Породообразующие минералы

Строительные свойства горных пород в значительной степени зависят от их минералогического состава. Одни минералы отличаются высокой прочностью, твердостью, химической стойкостью (кварц), другие имеют низкую прочность, размокают в воде (гипс). Отдельные минералы обладают спайностью и способны легко расщепляться по одному или нескольким направлениям (слюда), понижая этим прочность породы, в состав которой они входят, и т. д.

Отличительными показателями минералов служат их химический состав и физические свойства – плотность, твердость. Среди большого разнообразия природных минералов только небольшая их часть принимает основное участие в образовании горных пород. Поэтому эти минералы принято называть породообразующими, к таковым относятся кварц, полевые шпаты, слюды, железисто-магнезиальные минералы, карбонаты и сульфаты.

Кварцпо химическому составу является диоксидом кремния Si0 2. Это наиболее распространенный минерал земной коры, находящийся в природе в виде самостоятельной горной породы (кварцевых песка и стекла, горного хрусталя) или входящий в состав полиминеральных горных пород. Плотность кварца 2650 кг/м 3, твердость 7, предел прочности при сжатии около 2000 МПа. Кварц стоек к действию кислот, за исключением плавиковой, и обладает высокой атмосферостойкостью. При температуре 18–20 °C кварц не реагирует с известью Са(ОН) 2, но в среде насыщенного водяного пара и при температуре 150–200 °C вступает с ней в реакцию, образуя гидросиликаты. Это свойство кварца используется при получении каменных материалов из смеси кварцевого песка и извести, именуемых силикатными. При повышении температуры кварц претерпевает физические изменения. Так, при температуре 575 °C кварц из (3-модификации переходит в a-модификацию, скачкообразно увеличиваясь в объеме примерно на 1,5 %. При температуре 870 °C кварц переходит в тридимит, значительно увеличиваясь в объеме, так как плотность тридимита равна 2260 кг/м 3, (3-кварца – 2650 кг/м 3. При температуре 1710 °C кварц плавится, образуя после быстрого остывания кварцевое стекло.

Полевые шпатыпо химическому составу представляют собой алюмосиликаты – соединения кремнезема с оксидом алюминия и оксидами щелочных металлов. Полевые шпаты имеют плоскости спайности, легко раскалываются по этим плоскостям и отличаются различной окраской. Твердость их равна 6. По характеру проявления спайности полевые шпаты делят на ортоклазы и плагиоклазы. Ортоклазы– прямо раскалывающиеся минералы; плагиоклазы– косо раскалывающиеся. К последним относятся альбит (натриевый полевой шпат) и анортит (или кальциевый полевой шпат). Полевые шпаты имеют предел прочности на сжатие 120–170 МПа, плотность – от 2500 (ортоклаз) до 2760 кг/м 3(анортит). По сравнению, например, с кварцем они легко выветриваются. Продуктами выветривания являются алюмосиликаты, в частности каолинит, входящий в состав глин, а иногда и кальцит.

Слюды —водяные алюмосиликаты сложного и разнообразного состава. Их делят на два вида: биотит и мусковит. В биотитесодержатся примеси в виде оксида магния и железа, вследствие чего этот минерал непрозрачен и имеет темный, а иногда и черный цвет; мусковитпрозрачен, так как не имеет этих примесей. Слюды легко расщепляются на тонкие упругие пластинки, что характеризует их совершенную спайность. Плотность мусковита 2760–3100 кг/м 3, а биотита 2800–3200 кг/м 3, твердость 2–3. Биотит входит в состав многих изверженных горных пород. Выветривается он быстрее, чем мусковит. Последний встречается в изверженных и осадочных горных породах.

К железисто-магнезиальным минераламотносятся пироксены (наиболее распространенный представитель – авгит), амфиболы (роговая обманка) и оливин. Железисто-магнезиальные минералы имеют сложный химический состав; в основном это силикаты магния и железа. Они имеют темную окраску зеленого, бурого, а иногда и черного цвета. Плотность 3000–3600 кг/м 3, твердость 5,5–7,5. Минералы этой группы (за исключением оливина) обладают высокой ударной вязкостью и стойкостью против выветривания. Продуктом выветривания оливина является серпантин, одна из разновидностей которого, хризолит-асбест, имеет волокнистое строение и состоит из тончайших, очень прочных волокон. Перечисленные минералы входят преимущественно в состав изверженных горных пород.

Важнейшими породообразующими минералами осадочных горных пород являются кальцит, магнезит, доломит, гипс и ангидрит.

Кальцит(известковый шпат) является одним из наиболее распространенных минералов земной коры.

