Обзорная классификация горных пород, применяемых в строительстве по условиям их образования.

ПОРОДООБРАЗУЮЩИЕ МИНЕРАЛЫ

В природе насчитывается около 2500 раз­личных видов минералов. Большинство из них минералы редкие, малораспространенные. В об­разовании горных пород принимают участие всего около 50 минералов, которые принято на­зывать породообразующими.

Они делятся на главные, определяющие породу, и второстепенные, присутствие кото­рых характеризует лишь разновидность по­роды.

Мы рассмотрим не только главные породо­образующие минералы, но и те из второсте­пенных, присутствие которых в породах при­дает им какие-либо специфические особенно­сти или отрицательно сказывается на техни­ческих свойствах пород.

Минералы, как и вся окружающая нас при­рода, состоят из химических элементов, входя­щих в периодическую систему Д. И. Менделе­ева. Поэтому основная характеристика минералов складывается из установления их химического состава.

Главнейшими породообразующими минералами изверженных горных пород являются

· кварц,

· полевые шпаты,

· слюды и

· темноокрашенные минералы.

Кварц — кристаллический кремнезем (SiО₂) — один из наиболее широко распро­страненных в земной коре минералов. Он встре­чается в виде самостоятельной породы, а так­же входит в состав многих горных пород, на­пример, гранитов, гнейсов, кварцитов. Это плот­ный, прочный и стойкий минерал. Его удельный вес 2,65 г/см³, твердость 7, предел прочности при сжатии доходит до 10000 кг/см² и выше. При обычной температуре с кислотами кварц не ре­агирует, за исключением плавиковой кислоты, которая его разрушает.

При нагревании кварц претерпевает следующие превращения:

α - кварц 573° β - кварц 870° тридимит 1470° кристаболит 1713° расплав.

─ → ─ → ─ → ─ →

← ─ ← ─ ← ─ ← ─

При переходе кварца из одной модификации в другую наблюдается увеличение в объеме, что может вызвать растрескивание обжигаемых изделий. Это следует учитывать при производ­стве изделий из сырья с высоким содержа­нием кварца.

Кварц легко распознается по виду кристал­лов, отсутствию спайности, раковистому изло­му различной формы и стеклянному блеску.

По цветовым оттенкам различают:

· молочно-белый кварц,

· бесцветный,

· розовый,

· сапфировый (синего цвета),

· зеленого цвета, а также

· кварц, проросший волокнами асбеста, придающими ему шелковистый блеск (серпентинит).

При выветривании изверженных горных по­род стойкие кварцевые зерна не разрушаются и образуют кварцевый песок, широко приме­няющийся в строительстве, а также являю­щийся хорошим абразивным материалом.

Известны очень красивые разновидности кварца, например:

· горный хрусталь и другие цветные камни:

· лилового цвета — аметист,

· лимонно-желтого — цитрин,

· буроватого — дымча­тый топаз.

Кварц широко применяется в стеклоделии, в технологии керамики, для получения кисло­тостойких материалов и огнеупоров, в оптике, в механике.

Полевые шпаты — это ряд кристалли­ческих минералов, родственных по химическому составу и близких по физическим свойствам; они составляют около 60% (объема) извержен­ных пород.

Слово «шпат» произошло от немецкого гла­гола «шпальтен» раскалывать. Этим названием отмечается характерная особенность полевых шпатов раскалываться при ударе на отдельные куски по плоскостям спайности, которые всегда точно сходятся под определенным углом.

В состав полевых шпатов входят окислы кремния и алюминия, а также, в зависимости от вида полевых шпатов — калий, натрий или кальций. Поскольку в состав полевых шпатов входит наряду с кремнием также алюминий, то они относятся к группе минералов-алюмоси­ликатов.

Из алюмосиликатов наиболее распростра­ненными являются плагиоклазы («косораскалывающиеся»), которые раскалываются по пло­скостям, образующим угол меньше 90°.

(СаО • Аl₂0₃ • 2SiО₂ — анортит),

(Na₂О • А1₂О₃ • 6SiО₂ — альбит).

Плагиоклазы не дают отдельных хорошо образованных кристаллов и встречаются в при­роде в виде сплошных масс и зерен. Сплошные скопления плагиоклазов, вследствие понижен­ного содержания в них щелочей, редко могут представлять промышленный интерес. Темная разновидность плагиоклазов, на плоскостях ко­торой обнаруживаются спайности, в особенно­сти на полированной поверхности, имеет кра­сивый переливчатый отсвет (ирризацию) в си­них и зеленых тонах и называется лабрадором. Это явление объясняется интерференцией све­та, обусловленной закономерно расположенны­ми включениями тончайших пластинок мине­рала ильменита. Строение плагиоклазов — пластинчатое, в виде параллельной штриховатости, хорошо видимой под микроскопом и ча­сто обнаруживаемой простым глазом.

Ортоклазы («прямораскалывающиеся») К₂О • AI₂О₃• 6SiО₂ раскалываются по плоско­стям, образующим прямой угол. Прозрачные бесцветные разновидности ортоклаза называ­ются ледяным шпатом (адуляром), полупроз­рачные — санидином, обладающие своеобраз­ным нежно-голубоватым серебристым оттен­ком — лунным камнем и красивым искристо-золотистым отливом, обусловленным включени­ями тончайших чешуек железного блеска — солнечным камнем. Лунный и солнечный кам­ни применяются для различных украшений и дешевых поделок.

Разновидностью ортоклаза является мине­рал микроклин («незначительно наклонный»). Микроклин, окрашенный в нежный зеленовато-голубой цвет, называемый амазонитом, исполь­зуется в качестве поделочного материала. Встречаются также чрезвычайно оригинальные срастания микроклина с кварцем, носящие на­звание «письменный гранит» (пегматит).

Полевые шпаты плавятся при температуре от 1100° (альбит) до 1500° (анортит). С добав­ками каолина и кварца они образуют фарфоры; применяют полевые шпаты также для при­готовления глазурей и эмалей.

Удельный вес полевых шпатов 2,55 (ортоклаз) — 2,76 г/см³ (анортит), твердость 6.

Они обладают совершенной спайностью. Проч­ность при сжатии 1200 — 1700 кг/см².

По цвету полевые шпаты бывают: ортокла­зы — светло-розовые, буровато-желтые и крас­новато-белые, а плагиоклазы — белые и серо­вато-белые с зеленоватым, синеватым или крас­новатым оттенками. Блеск полевых шпатов сте­клянный, а на плоскостях спайности, наблю­дается слабый перламутровый отлив.

Полевые шпаты разрушаются под влиянием смен температуры, а затем в результате дейст­вия воды, содержащей углекислоту.

Основным продуктом разрушения полевых шпатов являются алюмосиликаты и, в частно­сти, минерал каолинит, входящий в состав глин.

Слюды — весьма распространенные поро­дообразующие минералы, входящие в состав изверженных пород. Особенность слюд заклю­чается в их способности расщепляться вдоль слоев на тончайшие упругие листочки, т. е. весь­ма совершенная спайность. Они обладают сложным химическим составом и в основном являются водными алюмосиликатами.

Наиболее распространенные виды слюды: мусковит и биотит.

Мусковит – калиевая слюда. Название ее происходит от старинного итальянского назва­ния Москвы — Муска, так как большие листы мусковита вывозились в свое время на запад через Москву под названием «московское сте­кло».

