617
.pdfПри разрушении магматических пород переходит в состав осадочных:суглинков, глин, песков, встречаютсяи чистыекварцевые пески.
Применяется в строительстве как инертный заполнитель бетонов, в стекольной промышленности, в производстве огнеупоров. В составе горных пород используется для облицовки полов станцийметрополитенов.
Опал – SiO2 nH2O. Твердость — 5, плотность — 2 г/см3. Спайность отсутствует, изломраковистый, блеск жирный, полупрозрачный. Цвет изменяется в широком диапазоне — бесцветный, желтый, бурый, коричневый (за счет содержания окислов железа и марганца). Встречается в виде аморфных натечных масс, окатанных галек.
Происхождение осадочное, образуется при выпадении в осадок гидрогеля кремнезема. При потере воды, которой содержится в нем до 30 %, переходит в халцедон.
Опал является реакционноспособным минералом, применение его в бетонах для транспортных и гидротехнических сооружений запрещено. В составе бетонов происходит разложение опала, что приводит к растрескиванию бетона и разрушению строительнойконструкции. Драгоценный опалиспользуетсядля ювелирныхизделий.
Халцедон — SiO2 — скрытокристаллическая разновидность кварца, встречается в виде натечных масс и желваков. Цвет серый, голубовато-серый, светло-бурый. Твердость — 7, плотность — 2,5 г/см3, спайность отсутствует (весьма несовершенная), излом раковистый, блеск жирный.
Разновидности халцедона: агат, ониксы — имеют полосатую расцветку, яшма (зеленая, красно-бурая); кремень — халцедон с примесью грубых частиц песка.
Происхождение вулканическое и осадочное, часто встречается в составе галечников, гравия, песков.
Некоторые разновидности халцедона являются реакционноспособными. При использовании его в бетонах необходима соответствующая проверка.
Халцедон широко используется как облицовочный каменный материал, в качествебалласта для дорог, в ювелирных изделиях.
11
Лимонит — 2Fe2O33H2O. «Лемон» — по-гречески, луг, сырое место. Коллоидный минерал. Сложение натечное, землистое. Твердость переменная, большей частью 4–5, плотность — 3,0– 4,0 г/см3. Цвет бурый, охряно-желтый. Блеск матовый. Излом землистый. Происхождениеосадочное, образуется при выветривании железосодержащих минералов.
Лимонит — аморфный минерал и распространен в составе осадочныхпород(суглинков,глин,песков,окрашиваяпоследние в бурые тона).
Лимонит — (бурый железняк) принадлежит к числу важнейших руд железа. Глинистые бурые железняки и железистые глиныиспользуютсяприприготовлениикрасок:желтой(охры)и красной (железного сурика). В строительстве не применяется, является вредной примесью.
Галоиды — хлористые соединения различных металлов (Na, K, Mg и др.). Образуются при выпадении в осадок солей. Являются легкорастворимыми соединениями. При их растворении в грунтах образуются пустоты, полости, ослабляющиегрунтовыемассивы,чтоявляетсяпричинойдеформации инженерных сооружений. Грунты, содержащие эти соединения, относятся к засоленным, при подготовке естественного основания их рекомендуется удалять.
Галит — NaCl (каменная или поваренная соль). Цвет белый, часто бесцветный, с примесью сильвина — розовый. Твердость
— 2, плотность — 2,1 г/см3, спайность весьма совершенная. На вкус соленый (с содержанием сильвина — горько-соленый). Блескстеклянный,поверхностькристалловвовлажнойатмосфереприобретаетжирныйблеск.Происхождениеосадочное.Встречается в виде рассеянных мелких кристаллов в составе осадочных рыхлых грунтов (песках, суглинках), ввидежил в трещинах скальных грунтов и пластов в толще осадочных пород. Галит легко растворяется в воде, является весьма неустойчивым минералом,прирастворении происходитослаблениеестественного основания, а водные растворы обладают агрессивностью по отношению к металлическим и железобетонным конструкциям. Широкоприменяетсявпищевойихимическойпромышленности.
