составами, например, кремнийорганическими жидкостями типа ГКЖ;

3. Пропитка поверхности слоя растворами мономеров с последующей полимеризацией в порах камня и др.

Перлит и вермикулит (состав, свойства, переработка и применение).

Перлит — горная порода вулканического происхождения.

На кромке потока лавы, в местах первичного соприкосновения магматических расплавов и земной поверхности, в результате быстрого охлаждения (закалки) лавы формируется вулканическое стекло — обсидиан. В дальнейшем подземные воды проникают сквозь обсидиан, происходит его гидратация и образование гидроксида обсидиана — перлита. Для перлита характерна мелкая концентрически-скорлуповатая отдельность (перлитовая структура), по которой он распадается на округлые ядра (перлы), напоминающие жемчужины с характерным блеском. Среди других вулканических пород перлит отличается наличием конституционной воды (более 1 %). Пористость может составлять 8-40 %. Перлит может иметь чёрную, зелёную, красно-бурую, коричневую, белую окраску различных тонов. Разновидности перлита: обсидиановый (с примесями обсидиана), сферолитовый (с примесями полевого шпата), смолянокаменный (однородный по составу), стекловатый и другие. Для перлита характерна мелкая концентрически-скорлуповатая отдельность (перлитовая структура), по которой он распадается на округлые ядра (перлы), напоминающие жемчужины с характерным блеском. Среди других вулканических пород перлит отличается наличием конституционной воды (более 1%). Пористость может составлять 8-40%. Перлит может иметь черную, зеленую, красно-бурую, коричневую, белую окраску различных тонов. Разновидности перлита: обсидиановый (с примесями обсидиана), сферолитовый (с примесями полевого шпата), смолянокаменный (однородный по составу), стекловатый и другие. По текстурным признакам выделяют массивный, полосчатый, брекчиевидный и пемзовидный перлиты.

Состав: Вспученный перлит — сыпучий, пористый, рыхлый, легкий, долговечный материал. Огнестоек: температура применения — от минус 200 до 900° С. Обладает тепло- и звукоизолирующими свойствами, высокой впитывающей способностью: способен впитать жидкости до 400% собственного веса. Биологически стоек: не подвержен разложению и гниению под действием микроорганизмов, не является благоприятной средой для насекомых и грызунов. Химически инертен: нейтрален к действию щелочей и слабых кислот. Перлит является экологически чистым и стерильным материалом, не токсичен, не содержит тяжелых металлов.

Применение: Перлит может применяться в естественном виде (в строительстве), но чаще используется вспученный перлит. Использование вспученного перлита в строительстве позволяет повысить характеристики тепло-, звукоизоляции и пожаробезопасности возводимых сооружений, при этом значительно сократив массу и объемы конструкций. Вспученный перлит применяется самостоятельно (в качестве замены песка и щебня, теплозвукоизоляционной засыпки для полов, стен, кровли) или в смесях с другими строительными материалами (как компонент при изготовлении теплоизоляционных изделий, теплых штукатурок, легких строительных растворов, наполнителей для линолеума, красок, сухих строительных смесей).

Вермикулит – горная порода вулканического происхождения.При нагревании от 300 до 1000 оС зёрна этого минерала в течение 3 – 5 с способны увеличиваться в объёме в 15 – 20 раз, а отдельные разновидности – до 40 раз, а при нагревании они ещё расщепляются на тончайшие пластинки. В результате получается сыпучий и очень мелкий зернистый материал в виде удлинённых чешуйчатых частиц золотисто-латунного цвета с плотностью 80 – 150 кг/м3. Он используется в качестве теплоизоляционной засыпки в различных конструкциях, как заполнитель для бетона и растворов, в качестве наполнителя в производстве линолеумов, пластмасс, производстве красок и лакокрасочных материалов. Изделия на основе вспученного вермикулита отличаются очень низкой теплопроводностью.

20. Горные породы, используемые в производстве вяжущих веществ (состав и переработка).

Доломит состоит из минерала доломита (CaCO3×MgCo3) с примесями других веществ. Применяют для изготовления минеральных вяжущих веществ.