Мусковит — прозрачная слюда; в тонких листах бесцветен, но довольно часто имеет жел­товатый, сероватый и зеленоватый оттенок. Блеск его стеклянный, твердость 2—3, удель­ный вес 2,76 — 3,1 г/см³. Мусковит хорошо противо­стоит выветриванию, кислотами не разлагает­ся, прекрасный электроизоляционный матери­ал, а также употребляется вместо стекла в глаз­ках плавильных печей, так как выдерживает температуру до 1260°.

Биотит — магнезиально-железистая слюда сложного химического состава, черного или бу­рого цвета с оранжевым, красноватым, зелено­ватым и другими оттенками (назван по имени французского физика Биота). Удельный вес 3,0 — 3,12 г/см³. Соляная кислота на биотит действу­ет слабо, но в концентрированной серной кис­лоте он полностью разлагается с выделением белого скелета кремнезема. По выветриваемости биотит значительно уступает мусковиту.

Большое содержание слюд в горной породе, в особенности в виде пластинок, вытянутых по определенным направлениям, придает ей слои­стость, понижает ее прочность и стойкость и затрудняет полировку. Грубооколотым поверхностям камня слюда придает искрящийся блеск. Слюды применяются при изготовлении огне­стойких строительных материалов, огнеупор­ных красок, керамических и других материа­лов.

Тёмноокрашенные минералы представляют изоморфные смеси силикатов кальция, магния и железа, иногда содержащие глинозем. По химическому составу их назы­вают железисто-магнезиальными минералами. К темноокрашенным минералам относятся три группы:

· амфиболы,

· пироксены и

· оливин.

Из группы амфиболов значительное рас­пространение среди изверженных пород полу­чает роговая обманка (в гранитах, сиенитах, диоритах).

Встречается роговая обманка в виде столб­чатых кристаллов темных цветов. Цвет роговой обманки — черный с зеленоватым или корич­невым оттенком; характеризуется ясно выра­женной спайностью по призме и твердостью 5 — 6; удельный вес высокий — 3,0 — 3,6 г/см³.

Весьма близки в химическом отношении к амфиболам минералы группы пироксенов, например, авгит, который отличается от рого­вой обманки углом плоскости спайности и формой кристаллов. Так же как и роговая об­манка, авгит весьма часто входит в состав из­верженных пород, преимущественно темных: габбро, диабазов, базальтов.

Амфиболы и пироксены характеризуются значительной вязкостью и сравнительно высо­кой стойкостью в отношении выветривания, а поэтому повышенное их содержание улучшает строительные качества камней — прочность, атмосферостойкость.

Оливин получил свое название по оливково-зеленому цвету и представляет силикат железа и магния без глинозема; он отличается от ро­говой обманки отсутствием спайности и рако­вистым изломом. Удельный вес его 3,2 — 3,5 г/см³, твердость 7. Оливин в качестве существенной составной части входит во многие изверженные породы или образует массивы, почти целиком состоящие из оливина, например, оливиновые габбро. Оливин является нестойким минера­лом и легко выветривается, постепенно переходя, с увеличением объема, в минерал серпентин (змеевик), красиво окрашенные разности ко­торого употребляются в качестве поделочного материала.

Минералы, входящие в состав осадочных горных пород, характеризуются следующими важнейшими химическими соединениями: кремнеземом, алюмосиликатами, углекислыми и сернокислыми солями.

Кремнезем (SiО₂) в осадочных породах встречается в кристаллическом и аморфном виде. Гидраты окиси кремния, в процессе гид­ролиза силикатов при их выветривании, обра­зуют коллоидные растворы, из которых с те­чением времени и при соответствующих усло­виях выпадают в виде гидрогелей. Эти гидро­гели, содержащие непостоянное, но обычно небольшое количество воды, называются опа­лами (SiО₂ n H₂О). Опал — один из распро­страненных аморфных видов кремнезема. Из опала построены панцири диатомей и скелеты радиолярий.

Алюмосиликаты в результате химического выветривания полевошпатовых горных пород под влиянием воды, кислорода и углекислого газа воздуха образуется водный алюмосиликат, минерал каолинит — Аl₂О₃ • 2SiО₂ • 2Н2О — со­ставная часть большинства глин. Глина, состо­ящая почти целиком из каолинита, называется каолином. Глины, содержащие 12—25% каоли­нита, называются каолинитовыми.

Сплошные массы каолина — обычно бело­го цвета с различными оттенками: буроватым, желтоватым, голубоватым, зеленоватым; в за­висимости от примесей каолины рассыпчаты, жирны на ощупь, мало пластичны и огнеупор­ны; их твердость 1, удельный вес 2,4 — 2,6 г/см³.

Различают два типа месторождений каоли­на: первичные, залегающие на месте своего образования, и вторичные, перенесенные с ме­ста образования проточными водами и отло­женные в другом месте. Вторичные месторож­дения каолина обычно бывают более мощными и более высокого качества, так как при пере­носе водой каолины промываются и освобож­даются от посторонних примесей.

Каолин — основное сырье для производства фарфоровых и фаянсовых изделий, он также ис­пользуется для производства огнеупорных материалов.

Из числа минералов, представляющих угле­кислые соли, главнейшими являются кальцит, магнезит и доломит.

Кальцит, иначе известковый шпат, СаСО₃,— весьма распространенный минерал в осадочных горных породах. Он встречается в виде кристал­лов или в виде оплошной массы разнообразного сложения, зернистой или плотной. Кристаллы кальцита обладают совершенной спайностью и раскалываются при ударе на ромбоэдры, вытя­нутые по диагонали кубы. По красоте и раз­нообразию кристаллов кальцит занимает пер­вое место среди других минералов. Он прозра­чен и бесцветен, но часто окрашен примесями в темно-серый, желтый, розовый, черный цве­та. Блеск у кальцита стеклянный, удельный вес его 2,6—2,8 г/см³, твердость 3.

Кальцит легко распознается по вскипанию при действии на него разбавленной соляной кислотой в результате выделения углекислого газа по реакции:

СаСО₃+2НСl = СаСl₂ + Н₂О + СО₂.

Растворимость кальцита в воде при обычных температурах и давлениях низкая. Однако СаСОз легко растворяется в воде, содержащей СО₂, так как происходит химическая реакция с образованием бикарбоната кальция:

СаСОз + СО₂ + Н₂О = Са (НСО₃) ₂, растворимость которого почти в сто раз больше растворимости кальцита. Поэтому бикарбонат кальция легко вымывается водой, и порода разрушается.

Нестойкость природных камней, богатых СаСОз, в агрессивных водах необходимо учи­тывать при их применении.

Кальцит является хорошим природным цементом. Например, известковые песчаники состоят из песка, сцементированного каль­цитом.

Магнезит пo химическому составу пред­ставляет карбонат магния MgCО₃; в природе он менее распространен, чем кальцит. Цвет магнезита белый с желтоватым или сероватым оттенком, иногда снежно-белый; спайность магнезита совершенная, удельный вес 2,9—3,1 г/см³, твердость 3,5 — 4,5. В кислотах растворяется лишь при нагревании. От действия соляной кис­лоты на холоде не «вскипает». Магнезит слу­жит сырьем для производства магнезиальных вяжущих и магнезиальных огнеупорных изде­лий.

