Вопрос 41. Магматические горные породы. Породообразующие материалы магматических горных пород

Горной породой называют минеральную массу, состоящую из одного или нескольких минералов. Минералом называют природное химически и структурно индивидуализованное тело, однородное по химическому составу и физическим свойствам.

В зависимости от условия образования все горные породы делят на три вида:

- первичные, или изверженные;

- вторичные, или осадочные;

- видоизмененные,или метаморфические.

Магматические горные породы (изверженные) в зависимости от того, где остывала магма, делят на глубинные и излившиеся. Глубинные породы (интрузивные) образовались в результате остывания магмы на большой глубине от поверхности земли в условиях высокой температуры и высокого давления.

Излившиеся породы (эффузивные) образовались в результате остывания магмы, излившейся в виде лавы на поверхность земли или близко к поверхности в виде жил, при давлении и температуре, мало отличающихся от существующих на поверхности земли. В таких условиях остывание происходило быстро, вследствие чего не успевали образовываться крупные зерна; поэтому новейшие излившиеся горные породы имеют скрытокристаллическую или аморфную, стекловидную структуру.

Главнейшие глубинные породы.

Гранит – одна из самых распространенных в земной коре горных пород. Это кислая порода, состоящая из кварца (20-40%), калиевого полевого шпата – ортоклаза (40-70%), и слюды-мусковит или чаще биотита (5-20%). Структура гранита ясно выраженная зернисто-кристаллическая. По размерам зерен граниты делят на мелко-, средне- и крупнозернистые.

Сиенит – отличается от гранита тем, что не содержит кварца, поэтому общее содержание SiO₂ в нем меньше, чем в граните. Внешне сиенит напоминает гранит, но в нем менее отчетливо выражена зернистость структуры и окраска его более темная. По прочности весьма близок к граниту, но менее стоек против выветривания.

Диорит – зернистая массивная порода – состоит почти на 75% из полевых шпатов, содержит также роговую обманку, авгит и биотит, иногда кварц. Цвет диорита серый или темно-зеленый, объемная масса 2800-3000кг/м³, предел прочности при сжатии 150-280МПа. Обладает высокой вязкостью, хорошо полируется и стоек против выветривания.

Габбро – основная горная порода – состоит из полевых шпатов (до 50% преобладает анортит), авгита и оливина. Структура габбро гранитная, преимущественно крупнозернистая, цвет серый, темно-зеленоватый, коричнево-зеленый или черный, объемная масса 2900-3300кг/м³, предел прочности при сжатии 250-300МПа. Габбро применяют для покрытия дорого, облицовки и для приготовления щебня.

Главнейшие излившиеся породы.

Диабаз – горная порода с зернами разной крупности темно-серого или зеленовато-черного цвета, имеющая высокую прочность – до 450МПа. Он обладает большой вязкостью и сравнительно малой истираемостью, поэтому его применяют в качестве материала для покрытия дорог различного вида, а также в качестве сырья для каменного литья.

Андезит – порода серого цвета. Объемная масса его 2200-2700кг/м³, и предел прочности при сжатии 60-240 МПа. Более кислые и плотные андезиты применяют как кислотостойкий материал в виде облицовочных плит и щебня для кислотоупорного бетона. Некоторые андезиты пористы.

Базальт – самая распространенная излившаяся горная порода. В зависимости от условий остывания структура базальта стекловатая илискрытокристаллическая. Объемная масса его близка плотности (2900-300кг/м³), предел прочности при сжатии достигает 500МПа. При наличии трещин и пор прочность базальта сильно понижается, иногда до 100МПа. Большая твердость и хрупкость базальта затрудняет обработку, их используют главным образом как минерал для дорожных покрытий, для мощения откосов набережных, в качестве щебня для бетона, а также как сырье для литья. Плавленый базальт имеет очень высокую прочность – до 800МПа.

Вулканическими пеплами называют неправильной формы порошкообразные частицы вулканической лавы, выброшенной в раздробленном состоянии; более крупные частицы называют вулканическими песками.

Пемза – пористая порода. Это вулканическое стекло, которое образовалось при быстром охлаждении лавы на воздухе, сопровождающемся бурным выделением из нее газов. Размер частиц пемзы 5-30мм, средняя объемная масса около 500кг/м³. Она имеет низкую теплопроводность, поэтому является хорошим изолятором. Предел прочности при сжатии 2-3МПа.

Применяют в виде щебня и песка для приготовления легких бетонов и виде порошка для теплоизоляции, а также в качестве шлифующего материала.

Породообразующие материалы магматических горных пород.

В наибольшем количестве в земной коре содержится свободный кремниевый ангидрид, или кремнезем SiO₂. в состав большинства минералов он входит в виде силикатов – химических соединений с основным окислами. Свободный природный кристаллический кремнезем встречается в виде кварца. Плотность кварца 2,65г/см³, твердость 7 по шкале твердости. Кварц имеет высокую прочность при сжатии – около 200МПа(20000кгс/см³) и хорошо сопротивляется действию истирания.

Корунд – один из наиболее твердых минералов. Его используют для производства высокоогнеупорных материалов, он является ценным абразивом.

Характерная особенность всех полевых шпатов – хорошо выраженная спайность по двум направлениям. Они имеют белый, розовый, серый, желтоватый цвет и пр., плотность их 2,55-2,76г/см³, твердость по шкале твердости 6, прочность на сжатие во много раз меньше прочности кварца – 120-170МПА. Стойкость полевых шпатов против механического и химического выветривания незначительная, плавятся они при температуре 1170-1550°С.

Слюды представляют собой водные силикаты сложного и разнообразного состава. Характерная их особенность – легкая расщепляемость на тонкие, гибкие и упругие листочки и пластинки. Твердость слюд находится в пределах 2-3 по шкале твердости.

 

Вопрос 40. Макроструктура – строение материала, видимое или через лупу при увеличении в 30 раз.

Макроструктура твердых строительных материалов может быть следующих видов:

Конгломератный тип – это структура, состоящая из частиц и зерен различных размеров, неупорядоченно расположенных в пространстве.

Искусственные конгломераты – это обширная группа, объединяющая бетоны различного вида, ряд керамических и других материалов.

Ячеистая структура – характеризуется наличием макропор, свойственных газо- и пенобетонам, ячеистым пластмассам. Лучший размер пор 0,2 – 2мм. В этом случае отсутствует конвективный теплообмен.

Мелкопориста я структура – Свойственна керамическим материалам, поризованным способом высокого водорастворения и введением выгорающих добавок.

Волокнистая структура – присуща древесине, стеклопластикам, изделиям из минваты и др. Особенность – резкое различие прочности, теплопроводности и других свойств вдоль и поперек волокон, т.е. наблюдается анизотропия свойств.

Слоистая структура – выражена у рулонных, листовых, плитных материалов, у пластмассно-слоистых наполнителей, пластика и др.

Рыхлозернистая структура – заполнители для бетона, зернистые и порошкообразные материалы.

Микроструктура – может быть кристаллической и аморфной.

Кристаллическая форма боле устойчива, характеризуется дальним порядком и определенной температурой плавлении.

Аморфная характеризуется ближним порядком, отсутствием определенной температуры плавления, при нагревании размягчается.