Материаловедение: Конспект лекций (Темы 1.1-2.4. Общие свойства материалов. Материалы и изделия на основе древесины), страница 7

Вулканические пеплы – частицы (менее 1мм), вулканические пески (до 5мм), пемза (5-30мм). Пористое строение, низкая плотность, низкая теплопроводность и прочность, морозостойкие. При спекании вулканического пепла образуется вулканический туф. Если к жидкой лаве примешиваются пеплы и пески, то это туфовая лава.

Осадочные (вторичные) образуются при разрушении магматических в результате механического воздействия и физико-химических процессов в окружающей  среде.

Механические отложения - в результате разрушения горных  пород под воздействием выветривания (воды, ветра, знакопеременных температур). Горные породы могут взаимодействовать с веществами окружающей среды, вступая в химическое взаимодействие.

Механическими осадочные породы бывают рыхлые: песок, гравий (5-70 мм), щебень и сцементированные, цементированные природными цементами (известковыми, глинистыми). В результате из песка - песчаник, из гравия - конгломерат, из щебня - брекчии.

Химические – в результате выпадения в осадок веществ, перешедших в состав водных растворов в процессе разрушения горных пород.

Органогенные - в результате разложения отмирающего растительного мира, животных и др.

По химическому и минеральному составу осадочные горные породы состоят из кремнезема (SiO2 и SiO2*nH2O), алюмосиликатов, безводных карбонатов и сульфатов.

·  Опал (SiO2*nH2O) - менее плотный, прочный и стойкий, чем кварц. Обладает высокой реакционной способностью с Ca(OH)2, используется для изготовления минеральных вяжущих.

·  Каолинит (Al2О3 2Si2O22О)  - основа глины, твердость 1, ρ=2600 кг/м3.

·  Кальцит Ca CO3 растворяется в кислотах, немного в воде, ρ=2700 кг/м3 твердость 3, основная составляющая известняков.

·  Магнезит MgCO3 твердость 4-4,5  ρ=3100 кг/м3 используется для производства вяжущего – каустического магнезита

·  Доломит CaMg (CO3)2 ρ=2900 кг/м3, прочен, тверд 3,5-4, используется для производства вяжущего – каустического доломита.

·  Гипс CaSO4*2H2O ρ=2300 кг/м3.

·  Ангидрид CaSO4, ρ=3000 кг/м3,  твердость 3,5.

Все названные минералы плотные, достаточно твердые, обладают низкой прочностью.

Осадочные породы используются в основном как сырье для получения вяжущих материалов.

Гипс, ангидрит, магнезит – мономинеральные горные породы химического происхождения являются огнеупорными материалами. Диатомит и трепел состоят из опала (кремнезема) используются при изготовлении теплоизоляционных материалов.

Известняк - мономинеральная порода, в основном органогенная, но бывают известняки химического происхождения, состоят из кальцита (с примесью глины). В зависимости от содержания глинистых примесей известняк (< 6  %), мергелистый известняк (до 20 %), (>20%) мергель. Мергель- сырье для цемента, не морозостоек, не водостоек.

Метаморфические горные породы образуются в результате последующих изменений первичных и вторичных горных пород в связи с физико-химическим процессами в земной коре. Процессы метаморфизма могут происходить при высоких температурах без растворения и расплавления, высокого давления и сдвигов. Например, землетрясение (исходные породы могут переместиться вглубь земной коры).

Минеральный состав идентичен исходным породам (магматическим или осадочным).

При одностороннем давлении - структура сланцевая, это снижает строительные свойства материала, но дает возможность раскалывать, обрабатывать материал.

Массивная структура создается при многостороннем давлении (мрамор, кварцит). Примеры метаморфических горных пород.

1.  Гнейсы - сходны с гранитом, но менее долговечны.

2.  Глинистые сланцы не размокают в H2O, стойки к выветриванию как кровельные материалы (природный шифер).

3.  Мрамор - высокая прочность, плотность, малое водопоглощение, небольшая твердость, как у известняка, из которого он образовался, подвержен коррозии.

4.  Кварцит - из кремнистых песчаников, обладает повышенной плотностью, пониженным водопоглощением, высокой прочностью на сжатие и твердостью.

Технические требования к материалам