Гипс состоит и минерала гипса (CaSO4 ×2H2O). Применяют для изготовления гипсовых вяжущих веществ.

Известняк состоит в основном из минерала кальцита (СаСО3) и примесей глины, кварца, доломита и др.

Используют для производства извести, портландцемента.

Мел почти целиком состоит из кальцита (СаСО3). Используют для производства извести, цементов.

Мергель – смесь известняка и глины. При соотношении 3:1 их используют для производства цементов.

Сырье для производства керамических изделий (разновидности и технологические характеристики).

Глины – основной компонент керамических материалов. Они состоят в основном из природных водных алюминискатов различного состава – Al2O3×nSiO2 ×2H2O. Размер глинистых минералов не превышает 0,005 мм, и из-за своей гидрофильности и огромной удельной поверхности глины активно поглощают и удерживают воду. Другие компоненты, входящие в состав глин, такие, как минералы кварца, карбонатов кальция, магния и др. тоже, хотя и в меньшей степени влияют на её технологические свойства и качество готовых изделий.

По отношению к действию высоких температур различают:

• Легкоплавкие – плавятся при температуре ниже 1350 оС

• Тугоплавкие – 1350 – 1580 оС

• Огнеупорные – выше 1580 оС

По степени пластичности:

• Высокопластичные (жирные) – легко формуются, но имеют высокую водопотребность (более 28%) и большую усадку при сушке (10 – 15%)

• Малопластичные (тощие)– плохо поддаются формовке, требуют мало воды затворения (менее 20 %) и имеют небольшую усадку (5 – 7%)

• Средней пластичности – водопотребность – 20 – 28%, усадка при сушке – 7 – 10%.

Требования к показателям внешнего вида кирпича и камней керамических.

Трещины на лицевой поверхности кирпича и камней, а также трещины и расслоения по контакту фактурного слоя с основной массой изделий не допускаются. 2.4. Кирпич и камни должны иметь две лицевые поверхности - тычковую и ложковую. По соглашению предприятия изготовителя с потребителем допускается выпускать кирпич и камни с одной лицевой поверхностью. 2.5. На лицевой поверхности кирпича и камней не должно быть отколов, в том числе от известковых включении, пятен, выцветов и других дефектов, видимых на расстоянии 10 м на oткрытой площадке при дневном освещении. Цвет, рисунок рельефа и другие показатели внешнего вида лицевой поверхности изделий должны соответствовать утвержденному в установленном порядке образцу-эталону. 2.6. Допускаемые отклонения от номинальных размеров и показателей внешнего вида лицевой поверхности кирпича и камней не должны превышать на одном изделии величин, указанных в табл. 1. Таблица 1

Наименование показателя	Величина
Отклонение размеров, мм, не более:
по длине	±4
по ширине	±3
по толщине	+3 -2
Неперпендикулярность граней и ребер кирпича и камня, отнесенная к длине 120 мм, мм не более
Непрямолинейность лицевых поверхностей и ребер, мм, не более
по ложку
по тычку
Отбитость или притупленность углов и ребер длиной от 5 до 15 мм, шт., не более
Отдельные посечки шириной не более 0,5 и длинной до 40 мм на 1 дм2 лицевой поверхности, шт.,не более

2.8. Общее количество кирпича и камней с отбитостями, превышающимн допустимые настоящим стандартом, включая парный половняк, не должно быть более 5

Классификация цементов.

В соответствии с ГОСТ 30515. По назначению цементы делятся: общестроительные – основным требованием к которым является обеспечение прочности и долговечности бетонов и растворов; специальные – к которым наряду с формированием прочности предъявляются специальные требования. По виду клинкера цементы подразделяются на основе: портландцементного клинкера, глиноземистого (высокоглиноземистого) клинкера, сульфоалюминатного (-ферритного) клинкера. По вещественному составу цементы подразделяются на типы, характеризующиеся различным видом и содержанием добавок. В соответствии с ГОСТ 31108 и европейским стандартам ЕН 197-I они подразделяются на 5 типов: ЦЕМ I (портландцемент, не содержащий минеральных добавок в качестве основного компонента), ЦЕМ II (портландцемент с минеральными добавками), ЦЕМ III (шлакопортландцемент), ЦЕМ IV (пуццолановый цемент), ЦЕМ V (композиционный цемент). Вид и содержание минеральных добавок регламентируется в нормативных документах на конкретный вид цемента. По срокам схватывания цементы подразделяются: на медленносхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания более 2 часов; нормально схватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 ч; быстросхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания менее 45 мин. По скорости твердения общестроительные цементы подразделяют: на нормально твердеющие – с нормированием прочности в возрасте 2 (7) и 28 суток, быстротвердеющие – с нормированием прочности в возрасте 2суток, повышенной по сравнению с нормальнотвердеющими, и 28 суток.