Доломит по химическому составу представ­ляет двойную углекислую соль кальция и маг­ния, СаСОз • MgCО₃; наряду с кальцитом яв­ляется широко распространенным породообра­зующим минералом. Цвет доломита серовато-белый, иногда с желтоватым, буроватым, зеле­новатым и красноватым оттенками. Блеск сте­клянный, спайность совершенная, хрупок, удельный вес 2,8—2,9 г/см³, твердость 3,5—4,0. Доло­мит используется в строительстве в качестве строительных камней, щебня для бетона, сырья для изготовления вяжущих веществ, а также в качестве огнеупорного материала и флюса в металлургии, в химической и других отраслях промышленности.

Из важнейших минералов, которые характе­ризуются сернокислыми химическими соедине­ниями, в состав осадочных пород входят гипс и ангидрит.

Гипс — CaSО₄ • 2Н₂О — относится к водным сернокислым соединениям (сульфатам), содер­жащим в своем составе кристаллизационную воду, выделяющуюся при нагревании. Гипс часто встречается в кристаллах значительных размеров, которые способны раскалываться по плоскостям спайности на тонкие пла­стинки, применявшиеся ранее для окон как слюда.

Цвет гипса белый. В зависимости от при­месей он бывает окрашен в серый, красный; медово-желтый и черный цвета. Блеск гипса сте­клянный с перламутровым отливом. Твердость 1,5 — 2,0, весьма хрупок, удельный вес 2,3 г/см³, об­ладает заметной растворимостью в воде, дости­гающей наибольшей величины при температу­ре 37—38°, после чего растворимость умень­шается. Весьма красивые волокнистые разно­видности полупрозрачного гипса, идущие на по­делки; называются селенитом (лунный камень). Гипс иногда является цементирующим вещест­вом в песчаниках, однако такие песчаники, ввиду растворимости гипса, обладают невысо­кой водостойкостью.

Гипсовый камень широко применяется в строительстве и служит ценным сырьем при производстве гипсовых вяжущих веществ.

Ангидрит (CaSО₄) и гипс по своим свойст­вам, а также по условиям нахождения и обра­зования, тесно связаны друг с другом. Ангид­рит отличается от гипса отсутствием в нем хи­мически связанной воды. Он обладает спайно­стью по трем плоскостям и поэтому при ударах распадается на кубические куски. Цвет ангид­рита белый, часто с голубым, сероватым, иногда с красноватым оттенками. Блеск стеклянный, удельный вес 2,9—3,0 г/см³. В присутствии воды при атмосферном давлении постепенно переходит в гипс с увеличением в объеме до 60%; это свой­ство ангидрита сильно ограничивает примене­ние его в технике. В воде растворяется слабо. Ангидрит применяется, так же как и гипс, для производства вяжущих материалов. Он упот­ребляется и как поделочный камень и для об­лицовки. Тонкозернистый ангидрит приятного голубого цвета известен под названием бергамского мрамора.

Из числа второстепенных в составе горных пород минералов наиболее распространены

· пирит,

· апатит и

· хлорит.

Пирит, или серный колчедан FeS₂ (пирит по-гречески огонь) — минерал золотисто-жел­того цвета. Твердость пирита 6—6,5, удельный вес 4,9—5,2 г/см³. Встречается в гранитах, сиенитах, диоритах, сланцах, мраморах и известняках.

Пирит при действии на него кислорода и воды разрушается с образованием серной кис­лоты, которая, в свою очередь, разрушает гор­ную породу. Поэтому применение горных пород, содержащих пирит, в качестве материала для возведения конструкций нежелательно, так как разложение пирита сокращает срок их службы.

Апатит весьма распространен в природе и в виде мелких кристаллов входит в состав мно­гих изверженных горных пород. Он представ­ляет собой кальциевую соль фосфорной кисло­ты, содержащую фтор и хлор. Цвет апатита обычно зеленый, но апатиты Кольского полу­острова имеют беловато-серый цвет, твердость 5; удельный вес 3,20 г/см³; минерал хрупкий.

Хлорит по химическому составу близок к слюдам. Для хлорита характерна зеленая ок­раска; твердость 2,0—3,0, удельный вес 2,6— 2,9 г/см³. Хлориты встречаются в изверженных по­родах в форме мелких табличек зеленого цвета.

I. ИЗВЕРЖЕННЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Общеприняты две классификации извержен­ных горных пород:

· химическая и

· минералоги­ческая.

Химическая классификация предусмат­ривает деление изверженных пород на три группы в зависимости от содержания кремнезе­ма:

· кислые породы, включающие кремнезема более 65%;

· средние породы — 65—55% крем­незема;

· основные породы — кремнезема ме­нее 55%.

Глубинные и излившиеся породы образова­ны исходной магмой с одинаковым химическим составом, а поэтому у каждой глубинной породы имеются свои излившиеся аналоги, обычно два:

· древние и

· новейшие.

Древние находятся в вы­ветренном состоянии, чем и отличаются от но­вейших. Однако вследствие различных условий отвердевания глубинные и излившиеся породы отличаются различным строением.

Структура

· глубинных пород зернистокристаллическая, или гранитная, а

· излившихся древних — порфиро­вая,

· излившихся новейших — скрытокристаллическая, или амфорная.

Строение пород определяется различным со­четанием, размерами и формой составляющих породу минералов, а именно:

зернистокристаллическое, когда порода целиком состоит из четко видимых кристаллов различных минералов; по величине зерен эти породы подразделяются на:

· мелко­зернистые (кристаллы менее 2 мм),

· среднезернистые (до 5 мм) и

· крупнозернистые (до 10 мм и более);

· скрытокристаллическое, когда зерна кристаллов так малы, что не видны не­вооруженным глазом;

· порфировое, когда в основной скрытокристаллической массе выделяются редкие крупные минералы, так называемые вкрапленники;

· стекловатое, характеризуемое полной некристаллизованностью входящих в породу минералов.

Глубинные породы, образовавшиеся на значительной глубине при медленном остывании магмы, имеют плотное зернистокристаллическое строение, а у излившихся наблюдается различное строение: порфировое, стекловатое, плотное и пористое.

Строение горных пород.

Порфировое Обломочное (конгломерат)

I.1. ГЛУБИННЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

☼ Глубинные изверженные породы.

Граниты представляют собой сложные горные породы, состоящие в основном из ортоклаза (50 — 70%), кварца (20 — 40%), слюды (5 —15%) и иногда роговой обманки. Кроме перечисленных, в гранитах встречаются второстепенные мине­ралы, рассеянные по всей породе в малых коли­чествах, например, пирит, апатит.

В зависимости от содержания различных из указанных минералов граниты имеют много разновидностей, отличающихся декоративными свойствами. Структура гранитов зернистокристаллическая; сложение породы массивнее, но в тех случаях, когда зерна располагаются более или менее слоисто и слюда образует параллель­ные прослойки, сложение называется гнейсовидным, а порода — гнейсовым гранитом.

Граниты залегают в земной коре в виде обширных сплошных гранитных масс неправильной формы, круглых и вытянутых тел, внедрившихся в земные пласты, размерами до сотен квадратных километров, или глыб разных размеров и форм, разбитых системой трещин по отдельности. Цвет гранита зависит преимущественно от цвета полевого шпата, но на цвет влияет также и вся гамма цветов, составляющих граниты минералов.

