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

К а м н и с п е ц и а л ь н о г о паз н а ч е н и я. Эти камни приме­ няются для изготовления жаростойких, щелочестойких и кислото­ стойких изделии. К ним предъявляются специфические требования в отношении петрографического состава с учетом влияния среды на те или иные минералы, слагающие породу.

Шт у ч н ы е к а м и и, п р и м е н я е м ы е в д о р о ж н о м с т р о ­ и т е л ь с т в е : бортовые камни, шашка, брусчатка и колотый ка­ мень. Бортовые камни отделяют проезжую часть улицы от тро­ туаров, газонов. Брусчатка представляет собой куски камня уста­ новленных размеров и формы, предназначается для устройства дорожной одежды и полос укрепления, для мощения городских улиц и площадей. Колотый камень используется для укрепления откосов, земляных сооружений, берегоукрепительных работ, для устройства дорожной одежды автомобильных дорог IV и V кате­ горий. В качестве дорожных камней применяются изверженные, метаморфические и осадочные породы.

П и л ь н ы е с т е н о в ы е ка мни , нарезаемые непосредственно на карьерах с помощью камнерезных машин, а также получаемые вручную в виде блоков различного размера, применяются для кладки стен. Для получения стеновых камней используются лег­ кие, пористые горные • породы, объемная масса не превышает 2100 кг/м3. Благодаря низкой теплопроводности, небольшой объемной массе, достаточно высокой прочности и погодостойкости блоки из природного камня являются хорошим стеновым матери­ алом. Стеновые блоки изготовляются главным образом из извест­ няков-ракушечников и вулканических туфов.

КАМНИ МАССОВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Р в а н ы й к а м е н ь используется в качестве'бута. Он в виде кусков неправильной формы применяется для кладки фундамента и бутобетона, а также в виде крупных включений в бетон, укла­ дываемый в фундаменты. Кроме того, применение бутового камня допускается для кладки стен нежилых, вспомогательных и про­ изводственных зданий, промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Бутовый камень применяется и в набросных гидро­ технических сооружениях (плотинах). Для получения бутового камня пригодны как изверженные, так. метаморфические и осадоч­ ные породы.

Д р о б л е н ы й к а м е н ь составляет наиболее значительное ко­ личество строительного камня массового производства, получа- ■ется путем измельчения добытой горной породы. Основное при­ менение он находит в качестве щебня крупного заполнителя бе­ тона.

По объемному весу, областям применения минеральные запол­ нители бетона делятся на заполнители тяжелого (обычный, дорож­ ный и гидротехнический) и заполнители легкого бетона (см.

•стр. 75—90).

-92

В качестве крупного заполнителя для тяжелого бетона при­ меняется щебень пз камня, гравия и валунов твердых плотных горных пород осадочного, метаморфического н изверженного про­ исхождения.

Сводные данные об областях применения в строительстве раз­ личных видов камня приводятся в табл. 43.

93

Области промышленного использования строительного камня определяются рядом его свойств, в топ или иной мере взаимосвя­ занных и зависящих от условий образования, минералогического состава и структуры горной породы. По практической значимости эти свойства могут быть подразделены на основные и дополни­ тельные.

К числу основных свойств относятся: прочность (сопротивление механическим нагрузкам); пористость; плотность; объемная масса; водопоглощение; наличие реакционно-способных минералов.

Дополнительными свойствами являются: погодостойкость (в том числе морозостойкость), тепло-звукопроводимость и возду­ хопроницаемость, декоративность (цвет, рисунок), стойкость окраски, обрабатываемость (в том числе полируемость), упругость, кислотостойкость, щелочестойкость, жаростойкость, вязкость, огне­ стойкость.

Важнейшим свойством горной породы, применяемой в качестве строительного камня, является ее прочность, т. е. способность камня противостоять механическим воздействиям. Прочность камня — показатель, который имеет существенное значение для всех областей его применения, так как в большинстве случаев камень несет ту пли иную нагрузку.