Микроструктура древесины.

Строение древесины, видимое в микроскоп, называется микроструктурой. Исследование древесины под микроскопом показывает, что она состоит из мельчайших частичек - клеток, преимущественно (до 98%) мертвых. Растительная клетка имеет тончайшую прозрачную оболочку, внутри которой находится протопласт, состоящий из цитоплазмы и ядра. Клеточная оболочка у молодых растительных клеток представляет собой прозрачную, эластичную и весьма тонкую (до 0,001 мм) пленку. Она состоит из органического вещества - клетчатки, или целлюлозы. По мере развития, в зависимости от функций, которые призвана выполнять та или иная клетка, размеры, состав и строение ее оболочки существенно изменяются. Наиболее частым видом изменения клеточных оболочек является их одревеснение и опробкование. Одревеснение клеточной оболочки происходит при жизни клеток в результате образования в них особого органического вещества - лигнина и сопровождается сильным разбуханием оболочки. Одревесневшие клетки или совсем прекращают рост, или увеличивают размеры в значительно меньшей степени, чем клетки с целлюлозными оболочками. Целлюлоза в клеточной оболочке представлена в виде волоконец, которые называются микрофибриллами. Промежутки между микрофибриллами заполнены в основном лигнином, гемицеллюлозами и связанной влагой. В процессе роста клеточные оболочки утолщаются, при этом остаются неутолщенные места, называемые порами. Поры служат для проведения воды с растворенными питательными веществами из одной клетки в другую.

