книги из ГПНТБ / Слободяник И.Я. Строительные материалы и изделия учебник

циент теплопроводности 2,9—3,5 втім-град. Температура плавле­ ния гранита 1400—1500° С. Температуроустойчивость гранита невы­ сокая; при нагреве до 750—800° С гранит снижает свою прочность и становится хрупким.

Месторождения гранитов — кристаллическая гряда Украин­ ской ССР, Карельская АССР, Урал, Закавказье и другие районы

СССР. Наиболее крупным месторождением гранитов на тер­ ритории Украинской ССР являются Гннванское, Токовское, Но­ воданиловское, Емельяновское, Корнинское, Винницкое, Ново­ украинское, Натальевское, Коростышевское, Жежелевское, Янцев-

ское и др.

В строительстве гранит применяют для изготовления обли­ цовочных плит, лестничных ступеней, полов, бортовых камней, бута, щебня и др. Особое применение гранит находит при строительстве гидротехнических сооружений, возведении памят­ ников.

Пеликанитизированный гранит встречается в районах Житомир­ ской области УССР. Это белая с различными оттенками порода с объемной массой 1900—2100 кг/м3 и пределом прочности при сжа­ тии (400 -т-800) 105 нім2.

Встречающиеся обычно жильные породы, связанные преиму­ щественно с гранитной магмой и состоящие из полевого шпата и кварца, называются пегматитами. Пегматиты заменяют полевой шпат в фарфоровом производстве.

Диорит по содержанию кремнезема входит в группу средних пород. По свойствам сходен с гранитом. Он состоит преимуще­ ственно из плагиоклаза и роговой обманки. Диорит, содержащий значительное количество кварца, называют кварцевым диоритом. Цвет диорита от темно-зеленого до светло-серого, предел проч­ ности при сжатии (1500 -ч- 2700) • ІО5 н/м2\ хорошо поддается поли­ ровке. Диорит применяется как дорожный материал и для обли­ цовки.

Диорит встречается на Украине, Урале и др.

Породы, переходные по составу между гранитом и диоритом, называют гранодиоритовыми.

Сиенит — горная порода, отличающаяся от гранита малым со­ держанием кварца или полным его отсутствием. Сиенит легче под­ дается обработке, чем гранит, хорошо полируется. По объемной массе и прочности сиенит аналогичен граниту. Месторождения сиенита — Урал, Карельская АССР, Украина.

Габбро — горная порода, состоящая из минералов плагиокла­ за, авгита и др. Часто в габбро встречается оливин и титаномагнетит. Габбро обладает большой прочностью при сжатии, хорошо полируется.

Лабрадорит — горная порода, аналогичная габбро, состоящая преимущественно из полевого шпата — лабрадора. Поверхность его после полировки весьма декоративна и характерна явно выражен­ ными сине-лиловыми иризирующими зернами титанистого железня­ ка в кристаллах минерала лабрадора.

Габбровые породы применяют главным образом для облицов­ ки монументальных сооружений, а отходы при добыче камня — для мозаичных изделий.

Основные месторождения габбровых пород находятся на Украи­ не: Турчинское, Головинское, Слипчицкое, Букинское и др.

Предел прочности габбровых пород при сжатии (2000ч- ч-ЗООО) ІО5 н/м2, объемная масса 2600—3200 кг/м3.

Излившиеся (эффузивные) изверженные породы образовались при остывании магмы на поверхности земли или близко к ее

Структуру образования, в основную массу мелких зерен которой включены крупные вкрапленники, называют порфировой.

Главнейшими излившимися породами являются л и п а р и т , п е р л и т , о б с и д и а н , п е х ш т е й н , а н д е з и т , п о р фи р и т , т р а х ит , б а з а л ь т , д и а б а з , п е м з а .

Л и п а р и т является эффузивным аналогом гранита и исполь­ зуется в качестве каменного строительного материала, как сырье для получения минеральной ваты и др.

