срс 2стрмат. азастан Республикасыны білім жне ылым Министрлігі Халыаралы білім беру корпорациясы
 Скачать 1.11 Mb.
|
|
Қазақстан Республикасының білім және ғылым Министрлігі Халықаралық білім беру корпорациясы Қазақ бас-сәулет құрылыс академиясы  СРС-2 Группа: РПЗС 20-3 Студент: Каримова А.С. Преподаватель: Орынбеков Е.C.Алматы 2021 Породообразующие минералы: минералы групп кремнезема, полевых шпатов, железистомагнезиальных силикатов, слюд, глинистых минералов, карбонатов, сульфатов . Их отличительные черты, определяющие наличие в горных породах тех или иных свойств. Породообразующие минералы — минералы, входящие в качестве постоянных существенных компонентов в состав горных пород. Наибольшее значение имеют силикаты (75 % массы земной коры). Для каждой группы пород — магматических, метаморфических и осадочных — характерны свои ассоциации породообразующих минералов. Для верхней мантии породообразующие минералы: оливин, плагиоклаз, шпинель, гранаты, пироксены, амфиболы, полиморфы кварца. Наиболее распространённые минералы земной коры (каждой генетической группе пород свойственны свои породообразующие минералы): для магматических пород характерны: кварц, полевые шпаты, слюды и др. для осадочных пород характерны: кальцит, доломит, глинистые минералы и др. для метаморфических пород характерны: кварц, полевые шпаты, хлориты, пироксены, амфиболы, гранат, слюды и др.  Средневзвешенный состав Земной коры — андезитовый. Основные минералы коры: полевой шпат, кварц, слюды, кальцит, амфиболы, пироксены. Средний состав мантии — ультраосновный. Основные минералы мантии: оливин (Mg,Fe)2SiO4, ромбический пироксен, моноклинный пироксен, гранат.Наиболее распространенные породообразующие минералы осадочных горных пород – карбонаты (кальцит, доломит), глинистые минералы и гидрослюды (каолинит, нонтронит, монтмориллонит, глауконит), сульфаты (гипс, ангидрит), хлориды (галит, сильвин), минералы группы кремнезема(кварц, халцедон) и оксиды (магнетит, рутил). Для магматических горных пород земной коры характерны силикаты (оливин, пироксены, полевые шпаты, фельдшпатоиды, слюды, амфиболы), кварц. В метаморфических горных породах распространены силикаты (гранаты, амфиболы, полевые шпаты, слюды, кианит, ставролит, хлорит, серпентин и др.), кварц. К породообразующим минералам, слагающим перидотиты верхней мантии Земли, относятся оливин, пироксены, хромшпинелид, гранат, плагиоклаз. В нижней мантии предполагается наличие породообразующих рингвудита, вадслеита, мейджорита, пост-перовскита, феррипериклаза, магнезиовюстита и других минералов, образующихся только при очень высоких давлениях. Для метеоритов характерны силикаты (оливин, ортопироксен) и интерметаллиды (камасит, тенит).Различают породообразующие минералы: лейкократовые (салические, светлые) - кварц, полевые шпаты, фельдшпатоиды и др.; и меланократовые (мафические, темноцветные) - биотит, амфиболы, пироксены, оливин и др. Для магматических горных пород различают первичные породообразующие минералы (сингенетичные с формированием всей породы) и вторичные породообразующие минералы (возникающие при любых преобразованиях породы). Главнейшие породообразующие минералы хорошо изучены; для них исследованы кристаллические структуры, выявлены особенности химического состава (включая распределение катионов по различным структурным позициям в зависимости от условий формирования), определены зависимости физических свойств от состава, температуры и давления. Фазовые взаимоотношения породообразующих минералов установлены с помощью экспериментальных исследований при высоких и сверхвысоких температурах и давлениях и теоретических расчетов. Химический состав породообразующих минералов (включая элементы-примеси) используется для определения генетических особенностей породы и для расчетов физико-химических условий формирования пород. Электрические, магнитные, упругие, тепловые, радиоактивные и другие свойства породообразующих определяют физические свойства горных пород, которые используются для решения задач сейсмологии, петрофизики, в геофизических методах разведки, инженерной геологии и др. Горные породы представляют собой природный агрегат одного или нескольких минералов, либо скопление минеральных обломков. Породы, состоящие из одного минерала, называются мономинеральными (кварцит, мрамор, тальковые сланцы и т.