ГЕНЕТИКА И СВОЙСТВА ПРИРОДНЫХ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ДОРОЖНОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Материалы, соответствующие по своим техническим свойствам техническим требованием и условиям их работы в дорожных конструкциях и сооружениях, называют дорожно-строительными (например, дорожные асфальтобетон и цементобетон, щебень, гравий, песок, бортовой камень, брусчатка, шашка для мощения и другие). Для строительства только 1 км автомобильной дороги III технической категории с асфальтобетонным покрытием требуется примерно 2500 м3 щебня, 4500 м3 песка, 120 т минерального порошка и 100 т битума.
Для строительства, ремонта и содержания, автомобильных дорог и сооружений применяют разнообразные природные и искусственные материалы. Природные строительные материалы добывают в местах их образования, обычно в верхних слоях земной коры (например, песок и гравий). Искусственные дорожно-строительные материалы изготавливают по специальной технологии из природного сырья или отходов промышленности, из смеси разных материалов, причём, свойства исходных составляющих претерпевают физико-химические изменения, в результате чего получается новый материал с новыми свойствами, отличающийся от исходного сырья. Так, после смешения и уплотнения смеси щебня, песка, цемента и воды и последующего отвердевания смеси получают цементобетон.
Дорожно-строительные материалы, которые могут быть получены в районе строительства из местного природного сырья или отходов промышленности с использованием для их добычи и переработки сравнительно несложного оборудования, называют местными строительными материалами. Применение местных материалов в дорожном строительстве при рациональном конструировании сооружений снижает их стоимость, экономит материалы промышленного производства, сокращает транспортные расходы и обеспечивает строительству широкий фронт работ. К этой группе относят песок, гравий, щебень из местных каменных пород.
Без достаточных знаний о многочисленных разновидностях дорожных материалов, способах их производства и качественных показателях, методах правильного хранения и использования невозможно проектировать и строить дороги и сооружения, эксплуатировать и реконструировать их. При решении научных и производственных задач всегда стремятся к улучшению качества и снижению себестоимости дорожных материалов, а также к повышению надёжности дорожных материалов, их долговечности в дорожных одеждах и инженерных сооружениях.
ГЕНЕТИКА И СВОЙСТВА ПРИРОДНЫХ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Природными каменными материалами называются материалы и изделия, получаемые механической обработкой (дроблением, раскалыванием, распиливанием и т.п.) горных пород.
Природные каменные материалы получают из скальных и обломочных горных пород.
Скальные горные породыс жесткими структурными связями, обладают достаточно высокой прочностью и залегают в земной коре в виде массивов или трещиноватых слоев.
Обломочные горные породы – рыхлые (сыпучие), состоят из обломков скальных пород без прочных связей между ними и залегают в виде скоплений.
Благодаря повсеместной распространенности в природе разнообразным физико-механическим свойствам, природные каменные материалы широко применяют для дорожно-строительных целей.
Высокая стойкость природных каменных материалов делает их незаменимыми для гидротехнических сооружений, дорожного и мостового строительства и во многих других случаях, когда необходимо обеспечить высокую долговечность сооружения. Римские дороги, построенные в третьем веке до н.э. из валуна, бута, частично сохранились и до наших дней.
Также природные каменные материалы играют роль сырья. Огромное количество песка, гравия и щебня используется для приготовления бетонов и асфальтобетонов как заполнителя.
Знакомство с природными каменными материалами целесообразно начинать с изучения свойств основных горных пород и минералов.
Горная порода – это природный минеральный агрегат, состоящий из одного минерала (мономинеральная порода) или из нескольких минералов (полиминеральная порода)
Минерал(от лат. minera – руда) - это физически и химически однородное вещество, образовавшееся вследствие сложных физико-механических процессов на поверхности и в глубинах земли.
В природе найдено более 3 тыс. минералов, но лишь немногие из них образуют крупные скопления; такие минералы называют породообразующими.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИРОДНЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ.
Для того, чтобы легче разобраться в многообразии горных пород и выявить причины в различии их свойств, целесообразно воспользоваться классификацией горных пород, в основу которой положено их происхождение (генезис). Принципы такой классификации были предложены еще М.В. Ломоносовым, а в современном виде она была доработана российскими учёными Ф.Р. Левинсоном-Лессингом, А.П. Карпинским и др.
Генетическая классификация горных пород учитывает условия их образования, которые предопределяют строение и, следовательно, свойства пород. Природные каменные материалы по происхождению подразделяются на три группы.
Магматические | Осадочные | Метаморфические | |||||
Массивные | Обломочные | Хим-ие осадки | Органогенные отложения | Мех-ие осадки | Продукт перекристаллизации магмат. пород | Продукт перекристаллизации осадочных пород | |
Глубинные Гранит, сиенит, габбро диорит | Излившиеся Порфир, базальт. | Вулканические пеплы, пемзы, туфы. | Гипс, известь, глина, доломит | Мел, ракушечник, диатомиты, трепелы, опоки. | Рыхлые Песок, гравий, глина Сцементированные Песчаник, конгломерат, брекчия | Гнейсы(из гранита) | Мрамор ( из извести) |
Магматические, образовавшиеся при кристаллизации природного силикатного расплава – магмы (первичные породы, образующиеся при остывании магмы).
Глубинные (интрузивные) породы характеризуются крупнокристаллической структурой, отсутствием пор, высокой прочностью, твёрдостью и морозостойкостью. В полированном виде глубинные породы очень декоративны. К ним относятся: граниты, сиениты, габбро и диориты.
Излившиеся (эффузивные) породы под давлением прорывались на поверхность или близко к поверхности → структура мелкокристаллическая с отдельными крупными кристаллами.
По химическому составу магматические породы характеризуются содержанием главным образом кремния, магния, кальция и натрия.
Характерной особенностью химического состава изверженных пород является содержание в них кремнезёма в свободном или в связном состоянии.
По содержанию кремнезёма магматические породы делятся на:
- кислые (группа гранитов )содержание кремнезёма доходит до 65-75%
- средние (группа сиенита и диорита) – 52-65%
-основные (группа габбро) – от 40до 52%
Осадочные, образовавшиеся в поверхностных условиях, из продуктов разрушения других пород (вторичные породы, образовавшиеся в результате выветривания и разрушения магматических пород)
Осадочные породы химического происхождения (хемогенные) образовались в результате выпадения из водных растворов минеральных веществ с последующим их уплотнением и цементацией. Наиболее распространенными являются гипс (СаS04∙2H2O), известняк (СаСО3), доломиты, магнезиты и известняковые туфы. Для осадочных пород химического происхождения характерна растворимость в воде и, в связи с этим, наличие пустот и трещин.
Механические отложения – грубые продукты механического разрушения изверженных и других горных пород под действием резкой смены температуры, воздействия воды и ветра (пески, гравий и др.) они представляют собой рыхлую смесь, состоящую из отдельных зерён разрушившейся первичной горной породы. В ряде случаев рыхлые смеси подверглись цементации различными природными веществами, образовав при этом сплошные горные породы (песчаники, конгломераты, брекчии).
Органогенные породы образовались в результате отложения остатков живых и растительных организмов, скелеты и панцири, которых содержали минеральные вещества. Такие отложения, как правило, подвергались уплотнению и цементации (известняки, мел и др.).
Метаморфические, образовавшиеся из магматических или осадочных пород при изменении условий (давления, высоких температуры в земной коре). К наиболее часто встречающихся в недрах земной коры относят гнейсы, кварциты и мрамор.
Дата добавления: 2015-12-11; просмотров: 2706;