Обычно цвет гранитов светло-серый, розовый, красный с темными и светлыми оттенками, доходящий до черного. Особенно ясно цвет и оттенки выступают на полированных поверхно­стях гранита.

Граниты являются прекрасным строитель­ным материалом; они обладают высокой проч­ностью и долговечностью. С точки зрения дол­говечности и механической прочности мелко­зернистым и среднезернистым гранитам от­дается предпочтение перед крупнозернистыми или плоскопараллельными гнейсовидными. Таким образом, декоративные качества мате­риала вступают здесь как бы в противоречие с физико-механическими свойствами. Правиль­ное решение этого вопроса зависит от харак­тера сооружения, требований к его долговеч­ности и условий работы.

Прочность гранита определяется содержа­нием в нем полевого шпата, кварца, слюды и присутствием пирита. Прочность гранитов выше, если зерна кварца соединяются между со­бой, образуя как бы общий остов породы, а не располагаются изолированно среди других со­ставных частей.

Скопление слюды отдельными участками или прослойками, наоборот, отрицательно ска­зывается на прочности гранитов. Пористость и водопоглощение гранитов очень малы, чем обу­словливается их высокая морозостойкость и сопротивляемость выветриванию.

Огнестойкость гранита невысокая, так как при повышении температуры кварц увеличи­вается в объеме и вызывает растрескивание гра­нита. Трещины появляются также при охлажде­нии магмы. Эти трещины сильно уменьшают прочность гранита и существенно понижают его атмосферостойкость. Гранит хорошо обра­батывается и полируется. Однако из гранитов, добытых взрывным способом, нельзя рекомен­довать изготовление плит для облицовок.

Гранит широко применяется для облицовки набережных, устоев мостов, цоколей и других видов наружной отделки.

Сиениты представляют собой светло­окрашенные сложные зернистокристаллические породы, главной составной частью которых являются ортоклаз, некоторые плагиоклазы, биотит, роговая обманка и иногда авгит. От гранитов они отличаются отсутствием кварца. По своему внешнему виду и физико-механиче­ским свойствам сиениты близки к гранитам. В связи с отсутствием кварца они несколько мягче гранитов и легче поддаются обработке. Встречаются породы промежуточные между гранитом и сиенитом в отношении содержания кварца — кварцевые сиениты или граносиениты, в которых кварца сравнительно мало, а цветных составляющих по сравнению с бесцветными больше, чем в гранитах.

На практике сиениты применяются так же, как и граниты.

Диориты зернистокристаллические по­роды, сходные по строительным свойствам с гранитами. В их состав входит до 75% полевых шпатов (плагиоклазов) и до 25% темноокрашенных минералов: роговая обманка, реже био­тит и авгит. Иногда диориты содержат кварц и называются тогда кварцевыми диоритами. Породы, промежуточные между сиенитами и диоритами по количеству и составу плагиокла­зов, называются сиенит-диоритами. Диориты встречаются среди гранитов, сиенитов и других пород, не образуя больших массивов. Они име­ют окраску от темно-зеленой до серо-зеленова­той, обусловливаемую их минеральным соста­вом. Вследствие присутствия хлоритов их назы­вают зеленокаменными породами. Диориты ха­рактеризуются высокой вязкостью и хорошей сопротивляемостью удару. С уменьшением зе­рен прочность диоритов повышается. Диориты являются хорошим дорожным материалом а также широко применяются как облицовочный материал. В декоративном отношении диориты уступают гранитам.

Габбро состоит из плагиоклаза, авгита, редко роговой обманки, иногда биотита. Темноокрашенных минералов 35 — 40%, а плагиоклазов — около 50%. Как примеси встречаются магнетит, ильменит, оливин в виде блестящих круглых зерен зеленоватых, желтоватых и дру­гих окрасок, а также иногда присутствует апа­тит и пирит. Габбро, содержащие оливин, назы­ваются оливиновыми. Цвет габбро в большин­стве случаев темно-серый, черный или темно-зеленый с различными оттенками. Структура по величине зерен непостоянная, часто крупнозер­нистая, иногда порфировидная. По внешнему виду и физико-механическим свойствам габбро мало отличается от диоритов. Одной из разно­видностей габбро является лабрадорит. Цвет лабрадоритов темно-серый, зеленовато-серый, синевато-серый, в зависимости от содержания в породе темных минералов. Особенно ценны лабрадориты с ирризирующими кристаллами цветного лабрадора, дающие переливы отбле­сков синего, зеленого, золотистого, голубого и других цветов. Лабрадориты получили широкое применение в качестве декоративного облицовочного камня.

☼ Излившиеся породы.

Липариты и кварцевые порфиры являются аналога­ми гранитов, и отличаются от них порфиро­вой структурой. Вкрапленниками служат кварц, ортоклазы, и цветные минералы. Друг от друга липариты и порфиры отличаются возрастом и свежестью составляющих их ми­нералов. Кварцевые порфиры более древнего происхождения, а потому находятся в вывет­ренном состоянии. Цвет пород весьма разно­образен, большей частью серый, желтый, ко­ричнево-красный и зависит от цвета основной массы. Технические свойства их различны и обусловлены свойствами основной массы и вкраплений и повышаются с уменьшением величины и количества вкрапленников. Наи­большей устойчивостью обладают кварцевые порфиры и липариты с плотной мелкокри­сталлической структурой.

Липариты и кварцевые порфиры применя­ются для дорожной одежды, в виде штучного камня, а также в качестве декоративного об­лицовочного камня.

Бескварцевые порфиры и трахиты — излившиеся аналоги сиенитов, имеют одинаковый или близкий к сиенитам минера­логический состав. Основная масса — стекло­ватая, пористая, образующаяся в результате быстрого остывания магмы на поверхности земли.

Вкрапленниками в бескварцевых порфи­рах и трахитах являются минералы: полевые шпаты, роговая обманка, биотит, иногда пироксены. Породы окрашены в светлые тона: белые, сероватые, желтоватые, красноватые. Породы легко обрабатываются, но вследствие ячеистого сложения не поддаются полировке; в силу своей шероховатости хорошо связыва­ются со строительными растворами. Бесквар­цевые порфиры и трахиты обладают меньшей прочностью и морозостойкостью по сравнению с сиенитами, в особенности разновидности, содержащие примеси вулканического стекла.

Андезиты и порфириты по минера­логическому составу и свойствам сходны с диоритами, и отличаются от них порфировым строением. Окраска пород серая, темно-серая, зеленая. Обычно в мелкозернистой основной массе рассеяны крупные и средние по вели­чине кристаллы светлых плагиоклазов и более мелкие вкрапления темных минералов — ро­говой обманки, авгита, слюды.

Эти породы применяются в качестве запол­нителя для кислостойких бетонов и облицо­вочных плит в химической промышленности.

Порфириты отличаются от андезитов большей плотностью и присутствием хлорита и других вторичных минералов.

Стойкие роговообманковые и авгитовые ан­дезиты сравнительно легко обрабатываются и поэтому применяются для наружных обли­цовок.