Характерным представителем этой группы является п е р л и т , (водосодержащее стекло), обладающий высокой кислотоупорно­ стью. Объемная масса его 1500—2300 кг/м3, плотность (2,35 ч- —і—2,45) ІО3 кг/м3. Перлит представляет большой интерес как сырье для искусственных обжиговых легких вспученных материалов. По химическому составу перлит содержит 70—75% Si02, 10—15% А120 з, 6—9% R20, 0,5—2% окислов железа, примесь окислов каль­ ция, магния и других и 0,3—5% связанной воды. Перлитовые по­ роды залегают в Закавказье, на Дальнем Востоке, в Казахстане, Карпатах, Крыму, Приморском крае. К водосодержащим стеклам относят также о б с и д и а н — плотную породу темно-серого или смоляно-черного цвета с характерным раковистым изломом и стек­ лянным блеском, содержащую незначительное количество связан­ ной воды (0,25—0,40%), и п е х ш т е й н — вулканическое стекло,

строения, состоящая из плагиоклаза, авгита и роговой обманки. Объемная масса 2200—2700 кг/м3. Предел прочности при сжатии (2000ч-2500) ІО5 н/м2. Андезит — кислотостойкий материал, он является хорошим заполнителем в кислотоупорных бетонах; исполь­ зуют его также для специальных облицовок. Встречается на Урале, Украине, в Карельской АССР, на Кавказе.

П о р ф и р и т ы — эффузивные аналоги диоритов, мелкозерни­ стые породы порфирового строения. В мелкозернистую основную массу вкраплены светлые, более крупные зерна полевого шпата и кварца. Встречаются порфириты красного, черного, зеленого от­

строительстве, из них изготовляют лестничные ступени и другие штучные изделия.

Т р а х и т ы — эффузивные горные породы невысокой плотно­ сти. Структура — порфировая, в изломе трахиты шероховаты, что обусловлено тонкопузырчатой структурой основной массы породы. Объемная масса трахита около 2200 кг/м3, предел прочности при сжатии (500 -т-1000) ІО5 н/м2, цвет — от серого до светло-желтого. Применяют трахит в качестве стенового материала и заполнителя для бетонов. Месторождения трахита — Урал, Украина и др.

Б а з а л ь т — плотная мелкозернистая, реже среднезернистая порода со скрытокристаллической и иногда стекловатой структу­ рой. Это одна из наиболее тяжелых излившихся пород: объемная масса достигает 3300 кг/м3. Предел прочности при сжатии (3000 -г- —=—4000) ІО5 н/м2. Базальт трудно поддается обработке, но хорошо полируется. Применяют для изготовления бута, щебня, дорожной шашки и других изделий. Базальт является прекрасным сырьем для каменного литья, минеральной ваты..Месторождения базаль­ та — Украина, Кавказ, Дальний Восток.

Д и а б а з — полнокристаллическая средне- и мелкозернистая горная порода, состоящая из полевого шпата и авгита. В состав диабаза часто входит оливин. Встречается диабаз также и порфи­ ровой структуры. Цвет .его темно-серый, объемная масса 3000— 3100 кг/м3. Предел прочности при сжатии (3000-4-4000) ІО5 н/м2. Диабаз отличается высокой твердостью, кислотоупорностью, вяз­ костью, и является хорошим материалом для устройства дорожных покрытий. Характерная особенность диабаза — сравнительно невы­ сокая температура его плавления (1200—1300° С). Он является цен­ ным сырьем для каменного литья. Диабазы встречаются на Украи­ не, Урале, Кавказе.

П е м з а — вулканическое стекло ячеистого строения, образо­ вавшееся при быстром охлаждении преимущественно кислой, реже средней по составу лавы, сопровождающемся бурным выделением из нее газов. Объемная масса пемзы 450—500 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,17—0,23 вт/м • град. Частицы пемзы величи­ ной до 5 мм называют пемзовым песком. Наиболее распространен­ ные месторождения пемзы — Северный Кавказ, Камчатка. При­ меняют пемзу в качестве легкого заполнителя в бетоне, пемзовый песок — для акустических штукатурок. Некоторые декоративные кристаллические породы показаны на цветной вклейке.

Осадочные породы. Осадочные породы по виду и характеру образования делят на механические, или обломочные (рыхлые и сцементированные), эффузивно-осадочные, химические и биохими­ ческие, органогенные.

Первичные породы, находясь на поверхности земли, подвер­ гаются постепенному воздействию разрушающих атмосферных агентов (температурных изменений, влияния воздуха, воды и др.), становятся рыхлыми и пылеватыми. Под влиянием ветра и воды часть рыхлых пород изменяется в составе и переносится, осаж-

даясь в низменных местах рек, морей, озер, создавая при этом осадочные (или вторичные) породы.