д.). Породы, состоящие из нескольких минералов, называются полиминеральными (граниты, гнейсы, кристаллические сланцы и т.д.). Минералы, входящие в состав и определяющие свойства горных пород, называются породообразующими, а второстепенные минералы, присутствующие в породах в незначительном количестве, — акцессорными. Каждая горная порода образуется в строго определенных физикохимических условиях. Важнейшими признаками, характеризующими горные породы, являются структура и текстура. Структура — это степень кристалличности, форма, размер и пространственные взаимоотношения зерен минералов или минеральных обломков, слагающих породу. Текстура — это особенности расположения и соотношения отдельных участков, слагающих горную породу и характеризующих степень однородности её сложения. Структура и текстура определяются условиями образования горной породы. По условиям образования (генезису) горные породы делятся на три типа. 1. Магматические, образуются в процессе охлаждения и кристаллизации природных силикатных расплавов — магмы или лавы. 2. Осадочные, образуются на поверхности литосферы при разрушении любых ранее существовавших пород и последующем механическом или химическом отложении продуктов этого разрушения, а также в результате жизнедеятельности или отмирания организмов. 3. Метаморфические, образуются в земной коре из магматических или осадочных горных пород при воздействии на них высоких температур, давлений и глубинных флюидов. Способы обработки природных каменных материалов: грубообработанных и изделий из природного камня. Виды фактуры отделочных изделий из природных каменных материалов и способы их получения. Общие сведения Природный камень служил основным строительным материалом еще первобытному человеку.Все древние постройки: храмы, дворцы, крепости, мосты, акведуки, ритуальные сооружения возводились из природного камня и поражают современного человека, как удивительные "Чудеса Света". Во многих странах: Египте, Мексике, Греции, Италии, Китае, Камбодже, Индии сохранилось большое количество выдающихся памятников каменного зодчества, являющихся архитектурно-строительной составляющей древнейших цивилизаций, существовавших на Земле.Каменные природные материалы очень прочны, долговечны, огнестойки, изготовлены из местного сырья.В наше время природные плотные каменные материалы уже не используются для возведения стен, арок, куполов, колонн и других несущих конструкций, т.к. они трудоемки, обладают большой массой и высокой теплопроводностью. Но из-за положительных эксплуатационных и эстетических качеств продолжают широко применяться для облицовочных работ, устройства полов, дорожных покрытий и пр. Пористые природные материалы применяются в конструкциях стен жилых и общественных зданий в виде стеновых камней и блоков. Отходы горнодобывающей и камнеобрабатывающей промышленности используются в качестве заполнителя для бетонов, изготовления других искусственных каменных изделий на минеральном и органическом вяжущем. Обработка природных каменных материалов По виду обработки природные каменные материалы делят на следующие основные виды: грубо обработанные (бутовый камень, валунный камень, щебень, гравий и песок); изделия и профилированные детали из природного камня; штучный камень и блоки правильной формы (для кладки стен и др.); плиты с различно обработанной поверхностью (облицовочные для стен, чистого пола и др.); профилированные детали (ступени, подоконники, пояски, наличники, капители колонн и т.