Важнейшие виды пород и их строительные свойства
Гранит и близкие к нему переходные породы (гранитоиды) состоят из кварца, полевых шпатов, слюды, иногда роговой обманки или авгита. Это самые распространенные из всех магматических пород. Цвет породы определяется цветом полевых шпатов (от серого до разных оттенков красного).
При высоких показателях плотности и прочности при сжатии гранит является хрупким, так как его прочность при растяжении в 40–60 раз больше прочности при сжатии. У гранита малое водопоглощение – менее 1 %, высокая морозостойкость – более 200 циклов, хорошая сопротивляемость истиранию, высокая теплопроводность.
Граниты хорошо обрабатываются (обтесываются, шлифуются и полируются). Наиболее высокими показателями свойств обладают мелкозернистые граниты.
Гранит используют для облицовки монументальных зданий и гидротехнических сооружений, плит для полов, ступеней, материалов для дорог, крупного заполнителя для бетонов, бутового камня и т. п.
Сиенит в отличие от гранита не содержит кварца, а состоит в основном из полевого шпата и темноокрашенных минералов (до 15 %). По внешнему виду похож на гранит, но в нем выражена среднезернистая структура, а окраска несколько темнее. Свойства сиенита близки к свойствам гранита, но он менее стоек к выветриванию и легче обрабатывается.
Диорит примерно на 3/4 состоит из полевых шпатов и содержит до 25 % темноокрашенных минералов. Диорит характеризуется мелко– и среднезернистым строением и серо-зеленым или темно-зеленым цветом. По строительным свойствам не уступает гранитам, обладает высокой ударной вязкостью и хорошо полируется. Чаще всего диорит применяют при облицовочных работах и в дорожном строительстве.
Габбро состоит в основном из полевого шпата (до 50 %) и темноокрашенных минералов, чаще авгита, а также роговой обманки, оливина. Представляет собой поликристаллическую породу от темно-серого до черного цвета. Габбро применяют в виде штучных изделий для облицовок, дорожных покрытий, щебня для бетонов и других целей.
Порфиры–В излившиеся горные породы, близкие по химическому составу к гранитам (кварцевый порфир), сиенитам (бескварцевый порфир), диоритам (порфирит) и характеризующиеся порфировой структурой. Вследствие неоднородного строения порфиры менее устойчивы к выветриванию, слабее сопротивляются истиранию, чем глубинные породы. Другие строительные свойства порфиров близки к свойствам глубинных пород.
Трахит – излившаяся порода, имеющая тот же минеральный состав, что и сиениты, но более пористая, так как отвердевала на поверхности земли. Его применяют в качестве стенового материала и щебня для бетонов.
Андезит – аналог диорита, но отличается от них порфировой структурой. Плотные андезиты применяют в качества кислотоупорных плит и щебня для кислотоупорного бетона.
Диабаз по минеральному составу аналогичен габбро. Окраска – от темно-зеленой до черной. Структура кристаллическая с зернами разной крупности, иногда порфировая. Диабазы, особенно мелкозернистые (например, онежские), имеют высокую прочность – до 450 МПа, большую ударную вязкость и малую истираемость, способны раскалываться на куски сравнительно правильной формы. Используют диабаз для изготовления дорожных материалов (брусчатки, шашки, бортового камня), щебня для бетона, иногда для облицовочных работ, а также в качестве сырья для каменного литья и кислотоупорных изделий.
Базальт (как и диабаз, аналог габбро) представляет собой плотную тяжелую породу, имеющую скрытокристаллическое или стекловатое, а иногда порфировое строение. Базальт имеет темно-серый или почти черный цвет, характеризуется высокой прочностью – до 500 МПа. Вследствие наличия в стекловатой массе трещин и пор, возникших при остывании магмы, или при порфировой структуре прочность базальтов может резко колебаться, иногда снижаясь до 100 МПа. Большая твердость и хрупкость базальтов затрудняет их обработку. Их широко используют как дорожный материал, в качестве щебня для бетона, для кислотоупорных материалов, а также каменного литья и производства минеральной ваты.
Порошкообразные частицы до 1 мм называют вулканическими пеплами, крупностью до 5 мм – вулканическими песками, а от 5 до 30 мм (реже крупнее) – пемзой. Эти породы имеют пористое строение, небольшую плотность и малую теплопроводность.
Пемзу и пемзовые пески используют как заполнитель в легких бетонах, при производстве тепло– и звукоизоляционных материалов и в качестве шлифующего материала. Так как эти породы состоят из аморфного кремнезема и вулканического стекла, то в тонкоизмельченном виде их используют в качестве активных добавок к минеральным вяжущим веществам.
Вулканические туфы образовались в результате последующего уплотнения, спекания или цементации природными цементами вулканического пепла. К наиболее уплотненным вулканическим туфам относятся трассы. Если же при извержении к жидкой лаве примешивается значительное количество вулканических пеплов и песков, то образуются породы, называемые туфовой лавой. Большинство вулканических туфов и туфовых лав имеет пористое строение, небольшую плотность и малую теплопроводность. Эти породы обладают разнообразной окраской и легко поддаются технологической обработке.
Туфы применяют для кладки стен в виде пиленых камней правильной формы и бута, а в дробленом виде – в качестве заполнителей для легких бетонов.