Основные горные породы

Техническая характеристика основных горных пород как сырья для дорожно-строительных природных каменных материалов.
В качестве сырья для природных каменных дорожно-строительных материа­лов широко используются горные по­роды всех трех генетических групп: изверженных, осадочных и метаморфичес­ких. Кроме химического и минерально­го составов, структуры, текстуры, на свойства породы влияет степень вывет­ривания.

Изверженные (магматические) гор­ные породы. Глубинные изверженные гор­ные породы характеризуются кристалли­ческой структурой и плотной текстурой. К ним относятся гранит, сиенит, диорит, габбро.

Гранит — наиболее распространен­ная глубинная магматическая горная порода. Он представляет собой массивную, равномерно зернисто-кристаллическую по­роду плотного сложения, состоящую в ос­новном из кварца (20 . . . 40 %), полево­го шпата, ортоклаза, реже плагиоклаза (40 . . . 80 %), слюды, иногда роговой обманки и автита (5 . . . 20 %).

Цвет гранитов серый или красный с разными от­ тенками. Граниты залегают в земной ко­ре в виде массивов из параллелепипедаль­ных и кубовидных отдельностей.
Граниты характеризуются истинной плотностью 2700 кг/м³ , средней плотностью 2600 кг/м3 , малым водонасыщением, большой прочностью (120 . . . 200 МПа) и устойчивостью против вывет­ривания.

Из гранитов можно изготавливать все виды каменных материалов — рваные, колотые, дробленые, тесаные и полиро­ванные. Красивая окраска некоторых раз­ новидностей гранитов позволяет исполь­зовать их для отделочных работ. Граниты неогнестойки, утрачивают прочность при температуре выше 800°С.
Граниты — распространенная порода.
На территории бывшего СССР известны обшир­ные области их распространения: Каре­лия, Украина, Кавказ, Урал, Алтай, Тянь- Шань, Саяны, Прибайкалье.

Сиениты по минеральному составу отличаются от гранитов отсутствием квар­ца (или небольшим содержанием его) и преобладанием полевого шпата (орто­клаза или кислого плагиоклаза). Струк­тура сиенитов обычно равномерно крис­таллическая, окраска серая, красная, тем­но-зеленоватая. Их истинная плотность 2800 кг/м³, средняя плотность 2500 . . . 2800 кг/м³, пористость и водонасыщение незначительны.

Прочность при сжатии у сиенитов колеблется в пределах 150 .. . 250 МПа. По сравнению с гранитами они несколько мягче, лучше полируются и бо­лее вязки. Применение сиенитов то же, что и гранитов.
Диориты состоят из плагиоклаза (око­ло 75 %), роговой обманки, реже биоти­та и авгита. Структура равномерно крис­таллическая, окраска преобладает от тем­но-зеленоватой до черно-зеленой, средняя плотность 2700 . . . 2900 кг/м³, прочность при сжатии 150 .. . 300 МПа — в среднем выше, чем у гранитов и сиенитов.

Они отличаются повышенной вязкостью и ус­тойчивостью против выветривания. Диори­ты наравне с гранитами и сиенитами при­годны для производства различных видов каменной продукции и в особенности штучных материалов. Месторождения дио­ритов известны в Крыму, на Украине, Урале, Кавказе, Средней Азии.

Габбро — горная порода, состоящая в основном из плагиоклаза (около 50 %) и пироксена; реже в состав габбро вхо­дят роговая обманка, оливин и биотит. Структура габбро обычно равномерно крупнокристаллическая, окраска темно­зеленая, оливково-зеленая и коричнево­зеленая, средняя плотность 2900 . . . 3160 кг/м³, прочность при сжатии до 350 МПа, но у крупнозернистых разнос­тей уменьшается до 100 МПа.

Чем мень­ше полевого шпата и чем равномернее и мельче кристаллы минералов габбро, тем выше устойчивость породы против выветривания. Габбро наряду с высокой прочностью обладает большой вязкостью, что несколько затрудняет разработку. Габбро хорошо полируется. Особенно кра­сивой расцветкой обладает лаборадориг, в котором преобладает минерал лабра­дор. Габбро находит применение в дорожном строительстве для получения раз­ личных строительных материалов. Лабрадориты с красивой окраской исполь­ зуются для декоративных целей.

Излившиеся изверженные горные по­роды характеризуются порфировой мелкокристаллической и стекловатой струк­турами. К ним относятся кварцевый порфир, липариты, ортоклазовые порфи­ры и трахиты, диабазы, андезиты, базаль­ты и др.

Кварцевый порфир обладает порфиро­вой структурой с вкраплением в основ­ную массу как бы оплавленных крис­таллов кварца. По минеральному соста­ву он аналогичен гранитам, цвет чаще красный, бурый, а иногда зеленоватый, средняя плотность 2400 . . . 2550 кг/м³ , прочность при сжатии 130 . . . 180 МПа, погодоустойчив. Качество кварцевых пор­фиров для производства дорожных ка­менных материалов повышается с умень­шением количества и размеров вкрап­ленников.