Значительное влияние на физико-механические свойства, а также на климатическую стойкость породы оказывают ее струк­ тура и текстура. Породы, обладающие однородно-кристалличе­ ским строением, имеют наибольшую прочность на сжатие, незна­ чительную пористость, слабо насыщаются водой и стойки по отно­ шению к агентам выветривания. При афанитовой структуре свойства пород близки к однородно-кристаллическим. Но при преобладании в породе стекла прочность ее снижается, и она легче подвергается воздействию температурных изменений.

Породы, сложенные гладкими зернами, обладают меньшей прочностью по сравнению с содержащими зерна неправильной, зазубренной формы. Мелкозернистые породы обладают более вы­ сокой прочностью, чем крупнозернистые. Гнейсовидная, полосча­ тая и флюидальная текстуры изверженных и метаморфических пород также вызывают снижение прочности. При наличии в по­ роде мелких пустот, расположенных параллельно полосчатости, прочность ее также снижается, так как это способствует проник­ новению воды по слоям. Существенное влияние на прочность пород оказывает и пористость. Как общее правило, все показатели фи­ зико-механических свойств горной породы (за исключением тепло­ проводности) с увеличением пористости снижаются. Наиболее вы­ сокой пористостью обладают осадочные породы. Магматические породы обычно являются низкопористыми, за исключением сильно выветрелых и вулканических туфов. Пористость зернистой породы зависит от формы и размеров зерен минералов, слагающих породу, от степени их отсортированное™, сцементированное™ и уплотнен­ ности. При одинаковом размере зерен наименьшей пористостью

94

обладают осадочные породы с окатанными зернами, наибольшей — с угловатыми и плоскими.

Пористость оказывает большое влияние на свойства пород, так как она в значительной мере обусловливает их влагоемкость, водо- и газонепроницаемость и прочность. Повышение прочности при уменьшении пористости объясняется тем, что увеличивается пло­ щадь контакта между зернами, слагающими породу. Прочность известняков возрастает с 50 до 1800 кгс/см2 при уменьшении по-, ристости с 40 до 2%.

Одним из главных свойств строительного камня является объ­ емная масса, имеющая существенное значение при выборе вида камня для того или иного сооружения. Объемная масса является функцией минералогической плотности породы и ее пористости. Объемная масса магматических и метаморфических горных пород значительно колеблется, причем намечается довольно четкая зави­ симость ее изменения от основности пород. Так, средняя объемная масса гранита составляет 2570 кг/м3, диорита 2810 кг/м3, габбро 2950 кг/м3, перидотита 3270 кг/м3. Для метаморфических пород ам­ фиболитовой фации средняя объемная масса биотитового гнейса равна 2660 кг/м3; гранито-биотитового гнейса 2800 кг/м3 и амфи­ болита 3000 кг/м3. Таким образом, с увеличением -основности гор­ ных пород возрастает их объемная масса. Объемная масса горной породы влияет на ее способность принимать полировку, так как чем она выше, тем лучше порода полируется.

Некоторые из минералов, входящих в состав горных пород,

в результате которых возникают новые соединения, отрицательно влияющие на внешний вид и сохранность камня, а также той среды, в которой он заключен. Наиболее неустойчивы сульфиды (пирит и марказит), окисление и гидратация которых происходят с образованием серной кислоты и гидроокислов железа. Особенно отрицательно сказывается окисление сульфидов на отполирован­ ной поверхности облицовочного камня. Сульфиды, присутствую­ щие в щебне — заполнителе бетона, постепенно ■окисляются и гидратизируются, что сопровождается увеличением объема и приводит к постепенному уменьшению прочности бетона. Эти процессы особенно интенсивно протекают в теплой и влажной среде.

При наличии в заполнителях бетона сульфатов возникают об­ менные реакции, приводящие к переходу алюминатов и силикатов цементного теста в сульфоалюминаты кальция и другие неустой­ чивые соединения. На прочность бетона может отрицательно вли­ ять присутствие в заполнителе активного кремнезема в виде опала или криптокристаллических образований.

При нормальном течении процесса твердения бетона между Са(ОН)2 цемента и активным кремнеземом заполнителя происхо­ дит реакция образования гидросиликатов кальция. Присутствие

95