п.); изделия для дорожного строительства (бортовой камень, брусчатка, шашка для мощения). По способу изготовления природные каменные материалы и изделия можно разделить на: - пиленые (стеновые камни и блоки, облицовочные плиты и плиты для пола); -колотые (бортовые камни, камни тесаные, брусчатка, шашка для мощения и др.). Используя ударную и абразивную обработку, природному камню придают ту или иную фактуру - различный характер поверхности. Ударная обработка заключается в обкалывании поверхности камня с помощью камнетесаного инструмента со сменными наконечниками: для тески пользуются широким долотом-скарпелью, скалывание неровностей производят спицей - остроконечным долотом, для чистой обработки лицевой поверхности применяют бучарду со средней или мелкой насечкой. Ударная обработка дает возможность получить следующие фактуры: фактуру скалы с буграми и впадинами, как при естественном расколе породы; рифленую с правильным чередованием гребней и впадин глубиной до 2 мм; бороздчатую - с параллельными прерывистыми бороздками глубиной 0,5-1 мм; точечную - шероховатую с точечными углублениями 0,5-2 мм.  Виды фактур камня: а) бугристая фактура скалы; б) рифленая; в) бороздчатая; г) точечная Абразивная обработка включает: распиливание фрезерование шлифовку полировку. Выпиливание штучных стеновых камней и блоков из пористых пород производят камнерезными машинами.Режущими элементами машин являются дисковые пилы.Быстровращающиеся стальные диски имеют на ободе резцы, армированные твердыми сплавами или алмазами. Распиливание блоков из мрамора, известняка и других пород ведут при помощи рамных пил, армированных твердосплавными вставками или снабженных алмазными резцами.Алмазные резцы увеличивают скорость резания в 5-10 раз и снижают расход электроэнергии в 2-2,5 раза по сравнению с резцами карборундовыми или из твердых сплавов. Кроме того, алмазные резцы позволяют значительно увеличить выход готовой продукции.Ширина пропила сокращается примерно в 3 раза, а расход сырья - на 12-18%.Алмазными резцами можно изготавливать тонкие плиты толщиной всего 5-10 мм, поэтому из 1 м камня получают 40-45 м плит, что обуславливает их низкую себестоимость.К тому же обеспечивается высокая чистота поверхности резания.  Камнерезная машина с дисковыми пилами Для получения профилированных изделий (ступеней, поясков, карнизов и т.п.) на камнеобрабатывающих заводах применяют камнефрезерные и универсальные профилирующие машины. Шлифовку и полировку производят на шлифовально-полировальных станках с вращающими дисками, которые перемещают по поверхности изделия. Шлифуют с применением зернового абразива: корунда, карбокорунда или мелких пылевидных алмазов, применение которых, как и при распиливании, увеличивает производительность оборудования. После шлифовки камень имеет гладкую матовую поверхность. Полировка осуществляется войлочными полировальными дисками с использованием мастик и тонких полирующих порошков из оксидов металлов (хрома, олова, железа и др.) или азотнокислого олова. После полировки поверхность плотного камня становится зеркально гладкой. Абразивная обработка дает фактуры: пиленую - с тонкими штрихами и бороздками глубиной до 2 мм; шлифованную - равномерно шероховатую с глубиной рельефа до 0,05 мм; лощеную-гладкую бархатисто-матовую с выявленным рисунком камня; зеркальную-гладкую с зеркальным блеском. Для обработки некоторых видов горных пород применяют термический метод, основанный на воздействии струи газа с высокой температурой. Она достигается сжиганием бензина в воздушной струе. При обработке бензовоздушными термоотбойниками камень нагревается неравномерно и возникающие термические напряжения вызывают скалывание верхнего слоя.В некоторых случаях с помощью термической обработки оплавляется поверхностный слой камня, что позволяет получить своеобразную "глазурованную" фактуру и изменить естественный цвет породы. Классификация природных каменных изделий По показателям плотности природные камни делятся на легкие и тяжелые. Легкие камни плотностью не более 1,8 г/см имеют пористое строение (вулканический туф, пемза, известняк-ракушечник) и поэтому применяются преимущественно в виде штучного камня и блоков для стен зданий и щебня для легких бетонов.Тяжелые камни плотностью более 1,8 г/см (из гранита, сиенита, диорита и т.