Чем больше стекловатой мас­сы, тем больше хрупкость кварцевого порфира. Каменные материалы из квар­цевых порфиров применяют в виде щеб­ня, бута, колотой и тесаной шашки, для декоративных целей и др. Месторожде­ния кварцевых порфиров в СССР извест­ны в Крыму, на Урале, Алтае, Сахалине.

Таблица-1.Скальные породы

Липариты — нововулканические по­роды, аналогичные по составу граниту (см. табл. 1). Цвет белый, серый, свет­ло-желтый, а иногда красноватый. Струк­тура липаритов часто микропорфировая с повышенным содержанием стекловатой фазы. Наряду с плотными встречаются пористые его разновидности. Каменные материалы из плотных, скрытокристал­лических липаритов применяют наравне с материалами из кварцевых порфиров.

Так, например, из них может быть полу­чен высококачественный щебень.
Диабазы — преимущественно мелко­ кристаллические породы, состоят из поле­вого шпата и авгита. Характерной осо­бенностью диабазов является переплетное строение. Средняя плотность диабаза до 2800 . . . 3000 кг/м³ , прочность при сжа­тии в среднем около 200 МПа, иногда до 400 МПа. Они хорошо полируются.

Особенности строения диабаза позволяют изготовлять из него хороший штучный камень — разнообразные плиты, брус­чатку, шашку. Щебень из диабаза обла­дает высокими качествами для приготов­ления асфальтобетонов и черного щеб­ня. Аналогичны диабазам по техническим свойствам промежуточные породы — габ­бро-диабазы. Известны месторождения диабазов в Карелии, на Украине, Кавка­зе, Урале.

Андезиты состоят из плагиоклаза и одного или нескольких темно окрашен­ных минералов: амфибола, авгита- и др.
Структура порфировая. Андезиты облада­ют окраской от светлой до темно-серой.
Средняя плотность их колеблется в пре­делах 2650 . . . 2750 кг/м³ , они прочны (120 . . . 240 МПа), тверды, хорошо под­даются расколу, погодоустойчивы.

Базальты — породы темного цвета, плотные, обычно скрытокристаллической структуры, состоят из плагиоклаза и ав­гита. В базальтах не все минералы успели выкристаллизоваться, вследствие чего по­рода содержит некоторое количество стек­ловатой фазы.

Технические свойства базальтов край­не различны: средняя плотность 2700 . . . 3200 кг/м³ , они тверды и обладают высо­кой прочностью, достигающей 200, иног­да 500 МПа. Базальты в месторождениях часто разбиты трещинами на столбчатые (иногда шаровидные и плиточные) от­дельности, что в значительной мере об­легчает их разработку, но ограничивает возможность изготовления из них круп­ных монолитов.

По внешним признакам хорошее качество базальта определяется темной окраской, равномерным мелко­ кристаллическим сложением. Месторожде­ния базальтов в СССР известны на Укра­ине, в Армении, Забайкалье, на Сахали­не и Камчатке. Базальты используются для изготовления шашки, брусчатки, щеб­ня.

Из изверженных обломочных горных пород для дорожного строительства ис­ пользуют как местный материал пемзу и вулканические туфы.
Пемза вулканическая — сыпучая поро­да, состоящая из зерен размерами 5 . . . 30 мм поризованного кислого вулкани­ческого стекла. Средняя плотность пем­зы колеблется от 400 до 1300..1400 кг/м³ , предел прочности при сжатии 5 . . . 21 МПа, водопоглощение до 80 %.

Вулканические туфы залегают в виде массивов. Наилучшими показателями ха­рактеризуются спекшиеся туфы. Средняя плотность вулканических туфов 1200 . . . 2300 кг/м³ , предел прочности при сжатии 55 . . . 82 МПа, водопоглощение 4 . . . 40%.
В дорожном строительстве эти поро­ды используют как местный материал для изготовления щебня, который в необработанном или обработанном вяжу­щими виде применяют для различных слоев дорожных конструкций.

Осадочные горные породы.

Осадочные обломочные породы, или механические
отложения, — продукты выветривания магматических, метаморфических или ра­нее образованных осадочных пород. Раз­личают рыхлые и сцементированные об­ломочные породы (см. табл. 2.).

Таблица-2.Осадочные горные породы

Рыхлые осадочные горные породы — скопление продуктов выветривания скаль­ ных горных пород. Вследствие этого их минеральный состав аналогичен минераль­ ному составу исходных материнских по­ род. По происхождению (генезису) рых­ лые обломочные горные породы могут быть: речные (русловые, пойменные и дельтовые осадки), водно-ледниковые (зондровые, озоново-камовые и морен­ные), озерные и морские (прибрежные и глубинные), ветровые (дюнные, бар­ ханные, бугристо-кучевые, грядовые). По крупности окатанных обломков рыхлые горные породы условно делят на валуны, гальку, гравий и песок.