Базальты и диабазы являются из­лившимися аналогами габбро. Диабазы — мелкокристаллические породы, состоящие преимущественно из плагиоклазов и авгита, иногда из оливина, роговой обманки и других темноокрашенных минералов. Они обладают так называемой диабазовой структурой: между продолговатыми кристаллами плагиоклаза располагаются неправильные зерна авгита. Цвет породы от светло-серого до темно-серого, иногда с зеленоватым оттенком.

Диабазы, в особенности мелкозернистого строения, обладают большой прочностью ( 3000 — 4000 кг/см²), высокой морозостойкостью и способностью хорошо колоться и обрабатываться. Они используются для изготовления штучных камней, применяемых в дорожном строительстве (брусчатка, бордюрные камни).

Разновидность диабазов — диабазовые порфириты — имеют порфировое строение. В качестве минералов-вкрапленников помимо полевых шпатов в них встречаются преимущественно оливин и авгит.

Базальты — плотные стекловатые, иногда мелкокристаллические, горные породы, наиболее тяжелые из изверженных пород. Объёмный вес их достигает 3300 кг/м³. Преобладание авгита над другими минералами придаёт базальтам обычно черный цвет. Твердость базальтов высокая — 7— 8, что затрудняет обработку, но повышает их ценность как материала для дорожных покрытий; базальты хорошо полируются.

В месторождениях базальты разбиты трещинами на столбчатые, шарообразные, плитообразные и другие отдельности. Это облегчает их разработку, но затрудняет получение изделий необходимой величины и формы. Базальты со столбчатой отдельностью используются для изготовления мелкого штучного камня (брусчатка, шашка для мозаики), с шарообразной отдельностью — только для щебня.

Неблагоприятными признаками у базальтов считаются беловатые звездчатые пятна «солнечного загара» и значительная стекловатость.

Базальты — прекрасное сырье для каменного литья. Базальтовые отливки превосходят по техническим свойствам природные базальты, их предел прочности при сжатии достигает 6000 — 10 000 кг/см². Плавленые изделия из базальта применяются для изготовления кислотостойкой химической аппаратуры, электроизоляторов, облицовочных материалов.

☼ Рыхлые обломочные породы.

Вулканические пеплы и пемза. Во время вулканических извержений часть магмы выбрасывается в раздробленном состоянии и подвергаясь быстрому охлаждению, оседает в виде частиц разной величины. Порошкообразные частицы называются вулканическим пеплом, частицы крупностью до 5 мм — вулканиче­ским песком.

Пемза — пористая легкая порода с объем­ным весом от 300 до 600 кг/м³, подобна за­стывшей пене, светло-серого цвета. Пемза за­легает в виде частиц размером от 5 до 30 мм.

Пемзовые пески и щебень применяются в качестве заполнителей для легких бетонов. Широко применяется пемза при отделочных работах в качестве абразивного материала.

☼ Цементированные обломочные породы.

Вулканические пеплы, попадая в расплавлен­ную лаву до ее остывания, образуют породы, которые называются вулканическими туфами. Туфы обладают значительной пористостью, малыми объемным весом и теплопроводно­стью. Эти качества туфов позволяют успешно применять их в качестве местных стеновых материалов. Типичным представителем ту­фов является артикский туф, добываемый в Армении, у потухшего вулкана Алагез вблизи Ленинакана (до 1924 — Александрополь). Объемный вес артикского туфа в пределах 750 — 1400 кг/м³, пористость от 55 до 70%, предел прочности при сжатии от 50 до 200 кг/см². Артикский туф достаточно прочен, малотеплопроводен, морозостоек, имеет хороший декоративный вид, что позволяет применять его в качестве облицовочного и стенового материала.

Туфы весьма разнообразны по своему цвету от ярко-красного и светло-желтого до черного.

Разновидностью вулканических туфов является трасс.

Залежи вулканических туфов имеются кроме Армении, также в ряде районов Грузии и на Дальнем Востоке. Лучший грузинский туф — Болнисский, желто-оранжевого цвета.

II. ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

В начале образования твердая земная ко­ра целиком состояла из изверженных горных пород. Затем в течение многих миллионов лет на большей части поверхности изверженных пород отложились мощные слои осадочных по­род.

Среди осадочных горных пород особенно широкое применение в строительстве получи­ли:

· известняки,

· гипс,

· доломит,

· ангидрит,

· диа­томит и

· трепел,

а также механические осад­ки:

· глина,

· песок,

· гравий.

Известняки образовались из скелет­ных остатков организмов, отлагавшихся на морском дне, а также в результате выделения химических осадков из солевых растворов. За­тем эти осадки цементировались, уплотня­лись и после перекристаллизации постепенно превращались в каменную горную породу. Главной составной частью известняков явля­ется кальцит CaCО₃; но обычно известняки также содержат углекислый магний (MgCО₃), кремнезем (SiО₂), глину и иногда незначи­тельное количество органических веществ.

В зависимости от содержания углекислого кальция и глины породам даются следующие названия:

Различные примеси оказывают большое влияние на строительные свойства известняков, их цвет, водопоглощение, морозостойкость, прочность. Чистые известняки имею белый цвет; примеси окислов железа, глины органических веществ окрашивают их в серые, желтые, розовые и другие цвета.

Присутствие глины в количестве более 3-4% повышает водопоглощение и снижает морозостойкость известняков. Наименее стойки известняки с глинистыми прослойками, так как они легко расслаиваются под влиянием попадающей в прослойки воды и разрушаются. Поэтому все известняки, применяемые во влажных условиях, необходимо предварительно испытывать на водостойкость. Примеси MgCО₃ (углекислого магния) и SiО₂ (кремнезёма), наоборот, повышают твердость, прочность и стойкость известняков.

Виды известняков.

Для строительных целей применяют

· плотные и

· пористые известняки.

Плотные известняки представляют плотную породу, отдельные зерна которой трудно различимы невооруженным глазом. Они состоят из мелких зерен кальцита, связанных непосредственным кристаллизационным сцеплением или сцементированных различными природными цементами: известковыми, известково-кремнистым или известково-глинистыми — смесью кальцита и глины. Плотными разновидностями известняков являются доломитизированные мраморовидные, начавшие приобретать кристаллическое строение. Известково-кремнистые виды известняков, содержащие аморфный кремнезем, обычно наиболее прочны и стойки.

Доломитизированные известняки и доломи­ты по своим свойствам близки к плотным из­вестнякам, а часто даже превосходят их. Очень плотные их разновидности, имеющие зернистокристаллическое строение и хорошо полирующиеся, применяются для декоратив­ной облицовки как местный отделочный мате­риал.

Прочность при сжатии обыкновенных плот­ных известняков колеблется в весьма широ­ких пределах от 500 до 1000 кг/см² и более, объёмный вес от 1800 до 2600 кг/м³, причём известняки с объёмным весом свыше 2400 кг/м³ обычно бывают морозостойкими. Физико-механические свойства плотных известняков зависят от однородности их структуры и присутствия глинистых при­месей. Наилучшими свойствами обладают из­вестняки с одонородной структурой, без про­слоек глины.

Плотные известняки широко применяются для устройства фундаментов, цоколей, для облицовки зданий в виде плит, архитектурных деталей и для стен зданий в районах с теплым климатом, а также как сырье для получения извести и портландцемента. Щебень из известняков используется в качестве заполнителя для бетонов.

Пористые известняки. Наиболее распространенными представителями пори­стых известняков являются:

· мел,

· известковые туфы,

· оолитовые известняки и

· ракушечники.