Клетки, составляющие древесину, разнообразны по форме и величине. Различают два основных вида клеток: клетки, имеющие длину волокон 0,5-3 мм, диаметр 0,01-0,05 мм, с заостренными концами - прозенхимные и клетки меньших размеров, имеющие вид многогранной призмы с примерно одинаковыми размерами сторон (0,01-0,1 мм),- паренхимные. Паренхимные клетки служат для отложения запасных питательных веществ. Органические питательные вещества в виде крахмала, жиров и других веществ накапливаются и хранятся в этих клетках до весны, а весной они направляются в крону дерева для образования листьев. Ряды запасающих клеток расположены у дерева по радиусу и входят в состав сердцевинных лучей. Количество их в общем объеме древесины незначительно: у хвойных пород 1-2%, у лиственных - 2-15%. Основная масса древесины всех пород состоит из клеток прозенхимных, которые в зависимости от выполняемых ими жизненных функций разделяются на проводящие и опорные, или механические. Проводящие клетки v растущего дерева служат для проведения из почвы в крону воды с растворами минеральных веществ; опорные создают механическую прочность древесины. Строение древесины хвойных пород. Древесина хвойных пород отличается сравнительной простотой и правильностью строения. Основную ее массу (90-95%) составляют расположенные радиальными рядами вытянутые клетки с кососрезанными концами, называемые трахеидами. В стенках трахеид имеются поры, через которые они сообщаются с соседними клетками. В пределах годичного слоя различают ранние и поздние трахеиды. Ранние трахеиды образуются весной и в начале лета, имеют тонкие оболочки с порами, широкие полости и служат для проведения воды и растворов минеральных веществ. У ранних трахеид размер в радиальном направлении больше, чем в тангентальном. Концы ранних трахеид имеют закругленную форму. Поздние трахеиды образуются в конце лета, имеют узкие полости и толстые клеточные оболочки, поэтому выполняют механическую функцию, придавая древесине прочность. Размер по радиальному направлению меньше, чем по тангентальному. Количество пор на стенках ранних трахеид примерно в 3 раза больше, чем на стенках поздних трахеид. Трахеиды являются мертвыми клетками. В стволе растущего дерева только вновь образующийся годичный слой содержит живые трахеиды. Сердцевинные лучи у хвойных пород узкие, слабо заметные или вовсе не заметные простым глазом, но многочисленные. Они состоят преимущественно из паренхимных клеток. Смоляные ходы - особенность строения древесины хвойных пород. Они представляют собой клетки, вырабатывающие и хранящие смолу. У одних пород имеются только разобщенные между собой смоляные клетки (пихта, тис, можжевельник), у других пород смоляные клетки связаны в систему и образуют смоляные ходы (сосна, ель, лиственница, кедр). Различают горизонтальные и вертикальные смоляные ходы, которые в совокупности составляют единую систему сообщающихся каналов. Горизонтальные смоляные ходы проходят по сердцевинным лучам и хорошо видны на тангентальном разрезе ствола. Древесная паренхима у хвойных пород распространена мало и представляет собой вытянутые по длине ствола единичные паренхимные клетки или клетки, соединенные в длинные ряды, идущие вдоль оси ствола. Древесной паренхимы нет у тиса и сосны. Строение древесины лиственных пород. По сравнению с хвойными породами лиственные имеют более сложное строение. Основной объем древесины лиственных пород составляют сосуды и трахеиды, волокна либриформа, паренхимные клетки. Сосуды - это система клеток, служащих в растущем дереве для проведения воды с растворенными в ней минеральными веществами из корней к листьям. Вода из сосудов проходит к соседним живым клеткам через поры. имеющиеся в боковых стенках сосудов. Волокна либриформа являются наиболее распространенными клетками древесины лиственных пород и составляют их главную массу (до 76%). Они представляют собой длинные клетки с заостренными концами, с толстыми оболочками и узкими полостями. Стенки волокон либриформа всегда одревесневшие, имеют узкие каналы - щелевидные поры. Длина волокон либриформа находится в пределах 0,3-2 мм, а толщина - 0,02-0,005 мм. Волокна либриформа - наиболее прочные элементы древесины лиственных пород, выполняют механические функции. Остальной объем древесины составляют клетки древесной паренхимы. Эти клетки могут быть собраны в вертикальные ряды, называемые тяжами древесной паренхимы. Размеры и количественное соотношение различных клеток, составляющих древесину, даже у одной и той же породы могут изменяться в зависимости от возраста, условий роста дерева. Паренхимные клетки, выполняющие запасные функции, в древесине лиственных пород прежде всего образуют сердцевинные лучи. Сердцевинные лучи у лиственных пород развиты сильнее, чем у хвойных. По ширине сердцевинные лучи могут быть узкие однорядные, состоящие из одного ряда вытянутых по радиусу клеток, и широкие многорядные, состоящие по ширине из нескольких рядов клеток. По высоте сердцевинные лучи состоят из нескольких десятков рядов клеток (до 100 и более у дуба, бука). На тангентальном разрезе однорядные лучи представлены в виде вертикальной цепочки клеток; многорядные лучи имеют форму чечевицы. Лиственные породы сбрасывают на зиму листья и нуждаются в большом количестве запасных питательных веществ, необходимых для образования новых листьев весной следующего года, поэтому в древесине лиственных пород содержится больше клеток древесной паренхимы.

Макроструктура древесины.

Макроструктура древесины видна невооруженным глазом или при небольшом увеличении (через лупу). Изучают ее по трем основным разрезам: поперечный (или торцевой) – по плоскости, перпендикулярной оси ствола; радиальный – проходящий через ось ствола; тангенциальный – проходящий по хорде вдоль ствола. Древесина, распиленная в разных направлениях, имеет различную текстуру и отличается своими качествами и свойствами. На поперечном разрезе ствола дерева достаточно четко различается сердцевина, ядро, заболонь, камбий, кора, и годичные слои.

