неорганические материалы

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
И ИЗДЕЛИЯ
Неорганические материалы:
• природные каменные материалы;
• искусственные материалы.
Искусственные материалы:
керамические;
изделия из минеральных расплавов;
металлические;
минеральные вяжущие;
искусственные каменные (бетоны).
Природные каменные
материалы (горные породы)
Горными породами называются минеральные массы,
образующие геологические тела. Они состоят из минералов.
Горные
породы
служат
сырьевой
базой
для
промышленности строительных материалов. Применяются для
изготовления минеральных вяжущих веществ, керамических
материалов, строительного стекла, щебня, гравия, песка для
дорожного строительства, бетонов и растворов, облицовки
зданий, сооружений и многих других целей.
Классификация горных пород
По условию образования горные породы
разделяют на три основные группы:
- магматические (изверженные);
- осадочные (вторичные);
- метаморфические (видоизмененные).
Магматические (изверженные) горные
породы
Изверженные горные породы образовались из расплавленной
магмы, поднявшейся из глубины земной коры и отвердевшей при
остывании. В зависимости от скорости и места охлаждения магмы
они в свою очередь могут быть глубинными или излившимися.
Глубинные породы остывали медленно, под значительным
давлением толщи земной коры. Эти условия обеспечили полную
кристаллизацию составляющих минералов. Поэтому глубинные
горные породы имеют:
- крупнокристаллическую структуру;
- высокую плотность 2600…3300 кг/м3;
- прочность на сжатие 100…500 МПа;
- морозостойкость более F200;
- низкое водопоглощение 0,1…1,5%;
- большую теплопроводность.
К ним относятся граниты, габбро, диорит и др.
Излившиеся горные породы образовались при быстром
остывании магмы.
В случае отверждения у поверхности земли, породы близки по
своим свойствам к глубинным, но в отличие от них имеет
мелкокристаллическую, скрытокристаллическую или частично
стекловатую - аморфную структуру.
К плотным породам относят андезиты, диабазы и базальты,
отличающиеся высокой кислотостойкостью.
При быстром охлаждении лавы, выброшенной под давлением
газов на поверхность земли или высоко в воздух, образуются
соответственно высокопористая вулканическая пемза или рыхлый
вулканический
пепел,
который
с
течением
времени
спрессовывается и образует вулканический туф.
Осадочные породы
Осадочные породы имеют вторичное происхождение, так как
образуются в результате физического и химического разрушения
изверженных пород (гранит разрушается с образованием
природного щебня, кварцевого песка и глины). Общими
свойствами осадочных пород являются одинаковые формы
залегания в виде пластов, поэтому их называют еще пластовыми.
Основными причинами разрушения являются следующие:
- Физическое (нагревание солнцем, резкие перепады
температур, ветер и замерзание влаги в порах);
- Химическое (воздействие различных кислот и солей,
находящихся в воде и воздухе (углекислота, серный и сернистый
ангидрид);
- Органическое (влияние продуктов жизнедеятельности мхов,
лишайников и других простейших растений и микроорганизмом.
В зависимости от условий образования осадочные породы делят на
три основные группы:
 обломочные;
 химические осадки;
 органогенные.
Обломочные породы (механические отложения) образовались в
результате физического разрушения изверженных пород. Их в свою
очередь подразделяют на рыхлые (гравий, щебень, песок, глина),
оставшиеся на месте разрушения или перенесенные водой, льдом или
ветром, и сцементированные (песчаники, брекчии, конгломераты).
Химические осадки образовались в результате выпадения из пересыщенных водных растворов, вследствие изменения температуры,
различных кристаллических веществ. Основными представителями этой
группы материалов, нашедшими широкое применение в строительстве,
являются карбонатные (известняк, магнезит, доломит) и сульфатные
породы (гипс, ангидрит).
Органогенные отложения образовались в результате скопления
отмирающий водорослей, раковин, малюсков и их спрессования толщей
воды. Для строительных целей наибольшее применение нашел мел,
известняк-ракушечник, диатомиты и трепелы.
Метаморфические горные
породы
Метаморфические (видоизмененные) горные породы
образовались в глубине земной коры из изверженных и
осадочных пород под действием температуры и давления.
Особенно большое значение имеет направление давления.
При одностороннем давлении видоизмененные породы
приобретают слоистое, сланцевое строение (гнейсы,
глинистые сланцы). Эти материалы легко раскалываются по
плоскостям, в связи с чем их применяют как плитный
отделочный и кровельный материал (природный шифер).
При многостороннем давлении осадочные породы
приобретают монолитную структуру. Так из известняков
образуется мрамор, из песчаников - кварцит.
Материалы и изделия из горных пород
Добыча природного камня в зависимости от его прочности
осуществляется в карьерах при помощи экскаваторов, если породы
слабые (осадочные), или буровзрывным способом для разработки
массивных плотных, прочных магматических и метаморфических пород.
В зависимости от места и глубины залегания добыча может вестись:
- открытым;
- подводным;
- подземным способами.
Природный камень, доставляемый из карьеров, подвергают в
зависимости от назначения дальнейшей обработке: дроблению,
распиловке, скалыванию, шлифовке и полировке.
В связи с большим разнообразием свойств, обусловленных их
составом и структурой, горные породы применяют в качестве:
 нерудных строительных материалов;
 конструкционных;
 отделочных;
 специального назначения (кислотостойкие, теплоизоляционные и
акустические).
Нерудные строительные материалы
К ним относятся такие неорганические зернистые,
сыпучие материалы, как щебень, гравий, песчано-гравийная
смесь, песок. Их применяют в качестве заполнителей для
бетонов и растворов в качестве уплотняющего подслоя при
выполнении дорожных покрытий, балластного слоя
железнодорожного пути, сооружения плотин, дамб,
насыпей, засыпок при благоустройстве территорий.
Конструкционные материалы
К ним относятся: бутовый камень, камни и блоки
стеновые, изделия для дорожного строительства.
Для дорожного строительства применяют пиленные или колотые в
виде бруса бортовые камни, отделяющие проезжую часть улиц от
тротуаров, колотые и тесаные бруски брусчатки, применяемые для
устройства мостовых, и колотый булыжный камень используемый для
укрепления откосов. Так как все эти изделия должны обладать
достаточной прочностью и морозостойкостью, то их получают из плотных
изверженных и осадочных горных пород (габбро, известняк).
Отделочные материалы
Облицовочные
пиленные
материалы
в
виде
шлифованных и полированных плит из гранита,
лабрадорита, мрамора применяют для наружной и
внутренней облицовки стен, покрытия полов, изготовления
ступеней в общественных и уникальных зданиях.
Материалы специального назначения
К ним относятся кислотоупорные, теплоизоляционные и
акустические.
К теплоизоляционным и акустическим относятся
изделия, полученные на основе минеральной ваты.
Минеральные теплоизоляционные материалы можно
также получить путем вспучивания такого природного сырья
как перлит и вермикулит.