Лекция № 2 Тема: Природные каменные материалы

Общие сведенья. Природные каменные материалы очень широко применяются в строительстве, благодаря своим высоким и разнообразным строительным качествам. Большинство природных каменных материалов обладает такими качествами: высокой прочностью, долговечностью, морозостойкостью и прочими необходимыми строительным материалам. Красивая текстура многих каменных материалов (мраморы, граниты, габбро, и др.) в сочетании с высокими прочностными характеристиками делает их незаменимым облицовочным материалом во всех капитальных зданиях и инженерных сооружениях. В наиболее ответственных инженерных сооружениях (например, при строительстве мостовых опор) применяют особенно прочные каменные материалы – граниты, диабазы и базальты.

Природные каменные материалы получают из горных пород. Горной породой называется минеральная масса, состоящая в основном из одного минерала или нескольких минералов.

Минералом называют вещество, представляющее собой химический элемент, химическое соединение или смесь таких соединений.

К минералам относят, например, алмаз, кварц, полевые шпаты и др.

2.1 Классификация горных пород

Различают три вида горных пород: первичные или изверженные; вторичные или осадочные; видоизмененные или метаморфические.

Первичные породы образовались из огненно-жидкой массы (магмы), излившейся из глубин Земли и при застывании затвердевшей; вторичные породы образовались в результате процесса разрушения изверженных и других пород под воздействием воды, ветра и температуры. Продукты разрушения, перемещаемые водными потоками на значительные расстояния, осаждались в местах слабого течения воды – морях и озерах – в виде пластов.

Таблица 1 – Генетическая классификация горных пород

Магматические породы	Массивные	Глубинные	Граниты, сиениты, диориты, габбро
		Излившиеся (поверхностные)	Порфиры, диабазы, трахиты, базальты, порфириты, андезиты
	Обломочные	Рыхлые	Вулканические пеплы, пемзы
		Цементированные	Вулканические туфы
Осадочные породы	Химические осадки		Гипс, ангидрит, магнезит, доломиты, известняковые туфы
	Органогенные отложения		Известняк, мел, ракушечник, диатомиты, трепелы
	Механические отложения (обломочные породы)	Рыхлые	Глины, пески, гравий
		Цементированные	Песчаники, конгломераты, брекчии
Метаморфические (видоизмененные)	Продукты видоизменения изверженных пород	Гнейсы
	Продукты видоизменения осадочных пород	Мраморы, кварциты

Видоизмененные породы образовались в результате глубинных изменений изверженных и осадочных пород под воздействием очень больших давлений и высоких температур.

2.2 Разработка месторождений и обработка каменных материалов

Разрабатываемые месторождения каменных материалов называется карьерами.

Различают карьеры – разработка сплошных горных массивных пород (например, граниты, известняки) и карьеры рыхлых горных пород (песок, гравий и т.д.)

Разработка горной породы в зависимости от условий залегания может быть открытой или подземной. При выборе метода разработки учитывают условия залегания породы, ее качество и количество, а также характер трещин в массивах.

Разработка карьеров включает в себя следующие процессы:

1. Планировка местности с обязательным отводом атмосферных осадков, грунтовых и паводковых вод;

2. Обнажение породы и удаление пустой породы (вскрышные породы);

3. При наличии в верхнем слое породы следов выветривания – разработка и удаление его на специально отводимые площадки;

4. Отделение монолитов от массива и транспортировка их к месту дополнительной обработки;

5. Разделка монолитов на глыбы нужных размеров или переработка в определенный вид каменной продукции;

6. Сортировка готовой продукции;

7. Транспортировка к местам отгрузки (или на склад).

Широко практикуется добыча каменных материалов путем распиловки массива камнерезными машинами непосредственно на месте его залегания. Применение этих машин особенно эффективно при подземных выработках слабых или мягких пород (например, ракушечника, известняка, известковых туфов).

Для распиловки на блоки и плиты более твердых пород (мраморов, гранитов) применяют специальные пилы со стальными дисками или с абразивными порошками.