Современное производство строительных материалов

Каменные материалы из горных пород, классификация, свойства и применение

Сырьем для получения природных каменных материалов служат горные породы.

Горные породы — это значительные по объему скопления минералов в земной коре, образовавшиеся под влиянием одинаковых условий.

Магматические породы (первичные)

Осадочные породы (вторичные)

Метаморфические (видоизмененные) породы

Минералы — это вещества, являющиеся продуктами физико-химических процессов, происходящих в земной коре, и обладающие определенным химическим составом, однородным строением и характерными физическими свойствами. В природе известно несколько тысяч минералов, но в образовании горных пород участвуют лишь около 50, их называют породообразующими. Горные породы могут состоять из одного минерала (мономинеральные) или нескольких (полиминеральные).

Природные каменные материалы и изделия получают путем механической обработки горных пород, т. е. дробления, раскалывания, распиловки, отески, шлифовки (щебень, плиты, штучные камни, архитектурно-декоративные детали) или даже без обработки (песок, гравий). Свойства горной породы, из которой они получены, сохраняются почти полиостью. Строительные свойства горных пород и каменных изделий из них в значительной степени определяются химическим составом и физическими и механическими свойствами породообразующих минералов.

Большое влияние на свойства пород оказывает и их строение (структура), предопределяемое условиями образования каждой группы пород. Поэтому для оценки свойств и определения целесообразных условий обработки и применения природных материалов в строительных конструкциях необходимо познакомиться с составом и строением горных пород, из которых они получены. Знание этих вопросов важно и потому, что горные породы широко используют также в промышленности строительных материалов в качестве сырья для изготовления вяжущих веществ (извести, гипса, цемента), искусственных каменных материалов (керамических, теплоизоляционных, бетонов и др.).

Благодаря повсеместной распространенности в природе и разнообразным фнзико-механическим свойствам природные каменные материалы широко применяют для строительных целей. Их используют без обработки (гравий, песок) или подвергают механической обработке (дроблению, распиловке, отеске, шлифовке), получая щебень, плиты, штучные камни, различные архитектурно-декоративные детали. Горные породы являются также основным сырьем для получения минеральных вяжущих веществ — гипса, извести, цемента и в производстве искусственных каменных материалов — кирпича, стекла, изделий из бетонов и растворов.

Изучение свойств природных каменных материалов существенно облегчается, если основываться на классификации горных пород. В основу классификации горных пород положено их происхождение (генетическая классификация). Происхождение и условия образования горных пород предопределяют их химико-минералогический состав, кристаллическое строение и структуру. Эти показатели характеризуют прочность, долговечность, декоративные качества горных пород и являются исходными при выборе и технико-экономической оценке горных пород для различных конструкций зданий и сооружений.

Наша страна богата разнообразными и многочисленными видами горных пород. Такие районы, как Кольский полуостров и Карелия, Урал и Украина, Кавказ и Дальний Восток, содержат в своих недрах богатейшие запасы изверженных горных пород. Практически неисчислимые запасы осадочных горных пород (глины, песка, известняков, песчаников) и другого минерального сырья имеются почти в любом районе Советского Союза.

Широкий диапазон физико-механических свойств и распространенность природных каменных материалов обусловили их широкое применение в строительстве для различных целей. Их используют для возведения фундаментов и стен зданий, защитных и декоративных облицовок строительных конструкций, полов и лестниц, в качестве дорожных покрытий и т. п. Сотни миллионов кубометров каменных материалов в виде песка, гравия и щебня применяют ежегодно для изготовления бетонов, а также оснований при строительстве железных и автомобильных дорог.

Относительно большое разнообразие горных пород, применяемых в строительстве, удобно и логично изучать, если их классифицировать по условиям образования (генезису), ибо уже это дает известное представление об их строении и свойствах. Генетическая классификация разработана акад. Ф. Ю. Левинсон-Лессингом и А. П. Карпинским

Магматические (первичные) горные породы образовались при охлаждении и отвердевании магмы.

Метаморфические (видоизмененные) горные породы образовались в результате последующих изменений первичных и вторичных пород, связанных со сложными физико-химическими процессами, происходившими в земной коре.