Карбонаты — соли угольной кислоты. Особенностью их являетсявскипаниеотдействия10 %-горастворасолянойкислоты.
12
Карбонаты широко распространены в составе земной коры, слагая такиепороды, как мрамор, известняк, мел. Имеют применение в строительстве, являясь основным сырьем для производства цемента.
Кальцит — CaCO3. Характерной особенностью этого минерала является бурная реакция (вскипание) с 10 %-м раствором соляной кислоты.
Твердость — 3, плотность — 2,7 г/см3, цвет белый, бесцветный, прозрачный. Зачастую механические примеси придают кальциту оттенки серого, красного, бурого и даже черного цветов. Блеск стеклянный, спайность совершенная в трех направлениях. Происхождение кальцита осадочное, метаморфическое, образуется при выпадении из водных растворов, в процессе жизнедеятельности организмов, слагает осадочные породы: известковый туф, натечные образования (сталактиты, сталагмиты), плотные известняки, мергель и землистые массы мела. Встречается в виде хорошо образованных кристаллов (ромбоэдров) различной крупности, слагает горную породу мрамор.
В условиях дневной поверхности кальцит весьма неустойчивый минерал, под действием атмосферных газов тускнеет, растрескивается, истирается под механическим воздействием. В воде растворяется (относится к труднорастворимым) в породах, сложенных кальцитом, образуются поры, пустоты и даже пещеры.
Кальцит является основным сырьем при производстве портландцемента, используется при облицовке стен станций метрополитенов(мрамор,известняк,ракушечник);изнегопроизводится гашеная известь.
Доломит — CaCO3MgCO3. Твердость — 3,5, плотность — 2,9 г/см3. Вскипает под действием 10 %-го раствора соляной кислоты в порошке(в царапине). Цвет желтовато-серый, светлобурый, реже белый. Излом зернистый, спайность совершенная, блеск стеклянный.
Образуется при метаморфизме из кальцита при воздействии на него магнезиальных растворов. Доломит часто является примесью в известняках и мраморе.
Растворяется в воде (относится к труднорастворимым солям), более устойчив к процессам выветривания, чем кальцит.
13
Используется в качестве строительного камня, облицовочного материала, при изготовлении цементов и огнеупоров.
Магнезит — MgCO3. Твердость —4,0, плотность—3,0 г/см3, цвет белый, стальносерый с черными прожилками окислов магния (как рябчик). Излом зернистый, спайность совершенная, блеск стеклянный.
В HCl «вскипает» только в порошке при нагревании. Образуется при метаморфизме основных изверженных горных пород в условиях больших глубин и при метаморфизме кальцита путем замещения кальция магнием.
Используется как облицовочный материал, для изготовления огнеупоров (выдерживает температуру до 3 000 °С), в качестве щебня для бетона.
Малахит — CuCO3 Cu(OH)2 (медная зелень). Твердость 3,5– 4,0, плотность 4,0 г/см3, цвет зеленый, излом занозистый, блеск сильный, стеклянный, спайность совершенная. Происхождение осадочное. В природе малахит встречается в виде натечных желваков с радиально-лучистым и концентрически-зональным строением, чаще в виде зеленых землистых скоплений.
При действии соляной кислоты бурновскипает, легкорастворяется в воде, в условиях атмосферы весьма неустойчив. Образуется в зоне выветривания при взаимодействии известковых растворов и медьсодержащих минералов.
Применяетсядляоблицовкистенвнутрипомещений,изготовления ваз, мозаичных столов. Землистый малахит используется для приготовления краски.
Сульфаты — соли серной кислоты (гипс, ангидрит и др.). Образуются в процессе выпадения солей из водных растворов, легко растворяются в воде. Распространены в районах с сухим жарким климатом.
Грунты, содержащие сульфаты, относятся к засоленным, при подготовке естественного основания рекомендуется их удалять, заменять на незасоленные.
