Вся електронна бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Книги з будівництва та ремонту

Будівельні матеріали


Побут. Господарство. Будівництво. Техніка

 

Б. ПОРОДОУТВОРЮЮЧІ МІНЕРАЛИ

 

 

Серед великого розмаїття природних мінералів тільки невелика їх частина бере участь в утворенні гірських порід. До числа цих мінералів, званих породоутворюючими, відносяться кварц, польові шпати, слюди, карбонати, сульфати і железистомагнезиальные мінерали. Від мінералогічного складу гірських порід значною мірою залежать їх будівельні властивості. Одні мінерали відрізняються високою міцністю, твердістю і хімічної міцністю, наприклад кварц, інші мають незначну міцність, недостатню хімічну стійкість, здатні значно поглинати воду (гіпс); окремі мінерали володіють здатністю легко розщеплюватися за площинам (наприклад, слюда), знижуючи цим міцність породи, до складу якої вони входять. Ці властивості, а також хімічний склад мінералів зумовлюють призначення утворених ними порід в будівництві. Більша частина мінералів знаходиться в твердому стані і має переважно кристалічної формою.

Перш ніж перейти до вивчення гірських порід, необхідно ознайомитися з найважливішими породоутворюючими мінералами.

 

J. ГРУПА КВАРЦУ

У найбільшій кількості в земній корі (літосфері) міститься вільний кремнієвий ангідрид або кремнезем SiC>2. До складу більшості мінералів він входить у вигляді силікатів - хімічних сполук основними оксидами. Вільний природний кристалічний кремнезем зустрічається у вигляді кварцу - одного з найбільш поширених у земній корі мінералів. Його кристали мають форму шестигранних призм з шестигранними ж пірамідами на кінцях (підставах). Кварц обычко непрозорий, частіше він білого, молочного кольори. Спайність у кварш відсутня, злам його раковистый, він має жирний блиск; з луги ши при звичайній температурі не з'єднується і під дією кислот «крім плавикової) не руйнується.£Питома вага кварцу 2,65, тверда :ть 7 за шкалою твердості. Кварц має високу міцність при стисненні (близько 20 000 кГ/см2) і добре чинить опір дії истираний.^

При нагріванні] до температури 575° С кварц з (3-модифікації переходить в «-модифікацію (високотемпературну), стрибкоподібно збільшуючись в объаме приблизно на 1,5%. При температурі 870° С він починає переходить у тридимит (питома вага 2,26), значно збіль^ личиваясь в обсязі/ (мінерал тридимит кристалізується у вигляді тонких; шестигранних пластинок). Ці зміни обсягу кварцу при високих температурах необхідно враховувати у виробництві вогнетривких діна-вих виробів. При температурі 1710° З кварц переходить у рідкий стан. При бУстром охолодженні розплавленої маси (розплаву) утворюється кварцове скло - аморфний кремнезем з питомою вагою 2,3.

У природі зустрічається мінерал опал аморфної структури,' представляє собою гідрат кремнезему (SiO2-rtH2O). Аморфний кремнезем активний, може з'єднуватися з вапном при нормальній температурі, тоді як кристалічний кремнезем (кварц) набуває цю здатність лише під дією пари великого тиску (в автоклаві) або при сплавці.

 


2. ГРУПА АЛЮМОСИЛІКАТІВ

Друге місце після кремнезему займає в земній корі глинозем АЬОз - Вільний глинозем в природі зустрічається у вигляді мінералів корунду та інших глиноземистых мінералів.

Корунд - один з найбільш твердих мінералів. Його використовують для виробництва вогнетривких матеріалів, оі є цінним абразивом.

Інший глиноземистий матеріал-діаспор - представляє моногідрат глинозему А12О3 • Н2О і містить 85% А12Оз. Діаспор входить в склад бокситів - тонкодисперсних гірських порід часто червоного або фіолетового кольори, багатих глиноземом (від 40 до 80%) і використовуються як сировина для виробництва глиноземистого цементу.

Глинозем звичайно знаходиться у вигляді хімічних сполук кремнеземом та іншими оксидами, званих алюмосиликатами. Найбільш поширеними у земній корі алюмосиликатами є польові шпати, які складають за вагою більше половини всієї маси літосфери. До цієї ж групи мінералів відносяться слюди і каолиниты.

Польові шпати. Характерна особливість всіх польових шпатів -

добре виражена спайність по двох напрямках. В залежності

від кута, під яким перетинаються напрямки спайності (прямий або

близький до нього), розрізняють ортоклаз або калієвий польовий шпат

КгО • А12О3 • 6SiO2 і плагиоклазы. Останні поділяються на аль

біт або натрієвий польовий шпат Na2O А!2 О 3 • 6SiO2 і анортит або

кальцієвий польовий шпат СаО • А12О3 • 2SiO2. ,

Польові шпати мають колір білий, рожевий (до темно-червоного), сірий, жовтуватий та ін, питома вага їх 2,55-2,76, твердість за шкалою твердості 6, міцність у багато разів менше міцності кварцу (на стиск від 1200 до 1700 кГ/см2)., Стійкість польових шпатів проти механічного і хімічного вивітрювання незначна; вони плавляться при температурі від 1170 до 1550° С.