Сердцевина расположена в самом центре ствола внутри первого годичного слоя. Размеры сердцевины (сердцевинной трубки) невелики – до 10 мм или чуть больше. Это наиболее слабая часть ствола дерева. Она представляет собой рыхлую ткань, состоящую из клеток с тонкими, слабо связанными друг с другом стенками. Сердцевина легко загнивает, крошится и имеет малую прочность. В пиломатериалах толщиной до 50 мм сердцевина не допускается.

Годичные слои (кольца) образуются в течении вегетационного периода и соответствуют одному году жизни дерева. В поперечном разрезе они занимают часть ствола от коры до сердцевины. Каждое годичное кольцо состоит из двух слоев: древесины, образовавшейся весной (весенняя или ранняя древесина), и древесины, образовавшейся летом (летняя или поздняя древесина). Ранняя древесина светлая и состоит из крупных, но рыхлых тонкостенных клеток и обладает слабой механической прочностью. Поздняя древесина имеет более темный цвет, менее пориста и обладает большей прочностью, так как состоит из клеток с более толстыми стенками. Следовательно, чем более в годичном слою поздней древесины, тем выше механические свойства породы.

Часть древесины ствола, которая располагается ближе к сердцевине, в процессе роста дерева пропитывается у хвойных деревьев смолой, у лиственных – дубильными веществами. В результате клетки древесины отмирают, движение влаги в этой чпсти ствола прекращается и она становится более твердой, прочной и менее способной к загниванию. У некоторых пород деревьев она имеет темноокрашенный цвет и ее завывают ядром, у других – спелой древесиной.

Другую часть ствола, окружающую ядра (от ядра до коры) называют заболонью. Она состоит из растущих молодых клеток, по которым в процессе роста дерева движется влага и питательные вещества. Заболонь – наиболее плотный слой дерева, выполняющий защитный функции. Сохранение этого слоя позволяет снизить образование трещин т избежать других дефектов древесины. По механическим свойствам заболонь практически не уступает древесине ядра, но имеет большую влажность, хуже сопротивляется загниванию, обладает большей усушкой и склонностью к короблению. Однако не у всех пород дерева четко различаются ядро и заболонь. Если такое различие отсутствует, то породы называют заболонными (осина, береза, ольха, клен и др.). В случае четкого различия ядра и заболони породы называют ядровыми (дуб, сосна, кедр и др.).

В древесине всех пород в поперечном к стволу направлении располагаются сердцевинные лучи. Они служат для перемещения и создания запаса влаги и питательных веществ на зимнее время. У хвойных пород они видны только под микроскопом, но по ним древесина легко раскалывается и растрескивается при высыхании. Для многих пород сердцевинные лучи играют важную роль в создании структуры друвесины.

Способы контроля прочности строительных материалов (разрушающие и неразрушающие). Методика испытания.

Неразрушающий контроль – это оценка надежности, контроль состояния, некоторых свойств или характеристик объекта без его демонтажа или разрушения. Используется в самых различных областях – от оценки состояния строительных конструкций, до контроля внутренних и поверхностных изъянов промышленных изделий. С помощью средств неразрушающего контроля возможно определений как некоторых геометрических параметров – толщин покрытий, шероховатости поверхности, так и физических свойств и характеристик объектов – прочности, твердости, целостности, влажности, температуры и т.п. Существует множество методов неразрушающего контроля, основными из которых являются магнитный, ультразвуковой и радиационный. Последний метод применяется значительно реже. Наиболее распространенные модели: влагомеры для различных видов материалов: измерители влажности древесины, бетонов, строительных материалов, сыпучих материалов, зерна. Толщиномеры электромагнитные и ультразвуковые для защитных покрытий всех типов, измерений толщин стенок труб, измерители прочности бетонов, кирпича и строительной керамики, измерители адгезии, твердомеры для определения твердости сталей и сплавов, и прочее. К средствам неразрушающего контроля можно отнести так же пирометры – приборы для бесконтактного определения температуры.