Гипс — CaSO4 · 2H2O. Твердость — 2, плотность — 2,3 г/см3, цвет белый, кристаллы чаще прозрачные (бесцветные), бывает окрашен в серый и даже черный цвета. Излом ровный, зернистый, спайность весьма совершенная, блеск стеклянный, у прозрачных разновидностей перламутровый.
14
Встречается в виде хорошо образованных крупных кристаллов таблитчатой формы (пластин), шестоватой (селенит), плотных мелкокристаллических агрегатов и мелких рассеянных зерен в составе рыхлых осадочных пород.
Происхождение осадочное, образуется при выпадении в осадок из водных растворов. Легко растворяется в воде. В условиях атмосферы весьма неустойчив, разрушается.
Гипс применяется в цементной промышленности в качестве добавки при производстве портландцемента. При термической обработке используется как вяжущее (алебастр), для отделки внутри помещений (карнизы, лепные украшения, штукатурка потолков). Гипс обладает реакционной способностью, поэтому породы даже с незначительной примесью гипса не рекомендуется использовать в качестве инертных заполнителей в бетонах. Представляют опасность загипсованные грунты в основании гидротехническихсооружений,железнодорожныхтоннелейиопор мостов через суходолы. При взаимодействии с водой происходит растворение гипса, существенное ослабление грунтового массива и в конечном итоге разрушение сооружения.
Присутствие гипса в породах свидетельствуют о сульфатной агрессивности грунтовой среды и подземных вод района, разрушающедействующейнастроительныеконструкции,изготовленные из портландцемента.
Ангидрит — CaSO4 (безводный гипс). Твердость — 3, плотность — 2,9 г/см3. Обычно встречается в виде зернистых, плотных масс. Излом зернистый, блеск на свежем изломе стеклянный, под действием атмосферной влаги становится тусклым, жирным. Спайность совершенная. Цвет голубовато-серый, фиолетовый.
Происхождение осадочное — химический осадок морей. При взаимодействии с водой (даже влагой из атмосферы) переходит в гипс с большим увеличением объема (до 30 %). При этом развивается давление набухания на основание сооружения до
0,5 МПа.
Ангидритобладаетреакционнойспособностьюпоотношению к бетону.
Барит — BaSO4 («барос» — по-гречески, тяжесть). Обладает высокой плотностью — 4,5 г/см3, твердость — 3. Излом
15
зернистый, блеск стеклянный, спайность совершенная. Цвет белый с розовым, голубоватым оттенками, бурый, реже бесцветный. Встречается в виде крупнокристаллических плотных масс.
Образуется при метаморфических процессах из высокотемпературныхводныхрастворов.Химическиустойчивый,вводене растворяется, но легко разрушается при механическом воздействии(хрупкий).
Применяется при изготовлении специальной штукатурки, непроницаемой для радиоактивного излучения и рентгеновских лучей.
Используется при изготовлении баритовых белил, эмалей, в химической промышленности.
Силикаты — породообразующие минералы, на их долю приходится до 80 % массы земной коры.
Характеризуются повышенной твердостью, не растворимы в воде.
Оливин—(Mg, Fe)2SiO4.Твердость—7, плотность—3,5 г/см3,
цвет от оливково-зеленого до черного. Излом раковистый, блеск жирный, спайностьнесовершенная.
Происхождение магматическое, входит в состав ультраосновных и основных магматических пород (дунит, габбро и др.).
Применяется в строительстве при изготовлении огнеупорных (форстеритовых)кирпичей.
Родонит — MnSiO3 (название от греческого «родон» — розовый. Русский синоним — орлец). Твердость — 6, плотность
—3,5 г/см3, цвет розовый с черными прожилками окислов марганца. Встречается в виде плотных мелкозернистых масс. Излом зернистый, блеск стеклянный, спайность совершенная.
Происхождение метаморфическое. Устойчив при выветривании, в воде не растворяется.
Применяется в качестве облицовочного камня (использован при облицовке колонн станции «Маяковская» московского метрополитена),поделочногоматериаладляизготовленияваз,письменных приборови пр.