Слюди являють собою водні алюмосилікати складного і різноманітного складу. Характерною особливістю їх є легка расщепляемость на тонкі, гнучкі і пружні листочки і пластинки. Твердість слюд знаходиться в межах 2-3 за шкалою твердості. Найбільш часто зустрічаються наступні види слюд: калієва (мусковіт) - світла, прозора (у тонких аркушах), тугоплавка, хімічно стійка; железистомагнезиальная (біотит)-непостійного складу, дуже темного кольору (чорного, бурого), легше разрушающаяся, ніж мусковіт; вермикуліт - гидрослюда золотисто-бурого кольору, що утворюється в внаслідок окислення та гідратації біотиту; при прожарюванні вермикуліт втрачає воду і збільшується в об'ємі у 18-25 разів; обпалений вермикуліт (зонолит) застосовується як теплоізоляційний матеріал.

Каолініт або водний алюмосилікат А12О3 • 2SiO2 • 2Н2О поставши

ляет собою продукт вивітрювання вивержених і метаморфічних гір

вих порід. Каолініт зазвичай зустрічається у вигляді білих або пофарбований

вих пухких землистих або щільних мас, є основною частиною

глин..-Питома вага каолініту 2,6, твердість 1.

 

3. ГРУПА ЗАЛІЗИСТО-МАГНЕЗІАЛЬНИХ СИЛІКАТІВ

Мінерали, що входять в цю групу, мають темне забарвлення, тому;-їх. часто називають темними мінералами. Питома вага їх більше, ніж інших силікатів, твердість знаходиться в межах 5,5 - 7,5; вони мають значною в'язкістю. При великому вмісті їх в гірських породах вони надають останнім темний колір і велику в'язкість, тобто підвищену опірність удару. Найбільш поширеними породоутворюючими мінералами залозисто-магнезіальній групи є піроксени, амфіболи і олівін.

Піроксени, колекції яких найбільш часто зустрічаються авгиты (глиноземистые піроксени), мають питома вага 3,2-3,6.

До амфиболам відноситься рогова обманка - типовий мінерал вивержених порід - з питомою вагою 3,1-3,5.

Олівін-мінерал зеленого кольору, що відрізняється малою стійкість: під впливом різних реагентів (Н2О, Ог, СО2 та ін) він змінюється і в результаті приєднання води збільшується в об'ємі, переходячи в змійовик або серпентин. Одна з різновидів серпентину має волокнисту будова і називається хрнзотиласбестом, або гірським льоном. Хризотиласбест складається з тонких і міцних волокон; його широко використовують в азбестоцементної промисловості та у виробництві теплоізоляційних матеріалів. Великі родовища хризо-тиласбеста знаходяться на Уралі. .

 

4. ГРУПА КАРБОНАТІВ

В осадових гірських породах найбільш часто зустрічаються породоутворюючі карбонатні мінерали (карбонати), найважливіші з них - кальцит, магнезит і доломіт.

Кальцит, або кристалічний вапняний шпат СаСОз один з найпоширеніших мінералів земної кори. Він легко розколюється по площинах спайності за трьома напрямками, має питома вага 2,7 і твердість 3. Кальцит слабо розчинний у чистій воді (0,03 г на 1 Л), АЛЕ розчинність його різко зростає при вмісті у воді агресивної двоокису вуглецю СОг, так як утворюється кислий вуглекислий кальцій Са(НСОз)г, розчинність якого майже у 100 разів більше, ніж кальциту.

Магнезит MgCC>3 зустрічається здебільшого у вигляді землистих або щільних агрегатів, що мають приватно-кристалічною будовою. Він важче і твердіше кальциту.

Доломіт CaCOs-MgCO3 по фізичним властивостям близький до кальциту, але більш твердий і міцний і ще менше розчинний у воді.

 

5. ГРУПА СУЛЬФАТІВ

Сульфатні мінерали (сульфати), так само як і карбонати, часто зустрічаються в осадових гірських породах; найважливіші з них - гіпс ангідрит.

Гіпс CaSO.4*2H2O типовий мінерал осадових порід. Будова його кристалічна, іноді дрібнозернисте, пластинчасті кристали, стовпчасті, голчасті і волокнисті. Зустрічається гіпс переважно у вигляді суцільних зернистих, волокнистих і щільних порід разом з глинами, сланцями, кам'яною сіллю і ангидритом. Гіпс має білий колір, іноді буває прозорий або забарвлений домішками в різні кольори. Питома вага його 2,3, твердість 2. В воді гіпс порівняно легко розчиняється при температурі 32-41° С, розчинність його у-75 разів більше, ніж кальциту (0,22 г в 1 ji).

Ангідрит CaSO4 має питома> вага 2,8-3, твердість 3-3,5; за зовнішнім виглядом схожий на гіпс. Залягає шарами і прожилками разом з гіпсом і кам'яною сіллю. Під дією води ангідрит поступово переходить у гіпс при цьому обсяг його збільшується.

 

 «Будівельні матеріали» Наступна сторінка >>>

 

Дивіться також:

 

Довідник домашнього майстра Будинок своїми руками Будівництво будинку Гідроізоляція