СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Метаморфические горные породы

Метаморфизмом называют преобразование горных пород, про­исходящее в недрах земной коры под влиянием высоких температур и давлений. В этих условиях может происходить кристаллизация минералов без их плавления.

Главными факторами метаморфизма являются температура, давление и химически активные вещества — растворы и газы, под действием которых породы любого состава и генезиса (магматиче­ские, осадочные или уже ранее метаморфизированные) подвергают­ся изменениям.

При формировании структурно-текстурных особенностей мета­морфических пород велика роль направленного давления. При одно­стороннем давлении кристаллы деформируются в направлении, пер­пендикулярном направлению наибольшего давления, и видоизме­ненные породы приобретают сланцевое строение (гнейс, глинистые сланцы и т. п.). Образуются специфические структуры с характерной закономерной ориентировкой минералов.

К химически активным веществам прежде всего относятся вода и углекислота, которые находятся в том или ином количестве почти во всех горных породах в виде так называемых «поровых» или «межзерновых» метаморфогенних растворов и газов. Перемещаясь из областей высоких давлений в зоны низких давлений (обычно сни­зу вверх), такие растворы активно участвуют в преобразовании ми­нералов и пород, являются переносчиками химических элементов, тепла.

Главные породообразующие минералы

Минералы, слагающие метаморфические породы, можно разде­лить на следующие группы: минералы, широко распространенные как в метаморфических, так и в магматических породах (полевые шпаты, кварц, слюда, роговая обманка, большинство пироксенов, оливин и др.); типичные для осадочных пород минералы (кальцит, доломит); минералы, которые могут находиться в магматических породах в качестве вторичных, а также слагать типичные метамор­фические породы (серпентин и др.); специфические метаморфиче­ские минералы, присутствие которых возможно только в глубоко преобразованных метаморфических породах.

Основные разновидности метаморфических горных пород

Кристаллические сланцы имеют мелкозернистое строение с полностью утраченными первичными текстурами и структурами. Цвет их от темно - до светло-серого. Основная часть породы состоит из зерен кварца, биотита и мусковита.

Некоторые разновидности глинистых, кремнистых, слюдистых и иных сланцев являются естественными кровельными материалами — кровельными сланцами. Эти сланцы легко раскалываются по плоско­стям сланцеватости на ровные и тонкие (2-8 мм) плоские плитки. Они должны отвечать определенным требованиям: иметь достаточную плотность и вязкость, твердость, малое водопоглощение, высокую водостойкость, стойкость против выветривания. Плотность кровель­ных сланцев — около 2,7-2,8 г/см3, пористость — 0,3-3%, предел прочности при сжатии — 50-240 МПа. Большое значение имеет также прочность на излом перпендикулярно сланцеватости.

Кровельные сланцы используют в производстве кровельных плиток и некоторых строительных деталей (плит для внутренней об­лицовки помещений, лестничных ступеней, плит для пола, подокон­ных досок и т. п.).

Гнейсы — породы метаморфического генезиса, образовавшиеся при температуре 600-800 °С и высоком давлении. Исходными явля­ются глинистые и кварцево-полевошпатовые породы. В состав гней­сов входят следующие минералы: кварц, биотит, роговая обманка, полевые шпаты. Текстура — массивная, полосчатая, структура — разнозернистая.

Гнейсы по механическим и физическим свойствам в свежем ви­де не уступают гранитам, однако сопротивление на излом парал­лельно сланцеватости у них в 1,5-2 раза меньше, чем в перпендику­лярном направлении. По плоскостям сланцеватости они раскалыва­ются на плиты, легко расслаиваются при замерзании и оттаивании.

Применяют гнейсы при бутовой кладке, для кладки фунда­ментов, в качестве материала для щебня и отчасти в виде плит для мощения дорог. Щебень из сильно сланцеватого гнейса не исполь­зуют для бетона и дорожного строительства, так как он получается непригодным по форме зерен.

Кварцитами называют мелкозернистые кварцевые или кремни­стые песчаники, их образование связано с перекристаллизацией пес­чаников. Кварциты содержат 95-99% Si02. Важным свойством их является высокая огнеупорность — до 1710-1770 °С и прочность на сжатие —100-455 МПа.

В строительстве кварциты используют в качестве стенового камня, подферменных камней в мостах, бута, щебня и брусчатки, а кварциты с красивой и неизменяющейся окраской — для облицовки зданий. Кварциты, применяемые в качестве кислотоупорного мате­риала, должны обладать высокой кислотоупорностью и малой по­ристостью.

Мрамор — мелко-, средне - и крупнозернистая плотная карбо­натная порода, состоящая главным образом из кальцита и представ­ляющая собой перекристаллизованный известняк. Прочность на сжатие — 100-300 МПа, но легко поддается обработке, вследствие плотности хорошо полируется. Мрамор широко применяется для внутренней отделки стен зданий, ступеней лестниц и т. п. В виде пес­ка и мелкого щебня (крошки) его используют для цветных штукату­рок, облицовочного декоративного бетона и т. п. В условиях суль­фатной коррозии для наружных облицовок мрамор не применяют. Добывают мрамор на Урале, дальнем Востоке, в Карелии.