 |
Осадочные и метаморфические горные породы, используемые для производства щебня
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ
1. Определить представленные осадочные и метаморфические горные породы
2. Охарактеризовать структурные и текстурные особенности горных пород
3. Оценить физико-механические свойства горных пород
4. Заполнить таблицу по предлагаемой схеме (таблица 2).
Таблица 2. – Особенности состава и свойств осадочных и метаморфических пород
| Горная порода | Состав | Структура | Текстура | Свойства горных пород | ||||
| Плотность, г/см3 | Средняя плотность, кг/м3 | Порис- тость, % | Прочность при сжатии, МПа | Водопог-лощение, морозо-стойкость и другие | ||||
| Валуны | ||||||||
| Известняк | ||||||||
| Доломит | ||||||||
| Трепел | ||||||||
| Опока | ||||||||
| Торф | ||||||||
| Каменный уголь | ||||||||
| Мрамор | ||||||||
| Кварцит | ||||||||
| Яшма | ||||||||
| Гнейс |
ОПИСАНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД
1. Валуны – обломочные окатанные осадочные породы, размер частиц которых превышает 100 мм. Состав самый разный.
Структура крупнообломочная.
По генезису валунный камень может быть ледниковым, морским, речным, озёрным.
Крупный валунный камень, поступающий на щебёночные заводы, нуждается в дроблении до соответствующих кондиций.
2. Известняки – осадочные горные породы, сложенные кальцитом. Имеют органогенное и хемогенное происхождение. Часто в породе встречаются разнообразные органические остатки: раковины моллюсков и брахиопод, окаменелые остатки кораллов, губок, водорослей и других организмов. Порода интенсивно вскипает от капли соляной кислоты при комнатной температуре (на холоду). Породы, сложенные преимущественно раковинами моллюсков, называются ракушечниками (ракушняками). Окраска пород разнообразная: белая, серая, желтоватая – до чёрной, в зависимости от примесей.
|
|
|
Структура известняков кристаллически-зернистая, органогенная, кавернозная. Текстура массивная, слоистая.
В зависимости от текстуры средняя плотность известняков изменяется в пределах 2600-3000 кг/м3, снижаясь до 1000 кг/м3 у сильнопористых и кавернозных разностей. Пористость прочно сцементированных известняков не превышает десятых долей процента, а у слабо сцементированных – достигает 15-20% и выше.
3. Доломит – осадочная горная порода, сложенная минералом доломитом, довольно часто примесь кальцита. Цвет белый, серый, тёмно-серый, чёрный, буроватый. Твёрдость 3,5-4. С соляной кислотой при комнатной температуре реагирует только в порошке. Органические остатки редки и обычно существенно изменены.
Структура кристаллически-зернистая, реже органогенная. Текстура массивная, слоистая.
Средняя плотность доломитов от 2700 до 2900 кг/м3, предел прочности при сжатии составляет 60-150 МПа. Доломиты являются более плотными и твёрдыми горными породами, чем известняки.
4. Трепел – осадочная рыхлая пористая и мучнистая горная порода. Цвет серый, жёлтый, бурый, тёмно-серый. Трепел похож на мел, но не реагирует с соляной кислотой, так как сложен кремнистыми компонентами. Трепел состоит из остатков микроскопических водорослей (диатомей) иди простейших одноклеточных животных организмов (радиолярий), имеющих кремнистый скелет или панцирь.
Структура трепела органогенная. Текстура массивная, слоистая.
Средняя плотность трепелов 500-1300 кг/м3. Трепелы высокопористы, огнеупорны и кислотоупорны, плохо проводят звук и теплоту, отличаются большим водопоглощением. Трепелы используются в качестве лёгкого заполнителя бетонов.
|
|
|
5. Опока – осадочная плотная, очень пористая горная порода, весьма похожая на трепел. От последнего отличается более высокой плотностью: трепел пачкает руки, а опока – нет. Цвет серый, тёмно-серый, зеленоватый.
Структура органогенная, скрытокристаллическая. Текстура массивная, слоистая.
Средняя плотность опок колеблется от 1200 до 1500 кг/м3 и находится в соответствии с их высокой пористостью (до 30-40%). Они имеют низкий предел прочности при сжатии – до 1-3 МПа, и, как правило, не морозостойки.
6. Торф – осадочная порода, представляющая собой продукт неполного разложения отмёрших болотных растений в условиях избыточной влажности и затруднённого доступа кислорода воздуха. Цвет бурый различных оттенков вплоть до почти чёрного.
Структура фитогенная. Текстура массивная, слоистая.
7. Каменный уголь – является продуктом высокой степени углефикации растительного материала. Цвет от тёмно-серого до чёрного. Блеск от матового до полуметаллического.
Структура фитогенная. Текстура массивная или слоистая.
Прочность при сжатии менее 40 МПа, средняя плотность до 2600 кг/м3.