Механические, или обломочные, осадочные породы. Вода, увле­ кая частицы породы, образует механические отложения, которые называют обломочными, или рыхлыми (глины, песок, гравий, валуны). Под давлением верхних слоев и под воздействием различ­ ных минеральных растворов рыхлые напластования в некоторых случаях превращаются в прочные и плотные породы, называемые сцементированными (песчаники, конгломераты, брекчии).

Г л и н а м и называют тонкообломочные отложения, характе­ ризующиеся наличием частиц размером менее 0,005 мм, состоя­ щих в основном из гидрата кремнекислого глинозема (каолинита) и более крупных частиц кварца, слюды, полевых шпатов, карбо­ натов кальция и магния, окислов железа и др.

Характерной особенностью увлажненной глины является спо­ собность ее приобретать пластичность, сохранять приданную фор­ му после высушивания и снова приобретать пластичность при увлажнении.

В зависимости от условий отложения глины делят на первич­ ные (образовавшиеся на месте отложения) и вторичные (перене­ сенные, откладываемые под действием воды и ветра вдали от мест образования). Вторичные глины обычно более тонкозернистые- и содержат меньше крупных частиц.

По химическому составу, структуре и свойствам глины подраз­ деляются на огнеупорные, тугоплавкие, легкоплавкие, а также на каолиновые, железистые, мергелистые, лесс, бентонитовые и др.

По степени сопротивления действию огня глины делят на огне­ упорные (температура плавления не ниже 1580° С), тугоплавкие (температура плавления 1350—1580° С) и легкоплавкие (темпера­ тура плавления ниже 1350°С).

К а о л и н — глина белого цвета, состоящая в основном из ми­ нерала каолинита. Применяется в фарфоровой и фаянсовой про­ мышленности, в производстве бумаги, резины, обладает высокой огнеупорностью. В СССР и особенно на Украине имеются богатей­ шие залежи каолина. Наиболее известными месторождениями в УССР являются Глуховецкое, Полонское и др.

О г н е у п о р н ы е глины характеризуются высоким содержанием глинозема; применяются для изготовления огнеупорных изделий, входят в состав фарфора, фаянса, плиток и труб. В СССР наиболее известны огнеупорные глины часовъярские (Донбасс), латиинские (Воронежская область) и др.

Глины, характеризующиеся большим интервалом между темпе­

производства кирпича, тонкостенных керамических изделий, керам­ зита.

стыми примесями. Пески, содержащие глину в количестве до 10%„

4-2,68) ІО3 кг/м3. Объемная масса песка меняется в зависимости от гранулометрического состава и степени уплотнения и колеблется от 1300 до 1700 кг/м3. Коэффициент теплопроводности сухого пес­ ка 0,29—0,41 вт/м • град.

При изменении влажности песок меняет объем. Кривая изме­ нения объема зависит от крупности песка. При определении объема песка следует проверять его влажность и вносить соответствующие коррективы.

Пески применяют в качестве заполнителя в бетонах и раство­ рах, для изготовления автоклавных силикатных плотных и ячеис­ тых изделий, для устройства оснований под дорожные одежды и- др. В молотом виде песок применяют как добавку к автоклавным бетонам. Пески с малым содержанием железа используют для производства стекла.

Практический интерес представляют отходы горнообогатитель­ ных комбинатов, получаемые при обогащении руд. Они представ­ ляют собой мелкозернистый материал типа песка полиминерального состава. Кварц, карбонаты и магнетит являются основными, минералами отходов. Отходы применяются в качестве мелкого за­ полнителя в бетонах и строительных растворах.

Г р а в и е м называют рыхлую обломочную породу, образовав­ шуюся при разрушении различных горных пород. По внешнему виду гравий представляет собой смесь окатанных обломков гор­ ных пород и минералов размером от 5 до 150 мм. По происхожде­ нию и условиям образования залежей гравий делят на речной, , м о р с к о й , о з е р н ы й и о в р а ж н ы й . В зависимости от про­ исхождения встречается гравий с частицами округлой яйцевидной^ игольчатой и пластинчатой форм. Зерна окатанной формы разме­ ром 10—50 мм называют галькой.

Встроительстве гравий применяют как заполнитель в бетоне,, асфальтобетоне, в качестве подсыпки под фундаменты, балласта для устройства железнодорожного полотна и др.

Ва л у н ы — естественные окатанные глыбы различных горных, пород ледникового происхождения крупностью более 150 мм. Их. называют также булыжниками.

