Значение строительных материалов в строительстве

Сопутствующие минералы

Барит, ильменит, кварц, магнетит, хлорит

Происхождение

Минерал гематит бывает магматический, гидротермальный, осадочный, метаморфический, парагенезис различный. Минерал гематит красной окраски представляет пигмент многих шлаков в осадочных породах. Встречается контактово-метасоматический гематит в скарнах, в метаморфизованных полосчатых железных рудах. При окислении и выветривании гематит образуется в железосодержащих минералах (магнетите, лимоните, сидерите).

Месторождения / проявления

Великолепные кристаллы минерала гематит найдены: Бразилия; ЮАР; Италия. "Железные розы" встречаются в Швейцарии. Таблитчатые кристаллы минерала гематит известны в Алжире. В Чехии и Великобритании - гроздевидные агрегаты гематита. Осадочные железные руды образуют месторождения в Украине, США, России. Находки кристаллов гематита известны в Сибири, Россия.

Лимонит

 

 

Свойства минерала

Классы: оксиды

Химическая формула: FeOOH·(Fe2O3·nH2O)

Сингония: ромбическая

Удельный вес: 3,3—3,9

Цвет: Бурый, черный, охристо-желтый

Цвет черты: Желтая, ржаво-бурая

Блеск: матовый жирный шелковистый

Прозрачность: непрозрачен

Излом: раковистый

Твердость: 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5

Дополнительно: Плавится, при нагревании в стеклянной трубочке выделяет большое количество воды.

Поведение в кислотах: Растворяется в НСl.

Лимонит (бурый железняк), агрегат или смесь нескольких минералов, гидроксидов железа с преобладанием гетита. Название происходит от греч. "лимон" - луг или болото. Встречается в виде мелко- или скрытокристаллических плотных сталактитоподобных выделений или землистых масс. Образуется как вторичный продукт в результате окисления и гидратации первичных минералов, содержащих железо. Весьма широко распространен. Встречается также в качестве природного железистого цемента, связующего зерна минералов в осадочных породах, особенно в песчаниках. Железо, растворенное в морской воде при ее испарении или при участии железобактерий, отлагается в виде пластов осадочных лимонитов - оолитовых бурых железняков. Железобактерии распространены также в торфяных болотах. Если водотоки, дренирующие территории, где в изобилии присутствуют окисленные минералы железа, впадают в болото, происходит накопление лимонитовой болотной руды.. Развитие черной металлургии в России началось с разработки месторождений болотных железных руд Карелии. Лимонит используется также для изготовления пигмента - желтой охры.

Синонимы:

Бурый железняк, минерал, охра, руда

В составе обычно преобладают скрытокристаллические формы минерала гётита. Скопления лимонита образуют месторождения «бурого железняка» и так называемые «болотные руды». Является составной частью многих разновидностей природных охр, используемых в качестве минеральных пигментов.

Месторождения

Чаще всего лимонит можно найти на месторождениях других железных руд, особенно гематита.

Болотные железные руды добывают в некоторых странах Европы. Лимонит как продукт гидратации гематита часто встречается в гематитовых рудных телах в районе оз. Верхнего в США. В России лимонит распространен в зонах окисления рудных месторождений (Бакал на Урале и др.) и в корах выветривания (Урал)

Роль минералов из группы оксидов в производстве строительных материалов.

 

Благодаря высокой твердости корунд издавна использовался как абразивный материал, но в настоящее время в этих целях применяется в основном искусственный корунд. Наждак и поныне употребляется как абразив для шлифовальных кругов. Синтетический корунд без добавок (лейкосапфир) используют в радиоэлектронной промышленности.

Синтетический корунд широко применяется в лазерной технике, радиоэлектронике, светотехнике, химической промышленности. Он легко выдерживает агрессивные среды и высокую температуру.

В строительстве используется дробленый и рассеянный молочно-белый кварц, получивший название кварцевый песок. По сравнению с песками, образующимися естественным путем, кварцевый песок более однородный, он мономинерален, у него более высокая межзерновая пористость, он более устойчив к химическим, механическим, атмосферным воздействиям. Его используют в производстве интерьерных и фасадных штукатурок, декоративно-отделочных материалов, в ландшафтном дизайне. А если кварцевый песок использовать для изготовления бетонных блоков, их цвет приобретает пастельный оттенок.

