Справочник строителя | Каменные материалы

Породообразующие минералы

В настоящее время известно около 5000 минералов. В образовании же горных пород преимущественно участвуют 25 минералов. Основными породообразующими минералами являются кремнезем, алюмосиликаты, железисто-магнезиальные, карбонаты, сульфаты.

Минералы группы кремнезема. К минералам этой группы относят кварц. Он может находиться как в кристаллической, так и аморфной форме.

Кристаллический кварц в виде диоксида кремния SiО₂ - один из самых распространенных минералов в природе. Средняя плотность его составляет 2,65 г/см³, предел прочности при сжатии до 200 МПа, твердость - 7, имеет высокую химическую стойкость - его разрушает только фтористоводородная и горячая фосфорная кислоты. Характерным свойством кристаллического кварца является способность вступать в химическое взаимодействие с известью при температуре 150-200 °С в среде насыщенного пара в автоклавах. Используя это свойство, получают силикатные материалы.

Аморфный кремнезем встречается в виде опала SiО₂ x NH₂О. Он вступает в химическое взаимодействие со щелочами при обычной температуре. Применение его в бетонах в качестве заполнителей может привести к их разрушению через 10-15 лет.

Минералы группы алюмосиликатов — полевые шпаты, слюды, каолиниты.

Полевые шпаты составляют 58% всей литосферы и являются самыми распространенными минералами. Разновидностями их являются ортоклаз и плагиоклазы.

Ортоклаз - калиевый полевой шпат - K₂О x Al₂О₃ x 6SiО₂. Имеет среднюю плотность 2,57 г/см³, твердость - 6-6,5. Является основной частью гранитов, сиенитов.

Плагиоклазы - минералы, состоящие из смеси твердых растворов альбита и анортита.

Альбит - натриевый полевой шпат - Na₂О x Al₂О₃ x 6SiО₂. Имеет плотность 2,6 г/см³, твердость - 6-6,5.

Анортит - кальциевый полевой шпат – CaO x Al₂О₃ x 2SiО₂. Его плотность - 2,75 г/см³, твердость - 6-6,5.

Плагиоклазы входят в состав кислых и основных горных пород.

Предел прочности полевых шпатов при сжатии составляет 120-170 МПа, что ниже прочности кварца. Они выветриваются под воздействием воды, содержащей углекислоту, в результате чего образуется каолинит.

Слюды - водные алюмосиликаты слоистого строения, способные расщепляться на тонкие пластинки. Наиболее часто встречаются два вида - мусковит и биотит. Мусковит - калиевая бесцветная слюда. Обладает высокой химической стойкостью, тугоплавка. Биотит - железисто-магнезиальная слюда черного или зелено-черного цветов.

Слюды имеют твердость 2-3. Мусковит встречается в изверженных и осадочных породах, биотит - в изверженных.

Водной разновидностью слюды является вермикулит. Он образован из биотита в результате воздействия гидротермальных процессов. При нагревании вермикулита до 750 °С теряется химически связанная вода, в результате чего объем его увеличивается в 18-40 раз. Вспученный вермикулит применяют в качестве теплоизоляционного материала.

Слюды понижают прочность горных пород и ускоряют их выветривание.

Каолинит - Al₂О₃ x 2SiО₂ x 2H₂О - минерал, получаемый в результате разрушения полевых шпатов и слюд. Залегает в виде землистых рыхлых масс. Применяют для изготовления керамических материалов.

Железисто-магнезиальные силикаты. Минералами этой группы являются пироксены, амфиболы и оливин.

К пироксенам относят авгит, входящий в состав габбро, к амфиболам - роговую обманку, входящую в состав гранитов.

Оливин входит в состав диабазов и базальтов. Продукт выветривания оливина - хризотил-асбест.

Эти минералы являются силикатами магния и железа и имеют темную окраску. Они обладают высокой ударной вязкостью и стойкостью против выветривания.

Минералы группы карбонатов. К ним относят кальцит, магнезит, доломит. Они входят в состав осадочных горных пород.

Кальцит - СаСО₃ - имеет среднюю плотность 2,7 г/см³, твердость - 3. Вскипает при воздействии слабого раствора соляной кислоты. Входит в состав известняков, мраморов, травертинов.

Магнезит - MgCО₃ - имеет среднюю плотность 3,0 г/см³, твердость - 3,5-4. Вскипает от горячей соляной кислоты. Образует породу с тем же названием.

Доломит - CaCО₃ x MgCО₃ - имеет плотность 2,8-2,9 г/см³, твердость - 3,5-4. По свойствам занимает среднее положение между кальцитом и магнезитом. Входит в состав мраморов. Образует породу с таким же названием.

Минералы группы сульфатов - гипс и ангидрит.

Гипс - CaSО₄ x 2H₂О - имеет среднюю плотность 2,3 г/см³, твердость - 1,5-2,0, цвета - белый, серый, красноватый. Строение - кристаллическое. Хорошо растворяется в воде. Образует породу - гипсовый камень.

Ангидрит - CaSО₄ - имеет среднюю плотность 2,9-3 г/см³, твердость - 3-3,5, строение - кристаллическое. При насыщении водой переходит в гипс.

обсудить на форуме

объявления: стройка и ремонт

Поделитесь ссылкой в социальных сетях