бой сцементированный различными минеральными растворами пе­ сок. В зависимости от вида цементирующего вещества различают песчаники глинистые, кремнистые, известковые, битуминозные.

большой прочностью. Предел прочности их при сжатии (10004- 4-2000) ІО5 н/м2, объемная масса 2400—2600 кг/м3. Кремнистый

песчаник трудно обрабатываем, кислотоупорен. Его применяют в строительстве в виде бута, плит для тротуаров, ступеней, в виде

(горной смолой). В зависимости от содержания смол их можно применять как исходное сырье для получения битумов, а также асфальтовых мастик.

К о н г л о м е р а т — обломочная порода, состоящая из сцемен­ тированных округлых зерен гравия и гальки.

Б р е к ч и я — обломочная порода из сцементированных углова­ тых обломков горных пород.

Прочность конгломерата и брекчии зависит от прочности вхо­ дящих в них пород и цементирующего вещества. Применяют эти породы в виде бута и щебня. Некоторые разновидности конгломе­ ратов и брекчиевидных камней после полировки имеют красивый вид.

Эффузивно-осадочные породы. К этой группе горных пород, применяемых в строительстве, относят рыхлые разновидности (вул­

бой рыхлую массу из вулканической лавы в виде тонкодисперсных и более крупных частиц. Применяют пеплы и пески в качестве гид­ равлических добавок при получении пуццолановых цементов.

В у л к а н и ч е с к и е ш л а к и представляют собой крупные обломки ячеистой стеклообразной породы с объемной массой 500— 700 кг/м3 и пределом прочности при сжатии (50-^- 80) ІО5 н/м2. Применяют вулканические шлаки в качестве стенового материала и в дробленом виде — для легких бетонов. Встречаются они на Кавказе, Камчатке и в других районах СССР.

В у л к а н и ч е с к и й т у ф представляет собой пористую поро­ ду, образованную путем сцементирования рыхлых вулканических продуктов (пепла, песка и др.), розовато-фиолетового, серого цветов, с объемной массой 1100—1300 кг/м3 и пределом прочности при сжатии (80 -г-120) ІО5 н/м2. Коэффициент теплопроводности его 0,34—0,76 вт/м ■град. Встречаются более плотные и более проч­ ные разновидности туфа, например, фельзитовые с объемной мас­ сой 1800—2100 кг/м3 и пределом прочности при сжатии (200-=- -f-800) ІО5 н/м2.

Туф легко обрабатывается. Его можно пилить на тонкие плиты, на нем можно вырезать различные рисунки, орнаменты. Приме­ няют туф для кладки стен, перегородок, перекрытий. Мелкие оскол­ ки туфа и туфовый песок пригодны для производства легких бе­ тонных блоков, теплых растворов, акустической штукатурки. Туф достаточно морозостоек, хорошо гвоздится. Крупные месторожде­

ния туфа имеются в Армянской (Артикское)’ и Грузинской ССР, в Закарпатье и на Камчатке.

Плотная тонкая разновидность вулканических туфов более или менее метаморфироваиная и измененная носит название т р а с с ы . Эта порода имеет высокую объемную массу 2500—2800 кг/м3 и

тую пористую породу с туфовой массой, состоящей из лавы, пепла и обломков стекла, образовавшихся при извержении.

Свойства туфовой лавы такие же, как и у вулканического туфа. Применяют этот материал в качестве стенового и как запол­ нитель для бетона.

Химические и биохимические осадочные горные породы. Эти породы образовались в замкнутых бассейнах, мелководных мор­ ских заливах и соленых озерах, в которых благодаря сильному испарению воды получается пересыщенный раствор и происходит кристаллизация солей. К таким породам относят гипс, ангидрит, известняк, известковый туф, известковый мергель, магнезит, до­ ломит.

Ги п с представляет собой водосодержащую породу белого или светло-серого цвета, состоящую в основном из минерала двувод­ ного сульфата кальция (CaS04 • 2Н20). Объемная масса гипса 2100—2200 кг/м3, плотность (2,3 -^—2,4) ІО3 кг/м3, твердость 2. В при­ роде встречаются крупнокристаллические разновидности прозрач­ ного гипса — гипсовый шпат, тонковолокнистый гипс-селенит, зернистый гипс.