п.) служат облицовкой и используются в виде плит пола, материалов и изделий для гидротехнического и дорожного строительства. Прочность. По пределу прочности при сжатии образцов в воздушно-сухом состоянии природные каменные материалы делят на марки (МПа): 0,4; 0,7; 1,5; 2,5; 3,5; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 30; 40; 50; 60; 80 и 100. Марки с 0,4 до 20 свойственны легким камням различной пористости. Морозостойкость. По числу циклов попеременного замораживания и оттаивания, выдержанных образцами в условиях стандартного испытания, природные каменные материалы разделяют на марки по морозостойкости: 10; 15; 35; 100; 150; 200; 300 и 500. Высокую морозостойкость имеют плотные камни с равномерно-зернистой структурой. Камни с неравномерным порфировым Строением быстрее растрескиваются при резких изменениях температуры вследствие различия коэффициентов температурного расширения мелкокристаллической массы и крупных вкрапленников. Свежедобытые известняки, доломиты, песчаники, туфы легко разрушаются от мороза вследствие того, что их поры заполнены "горной влагой" и коэффициент насыщения пор водой близок к 1. После естественной просушки они оказываются достаточно морозостойкими и более прочными. Водостойкость. Коэффициент размягчения камня, применяемого для гидротехнических сооружений и фундаментов, должен быть не менее 0,8, для наружных стен зданий - не менее 0,6. Истираемость и износ. Эти свойства природного каменного материала имеют важное значение при устройстве дорожных покрытий, полов, лестниц и т.п.Мелкокристаллические материалы при истирании становятся слишком скользкими, поэтому для лестниц, полов и дорожных покрытий следует применять средне-зернистые материалы, которые при истирании остаются немного шероховатыми.При выкрашивании крупных зерен в процессе истирания в камне образуются выбоины. Огнестойкость зависит от минерального состава камня. Некоторые материалы при повышенной температуре разлагаются (гипс при 100 °С, известняк при 900 °С), другие (например, гранит, порфиры) растрескиваются при пожаре вследствие различного теплового расширения составляющих их минералов.В зависимости от назначения и условий применения природные каменные материалы оценивают также по твердости, стойкости химическому воздействию внешней среды и т.п. Характеристика и применение природных каменных изделий Грубообработанные каменные изделия  Бутовый камень (бут) - куски камня неправильной формы, размером не более 50 см по наибольшему измерению.Бутовый камень может быть рваный (неправильной формы) и постелистый.Для получения рваного бута и щебня разработку пород осуществляют преимущественно взрывным способом.Плитняковый бут получают из пород пластового залегания.Крупные отдельности такой породы, ограниченные трещинами, отделяют экскаватором с последующей развалкой кусков до требуемых размеров камнекольным инструментом.Бутовый камень получают разработкой местных осадочных и изверженных пород, отвечающих проектным требованиям в отношении прочности, морозостойкости, водостойкости.Бут из осадочных пород (известняков, доломитов, песчаников) не должен содержать примесей глины, рыхлых прослоек и включений пирита.Из бута возводят плотины и другие гидротехнические сооружения, его применяют для подпорных стенок, кладки фундаментов и стен неотапливаемых зданий. Большое количество бутового камня перерабатывается в щебень. Щебень - куски камня размером 5-70 мм (для гидротехнического строительства до 150 мм). Получают его дроблением бутового камня. Для обеспечения нужного зернового состава щебня процесс дробления осуществляют в несколько стадий. Встречается и природный щебень, называемый дресвой. Гравий состоит из окатанных зерен тех же размеров, что и у щебня. Его получают просеиванием рыхлых осадочных пород, в необходимых случаях применяют промывку для удаления вредных примесей (глины, пыли).  Песок состоит из зерен различных минералов (кварца, полевого шпата, слюды и др.) с размерами 0,16-5 мм. Применяют природные и искусственные (дробленые) пески.