Мел пpeдcтaвляeт собой мельчайшие остат­ки раковин простейших организмов. Вследст­вие малой прочности, он не применяется в ка­честве строительного камня, но широко ис­пользуется в малярном деле для побелки, а также для производства извести, цемента, стекла и приготовления замазок.

Известковые туфы образовались в результате растворения карбонатных пород и осаждения их на новом месте. При действии углекислых вод на карбонат кальция СаСО₃ имеет очень высокую растворимость. Эта соль сравнительно легко разлагается при вторичном действии углекислого газа с образованием нерастворимого осадка карбоната кальция СаСО₃. Так образуются из плотных известняков пористые, ноздреватые и ячеистые известковые туфы, обладающие объёмным весом 1400 – 1800 кг/см³ и прочностью при сжатии 50 – 150 кг/см². Наиболее плотные разновидности известковых туфов достигают прочности при сжатии до 800 кг/см². Известковые туфы легко пилятся и обрабатываются. Применяются они в качестве стенового камня, для наружной облицовки зданий и для архитектурных и декоративных изделий.

По долговечности известковые туфы усту­пают плотным породам, в особенности в усло­виях повышенной влажности и попеременного замораживания и оттаивания.

Оолитовые известняки состоят из мелких отдельных шариков (оолитов), сцементированных природным известковым цементом. По техническим свойствам оолитовые известняки уступают обыкновенным плотным известнякам; их предел прочности при сжатии примерно равен 200 кг/см².

Ракушечники — крупнопористые породы, состоящие из целых раковин или их обломков, слабосцементированных углекислым кальци­ем с примесью глины и кремнезема. Встреча­ются также мелкопористые ракушечники, со­стоящие из мельчайших обломков раковин. По своим техническим свойствам ракушечники представляют хороший местный стеновой ма­териал для малоэтажных зданий. Они легко пилятся, имеют сравнительно небольшой объ­емный вес — от 800 до 1800 кг/м³, малую тепло­проводность и достаточную для стенового ма­териала прочность при сжатии до 50 кг/см². Недостатком ракушечников является большая воздухопроницаемость и значительная влагоемкость, требующая частой наружной штука­турки стен зданий. Ракушечники встречаются на побережье Черного и Каспийского морей, в Молдавии и в Азербайджане, где служат ос­новным стеновым материалом; их применяют также для фундаментов, цоколей, наружной облицовки стен и в виде щебня как заполните­ля для легких бетонов.

Диатомит и трепел — рыхлые пори­стые горные породы, состоящие из аморфного кремнезема. По внешнему виду они напоминают глину. Диатомиты получили свое название от диатомовых водорослей, неорганические остатки которых они представляют. Диато­мит — легкая горная порода, в сухом состоя­нии светло-серого, желтоватого или белого цвета.

Трепел состоит из скоплений мельчайших округлых кремнистых шариков. Объемный вес диатомитов и трепелов от 300 до 1000 кг/м³ в зависимости от степени уплотнения породы. Разновидностью трепелов является опока — твердая кремнистая горная порода, состоя­щая из микрозернистого кремнезема с неболь­шой примесью глины и песка. От трепелов опока отличается более высокой плотностью и твердостью.

Диатомит, трепел и опока применяются как теплоизоляционные материалы, а также в качестве гидравлических добавок к вяжу­щим веществам.

Механические осадки.

Горные поро­ды, образовавшиеся в результате скопления продуктов разрушения массивных горных по­род, относят к механическим осадкам. Они подразделяются на

· рыхлые и

· сцементирован­ные.

Рыхлые механические осадки подразде­ляются по крупности слагающих их обломков на следующие:

· глыбы — представляют собой особо круп­ные обломки от 15 см до 1 м и более в поперечнике; если они обкатаны, их называют валунами;

· щебень — состоит из более мелких обломков от 5 до 15 см в поперечнике; если они обкатаны, их называют гравием;

· песок — состоит из зерен размером от 0,15 о 5 мм;

· пыль — представляет собой смесь зерен размером от 0,005 до 0,15 мм;

· глина — состоит из частиц размерами до 0,005 мм.

Песок. По минералогическому составу различают кварцевые пески, полевошпатовые, известняковые, доломитовые. В природе, од­нако, чаще всего встречаются смешанные по своему минералогическому составу пески. Обычно в песках содержатся примеси глины, слюды, органических веществ, отрицательно влияющие на строительные качества песков.

По происхождению пески делятся на сле­дующие виды:

· речные, залегающие по берегам и на дне рек; в них обычно преобладают кварцевые зерна и содержится мало примесей глины; они имеют округленную, обкатанную в ре­зультате перемещения водой, форму;

· овражные — в оврагах и по склонам гор; они содержат различные приме­си, и поэтому цвет овражных песков желтый или красноватый; зерна их обычно остро­угольной формы;

· морские — подобны речным, но содержат примеси растворимых морских солей;

· дюнные — состоят из мельчайших частиц, перенесенных ветром и отложенных в виде дюн; они характерны смешанным минерало­гическим составом, примесями глины и лесса.

Гравий и щебень. По происхождению гравий подразделяется, подобно пескам, на:

· речной,

· морской и

· ледниковых отложений.

Наи­более чистым, т. е. свободным от примесей глины и пыли, является гравий речной и мор­ской, который также отличается более обка­танной и отшлифованной поверхностью.

Щебень в природе встречается сравнитель­но редко и обычно засорен глиной и пылью.

Минералогический состав гравия и щебня весьма разнообразен и определяется исходной горной породой.

В строительном деле песок, гравий и ще­бень применяются для приготовления бетонов и растворов, для балластного слоя желез­ных дорог.

Глины. Глины образуются вследствие вы­ветривания изверженных и метаморфических горных пород, богатых полевыми шпа­тами. Важнейшая составная часть глин — минерал каолинит Аl2О₃ • 2SiО₂ • 2Н₂О, химизм образования которого из полевых шпатов (ортоплаза) под действием влаги, углекислого газа и воздуха может быть выражен следующей реакцией: К₂О • Аl₂О₃ • 6SiО₂ + СО₂ + 2Н₂О = Аl₂О₃ • 2SiО₂ • 2Н₂О + K₂CО₃ + 4SiО₂.

Применяются глины в качестве сырья для керамической промышленности, при производ­стве портландцемента, а также для приготовле­ния глиняных растворов для кладки отопи­тельных и промышленных печей.

Рыхлые обломочные горные породы могут подвергаться в природных условиях связыва­нию (цементации) природными цементами, в результате чего образуются сцементированные обломочные горные породы:

· песчаники,

· конгломераты и

· брекчии.

В этих поро­дах природными цементами могут служить глинистые или мергелистые частицы, углекис­лый кальций, кремнезем. Изредка встречают­ся битуминозные породы, в которых природ­ным цементом служит битум. Разделение це­ментированных пород производится по круп­ности и форме сцементированных зерен. Так, если цементируется галька и гравий, образу­ются конгломераты, если же цементируется мелкий щебень — брекчии, а в результате цементации песка образуются песчаники.