Кальцит образует крупно-, средне– и мелкозернистые породы; плотность его 2700 кг/м 3, твердость 3. Он растворим в воде (0,03 г в 1 л), бурно реагирует с кислотами. Вода разрушает кальцит, так как при этом образуется кислый углекислый кальций, который растворим в воде более чем в 100 раз по сравнению с СаС0 3.

Магнезит, в отличие от кальцита, встречается в природе значительно реже, он имеет несколько большую твердость и меньшую растворимость, чем кальцит.

Доломит —минерал, который по химическому составу представляет собой двойную углекислую соль магния и кальция. Доломит по физическим свойствам аналогичен магнезиту.

Гипспредставляет собой минерал пластинчатого, волокнистого или зернистого строения, плотность 2300 кг/м 3, мягкий – твердость 2. Гипс имеет белый цвет, иногда окрашен примесями в различные цвета: серый, красноватый, желтоватый и черный. Гипс обладает сравнительно легкой растворимостью в воде (примерно в 75 раз большей, чем кальцит).

Ангидрит —безводная разновидность гипса. Плотность ангидрита 2800–3000 кг/м 3, твердость 3–3,5; цвет – от красновато-белого до серого. При длительном воздействии воды ангидрит способен перейти в гипс с незначительным увеличением объема.

Каолинитпредставляет собой водный силикат алюминия. Отдельные пластинки и чешуйки его бесцветны, а сплошная масса может иметь белый, желтоватый, буроватый и голубовато-зеленоватый цвета. Твердость 2,5.

Пирит, серный колчедан, апатит (кальциевая соль фосфорной кислоты) и другие встречаются в горных породах в качестве второстепенных минералов.

Похожие книги из библиотеки

Справочное пособие по системам охраны с пироэлектрическими датчиками

Справочное пособие будет полезно разработчикам и установщикам популярных (современных) охранных систем с пироэлектрическими детекторами. В книге приведены сравнительные характеристики разных систем и модификаций, а также даны рекомендации по совместимости разных датчиков– пироэлектрических сенсоров с контрольными панелями систем охраны разных производителей. Проблема «нейтрализации» охранных сигнализаций, установленных стационарно, не теряет свой остроты: страховые выплаты хоть и покрывают ущерб в случаях потери имущества после несанкционированного проникновения в охраняемые электроникой помещения, однако заинтересованную общественность беспокоит то, чтобы в будущем не участились подобные случаи. Однако, сегодня охранные системы с датчиками движения популярны не только на производстве, но и в «частном секторе»: с их помощью граждане охраняют городскую и загородную недвижимость, автомобили, вещи и оборудование. В книге отражен предметный разбор и проблематика случаев несанкционированного проникновения, которые происходили при отсутствии срабатывания сигнализации, то есть в результате блокирования электронной системы, «защищенной» пироэлектрическими детекторами. Даны принципы действия современных пироэлектрических детекторов, для понимания и определения стратегии их лучшей защиты и устранения критичных факторов уязвимости систем охраны. Для специалистов, разработчиков и широкого круга читателей, практикующих защиту своего имущества и заинтересованных в безупречной работе своих охранных систем.

Лестницы. Проектирование и монтаж

Лестница – важная конструктивная часть любого загородного дома и объект, определяющий стиль интерьера. Удобство пользования лестницей зависит от выбранной конструкции, материалов и соблюдения технологии монтажа. В этой книге пошагово описаны различные варианты планировки, методика создания проекта, подробно проиллюстрированы все этапы работы, приведен перечень всех необходимых инструментов и приспособлений, которые помогут самостоятельно спроектировать и построить лестницу, отвечающую всем запросам хозяина, и при этом сэкономить без ущерба для качества.

Ремонт и планировка квартиры

Чтобы квартира была удобна, безопасна и красива, за ней нужен систематический уход и ремонт, ее внутреннее пространство должно быть грамотно организовано, а интерьер оформлен в соответствии с основными правилами дизайна жилых помещений. Эта книга адресована людям, планирующим выполнять различные виды ремонта своими силами. Дается описание ремонтных работ и способов их выполнения, рассказывается о необходимых материалах, инструментах, приспособлениях. Книга рассчитана на широкий круг читателей, желающих соз?дать оригинальный жилой интерьер, с максимальной точностью реализовать свои идеи и мечты по обустройству домашнего очага.

Водоснабжение и электроснабжение на дачном участке

Сегодня многие дачные домики оборудованы не хуже городских квартир. Но что делать, если вам достался участок, где нет ни воды, ни света? Для умелого хозяина это не проблема: и воду, и электричество можно провести самостоятельно. Эта книга расскажет вам о том, как оборудовать свой дачный участок системой водоснабжения и провести свет в жилые помещения и на участок. Книга рассчитана на широкий круг читателей.