8. Мраморы – зернистые метаморфические горные породы, сложенные преимущественно кальцитом. По крупности слагающих зёрен выделяют тонко-, мелко-, средне- и крупнозернистые разности. Мраморы возникли в результате перекристаллизации известняков. Цвет мраморов самый разнообразный: белый, серый, жёлтый, розовый, голубой, зелёный, чёрный. Встречаются полосчатые, пятнистые и иные разновидности мраморов. От известняков отличаются большей плотностью, явно выраженной кристалличностью и отсутствием органических остатков.
Структура явнокристаллическая от тонко- до крупнозернистой. Текстура массивная, полосчатая, пятнистая.
Средняя плотность мрамора 2600-2800 кг/м3, а предел прочности на сжатие достигает 100-120 МПа и более.
Мраморы обладают слабой сопротивляемостью выветриванию, особенно воздействию агрессивной воды, содержащей растворённую углекислоту.
9. Кварциты – массивные, плотные или микрозернистые метаморфические горные породы, сложенные преимущественно кварцем. Образование кварцитов связано с метаморфизмом кварцевых песчаников. Цвет серый, бело-серый, тёмно-серый, чёрный, бурый, коричневый, красный. Наряду с кварцем (до 95-99%) кварциты могут содержать различные примеси: слюды, гематит, хлориты и другие минералы.
|
|
|
Структура явнокристаллическая, обычно тонкозернистая. Текстура массивная, иногда пятнистая.
Кварцит является очень прочной горной породой, отличается значительной твёрдостью и сопротивляемостью выветриванию. Предел прочности при сжатии 100-450 МПа, средняя плотность 2800-3000 кг/м3. Кварциты отличаются слабым сцеплением с вяжущим, большой хрупкостью. Имеют высокую огнеупорность, кислото- и щёлочеустойчивость.
10. Яшма – плотная кремнистая метаморфическая порода, содержащая в качестве примесей различные минералы и красящие вещества. Окраска самая разнообразная. Породы очень прочные и твёрдые.
Структура скрытокристаллическая. Текстура массивная, пятнистая, полосчатая.
11. Гнейсы – глубокометаморфизованные горные породы. Сложены зёрнами кварца, полевых шпатов и цветных минералов. Наиболее часто среди цветных минералов встречаются биотит и мусковит. В гнейсах встречаются также пироксены, гранаты, дистен, графит и другие минералы. Породы светлоокрашенные: серые, красноватые и других цветов.
Структура явнокристаллическая. Текстура гнейсовая, полосчатая. От гранитов, на которые они очень похожи, отличаются текстурными особенностями: у гранитов текстура массивная.
Средняя плотность гнейсов составляет 2400-2800 кг/м3. Наибольший предел прочности при сжатии перпендикулярно слоистости изменяется от 100 до 240 МПа, уменьшаясь в параллельном направлении приблизительно в два раза.
Слоистость облегчает добычу и переработку гнейсов, но при этом образуется нежелательная лещадность щебня.
Богатые слюдой гнейсы для производства щебня, как заполнителя бетонов, не могут быть использованы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 2
|
|
|
1. Как по генетическим особенностям разделяются осадочные породы?
2. каковы факторы метаморфизма?
3. Каковы структурные особенности осадочных пород?
4. Каковы структурные особенности метаморфических пород?
5. Каковы текстурные особенности осадочных пород?
6. Каковы текстурные особенности метаморфических пород?
7. По каким показателям гнейс отличается от гранитов?
8. При метаморфизме каких пород возникает мрамор?
9. При метаморфизме каких пород возникает кварцит?
10. При метаморфизме каких пород возникает гнейс?
11. Присутствие каких минералов в гнейсе нежелательно при производстве щебня в качестве заполнителя бетонов?
12. В каких бетонах можно использовать опоку и трепел?
13. Какова технология производства заполнителей бетона на основе торфа?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ЗЕРНОВОЙ СОСТАВ ПЕСКА
Зерновой или гранулометрический состав заполнителя (песка, щебня, гравия) характеризуется содержанием в нём зёрен различной крупности и определяется просеиванием пробы заполнителя через набор стандартных сит.
В результате рассева материал разделяется на группы, называемые фракциями, размеры которых определяются размерами отверстий двух соседних сит.
Количество заполнителя на сите в процентах от массы пробы называется частным остатком, а сумма остатков на вышерасположенных ситах с остатком на данном сите – полным остатком.
ЗАДАНИЕ
1. Определить гранулометрический состав пробы песка с использованием набора стандартных сит.
2. Рассчитать частные остатки песка на ситах.
3. Рассчитать полные остатки песка на ситах.
4. Рассчитать модуль крупности песка.
5. Установить, к какой зерновой категории по величине модуля крупности относится песок (таблица 4).
6. Используя график зернового состава песка, оценить применимость материала в качестве мелкого заполнителя бетонов.
7. Если анализируемый песок не соответствует требованиям графика, то указать, какими способами песок можно откорректировать до кондиционных условий.
8. Данные гранулометрического анализа занести в таблицу 3.
Таблица 3. – Результаты гранулометрического анализа песка.
| Остатки на ситах, % | Размеры отверстий сит, мм | Модуль крупности | Зерновая категория песка | ||||
| 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,15 | |||
| Частные | |||||||
| Полные |
|
|
|