Гипс применяют как сырье для производства строительного гипса и других гипсовых вяжущих. Учитывая невысокий коэффи­ циент теплопроводности, равный 0,41—0,52 вт/м ■град, его можно применять в качестве стенового материала.

Наиболее значительные месторождения гипса находятся в районе Волги возле Горького, в Башкирии, Донбассе, западных областях Украины.

А н г и д р и т — порода, состоящая в основном из безводного сернокислого кальция CaS04 плотностью (2,9 ч - 3,0) ІО3 кг/м3. Ангидрит в полированном виде применяют для внутренней обли­ цовки зданий.

И з в е с т н я к — широко распространенная плотная и мелко­ пористая сравнительно однородная по составу порода, состоящая из сцементированного кальцита СаС03. Кроме кальцита, известня­ ки всегда содержат некоторое количество окиси железа, глины, кварца, а часто и органогенных остатков — ракушек. Предел проч­ ности при сжатии известняков (150ч1500) ІО5 н/м2, объемная масса 1800—2500 кг/м3. Известняк служит сырьем для производства из­ вести, цемента, также применяется в виде бута, щебня для бетона и как флюс в металлургии.

Мелкопористые известняки по структуре состоят из шаровид­ ных образований кальцита, внутри которых находятся пустоты

Pue. 10. Здание филиала музея В. И. Ленина в Киеве из белого пильного извест­ няка (автор П. Ф. Алешин).

или песчинки, сцементированные кальцитом, и носят название икряного (оолитового) камня. Предел прочности такого известняка (50-f-300) ІО5 н/м2, объемная масса 1500—1800 кг/м3. Такие извест­

вается. Объемная масса его 1300—1600 кг/м3, предел прочности

глины с известняком и доломитом. Применяется как основное сырье при производстве портландского цемента.

Породы, содержащие 90—98% СаСОз, называют мергелистыми известняками. Их применяют для производства гидравлической извести и как строительный камень.

М а г н е з и т — порода, состоя­ щая в основном из минерала маг­ незита MgCOß, встречается двух разновидностей: кристаллический и аморфный. При температуре выше 600—700° С магнезит диссо­ циирует с образованием MgO и СО2. Кристаллический магнезит применяют для изготовления огне­ упорных изделий, аморфный — для производства вяжущего, так называемого каустического маг­ незита.

Главнейшие месторождения магнезита — Саткинское и Халиловское (Урал). В настоящее

время MgO добывают из рапы РііС- 1!- ТравеРт>іи Крыма. Сакского лимана в Крыму.

Д о л о м и т — порода, состоящая в основном из минерала доло­ мита CaCC>3 -MgC0 3 . Твердость доломита 3—4. Применяется для’ изготовления огнеупорных изделий, доломитового вяжущего, в ка­ честве добавки к стекольной шихте. Месторождения — на Украине,, в РСФСР, Карельской АССР.

Органогенные осадочные породы. Эти породы образовались за счет отложения остатков животных и растительных организмов, скелеты и панцири которых содержат минеральные вещества. К ним относят известняк-ракушечник, мел, трепел, диатомит, опо­ ку, углеродистые породы — природный битум, битуминозные поро­ ды, нефть, уголь, торф, озокерит.

И з в е с т и я к-p а к у ш е ч н и к представляет собой сцементи­ рованную углекислым кальцием породу, состоящую из раковин и панцирей моллюсков и корненожек. Объемная масса ракушечника 1000—1700 кг/м3, водопоглощение до 30%, прочность при сжатии (4 50) ІО5 н/м2 и более.

Ракушечник хорошо обрабатывается, гвоздим. Применяется в качестве стенового материала в виде камней и блоков, для ароч­ ных конструкций и др. Широко известны ракушечники, залегаю­ щие по побережью Черного моря, в южных областях Украины, в Молдавии, Азербайджане и других местах.

Камни из ракушечника обладают пониженной теплопроводно­ стью 0,35—0,47 вт/м • град, хорошей звукопоглощаемостью, повы­ шенной воздухопроницаемостью. Отходы ракушечника применяют как заполнитель для изготовления легких бетонов, а также как сырье для производства извести.

М ел — белая, тонкозернистая мягкая порода, содержащая 98—99% минерала кальцита СаСОз. Образовался мел в резуль­ тате осаждения остатков ракушек. Применяется как сырье для изготовления извести, цемента, стекла, шпаклевок, замазок, белых красочных составов.