Песчаники разделяются:

по крупности песчаных зерен на:

· круп­нозернистые — с преобладанием зерен величи­ной от 1 до 2 мм,

· среднезернистые — с зерна­ми от 0,5 до 1 мм и

· мелкозернистые — с зер­нами мельче 0,5 мм;

по характеру природного цемента на:

· кремнистые,

· глинистые,

· известковые,

· гипсо­вые,

· битуминозные (см. рис.).

Кремнистые песчаники наиболее прочные (800 – 2000 кг/см³) и твёрдые, что делает их обработку чрезвычайно трудной. Они долговечны.

Известковые песчаники по свойствам сходны с известняками. Некоторые из них отличаются высокой прочностью (1500 кг/см²) и морозостойкостью, другие, наоборот, имеют небольшую прочность (200 - 400 кг/см²) и часто неморозостойки.

Глинистые песчаники часто бывают малопрочными, и лишь в отдельных случаях предел прочности их при сжатии достигает 500 кг/см². Морозостойкость и водостойкость глинистых песчаников также низкая.

Цвет песчаников серый, желтый, розовый, бурый и зависит в основном от цвета связующего вещества.

Характерной особенностью месторождений песчаников является их неоднородность в пределах даже одних и тех же напластований.

Песчаники — плотные, тяжелые, горные породы. В основном их применяют для фундаментов, облицовки зданий, тротуарных плит, ступеней.

МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ (ВИДОИЗМЕНЕННЫЕ) ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Горные породы в толще земной коры под влиянием больших давлений, высоких темпе­ратур и магматических газов изменяют свое строение, а иногда минералогический и хими­ческий состав.

При одностороннем давлении породы при­обретают сланцеватое сложение, характерное тем, что зерна минерала вытягиваются, сплю­щиваются и группируются в виде тонких лент в направлении; перпендикулярном направле­нию наибольшего давления.

Такие сланцеватые породы могут сравнительно легко разделяться на более или менее тонкие слои, что снижает их строительные свойства.

При высоких температурах происходит кристаллизация горных пород, причём не только в смысле кристаллизации аморфных образований, но и изменения крупности зёрен и химического состава пород.

Видоизмененные, или метаморфические горные породы можно упрощенно разделить по признаку сланцеватости и различия в минералогическом составе (см. табл.).

Деление метаморфических горных пород.

Гнейсы представляют собой плотную гор­ную породу, тождественную по составу с гра­нитами. Между двумя этими породами имеют­ся также промежуточные формы, называемые гнейсогранитами и гранитогнейсами. Окраска гнейсов светлая или пестрая, но с явным пре­обладанием светлых минералов. Физико-меха­нические свойства большинства гнейсов близ­ки к свойствам гранитов: предел прочности при сжатии 1200 — 2000 кг/см², объемный вес 2400 — 2900 кг/м³. Характерной особенностью гнейсов является анизотропность, т. е. разли­чие свойств параллельно и перпендикулярно направлению сланцеватости. Например, проч­ность в направлении, перпендикулярном слан­цеватости, всегда больше, чем в направлении, параллельном сланцеватости. Гнейсы сравни­тельно легко раскалываются по плоскостям, а также расслаиваются под влиянием попере­менного замораживания и оттаивания. Гнейсы распространены на Урале, на Украине, на Алтае и на Дальнем Востоке.

Используются гнейсы для изготовления тротуарных плит, брусчатки, для мощения до­рог и плит для кладки фундаментов.

Кристаллические сланцы подраз­деляются по преобладанию в них минерала на:

· слюдяные,

· роговообманковые,

· хлоритовые,

· тальковые и

· глинистые.

Как строительный материал тальковые, хлоритовые и отчасти слюдяные сланцы не применяются. Роговообманковые сланцы дают хороший щебень.

Глинистые сланцы, способные раскалывать­ся па пластины толщиной до 2,5 мм, исполь­зуются в виде кровельного материала и на­зываются кровельными сланцами. Они состо­ят, главным образом, из кварца, слюды и гли­нистого вещества и в зависимости от примесей меняют цвета от серого до черного. Это - весьма долговечный, огнестойкий и малотепло­проводный материал. Кровли из глинистых сланцев не требуют окраски и периодических ремонтов.

Известны месторождения кровельных слан­цев на Кавказе, Урале, на Украине.

Несланцеватые метаморфические породы образуются при многостороннем давлении в толщах земной коры, когда происходит лишь перекристаллизация пород. К этому виду по­род относятся мраморы и кварциты.

Мраморы образуются в результате пере­кристаллизации известняков и доломитов. По своему строению они являются породами зернистокристаллическими, состоящими из тес­но сросшихся кристаллических зерен без посредства какого-либо цемента (см. рис.).

Та­кое строение обеспечивает мраморам высокую плотность и прочность; предел прочности их при сжатии колеблется от 1000 до 3000 кг/см²; удельный вес 2,7 — 2,9 г/см³, почти равен объ­емному весу, твердость 4.

В мраморах наряду с зернами кальцита содержатся зерна доломита и других минера­лов: кварца, слюды, роговых обманок. При­сутствие этих примесей обусловливает окраску мрамора. Совершенно чистые мраморы имеют белый цвет. Примеси окрашивают их в серый, желтый, розовый, красный и даже в черный цвета. При неравномерном распределении примесей окраска получается пестрой, состав­ляя различные узоры и рисунки. Вследствие невысокой твердости и малой пористости мра­моры хорошо полируются, давая красивую поверхность. Мраморные породы считаются лучшими декоративными природными мате­риалами для внутренней отделки и облицовки. Для наружной облицовки мраморы применять не рекомендуется, особенно в полированном виде. Под действием газов и влаги, содержа­щихся в воздухе, они утрачивают свои декора­тивные качества.

Кварциты образуются в результате пере­кристаллизации кварцевых песчаников. Это весьма плотная горная порода, представляющая сплошную кварцевую массу, в которой кварцевый цемент неотличим от основных зёрен кварца даже под микроскопом. Примеси слюды или роговой обманки придают кварцитам различную, но в общем светлую окраску: белую, серую, желтоватую или красноватую.

Кварциты — прочная и стойкая против выветривания порода: предел их прочности при сжатии достигает 3500 кг/см², твердость 7. Из-за высокой твердости их обработка весьма трудоемка. Кварциты по минералогическому составу сходны с кремнистыми песчаниками, в которых цементирующим веществом служит кремнезем, халцедон или опал. Отличительной особенностью кварцита является то, что поверхность его раскола идет по зерну и по цементу, а у кремнистых песчаников раскол идет только по цементу. Плотные и мелкозернистые кварциты хорошо полируются.

Кварциты применяются в виде штучных изделий для ответственных конструкций, например, подферменных плит в мостах, декоративной отделки монументальных сооружений.

ПРИМЕНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Материалы и изделия из природного камня, применяемые в строительстве, подразделяются

по основному назначению на:

· материалы и изделия для каменной клад­ки — камень правильной формы, камень бу­товый;

· изделия для наружной и внутренней отдел­ки — плиты и камни облицовочные, ступени и подоконники, архитектурно-строительные изде­лия;

· плитки кровельные;

· штучные материалы для дорог, тротуаров и откосов.

По объемному весу в сухом состоя­нии на:

· обыкновенные (тяжелые) — с объемным ве­сом 1800 кг/м³ и более;

· легкие — с объемным весом до 1800 кг/м³.

По пределу прочности при сжатии кг/см² на марки:

· для обыкновенных — от 100 до 1000;

· для легких — от 4 до 200.

