Файл: Григорович, М. Б. Минеральное сырье для промышленности строительных материалов и его оценка при геологоразведочных работах.pdf

Пемза находит применение в качестве заполнителя легких бе­ тонов и для теплоизоляции.

Вулканический шлак образуется при быстром и бурном улету­ чивании газа с поверхности лавового потока, с образованием боль­ ших и неправильных по форме пузырен. Основные физико-меха­ нические показатели крупных заполнителей'из шлаков приведены в табл. 32.

мости от условий образования туфы могут иметь различные фи- зико-мехаинческие свойства. Наиболее высокие показатели имеют спекшиеся туфы, образовавшиеся из раскаленного и насыщенного газами мелкообломочного вулканического материала. Менее проч­ ными являются туфы, скрепленные путем цементации.

К заполнителям легкого бетона осадочного происхождения от­ носится щебень, получаемый при дроблении и рассеве пористых известняков, известковых туфов, а также отходов от распиловки известняков-ракушечников на штучный, блочный камень. Пористые известняки и известняки-ракушечники. представляют собой отно­ сительно легкую породу осадочно-органогенного происхождения. Строение этих пород весьма различное: от плотного, мелконоздре­ ватого до рыхлого грубоноздреватого. Также изменчива и их проч­ ность. Пористые и ракушечные известняки развиты главным об­ разом в южных прибрежных районах и приурочены к неогеновым и четвертичным отложениям.

Известковым .туфом называют пористую породу, которая обра­ зовалась в результате осаждения карбоната кальция из горячих или холодных источников. Туфы имеют довольно ограниченное распространение. Промышленные месторождения известны на Се­ верном Кавказе (р-н Минеральных Вод)., в Закавказье, в Подолии

ив других районах.

Кзаполнителям легких бетонов относятся также диатомиты, трепела и опоки, представляющие собой кремнистые породы, со­ стоящие из скелетов диатомовых водорослей и мелких зерен опала (Григорович, 1962j). Количество зерен опала постепенно увеличи­

77.

вается от диатомита к опоке, иногда до полного исчезновения диатомей.

Качественные показатели природных заполнителей легких бе­ тонов приведены в табл. 33.

На природные заполнители легких бетонов специальных тех­ нических требований и ГОСТ не разработано (кроме трепела и диатомита).

Известняки-ракушечники и легкие пористые известняки Ук­ раины, применяемые в качестве заполнителей легких бетонов, ха­ рактеризуются показателями, приведенными в табл. 34 (Якубо­ вич, 1958).

Т а б л и ц а 34

Качественная характеристика щебня из известняка-ракушечника

На щебень из диатомита и трепела существует ГОСТ — 3043, согласно которому содержание пылевидных частиц не должно пре­

78

вышать 10%, объемная масса не больше 600 кг/м3. Щебень не дол­ жен размокать в воде, а степень его истираемости не должна пре­ вышать 10% по весу.

Как указывает В. О. Саакян (1959), физико-механические свой­ ства шлаковых песков и щебня из вулканических пород определя­ ются теми же методами, что и применяемые для других заполни­ телей бетона. Для определения содержания крупной фракции проба пропускается через сито с диаметром отверстий 5 мм. Кроме того, определяются объемная масса и плотность, объем пустот и зерновой состав.

Геологоразведочные работы на природные заполнители легких бетонов, как правило, не проводятся, так как они обычно являются отходами, получаемыми при добыче основной продукции.

ИСКУССТВЕННЫЕ ПОРИСТЫЕ ЗАПОЛНИТЕЛИ

К е р а м з и т в настоящее время наиболее распространенный в СССР вид искусственных заполнителей легких бетонов. Это обу­ словлено благоприятными условиями залегания сырья и сравни­ тельно несложным и недорогим процессом производства. Сведе­ ния о сырье для производства керамзита, требованиях к нему и оценки при геологоразведочных работах приведены на стр. 35—62.

П е р л и т представляет собой кислое вулканическое стекло, содержащее 2—5% связанной воды (табл. 35). Для перлита ха­ рактерна система концентрических сфероидальных трещин, обра­ зующих перлитовую структуру, которая возникает при остывании.

Условия образования перлита не совеем ясны, так как при бы­ стром остывании лавового потока с поверхности образуется пем­ зовая корка и глубже'— закристаллизованная часть. В настоящее время существует несколько точек зрения на образование перлита. Он может образовываться при излиянии жидкой лавы под отно­ сительно тонкий слой перекрывающих осадков, который препятст­ вует образованию пемзы. Перлит может образовываться также при излиянии на дно водного бассейна, под толщу воды, препятст­ вующей образованию пемзы. Наконец, образование его может про­ исходить под воздействием гидротерм. Большинство исследователей

лись из обсидиана при проникновении в него воды при следующих

няя стадия изменения части перлита до глины и интрузия риолита в перлит.

Источником паров воды могли являться вмещающие -породы или кристаллизующиеся риолиты. На вторичное образование пер­ лита указывает и В. П. Петров (1970). Перлит, а также и другие

79

(В %)

вулканические водосодержащие стекла (обсидиан, цехштейн, пеп­ ловые стекловатые туфы) обладают способностью вспучиваться при нагревании. Большая часть воды . перлита — молекулярная вода, растворенная в стекле. Небольшое количество воды нахо­ дится в диссоциированном виде (гидроксил). При быстром нагре­ вании зерен дробленого перлита до температуры начала плавле­ ния стекла вода переходит в парообразное состояние. При этом зерна перлита делаются легкими, пористыми. Объем их увеличи­ вается в 10 раз и более. Температура вспучивания перлита зависит не только от содержания в нем воды, но и от химического состава и находится обычно в пределах 600—700°, а обсидиана 950— 1000°. При быстром нагревании вулканических стекол, содержа­ щих 6—8% воды, происходит растрескивание породы, так как обильное парообразование начинается раньше размягчения. Во из­ бежание этого перлиты с повышенным содержанием воды предвари­ тельно нагревают до 250—400° и часть воды при этом удаляется.

Пористость вспученного перлита составляет 87—89% и объем сообщающихся пор колеблется от 9 до 26 %• Поры имеют вид почти правильных сфер размером от 0,5 до 1 мм.

Геологический возраст перлитовых пород самый различный, но наиболее высококачественные стекла приурочены к ноегеновым и четвертичным образованиям. Среди более древних отложений стекловатые эффузивы также встречаются, но из-за того что боль­ шая или меньшая часть стекла уже перекристаллизовалась, вспучиваемость их гораздо слабее. В США, где широко развито производство перлита, месторождения связаны с неогеновыми и четвертичными образованиями. Данные о физико-механических по­ казателях вспученных перлитов по месторождениям СССР различ­ ного возраста приведены в табл. 36.