Щебень, гравий и песок используют в качестве заполнителей для бетонов. Предприятия-поставщики на эти материалы должны выдавать сертификат радиационно-гигиенической оценки о содержании естественных радионуклидов.Природные каменные материалы специального назначения. Коррозия природного камня и способы защиты от нее. Твердая оболочка земли – литосфера состоит из разнообразных природных каменных тел, называемых минералами и породами . Использование природного камня в облицовке зданий и отделка им интерьеров придают не только архитектурную выразительность , но и престижность , иреспектабельность . Высокая прочность и долговечность делает их незаменимыми для гидротехнических сооружении , дорожного и мостового строительства . Большое количество каменных материалов используется как сырье для получения строительных материалов . Общая доля затрат в строительстве на эти материалы составляет 20 %. Горные породы делятся на: мономинеральные (простые), состоящие из одного породообразующего минерала (мрамор, гипс, кварц) полиминеральные (сложные), состоящие из нескольких различных минералов (гранит, базальт, глина) Классификация по происхождению Горные породы Магматические Осадочные Метаморфические Свойства изделий из природного камня Средняя плотность , тяжелые – более 1800кг/м3 , легкие – менее 1800кг/м3 Прочность (М4,7,10,15,25,35,…1000) Морозостойкость ( F10 ,15,25,…500) Водостойкость (Кразм 0,6;0,75;0,9;1) Твердость (1,2,3,4…10 по шкале твердости Мооса) Добыча природного камня  Твердые массивные горные породы - буровзрывной способ  Менее твердые слоистые и трещиноватые породы - буроклиновой способ  Мягкие породы - распиловка на блоки правильной геометрической формы специальными камнерезными машинами непосредственно на месте залегания породыУдарные фактуры Получаемые раскалыванием (обработкой поверхности механизированными, реже ручными, ударными инструментами) Различают по характеру обработки и высоте рельефа : скальная (или фактура скалы) – крупные бугры и впадины, бугристая - более 5 мм, рифленая и бороздчатая - 1-3 мм, точечная - 0,5-2 мм. Абразивные фактуры Получают механизированным способом –распиловкой, фрезерованием и истиранием поверхности с применением абразивных материалов : Пиленая – бороздки не более 1мм; Шлифованная – рельеф менее 0,5мм; Лощеная – гладкая матовая поверхность; Полированная (зеркальная) – гладкая с зеркальным блеском. Абразивные фактуры Матовая гладкая поверхность может быть получена обработкой камня ультразвуком в водной среде Шероховатую термообработанную (огневую) фактуру получают с помощью специальных термоинструментов. Грубообработанные каменные материалы Бутовый камень (бут) - это крупные куски неправильной формы размером 150-500 мм, массой 20-40 кг; применяют для устройства фундаментов Валунный камень (валун)- окатанные обломки горных пород размером более 300 мм; в дорожном и садово-парковом строительстве Гравий - окатанные зерна горных пород размером 5-70 мм; Щебень - материал, получаемый дроблением твердых горных пород на куски размером 5-70 мм; Песок - рыхлая смесь зерен крупностью 0,16-5 мм Облицовочные плиты Облицовка фасадов (гранит, габбро, кварцит, сиенит – для цоколей, карнизов, лестниц; известняк,туф – для стен) Внутренняя облицовка (мрамор, травертин, известняк-ракушечник) Устройство полов (гранит, сиенит, мрамор) Каменные изделия специального назначения профилированные детали (ступени, дверные порталы, оконные обрамления, карнизы, обрамления колонн) изделия для дорожного строительства (бортовой камень, брусчатка, шашка для мощения, булыжный камень) Способы повышения долговечности каменных материалов Правильный выбор с учетом эксплуатационной среды, химико-минералогического состава и структуры : Конструктивные меры (устройство надежного стока воды, шлифование поверхности камня) Химические способы - флюатирование (пропитка солями кремнефтористоводородной кислоты ( H 2 SiF 6 ) - гидрофобизация (пропитка водоотталкивающими составами) - пропитка полимерами |