Кварц находит самое разнообразное применение: от высоких технологий (осцилляторы, стабилизаторы частот, генераторы ультразвука) до производства стекла, чистящих средств и ювелирных изделий. Кварц - важное сырье для стекольной и керамической промышленности.

Кварцевый песок входит в состав некоторых видов красителей, он создает оригинальный декоративный эффект, которым с удовольствием пользуются многие дизайнеры.

Состоящие из опала горные породы диатомит, трепел и опока — сырьё для цемента, наполнителей и других строительных материалов. До сороковых годов XX в. опалом интересовались как поделочным камнем. Породы, содержащие опал (трепелы, диатомиты), применяли как полировочный и термоизоляционный материал, а также как сырье для легкого кирпича, различной керамики и т. д. Значительно позднее опал стали применять в строительстве наравне с халцедоном в качестве реакционно-способных заполнителей для таких бетонных объектов, как опоры мостов автомобильных дорог и ряда гидротехнических сооружений.

На предприятиях черной металлургии магнетит используется для производства специальных сталей. В химической отрасли его применяют для получения фосфора и ванадия.

Гематит — химически стойкий минерал, образует мощные месторождения железной руды, являющейся ценным сырьем для получения чугуна и стали. Порошкообразный гематит используется в качестве красок при отделочных строительных работах, входя в состав красного пигмента, мумии, или являясь компонентом масляных и водных красок.

Из-за цвета гематит используется в производстве пигментов (для строительных материалов и стекла).

Другие особые характеристики делают его пригодным для использования в литейном деле (в экзотермических продуктах и в качестве присадки для формовочных стержней), в сварке и нефтедобычи.

Большие скопления лимонита являются месторождениями бурых железняков — сырья для производства чугуна и стали. Их разработка экономична при содержании в этих рудах до 35 ...40% железа.

Минералы широко используются в современном строительстве: прямое использование – облицовка зданий и инженерных сооружений; возведение стен зданий; устройство лестниц и настилка полов; заполнители для бетонов и растворов; в дорожном и гидротехническом строительстве; в промышленности строительных материалов для получения других материалов: керамики, вяжущих веществ, стекла и др. При таком использовании изменяются строение, состав и свойства исходных горных пород.

 

Определение и классификация минеральных вяжущих веществ.

 

Минеральными вяжущими называются такие минеральные порошкообразные материалы, которые при смешивании с водой образуют пластичное тесто, постепенно необратимо превращающееся в камень. Необратимое превращение в камень заключается в том, что такой камень не размокает в воде опять в тесто и не рассыпается в порошок при высыхании.

Минеральные вяжущие — наиболее распространенный в строительстве материал, так как он используется для кладки стен, фундаментов; для возведения бетонных и железобетонных сооружений; для штукатурки стен и потолков; для устройства полов и т. д.

Минеральные вяжущие вещества делят на две группы: воздушные и гидравлические вяжущие.

Воздушные вяжущие вещества твердеют и длительно сохраняют или повышают прочность только на воздухе. К ним относятся: воздушная известь, магнезиальные вяжущие и растворимое стекло. Гипс также относят к воздушным вяжущим, хотя он твердеет только от присоединения воды и как в воздушной, так и в водной среде. Но вследствие значительной пористости прочность гипсовых изделий при высыхании возрастает, а при увлажнении опять падает до первоначальной, что объясняется влиянием поверхностного натяжения воды, как во всяком пористом теле (в том числе и в древесине).

Гидравлические вяжущие вещества твердеют только от присоединения к ним воды, как в воздушной среде, так и в воде. К ним относятся: гидравлическая известь и цементы. Прочность изделий из них значительно выше, чем изделий из воздушных вяжущих, поэтому они находят в строительстве более широкое применение.

 

 

 

 

Классификация воздушных вяжущих по химическому составу.