Разрушающий контроль. В основу метода положено испытание до разрушения контрольных образцов, изготовленных из того же бетона и по той же технологии, что и строительная конструкция. Полученные методами первой группы, являются наиболее соответствующими истинному значению прочности материала по следующим причинам. Во-первых, измеряется именно искомый параметр - усилие, соответствующее разрушению при сжатии. Во-вторых, исследуется образец материала, изъятый из тела конструкции, а не только из поверхностного слоя. В-третьих, влияние на результат измерения внешних факторов: влажность, армирование, дефекты поверхностного слоя и прочих, - можно свести к минимуму. Применение разрушающих методов при экспертной оценке прочности материала в реальных конструкциях затруднительно, а зачастую просто невозможно, так как процесс извлечения образцов из конструкции для испытания сопряжён с определёнными сложностями. Количество извлекаемых образцов, как правило, бывает ограниченным, причём в них не всегда удаётся сохранить ненарушенной структуру материала. В процессе выпиливания возникают микроразрушения на поверхности образцами полученная прочность может быть занижена. Кроме того, сам процесс извлечения образцов сопряжён с «травмированием» обследуемой конструкции.

 

 

7. Привести примеры численных значений прочности основных видов строительных материалов.

Различные материалы характеризуются разным пределом прочности при сжатии:

0,05 Мпа – пенополистирол, 1000 Мпа – высокопрочная сталь. Часто одни и те же материалы имеют неодинаковый предел прочности, и в зависимости от этого их подразделяют на марки и сорта. Марки строительного раствора соответствуют от 4 до 200 (кгс/см²), обычного бетона – от 100 до 600, керамического кирпича – от 75 до 300.

 

8. Генетическая классификация горных пород (условия образования, общая характеристика и примеры).

Согласно генетической классификации, горные породы подразделяются на магматические(первичные), осадочные(вторичные), метаморфические (видоизменённые)

Магматические горные породы формировались в результате застывания магмы, образующейся в земной коре на глубине от 100 до 200 км. В зависимости от условий и среды формирования образовались глубинные и излившиеся 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 крупнокристалли-ческим строением. К ним относятся граниты, сиениты, диориты, габбро, лабрадориты. Излившиеся горные породы формировались в результате менее равномерного и более быстрого охлаждения магмы при относительно резком и неравномерном сбросе давления. Как правило, они имеют стеклообразную или мелкокристаллическую структуру, иногда на фоне крупных кристаллов. Излившиеся горные породы могут иметь как плотное строение (массивные породы), так и пористое – в основном обломочные. К массивным излившимся горным породам относятся порфиры, диабазы, базальты и др. Обломочные горные породы подразделяются на рыхлые (пемза, вулканический пепел и др.) и цементированные(вулканический туф, туфовые лавы и др.) Осадочные горные породы формировались как на поверхности Земли из продуктов разрушения ранее существовавших горных пород, так и на дне водных бассейнов из остатков отмерших организмов, растительного мира. Такие породы отличаются многообразием структур и текстур с широким варьированием формы и размеров частиц. В зависимости от условий образования различают осадочные горные породы химического(доломит, гипс), механического(песок, гравий, глина, песчаники, конгломераты и брекчии) и органогенного(известняк, мергель, мел и др.) происхождения. Метаморфические горные породы образовались в результате видоизменения или преобразования магматических или осадочных горных пород под воздействием температуры, давления, водных минеральных растворов. К ним относятся гнейсы, глинистые сланцы, кварциты, мрамор, асбест и др.

9. Породообразующие минералы (определение, классификация, характеристики, примеры).

Породообразующие минералы – минералы, участвующие в образовании горных пород, их не более 100. Основными породообразующими минералами являются кварц, полевые шпаты, слюды, карбонаты, сульфаты и др. Если горные породы состоят из одного минерала, то они называются мономинеральными. К ним относятся кварцит, известняк, гипс, кварцевый песок и др. Если горные породы состоят из нескольких минералов, то они называются полиминеральными (гранит, диорит, диабаз, базальт и др.).

 

10. Изверженные глубинные горные породы (условия образования, характеристики, применение, примеры).

