Строительные материалы и изделия

Изверженные горные породы

Среди изверженных горных пород различают массивные и об­ломочные, образовавшиеся в результате разрушения массивных пород.

• Массивные глубинные горные породы (граниты, сиениты, диориты и габбро) образовались в результате медленного охлаж­дения магмы на большой глубине под значительным давлением и в результате этого полной кристаллизации ее. Все глубинные породы характеризуются высокой плотностью и ярко выражен­ной кристаллической (крупнокристаллической) структурой (рис. 2.1).

Гранит — наиболее распространенная глубинная горная поро­да, состоящая в основном из кварца, полевого шпата и слюды. Иногда слюда заменена темноокрашенными (железисто-магне­зиальными) минералами. Цвет гранита зависит от главной составной части — полевого шпата и наличия темных минералов. Он бывает серый, красный и пр. Зерна минералов имеют настоль­ко прочную спайность, что излом чаще происходит не по плоскости спайности, а по зернам минералов. Плотность гранита в сред­нем 2600 кг/м3, предел прочности при сжатии 100...300 МПа,

а при растяжении’До.-.'/бо предела прочности при сжатии. Большая меха­ническая прочность, стойкость против выветривания и морозостойкость обус­ловливают высокие строительные свой­ства гранита и изготовленных из него строительных материалов и изделий. Гранит применяют для изготовления облицовочных плит, лестничных ступе­ней, полов, бортовых камней, щебня и др. Гранит используют при строитель­стве гидротехнических сооружений и сооружений памятников.

Сиенит состоит в основном из поле­вого шпата (ортоклаза) и какого-ни­будь темноокрашенного минерала. Строение сиенита сходно с гранитом.

Плотность 2400...2900 мг/м3, предел прочности при сжатии 150... 200 МПа. Сиениты мягче гранитов, лучше поддаются полировке, обладают большей вязкостью. Используют сиениты наряду с гра­нитами. Между гранитами и сиенитами имеются переходные раз­ности — граносиениты.

Диориты по минералогическому составу представлены пла­гиоклазом, роговой обманкой, реже — биотитом и авгитом. Цвет диорита от темно-зеленого до черно-зеленого. Плотность

2700.. .2900 кг/мз, предел прочности при сжатии 180...200 МПа, Диориты трудно обрабатываются, обладают большим сопротив­лением истиранию, хорошо полируются, стойки против выветри­вания. Применяют диорит в дорожном строительстве и в виде облицовочных плит.

Габбро — кристаллическая горная порода, состоящая в ос­новном из плагиоклаза и темноокрашенных минералов (пирок - сены в виде авгита). Реже в состав габбро входят биотит и рого­вая обманка. Цвет габбро может быть от серого и зеленого до черного. К группе габбро относится также лабрадорит — горная порода, состоящая в основном из минерала лабрадора (разно­видности полевого шпата) серого, зеленовато-серого или темного цвета с синим отблеском на плоскостях спайности. Плотность габбро очень высокая и равна 2900...3160 кг/м3; предел проч­ности при сжатии 100...280 МПа, а иногда и до 350 МПа. Габбро стоек против выветривания, трудно обрабатывается, но дает хорошую долговечную полировку. Применяют его для гидротех­нических и других видов сооружений в виде разнообразных строительных материалов — щебня, облицовочных плит и т. д. Лабрадорит, обладающий красивой расцветкой, используют как облицовочный материал.

• Излившиеся горные породы образовались при остывании магмы, излившейся на поверхность земной коры. Структура из­лившихся пород может быть полукристаллической, зернистой и стекловатой. Излившиеся породы имеют химический и минера­логический составы такие же, как и глубинные, обладают при­мерно теми же физико-механическими свойствами, но отличаются мелкокристаллической (до стекловатой) структурой.

Кварцевый порфир — аналог гранита — имеет стекловатую структуру с вкраплением крупных зерен кристаллов кварца. При выветривании эти зерна могут выпадать из основной массы гор­ной породы. Плотность 2400...2600 кг/м3, предел прочности при сжатии 130...180 МПа. Используют его в виде щебня или штуч­ного камня. Наряду с кварцевым порфиром существует бескварцевый порфир (аналог сиенитов), в котором кварц от­сутствует.

Трахит — горная порода, по химико-минералогическому сос­таву сходная с порфиром, но образовавшаяся в более поздние геологические периоды. Трахит отличается высокой пористостью и относительно низким пределом прочности при сжатии — 60... 70 МПа.

Диабаз — аналог габбро — состоит из плагиоклаза и авгита и имеет в своем составе примеси кварца и роговой обманки. Плотность 2800...3000 кг/м3, предел прочности при сжатии 200... 300 МПа, цвет темно-серый. Диабаз хорошо полируется. Приме­няют его в виде щебня, штучных камней, плит, брусчатки, в ка­честве облицовочного материала. Из расплавленного диабаза при температуре 1200... 1350 °С отливают различные изделия. Плавленый диабаз стоек к кислотам и щелочам, обладает высо­кими диэлектрическими свойствами. Прочность плавленого диа­база составляет около 500 МПа.

Базальт по химическому и минералогическому составу яв­ляется аналогом габбро. Имеет темный цвет, скрытокристал­лическую структуру с некоторым количеством вулканического стекла и состоит из плагиоклаза и авгита. Плотность 2700... 3300 кг/м3, предел прочности при сжатии 100... 150 МПа. Высо­кая твердость и прочность базальтов позволяет использовать их в качестве материалов для дорожных покрытий. Применяют базальт как сырье для изготовления каменного литья.

Порфирит и андезит — аналоги диорита. Порфирит — более старая, а андезит — более молодая горные породы; цвет их серый, серовато - и желтовато-зеленый. Плотность 2200... 2800 кг/м3, предел прочности при сжатии 60...240 МПа. Порфи­рита применяют в качестве облицовочного материала, щебня и дорожной брусчатки, а андезит (как кислотостойкий мате­риал) — в качестве заполнителя в кислотоупорных бетонах, а также для специальных облицовок.

• 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 Si02 (до 70%) и глинозема А1203 (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 черногф 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 вулка - лического 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 Вт/(м-°С). 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.