10.Метаморфические горные породы: условия образования, особенности строения, минеральный состав, свойства, применение в строительстве

Видоизмененные горные породы образовались превращением горных пород в земной коре под действием высоких температур, давления и подвижки земной коры. Главные породообразующие минералы:полевые шпаты, кварц,слюда, роговая обманка, кальцит,доломит. Основные разновидности метаморфических г.пород:

Гнейс- состав как у гранита(кварц 20%,ортоклаз 40-70%, слюда 5-15%)Структура-зернисто-кристаллическая.Сланцевость понижает морозостойкостьи прочность. Применение:при бутовой кладке, для кладки фундаментов, в качестве материала для щебня и отчасти в виде плит для мощения дорог.

Кварцит- мелкозернистые кварцевые песчинки, песчинки не видны.

Кварциты содержат 95-99% SiO2,высокая огнеупорность(до 1710-1770 град.С) и высокая прочность на сжатие(100-455МПа).

Применение:используют в качестве подферменных камней в мостах,в виде бута.щебня и брусчатки для мощения дорог,а кварциты с красивой и неизменяющейся окраской идут на облицовку зданий,сырье для изготовления огнеупоров.

Мрамор- крупнозернистая плотная карбонатная порода, состоит из плотного известняка, в основе кальцит (карбонат кальция), отсутствует цемент (спайка из-за температуры и давления).Горная порода, так как однороден.Прочность при сжатие 100-300 МПа,но легко подается обработке.Плотность 2,9 г/ см3,хорошо пилится,полируется,но истираем,низкая атмосферостойкость хим.устойчивость,не переносит резких перпадов температур.

Применение:для внутренней отделки стен зданий,ступеней,лестниц,в виде неска или мелкого щебня (крошки)используют для цветных штукатурок при изготовлении облицовочного декоративного бетона.

Сланцы имеют мелкозернистое строение. Полнокристаллическая структура. Хорошо колется.Состав:кварц,полевые шпаты,слюда,глина.

Плотность 2700-2800 кг/ м3,пористость до 3 %,прочность 50-240 МПа.Применение:

Кровельный материал.

11.Выветривание природных каменных материалов. Защита природного камня от разрушения

Непременным условием длительной службы каменных материалов в сооружениях является правильный их выбор с учетом эксплуатационной среды, химико-минералогического состава и структуры материала. Однако даже самые прочные породы, из которых выполнен материал, под непрерывным механическим и химическим воздействием атмосферных факторов и различных микроорганизмов разрушаются. Этот процесс по аналогии с разрушением горных пород на земной поверхности называют выветриванием.

Основные причины выветривания природных каменных материалов в сооружениях: замерзание воды в порах и трещинах, вызывающее внутреннее напряжение; частое изменение температуры и влажности, вызывающее появление микротрещин; растворяющее действие воды и понижение прочности при водонасыщении; химическая коррозия под действием газов (О2, СО2 и др.), содержащихся в атмосфере, и веществ, растворенных в грунтовой или морской воде. Различные микроорганизмы и растения (мхи, лишайники), поселяясь в порах и трещинах камня, извлекают для своего питания щелочные соли и выделяют органические кислоты, вызывающие биологическое разрушение камня.

Стойкость материалов против выветривания тем выше, чем меньше их пористость и растворимость. Поэтому все мероприятия по защите каменных материалов от - выветривания направлены на предохранение их от воздействия воды и на повышение поверхностной плотности. Эти меры могут быть конструктивными и химическими.

Конструктивно защиту конструкций от увлажнения осуществляют путем устройства надлежащих стоков воды, придания каменным материалам гладкой поверхности и такой формы, при которых вода, попадающая на них, не задерживается и не проникает внутрь материала.

К химическим мероприятиям относят создание на лицевой поверхности камня плотного водонепроницаемого слоя или ее гидрофобизацию. Одним из способов повышения поверхностной плотности является флюатирование, при котором карбонатные породы пропитывают солями кремнефтористододородной кислоты, например флюатом магния. В результате происходящей реакции:

2CaCO3 + MgSiF6 = 2CaF2 +MgF2 + SiO2 + 2CO2. в поверхностных порах камня выделяются практически нерастворимые в воде фториды кальция и магния и кремнезем, уменьшая пористость и водопоглощение поверхностного слоя и несколько препятствуя загрязнению облицовки пылью. Некарбонатные пористые породы предварительно обрабатывают водными растворами кальциевых солей, например хлористым кальцием, а после просушки — содой, затем флюатом.

Гидрофобизация, т. е. пропитка пористого каменного материала гидрофобными (водоотталкивающими) составами, препятствующими проникновению влаги в материал, также повышает их стойкость против выветривания.

Хорошие результаты дает пропитка кремнийорганическими жидкостями и другими полимерными материалами, а также растворами парафина, стеарина или металлических мыл (алюминиевого, цинкового и др.) в легкоиспаряющихся органических растворителях (бензине, лаковом керосине и т. д.).

Долговечность пористого камня значительно увеличивает пропитка его поверхностного слоя раствором мономера с последующей полимеризацией мономера в порах камня при термокаталитической или радиационной обработке.