Материаловедение: Конспект лекций (Темы 1.1-2.4. Общие свойства материалов. Материалы и изделия на основе древесины), страница 6

Магматические – образовавшиеся при охлаждении и отвердевании магмы. Различные условия и среды, в которых отвердевание магмы соответствует различным строением и свойствами. Из одной и той же магмы, но при различных условиях могут образовываться глубинные и излившиеся породы-аналоги, близкие по химическому составу, но различной структурой и свойствами.

Глубинные – образовались в результате медленного и равномерного остывания под давлением магмы в земной коре. Кристаллы (зерна) минералов спаяны между собой без цементирующего вещества. Для них характерна высокая плотность, высокая прочность на сжатие, низкое водопоглощение, высокая морозостойкость, высокая теплопроводность.

Излившиеся образовались в результате неравномерного и быстрого охлаждения лавы, излившейся на поверхность земли, при быстро и неравномерно понижающемся давлении.

Если порода образовывается при извержении вулкана (обломочные), то они, слежавшись, в виде кусков, представляют собой цементированную (мелкопористую) породу.

Химический и минеральный состав.

В основном состоят из кремнезема, силикатов и алюмосиликатов; в виде породообразующих минералов - кварц, полевые шпаты, слюда, железисто-магнезиальные или темноокрашенные минералы.

Преобладание того или иного минерала, его расположение отражается на свойствах каменного материала.

Кварц (SiO₂) – диоксид кремния – высокая плотность (2650 кг/м³), твердость 7, прочность на сжатие 2000 МПа, стоек к кислотам, щелочам, окраска белая (желтая), стеклянный блеск.

Полевые шпаты – алюмосиликаты. Образовались в результате взаимодействия  SiO₂ и Al₂O₃ c оксидами щелочных металлов.

K₂O*Al₂O₃*6SiO₂  (ортоклаз) – «прямораскалывающийся»,

Na₂O*Al₂O₃*6SiO₂  (плагиоклазы) альбит.

Входят в состав магматических (2/3), метаморфических и меньше осадочных горных пород. Цвет белый, серый, красный, плотность 2500 кг/м³, твердость 6, прочность на сжатие 170 МПа. Стойкость ниже, чем кварца. Могут выветриваться (разрушаться).

Слюды характеризуются спайностью в одном направлении (пластинки): Х Al₂O₃*SiO₂*Н₂O – мусковит (светлый),   

MgF₂O₃*SiO₂*Н₂O – биотит (темный).

Плотность 3000 кг/м³, твердость 2-3, низкая прочность и стойкость.

Железисто-магнезиальные  (темноокрашенные минералы).

Это породообразующие минералы – амфибола (роговая обманка), пироксены, оливины. Высокая прочность, твердость 7, ударная вязкость, химическая стойкость.

С уменьшением SiO₂ увеличивается плотность, прочность, ударная вязкость. Цвет минерала определяется наличием полевых шпатов и темноокрашенных минералов. Для горных пород характерны высокая морозостойкость, пониженное водопоглощение и сопротивление истиранию, повышенная теплопроводность.

Излившиеся породы (трахит, андезит) - используются в кислотоупорных конструкциях бетонах, характеризуются высокой прочностью, твердостью, хрупкостью, слабо сопротивляются истиранию.

Таблица 2

Характеристики глубинных и излившихся горных пород