Валунный камень — грубоокатанные, преимущественно округлой формы, об­ломки скальных горных пород размерами более 100 мм. Качество валунного кам­ня обусловливается минеральным соста­вом породы, крупностью и формой облом­ков, а также степенью выветривания.

Лучший по качеству (свежести) валун­ный камень из магматических пород, находящийся длительное время под сло­ем грунта или под водой, где он лучше защищен от выветривания. Валунный ка­мень, отложенный на поверхности земли, более затронут выветриванием, вследствие чего качество его ниже за счет большого количества отходов при предварительной сортировке собранного валуна и даль­нейшей его колки и дробления.

Валуны размером до 250 мм называ­ют сырцом, так как их можно применять для дорожных работ (например, моще­ние) без дополнительной обработки. Более крупные валуны используют для по­ лучения каменного материала (шашки, щебня) путем раскалывания и дробления.

Галька представляет собой окатанные водой обломки горных пород размером от 100 до 70 мм. Она обладает теми же свойствами, что и мелкий валунный ка­мень. Гальку применяют для устройства оснований, дренажей, но чаще измельча­ют и используют как щебень.

Гравий — рыхлое скопление окатан­ных обломков исходных горных пород размером от 70 до 5 мм. В месторожде­ниях карьерный гравий может залегать в виде сплошных скоплений, отдельных слоев, линз, гнезд, содержать различное количество примесей в виде галечников, песка, глинистого вещества. Наиболее заг­рязнен примесями моренный гравий.

Бо­лее рентабельны для разработки его сплошные покровные отложения.
Минеральный состав гравия, форма зерен и степень их окатанносги зависят от характеристики мест его образова­ния, условий переноса обломочного ма­ териала. Так, в Ленинградской обл. карь­ерный гравий состоит из окатанных об­ломков диабазов, кварцитов, кристалли­ческих сланцев месторождения которых находятся в северных районах страны.

Гравийно-песчаные месторождения ха­рактеризуются значительными колеба­ниями гранулометрического состава и ха­рактера загрязненности. В том случае, когда гравийный материал содержит пес­ка более 50 %, его называют гравийно­ -песчаным. Крупный рядовой гравий сос­тоит из зерен размером 5 . . . 70 мм, а средний рядовой — 5 . . . 40 мм.

Гравийно-песчаные заводы в процес­се рассева, дробления, промывки выпус­кают фракционированный гравий круп­ностью 20 . . . 70 мм, щебень — 5 . . . 40 мм за счет дробления валунов и крупного гравия а также песок.
Песок -рыхлая зернистая порода образовавшаяся в результате естествен­ного разрушения горных пород, круп­ностью зерен до 5 (3) мм. В песке иног­да имеются частицы мельче 0,14 мм, ко­торые называют пылевидными (0,14 . . . 0,005 мм) и глинистыми (мельче 0,005 мм ).

В зависимости от минерального состава различают пески: кварцевые (кварца бо­лее 90 %), кварцево-полевошпатовые, по­левошпатовые (полевых шпатов более 90% ), кварцево-слюдистые (с содержа­нием чешуек слюды свыше 10 %), глау­конитовые (с примесью железистых со­единений) , ракушечные, содержащие зна­чительное количество обломков ракушек, гумозные (с содержанием органических соединений более 0,5 %) и др. Наиболее прочными являются кварцевые пески.

Цвет песка обусловлен примесями: чис­тые кварцевые пески — белые, серова­тые; окрашенные окислами железа — желтые, бурые, вишнево-красные; глау­конитовые — зеленые.
Форма и характер поверхности зе­рен песка зависят от условий образова­ния: речной, озерной, морской, дюнный пески состоят из частиц округлой фор­мы с гладкой поверхностью; ледниковый и овражный пески — из частиц углова­той формы с шероховатой поверхностью.

Пески имеют истинную плотность около 2650 кг/м³ , насыпную плотность от 1400 до 1800 кг/м³  и пустотность в пределах от 25 до 50%.
Дресва — промежуточный продукт выветривания скальных горных пород размером 2 . . . 40 мм, оставшийся на месте образования и сохранивший неокатанное камневидное состояние.

В место­рождениях дресва может залегать в виде поверхностного слоя выветривания раз­личной мощности, гнезд и прослоек в более глубоких слоях и, наконец, рых­лойосыпи.
Дресва является местным строитель­ным материалом и в зависимости от ви­ да исходной горной породы и стадии выветрелости может применяться для уст­ройства различных слоев одежды на до­ рогах местного значения.

***** РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!

*****