По степени морозостойкости в циклах замораживания на:

· для обыкновенных — от Мрз 15 до Мрз 200:

· для легких — Мрз 10; 15 и 25.

По степени водостойкости (коэф­фициенту размягчения) на:

К_рзм 0,60; 0,75; 0,90 и 1,00.

Выбор пород для изготовления материалов и изделий производится по результатам их ис­пытаний с таким расчетом, чтобы по своим свой­ствам породы в максимальной степени отвеча­ли эксплуатационным условиям, причем, чем выше класс здания или сооружения, тем более жесткие требования предъявляются к качеству каменных материалов. Для монументальных зданий и сооружений применяются наиболее прочные и долговечные материалы.

Бутовый камень представляет собой куски породы неправильной формы (рваный бут) или плиты, имеющие две параллельные грани (бут постелистый, плитняковый и пиленый). Бутовый камень применяется на строительстве для клад­ки фундаментов, стен неотапливаемых зданий, устоев мостов, опор подпорных стенок, стен подвалов, цоколей, для мощения откосов кана­лов и рек. Он изготовляется из местных оса­дочных пород (известняки, доломиты, песчани­ки) или, в случае отсутствия осадочных пород и повышения требований к качеству бута, — из местных изверженных или метаморфических по­род.

В буте не должно быть трещин, расслоений, рыхлых прослоек (глины, гипса), включений пирита и других включений, снижающих его строительные качества. В партии бута, предназ­наченной для кладки фундаментов и стен, должно содержаться не менее 70% кусков ве­сом от 20 до 40 кг.

Предел прочности при сжатии бутового камня должен быть не менее 100 кг/см² и коэффициент размягчения не ниже 0,70. Бутовый камень из местных легких пород (туфы, ракушечники), имеющий предел прочности при сжатии не менее 25 кг/см² и коэффициент размягчения не менее 0,60, можно применять для кладки стен и фундаментов в малоэтажном строительстве в сухих грунтах.

Качество бутового камня устанавливается по пределу прочности породы при сжатии, сте­пени морозостойкости и водостойкости.

Основным недостатком, особенно рваного бутового камня как строительного материала, является большая трудоемкость возведения бу­товой кладки и повышенный расход раствора для заполнения пустот между камнями. Более целесообразно применение рваного бутового камня в виде «буто-бетона».

Камни правильной формы подразделяются на:

· тесаные, получаемые околкой и отеской по­род;

· пиленые, получаемые распиловкой породы в карьерах или блоков на станках.

Ввиду высокой стоимости обработки кам­ня сплошная кладка из тесаных камней при­меняется редко. Обычно применяется бутовая кладка с облицовкой из тесаного камня, что особенно широко распространено при устрой­стве устоев мостов, ледорезов и других инже­нерных сооружений.

Пиленые стеновые камни изготовляются из местных легких пород: туфов, ракушечников, имеющих объемный вес до 1800 кг/м³; пре­дел прочности при сжатии от 10 (ракушечники) до 25 кг/см² (туфы) и коэффициент размягчения не менее 0,60 и 0,70 (для лице­вой кладки фасада).

Размеры камней ручной кладки 400 ´ 200 ´ 200 мм (нормальные) или 500 ´ 250 ´ 200 (укрупненные). Размеры камней, предназначенных для механизированной укладки (крупных блоков), устанавливаются, исходя прочности и строения породы и мощности применяемого подъемно-транспортного oборудования.

Изделия для наружной и внутренней облицовки.

Облицовочные плиты и камни изготовляются из пород различной прочности и твердости в зависимости от назначения и эксплуатационных условий облицовок, а также класса здания или сооружения. Для наружных облицовок применяют изверженные, осадочные и метаморфические породы — граниты, диориты, сиениты, базальты, габбро, лабрадориты, известняки, доломиты, песчаники, кремнистые и талько-хлоритовые сланцы, кварциты.

Изверженные породы применяются для облицовки монументальных зданий и сооружений, устоев мостов и гидротехнических сооружений, так как обладают высокой прочностью, долговечностью и ценными декоративными качествами.

Для внутренних облицовок помещений с нормальным влажным режимом можно применять породы средней твердости и мягкие, например, мраморы, гипсы, ангидриты.

Породы для облицовочных работ обычно выбирают в соответствии с техническими условиями проектов сооружений.

Пиленые облицовочные плиты, изготовленные на специальных камнепильных, фрезерных, окантовочных и шлифовальных станках применяются для облицовки стен, пилонов, цоколей, полов, ступеней и подоконников.

Плиты облицовочные тесаные изготовляются размерами по длине и ширине не менее 500 мм и кратными 100 мм. Толщина плит зависит от их размеров, фактуры и породы устанавливается в пределах 100 — 200 мм, при этом рельеф фактуры скалы в толщину плит не включается. Плиты тесаные применяются для наружной облицовки стен и цоколей зданий и сооружений.

Камни облицовочные колотые изготовляются грубой околкой отходов камней при производстве блоков и тесаных изделий из гранитов, габбро, известняков, гранито-гнейсов, песчаников. Размеры камней по высоте от 50 до 200 мм, длина в 1,5 — 4 раза больше высоты, толщина от 100 до 200 мм. Kaмни облицовочные колотые применяют для наружной облицовки зданий и сооружений.

Из природного камня на распиловочных, фрезерных, профилировочных и шлифовальных станках изготовляют архитектурно-стро­ительные изделия, подоконники, ступени, цоколи, пояски, наличники, карнизы.

Кровельные плитки изготовляются раска­лыванием и обрубкой тонкослоистых слюдя­ных сланцев или кремнистых песчаников. Форму плиткам придают или прямоуголь­ную, или ромбовидную. Размеры сланцевых плиток от 150 ´ 350 до 250 ´ 600 мм при толщине 4 — 8 мм.. Плитки из кремнистых пес­чаников должны иметь толщину от 10 до 20 мм, что вызывается особенностями строе­ния породы, и выдерживать не менее 25 ци­клов замораживания и оттаивания в насы­щенном водой состоянии без признаков раз­рушения. Марка пород, применяемых для изготовления кровельных плиток, должна быть не менее 150. Кровельные плитки сох­раняются десятки и сотни лет, являясь од­ним из весьма долговечных кровельных ма­териалов.

К дорожным материалам относятся сле­дующие штучные камни:

· брусчатка,

· шашка,

· булыжный камень,

· тротуарные плиты и

· бор­товые камни.

Брусчатка и шашка представляют собой камни, по форме близкие к прямоугольному параллелепипеду; они изготовляются из проч­ных, долговечных и хорошо сопротивляющих­ся износу пород (диабаза, гранита). Марка пород должна быть не менее 800 и 1000.

Булыжный камень применяется для мо­щения дорог и откосов и устройства основа­ний под дорожные одежды. Тротуарные пли­ты изготовляются в виде квадрата со сторо­ной 500 мм. По виду они могут быть пиле­ные и плитняковые. Пиленые плиты приме­няются без дополнительной после пиления фактурной обработки, а плитняковые, полу­чаемые путем околки сланцев, плитчатых известняков и песчаников, подвергаются дополнительной точечной обработке поверхности. Породы для изготовления плит должны иметь марку не менее 500.

Бортовые камни бывают рядовые, въездны