Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Мая 2013 в 17:43, контрольная работа
Горные породы – природные минеральные агрегаты определенного состава и строения, сформировавшиеся в результате геологических процессов и залегающие в земной коре в виде самостоятельных тел. Состав, строение и условия залегания пород находятся в причинной зависимости от формирующих их геологических процессов, происходящих в определенной обстановке внутри земной коры или на земной поверхности.
Кальцит (CaCO3) имеет совершенную спайность по трем направлениям, плотность – 2700 кг/м3, твердость – 3. Кальцит растворяется в кислотах, в обычной воде – мало (около 0,03 г/л), слагает различные виды известняков. Окраска белая, серая, иногда он прозрачен.
Магнезит (MgCO3) имеет плотность 2900...3100 кг/м3, твердость – 3,5...4,5. Образует породу того же названия.
Доломит (CaCO3 MgCO3) по физическим свойствам близок к кальциту, но более тверд – 3,5...4,0, плотен (rm=2900 кг/м3) и прочен. Цвет доломита от белого до темно-серого. Он образует породу того же названия или входит в состав известняков и других осадочных пород.
Гипс (СaSO4 2H2O) – минерал кристаллического строения, его кристаллы имеют зернистое, столбчатое, пластинчатое, игольчатое или волокнистое строение. Он белого цвета, иногда окрашен примесями. Обладает спайностью в одном направлении. Плотность гипса 2300 кг/м3, твердость – 2, сравнительно легко растворяется в воде. Гипс образует породу того же названия.
Ангидрит (CaSO4) – безводная разновидность гипса, образует породы одноименного названия. Плотность ангидрита – 2900...3000 кг/м3, твердость – 3,0...3,5.
1.2.3. Обломочные породы
Рыхлые обломочные породы образуются в результате выветривания различных горных пород и сложены зернами устойчивых минералов и пород.
Гравий и песок применяются в качестве заполнителей для бетонов и растворов. Гравий – это зерна с размерами от 5 мм до 70 мм, песок – от 0,16 мм до 5 мм.
Глины – это тонкообломочные отложения, слагающиеся более чем на 50 % из частиц менее 0,01 мм. Глина является сырьем для производства керамических изделий, огнеупоров, при производстве цементов, при возведении земляных плотин (экранов).
Сцементированные обломочные породы. Природные цементы могут быть карбонатными, кремнистыми, железистыми, глинистыми.
Песчаник – сцементированные пески.
Конгломерат – сцементированные крупные куски округлой формы.
Брекчия – сцементированные крупные остроугольные куски – дресва.
Песчаники применяют для кладки фундаментов, ступеней, тротуаров в виде щебня; обладающие декоративностью конгломераты и брекчии – в качестве облицовочного камня.
1.2.4. Хемогенные породы
Известняки, магнезиты и доломиты относятся к карбонатным породам и состоят из минералов кальцита и магнезита.
Мергели – горные породы, приблизительно поровну содержащие карбонатный и глинистый материалы. В мергелистых известняках преобладает карбонатный компонент, а в известковых мергелях глинистый.
Карбонатные породы благодаря
их широкому распространению, легкой добыче
и обработке применяют в
– в виде бутового камня для фундаментов и стен;
– в виде плит и фасонных деталей для облицовки;
– в бетонах в качестве заполнителей;
– как сырье для получения вяжущих (цемента, извести, магнезиальных вяжущих);
– при производстве огнеупорных материалов в стекольной, керамической, металлургической промышленности.
Гипс и ангидрит относятся к сульфатным породам и слагаются одноименными минералами. Они служат сырьем для получения вяжущих веществ, а некоторые разновидности – для внутренней облицовки зданий.
Бокситы – аллитовые породы, характеризующиеся высоким содержанием глинозема (Аl2О3). Слагаются минералами гиббситом и диаспором (гидроксиды алюминия), имеют красную или бурую окраску из-за примесей гидроксида железа. Используют эти породы для производства алюминия, абразивов, огнеупоров, при производстве специальных видов цемента.