Авгит — Ca(Mg, Fe, Al)Si2O6 (название от греческого «авгэ»
—блеск). Твердость — 6, плотность — 3,5 г/см3, цвет темнозеленый, чаще черный. Излом занозистый, спайность совершенная.
16
Встречается в виде отдельных вкраплений в магматических породах (андезит).
Происхождениемагматическое, являетсяпородообразующим минералом ультраосновных и основных пород (дунит, андезит). В зоне выветривания умеренно устойчив. Практического значения не имеет. Присутствие авгита в породах, используемых в качествестроительногоматериала, обусловливает их хрупкость, они трудно поддаются обработке.
Роговая обманка — Ca(Mg, Fe)(SiO3)4. Твердость — 6,
плотность —3,4 г/см3, цвет зеленый до черного. Блеск шелковистый, спайность совершенная. Излом занозистый. Форма кристаллов — игольчатая.
Происхождение магматическое и метаморфическое. Входит в состав магматических и метаморфических горных пород (гранит,гнейс).
В воде не растворяется, при выветривании образуется лимонит.
Практического применения не имеет. Наличие роговой обманки в горных породах делает их вязкими при обработке.
Серпентин—3MgO2SiO22H2O(«серпентариа»—полатыни, змеевидный. Синоним змеевик). Волокнистая разновидность минерала называется асбестом. Твердость — от 2,5 до 4,0, плотность — 2,6 г/см3, цвет от светлого до темно-зеленого. Изломраковистый,блескжирный, уасбесташелковистый, спайность отсутствует, у асбеста — весьма совершенная.
Происхождение метаморфическое, образуется в результате метаморфических преобразований оливина и авгита.
Отходыасбестовойпромышленностиполучилинеоправданно широкое применение в качестве путевого балласта на железных дорогах, в последнее время заменятся на щебень из магматических пород.
Тонковолокнистаяразновидность—асбестширокоиспользу- ется как огнестойкий материал (изготавливаются асбестоцементные трубы, шифер).
Тонковолокнистыйасбест(особеннобелый—хризотил,голу- бой —крокидолит)иизделияизнегоявляютсяпричинойнеизле- чимой болезни — асбестоза. Асбест, используемый в различных смесях для внутренней отделки помещений, со временем рассла-
17
ивается на мельчайшие волокна (наиболее опасные длиной 0,000005 и толщиной0,000003мм), попадаетвлегкиечеловека и способствуетвозникновениюлегочныхзаболеваний,в томчисле и злокачественных опухолей.
Применение строительных материалов, состоящих из асбеста, для внутренней отделки помещений (особенно детских учреждений) не рекомендуется. Асбест является вредной примесью при изготовлении бетонов. Не растворяется в воде.
Полевые шпаты являются главными породообразующими минералами магматических пород.
Характеризуются высокой твердостью — 6, устойчивы по отношению к водеи механическомуистиранию. При выветривании магматических пород переходят в породы осадочные и являются основными составляющими песков и глин.
Представителями полевых шпатов являются ортоклаз и плагиоклазы.
Ортоклаз — K2OAl2O36SiO2(«ортоклаз»— по-гречески, прямо раскалывающийся). Твердость — 6, плотность — 2,56 г/см3, цвет светло-розовый, розовато-желтый, розовый до темно-крас- ного. Излом ровный, спайность совершенная по двум направлениям под углом 90°. Блеск стеклянный.
Происхождение магматическое, входит в состав кислых магматических пород (гранит, липарит), при выветривании последних переходит в осадочные породы (песок, глину).
Вводе не растворяется, довольно устойчив к механическому воздействию, при колебании температуры раскалывается по плоскостямспайности.Подвоздействиемуглекислогогаза,воды превращается в каолиновые глины.
Ортоклаз является сырьем для стекольной и керамической промышленности, используется для изготовления глазури, эмали.
Всоставе горных пород (гранитов, песков и др.) широко применяется в строительстве. Зеленая разновидность — амазонит, употребляется для облицовки.