Изверженные горные породы подразделяют на глубинные, излившиеся и обломочные. Глубинные породы образовались в результате остывания магмы в недрах земной коры. Затвердевание происходило медленно и под давлением. В этих условиях расплав полностью кристаллизовался с образованием крупных зерен минералов. К главнейшим глубинным породам относят гранит, сиенит, диорит и габбро. Гранит состоит из зерен кварца, полевого шпата (ортоклаза), слюды или железисто-магнезиальных силикатов. Имеет среднюю плотность 2,6 г/см3, предел прочности при сжатии - 100-300 МПа. Цвета - серый, красный. Он обладает высокой морозостойкостью, малой истираемостью, хорошо шлифуется, полируется, стоек против выветривания. Применяют его для изготовления облицовочных плит, архитектурно-строительных изделий, лестничных ступеней, щебня. Сиенит состоит из полевого шпата (ортоклаза), слюды и роговой обманки. Кварц отсутствует или имеется в незначительном количестве. Средняя плотность составляет 2,7 г/см3, предел прочности при сжатии - до 220 МПа. Цвета - светло-серый, розовый, красный. Он обрабатывается легче, чем гранит, применяют для тех же целей.Диорит состоит из плагиоклаза, авгита, роговой обманки, биотита. Средняя плотность его составляет 2,7-2,9 г/см3, предел прочности при сжатии - 150-300 МПа. Цвета - от серо-зеленого до темно-зеленого. Он стоек против выветривания, имеет малую истираемость. Применяют диорит для изготовления облицовочных материалов, в дорожном строительстве. Габбро - кристаллическая порода, состоящая из плагиоклаза, авгита, оливина. В составе его может быть биотит и роговая обманка. Имеет среднюю плотность 2,8-3,1 г/см3, предел прочности при сжатии - до 350 МПа. Цвета - от серого или зеленого до черного. Применяют для облицовки цоколей, устройства полов. Г лубинные горные породы формировались 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 ним относятся граниты, сиениты, диориты, габбро, лабрадориты. Граниты, лабрадориты, габбро, гранодиориты, сиениты используют как облицовочный камень; диорит, габбро применяются в дорожном строительстве; сиениты как заполнитель бетона.

 

11. Изверженные излившиеся горные породы (условия образования, характеристики, применение, примеры).

Излившиеся горные породы образовались при остывании магмы на небольшой глубине или на поверхности земли. К излившимся породам относят порфиры, диабаз, трахит, андезит, базальт. Порфиры являются аналогами гранита, сиенита, диорита. Средняя плотность составляет 2,4-2,5 г/см3, предел прочности при сжатии - 120-340 МПа. Цвета - от красно-бурого до серого. Структура - порфировидная, т. е. с крупными вкраплениями в мелкозернистую структуру, чаще всего ортоклаза или кварца. Их применяют для изготовления щебня, декоративно-поделочных целей. Диабаз является аналогом габбро, имеет кристаллическую структуру. Средняя плотность его составляет 2,9-3,1 г/см3, предел прочности при сжатии - 200-300 МПа, цвета - от темно-серого до черного. Применяют для наружной облицовки зданий, изготовления бортовых камней, в виде щебня для кислотоупорных футеровок. Температура плавления его невысокая - 1200-1300 °С, что позволяет применять диабаз для каменного литья. Трахит является аналогом сиенита. Имеет тонкопористое строение. Средняя плотность его составляет 2,2 г/см3, предел прочности при сжатии - 60-70 МПа. Окраска - светло-желтая или серая. Применяют для изготовления - стеновых материалов, крупного заполнителя для бетона. Андезит является аналогом диорита. Имеет среднюю плотность 2,9 г/см3, прочность при сжатии - 140-250 МПа, окраску - от светлой до темно-серой. Применяют в строительстве - для изготовления ступеней, облицовочного материала, как кислотостойкий материал. Базальт - аналог габбро. Имеет стекловидную или кристаллическую структуру. Средняя плотность его составляет 2,7-3,3 г/см3, предел прочности при сжатии - от 50 до 300 МПа. Цвета - темно-серый или почти черный. Применяют для изготовления бортовых камней, облицовочных плит, щебня для бетонов. Является сырьем для изготовления каменных литых материалов, базальтового волокна. Обломочные породы представляют собой выбросы вулканов. В результате быстрого охлаждения магмы образовались породы стекловидной пористой структуры. Их подразделяют на рыхлые и цементированные. К рыхлым относят вулканические пеплы, песок и пемзу. Вулканические пеплы - порошкообразные частицы вулканической лавы размером до 1 мм. Более крупные частицы размером от 1 до 5 мм называют песком. Пеплы применяют как активную минеральную добавку в вяжущие, пески - в качестве мелкого заполнителя для легких бетонов. Пемза - пористая порода ячеистого строения, состоящая из вулканического стекла. Пористая структура образовалась в результате воздействия газов и паров воды на остывавшую лаву, средняя плотность составляет 0,15-0,5 г/см³, предел прочности при сжатии - 2-3 МПа. В результате высокой пористости (до 80%,) имеет низкий коэффициент теплопроводности А = 0,13...0,23 Вт/(м·°С). Применяют ее в виде заполнителей для легких бетонов, теплоизоляционных материалов, в качестве активной минеральной добавки для извести и цементов. К цементированным породам относят вулканические туфы. Вулканические туфы - пористые стекловидные породы, образовавшиеся в результате уплотнения вулканических пеплов и песков. Средняя плотность туфов составляет 1,25-1,35 г/см³, пористость - 40-70%, предел прочности при сжатии - 8-20 МПа, коэффициент теплопроводности 1 = 0,21...0,33 Вт/(м·°С). Цвета — розовый, желтый, оранжевый, голубовато-зеленый. Применяют их в качестве стенового материала, облицовочных плит для внутренней и наружной облицовки зданий. К метаморфическим горным породам относят гнейсы, глинистые сланцы, кварцит, мрамор