1.2.5. Органогенные породы
К осадочным органогенным породам относятся биогенные кремнистые и карбонатные породы.
Карбонатные породы:
Органогенные известняки, мел – слагаются раковинами беспозвоночных или остатками известковых водорослей.
Применяют их при производстве извести, портландцемента. Известняк, кроме того, – в виде стенового камня, а мел – в качестве белого пигмента, наполнителя.
Кремнистые породы сложены осадочным кремнеземом (SiO2) – опалом, кварцем, халцедоном:
Диатомиты состоят из опаловых скелетов диатомовых водорослей.
Радиоляриты сложены опаловыми скелетами радиолярий.
Трепелы и опоки сложены мельчайшими шариками опала. Их пористость – 60-70 %, плотность – 350-950 кг/м3, теплопроводность – 0,17-0,23 Вт/м.0С.
Применяют кремнистые органогенные породы для производства теплоизоляционных материалов, в качестве активных минеральных добавок.
1.3 Метаморфические породы
Метаморфизм – это видоизменение горных пород в недрах земной коры под влиянием высоких температур (без плавления), давлений, химически активных растворов и газов. В результате происходит перекристаллизация минералов, изменяется строение, при одноосном сжатии приобретается сланцеватая структура.
Минералогический состав метаморфических пород чаще всего идентичен исходным породам. Следовательно, можно выделить:
– минералы, характерные для магматических пород (кварц, полевые шпаты, слюды, пироксены, оливин и др.);
– минералы, типичные для осадочных пород (кальцит, доломит);
– специфические метаморфические минералы.
Гнейсы образовались в результате метаморфизма пород гранитного типа, сходны с ними по минералогическому составу. Из-за сланцеватого строения менее долговечны. Применяются в виде бутовых плит для фундаментов, мощения дорог, облицовки набережных.
Глинистые сланцы образовались из глинистых пород, водостойки, легко раскалываются по плоскостям сланцеватости, r = 2,7-2,8 г/см3, Rсж = 50-240 МПа, применяются как кровельный материал.
Мраморы представляют собой перекристаллизованный известняк. Имеют r до 2900 кг/м3, до 300 МПа, твердость – 3, легко обрабатываются. Применяются для внутренней отделки стен, ступеней, подоконных плит, в качестве заполнителей для отделочных растворов, бетонов.
Кварциты образовались при перекристаллизации песчаников. они характеризуются высокой огнеупорностью до 17700С, Rсж до 400 МПа, твердостью – 7. Применяются для наружной облицовки повышенной стойкости, как сырье для динасовых огнеупоров.
Керамика – собирательное название широкой группы искусственных каменных материалов, получаемых формированием из глиняных смесей с минеральными и органическими добавками с последующей сушкой и обжигом.
По назначению керамические изделия делят на следующие виды:
Материал, из которого состоят керамические изделия после обжига, называют керамическим черепком.
В зависимости от структуры черепка керамические материалы разделяются на две основные группы: пористые и плотные.
Пористыми условно считают изделия, у которых водопоглащение черепка более 5 % по массе. К ним относят все виды кирпича и стеновых камней, черепица, облицовочные плитки.
Плотными считают изделия, водопоглащения черепка которых менее 5 %. Эти изделия практически водонепроницаемы. К ним относятся плитки для полов, санитарный фарфор и т.п.
1.2. Сырье для производства керамики
Сырьевая масса для производства керамики состоит из пластичных материалов (глин) и непластичных (отощающих и выгорающих добавок, плавней и др.). Глины обеспечивают получение удобоформируемой связной массы и после обжига прочного и водостойкого черепка. Непластичные добавки улучшают технологические свойства сырьевой массы (облегчают сушку, уменьшают усадку и снижают температуру обжига) и предают материалу желаемые свойства (пористость, теплопроводность и т.п.).