 

Вяжущие вещества воздушного твердения по химическому составу делятся на следующие четыре группы:

1. известковые вяжущие—воздушная известь, содержащая в большем количестве окись кальция СаО и в меньшем — окись 
   магния MgO;
2. гипсовые вяжущие, основой которых является сернокислый кальций CaSO4; к этой группе относятся: гипс строительный полуводный — CaSO4 • 0,5Н2О и ангидритовые   вяжущие (на основе безводного CaSO4 — ангидрита);
3. магнезиальные вяжущие, содержащие в основном окись магния (каустический магнезит — MgO), затворяемые растворами солей MgCl2, MgSO4 и др.; доломитовые вяжущие, содержащие MgO и частично СаО, затворяемые растворами тех же солей или водой;
4. силикат натрия или калия — Na2O • nSiO2 или К2О • mSiO2 — растворимое стекло (обычно п и т составляют — 2 — 3,5).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гипсовые вяжущие: определение, состав, свойства, применение.

 

Гипсовыми вяжущими веществами называют материалы, для получения которых используют сырье, содержащее сернокислый кальций. Чаще это природные гипс CaSO4-2H2O и ангидрит CaSO4, реже — некоторые побочные, продукты химической промышленности (фосфогипс, борогипс).

Создавая соответствующие условия дегидратации двуводного гипса, можно получить различные гипсовые вяжущие вещества, которые разделяют на две группы: низкообжиговые (собственно гипсовые) и высокообжиговые (ангидритовые) — ангидритовый цемент и высокообжиговый гипс.

При нагревании двуводного гипса до 180°С двуводный гипс превращается в полуводный: CaSO4- 2Н2О = CaSO4- 0,5H2O + 1,5НаО, а при дальнейшем нагревании до 200 °С полностью обезвоживается, превращаясь в безводный растворимый ангидрит CaSO4.

 Гипсовые вяжущие — группа воздушных вяжущих веществ, в затвердевшем состоянии состоящих из двуводного сульфата кальция (CaS04 * 2Н20), включает в себя собственно гипсовые вяжущие (далее для краткости — гипс) и ангидритовые вяжущие (ангидритовый цемент и эстрихгипс).

Бывают:

Неводостойкие гипсовые вяжущие (НГВ)

Ангидритовыми вяжущими (АВ)

Водостойкие гипсовые вяжущие (ВГВ)

Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие (ГЦПВ)

Композиционные гипсовые вяжущие (КГВ)

Композиционные ангидритовые вяжущие (КАВ)

Композиционные гипсополимерные вяжущие (КГПВ)

Гипсоизвестково-шлаковые вяжущие (ГИШВ)

 

 

Классификация и области применения гипсовых вяжущих веществ в строительстве

Вид вяжущих	Область применения
Обжиговые неводостойкие (воздушные) гипсовые вяжущие вещества
Гипсовое вяжущее марок Г-2...Г-7 (строительный гипс)	Изготовление строительных растворов, изделий и деталей, а также для получения смешанных гипсовых вяжущих и сухих смесей
Гипсовое вяжущее марок Г-7...Г-25 (технический и высокопрочный гипсы)	Для изготовления декоративных и архитектурных деталей, саморазравнивающихся стяжек под полы, строительных растворов. Для получения смешанных гипсовых вяжущих, сухих строительных смесей
Ангидритовый цемент (ангидритовое вяжущее)	Кладочные растворы, устройство стяжек под полы, изготовление строительных изделий и деталей, изготовление искусственного мрамора, для получения смешанных ангидритовых вяжущих
Эстрих-гипс или высокообжиговый гипс
Специальные ангидритовые обжиговые вяжущие (отделочный ангидритовый цемент)	Отделочные растворы, архитектурно-строительные изделия, искусственный мрамор
Водостойкие гипсовые вяжущие вещества
Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие	Приготовление строительных растворов и бетонов, способных к гидравлическому твердению; изготовление строительных изделий, деталей и конструкций, в том числе несущих; устройство саморазравнивающихся стяжек под полы и др.
Композиционные гипсовые вяжущие
Композиционные ангидритовые вяжущие
Композиционные гипсополимерные вяжущие	Изготовление облицовочных материалов, различных отливок, клеев, шпатлевок, обустройство интерьеров и фасадов зданий
Гипсоизвестково-шлаковые вяжущие	Изготовление мелкоштучных строительных изделий и растворов