 

12. Изверженные обломочные горные породы (происхождение, характеристики, применение, примеры).

Обломочные породы делят на рыхлые (пемза, вулканические пеплы и др.) и цементированные (вулканический туф).

Пемза образовалась при быстром остывании магмы и интенсивном выделении из нее газов, вспучивающих массу. Последующее быстрое остывание вспученных кусков магмы приводит к образованию стекловидной пористой породы. Цвет пезмы серый, черный и иногда белый. Пемза состоит из кремнезема (до 70%) и глинозема (до 15%). Залегает пемза в виде обломков размеров 5...50 мм в диаметре, выброшенных во время извержения вулканов. Плотность пемзы в куске 400... 1400 кг/м3, пористость до 80 %, предел прочности при сжатии 0,4...2,0 МПа, твердость 6. Используют пемзу как щебень для легких бетонов, в качестве теплоизоляционного материала, а также как активную минеральную добавку к извести и цементам.

Вулканический пепел встречается в виде порошка от серого до черного цвета. Применяют для получения легких растворов и бетонов, а также в качестве активной минеральной добавки к вяжущим веществам.

Вулканические туфы — сцементированная туфовая лава, образованная при примешивании во время извержений к жидкой лаве пепла и песка. В результате быстрого охлаждения туфы имеют стекловидное строение. Типичным представителем вулканического туфа является артикский туф (по наименованию месторождения, расположенного близ г. Артик в Армении). Плотность туфа в куске 1250...1350 кг/м3, пористость 40...70%, предел прочности при сжатии 8... 19 МПа и выше, теплопроводность 0,21...0,33. Цвет розовато-фиолетовый. Применяют туф в качестве песка или щебня для легких бетонов и растворов, крупных стеновых блоков, а также активной добавки к воздушной извести или цементу. Высокие декоративные качества и морозостойкость позволяют широко применять туф в качестве облицовочного материала для фасадов зданий.

13. Осадочные горные породы химического происхождения (образование, состав, характеристики, применение, примеры).

Породы химического происхождения образовались в результате осаждения минеральных веществ из водных растворов с последующим уплотнением и цементацией. К ним относят доломит, гипс. Применение: Доломит – для изготовления облицовочных плит, щебня для бетона, огнеупоров и минеральных вяжущих веществ. Гипс – как сырьё для производства гипсовых вяжущих веществ (основное), для внутренней облицовки зданий, как добавка к цементам для регулировки сроков схватывания.

14. Осадочные горные породы органогенного происхождения (образование, состав, характеристики, применение, примеры).