Глины – основной сырьевой компонент керамики – осадочные горные породы, состоящие в основном из глинистых минералов – водных алюмосиликатов различного состава. Размер частиц глинистых материалов не превышает 0,005 мм, преобладающая форма частиц – пластичная. Благодаря своей гидрофильности и огромной площади поверхности глиняные частицы активно поглощают и удерживают воду.Именно глинистые минералы придают глине ее характерные свойства: пластичность при увлажнении, прочность при высыхании и способность к спеканию при обжиге.
Кроме глинистых минералов в глине содержатся более крупные частицы: пыль и песок. Эти компоненты глины также влияют на ее технологические свойства и качество готовых изделий.
Глины, как сырье для керамики, оценивают комплексом свойств: пластичностью, связующей способностью, отношением к сушкеи к действию высоких температур.
Пластичность – способность глиняного теста деформироваться под действием внешних механических нагрузок без нарушения сплошности и сохранять полученную форму после прекращения воздействий. Пластичность оценивается количеством воды, необходимой для получения из глины удобоформируемой массы. Высокопластичные глины имеют высокую водопотребность и, как следствие, большую усадку при сушке.
Скорость сушки увлажненной глины определяется скоростью миграции воды внутри глиняной массы от центра к поверхности.
Чем больше в глине частиц глиняных минералов, тем она больше требует воды, больше набухает, но труднее сохнет и дает большую усадку. Такие глины называют «жирными». Глины, содержащие много песчаных частиц, характеризуются небольшой усадкой и набуханием, достаточно легко сушатся, но пластичность у них пониженная. Такие глины называют «тощими».
Смеси с оптимальным соотношением глинистых и песчаных частиц получают, добавляя в жирную глину отощающие добавки (песок, золы ТЭС, шлаки и др.).
Спекаемость – способность глины при обжиге переходить в камнеобразное состояние, в котором она совершенно не размокает в воде.
При нагреве до 900…1200° С в глине постепенно начинают протекать химические и физико-химические процессы, приводящие к полному и необратимому изменению ее структуры:
Образование прочного черепка происходит за счет эффекта склеивания твердых частиц глины образовавшимся расплавом. При этом за счет сил поверхностного натяжения этого расплава происходит уменьшение объема материала, называемое огневой усадкой. В зависимости от вида глин огневая усадка составляет 2…6%.
Полной усадкой называют
сумму воздушной и огневой
усадки (6…18%). Ее необходимо учитывать
при формировании сырцовых заготовок
для получения изделий с
Огнеупорность – свойство материала выдерживать действие высоких температур без деформаций.
Различные глины требуют определенных температур обжига и соответственно изделия из них имеют различную огнеупорность. По этому признаку глины делят на легкоплавкие, тугоплавкие и огнеупорные.
Легкоплавкие глины, содержащие большое количество примесей, плавятся при температуре ниже 1350 °С. Из таких глин, называемых кирпичными, изготовляют кирпич, стеновые камни и черепицу.
Тугоплавкие глины, содержащие незначительное количество примесей, плавятся при температуре 1350…1580°С. Применяют их для изготовления облицовочных керамических изделий, лицевого кирпича, канализационных труб.
Огнеупорные глины, почти не содержащие примесей, плавятся при температуре выше 1580°С. Их применяют для производства огнеупорных материалов.
Отощающие материалы вводят в состав керамической массы для снижения пластичности и уменьшения воздушной и огневой усадки глин. Они улучшают сушильные свойства глин. (Песок, шамот, дигидратированная глина, золы ТЭС, гранулированные шлаки).
Порообразующие добавки вводят в смесь для снижения плотности и, соответственно, теплопроводности керамических изделий (Молотый мел, доломит, древесные опилки, угольный порошок).
Информация о работе Классификация горных пород. Керамические строительные материалы