Плагиоклазы — представляют собой изоморфную смесь двух минералов: альбита и анортита. Химический состав плагиокла-
зов — (100 – n)Na2OAl2O36SiO2 + nCaOAl2O32SiO2. Содержание
SiO2 в плагиоклазах уменьшается от альбита к анортиту.
18
Посодержаниюанортита, асоответственноиSiO2,плагиоклазы подразделяются на группы:
—кислые (альбит и др.) — анортита 0–30 %;
—средние (андезит и др.) — анортита 30–50 %;
—основные (лабрадор, анортит) — анортита 50–100 %. Альбит — Na2OAl2O36SiO2 (название от латинского слова
«альбус»—белый). Твердость— 6, плотность —2,65 г/см3,цвет белый, реже желтовато-белый, излом ровный, спайность совершенная, блеск стеклянный. Встречается в виде зернисто-крис- таллических масс, реже — крупных кристаллов.
Происхождение магматическое, входит в состав кислых (гранит) и средних (диорит) магматических пород. При выветривании магматических пород переходит в состав осадочных (песок). В воде нерастворяется. Довольно устойчив при механическом воздействии. При химическом выветривании переходит в каолинит.
Применяется в качестве сырья в стекольной и керамической промышленности.
Лабрадор — (100 – n)Na2OAl2O36SiO2 + nCaOAl2O32SiO2,
где n — от 50 до 100, название по полуострову Лабрадор. Твердость — 6, плотность — 2,70 г/см3, цвет темно-серый с яркими синими переливами на плоскостях спайности. Излом ровный,блескстеклянный,спайностьсовершенная.Частовстречается в виде крупнокристаллических пород. Кристаллы имеют удлиненную форму, на поверхности видна двойная штриховка.
Входит в состав основных магматических пород (габбро, базальт). Разновидность габбро из одного лабрадора называется лабрадоритом.
Не растворяется, устойчив при механическом воздействии, хорошо полируется.
Применяется в метрополитенах для облицовки стен и полов. Анортит — CaOAl2O32SiO2. Твердость — 6, плотность — 2,75 г/см3, цвет серый, красновато-серый. Излом ровный, спай-
ность совершенная, блеск стеклянный.
Анортит — основной плагиоклаз, входит в состав магматических основных горных пород (габбро, диабаз).
В чистом виде встречается редко.
19
Слюды являются водными алюмосиликатами сложного химического состава. Кристаллы имеют форму тонких листочков.
Присутствие слюд в горных породах снижает их прочность, повышает скорость физического выветривания при колебании температуры.
Слюды являются вредными примесями для бетонов. (Для бетона гидротехнических и ответственных подземных сооружений содержание слюд не должно превышать 1 % по массе мелкого заполнителя).
К наиболее распространенным относятся: мусковит, биотит, хлорит.
Мусковит —K2OAl2O36SiO22H2O. Твердость —2, плотность
— 3,0 г/см3. В тонких листах прозрачен, бесцветен, обычно светло-коричневый. Спайность весьма совершенная, блеск перламутровый.
Происхождение магматическое, метаморфическое. Встречается в виде чешуек в магматических породах, крупных чешуйчатых пакетов и мелкочешуйчатых масс в метаморфических породах.
Вводе не растворяется, устойчив к химическому выветриванию, поэтому широко распространен в осадочных породах — песках,глинах.
Мусковитиспользуется приизготовлении электроизоляционного материала (конденсаторов), огнестойких строительных материалов.
Всредние века использовался для «стекленея» окон, завозился из России, откуда и получил название — московское стекло («витрум мусковитикум»).
Биотит — K2O6(Mg, Fe)OAl2O36SiO22H2O. Твердость — 2,
плотность — 3,2 г/см3, цвет черный, темно-бурый. Блеск перламутровый, спайность весьма совершенная. Кристаллы таблитчатой формы, расщепляется на тонкие упругие листочки.
Происхождение магматическое и метаморфическое. Практического значения в отличие от мусковита не имеет
(что обусловлено его химическим составом). Горные породы, содержащие в большом количестве биотит, легко подвергаются выветриванию и механическому разрушению.
20