Магматические эффузивные горные породы

Вариант 8

1. Магматические эффузивные горные породы. Условия образования. Минералогический состав, свойства, области применения отдельных представителей.

Условия образования:

эффузивные (или излившиеся) - образуется при застывании лавы на поверхность земли в условиях низкого давления и быстрой отдачи тепла и газовых компонентов. Для этих горных пород характерно аморфное или порфировое строение.

Минералогический состав магматических горных пород:

Все главные породообразующие минералы магматических горных пород можно разделить на четыре группы: 1) кварц, 2) полевые шпаты, 3) слюды и 4) темноокрашенные. Последние в отличие от почти бесцветных кварца и полевых шпатов являются сильно окрашенными.

Кварц. В породах кварц (кристаллический кремнезем - SiO2) по преимуществу присутствует в виде обыкновенного кварца — непрозрачных или только слабо просвечивающих плотных зерен, имеющих стеклянный блеск и окрашенных в разнообразные цвета.

Весьма характерно для кварца, что кислоты на него не действуют, за исключением плавиковой. Благодаря химической инертности, кварц почти не выветривается, вследствие чего он является последним остатком от разрушения пород, его содержащих. В то время как остальные минералы превращаются в тончайшие продукты разрушения (глину), кварц образует песок.

Полевые шпаты. К полевым шпатам относится группа из многих минералов, обладающих близкими физическими и химическими свойствами. Все минералы этой группы характеризуются светлыми оттенками разнообразных цветов. От кварца они отличаются меньшей твердостью (6 по шкале Мооса) и присущей им совершенной спайностью.

А эффузивные породы появляются на поверхности земли в условиях низкой температуры, атмосферного давления. При быстрой отдаче теплоты и выделении газа из лавы образуется большое количество пор, которое сохраняется и после затвердевания. В связи с этим обладают неполнокристаллической структурой с обилием аморфного стекла, неоднородной текстурой и чередованием в ее объеме участков с неодинаковыми составом и структурой.

Кварц применяют для изготовления недорогих ювелирных изделий, также для получения химически чистого кремния.

Полевой шпат применяют в промышленности. В составе полевого шпата глина, из которой делают фарфор. Еще  его применяют для покрытий сварочных электродов. Так же используют для внутренней отделки и мелких изделий. 
2. Высокообжиговые гипсовые вяжущие вещества: андигдритовый цемент и эстрих- гипс, свойства и область применения.

Ангидритовое вяжущее (ангидритовый цемент), состоит преимущественно из нерастворимого ангидрита. Его изготовляют обжигом природного гипса при 600...700 °С и последующим помолом обожженного продукта с добавками — активизаторами твердения пли из природного ангидрита без обжига путем его совместного помола с теми же. добавками. В качестве активизаторов твердения используют вещества, отличающиеся щелочным характером (известь, обожженный доломит, основные доменные шлаки и др.), а также некоторые соли (сульфат и бисульфат натрия и др.). Высокообжиговые гипсовые вяжущие вещества применяют для устройства бесшовных полов и подготовки под линолеум, приготовления штукатурных и кладочных растворов, бетонов, искусственного мрамора.

Ангидритовые вяжущие получают обжигом при температуре 600-950 °С двуводного гипса CaSO4 x 2H2O или ангидрита CaSO4. Их можно изготавливать без обжиговым способом — помолом природного ангидрита с активаторами твердения.

Высоко обжиговые гипс (эстрих - гипс) получают обжигом природного гипсового камня CaSo4*2H2O до высоких температур (800…950°С). При это происходит частичная диссоциация с образованием СаО. Последний служит активатором твердения ангидрита. Окончательным продуктом твердения такого вяжущего является двуводный гипс, определяющий эксплутационные свойства материала. Технологические же свойства эстрих- гипса существенно отличается от свойства обычного гипса. Сроки схватывания: начало не ранее 2ч., конец- не нормируется. Благодаря пониженной водопотребности  30-35%. После затвердевания образует более плотный и прочный материал. Прочность образцов- кубиков  из раствора жесткой консистенции состава вяжущее: песок= 1:3 через 28 суток твердения во влажных условиях 10…20 МПа. По этому показателю устанавливают марку эстрих- гипса 100; 150 или 200 (кгс/см2)

Эстрих- гипс и ангидритовый цемент применяют для кладочных и штукатурных растворов( в том числе и для получения искусственного мрамора), устойчива бесшовных полов, оснований под чистые полы.

 

3. Требования, предъявляемые к  крупному заполнению тяжелых  бетонов.

 В качестве  крупных заполнителей для тяжелых  бетонов используют щебень и  гравий из плотных горных пород  по ГОСТ 8267, а также щебень из  попутно добываемых пород и  отходов горнообогатительных предприятий по ГОСТ 23254.

В качестве мелких заполнителей для бетонов используют природный песок и песок из отсевов дробления пород на щебень и их смеси, соответствующие требованиям ГОСТ 8736.

 Крупный  заполнитель в зависимости от  предъявляемых к бетону требований  выбирается по следующим показателям: зерновому составу и наибольшей  крупности, содержанию пылевидных  и глинистых частиц, вредных примесей, форме зерен, прочности, содержанию  зерен слабых пород, петрографическому  составу и радиационно-гигиенической  характеристике. При подборе состава  бетона учитываются плотность, пористость, водопоглощение, пустотность заполнителей. Крупные заполнители должны иметь среднюю плотность зерна от 2000 до 2800 кг/м3.

При приготовлении бетонной смеси их следует применять в виде раздельно дозируемых фракций. Наибольшая крупность заполнителя должна устанавливаться в стандартах, технических условиях или рабочих чертежах бетонных и железобетонных конструкций.

Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из изверженных и метаморфических пород, щебне из гравия и в гравии не должно превышать для бетонов всех классов по прочности 1% по массе. Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных пород не должно превышать для бетонов класса В22.5 и выше - 2% по массе; класса В20 и ниже — 3% по массе.

Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в крупном заполнителе не должно превышать 35% по массе.

 

4. Газосиликат и пеносиликат. Их отличие от газо- и пенобетонов.

1) Составом

пено: цемент, известь, песок и вода

газо: цемент, песок, пенообразователь

2) Методом  производства

пено: блоки нарезаются в нужный размер и набирают прочность под воздйствие давления и температуры

газо: блоки заливаются нужного размера и набирают прочность в естественных условиях

3) Значением  характеристик, при равных плотностях  газоблоки обладают большей или равной прочностью и морозостойкостью и меньшим влагопоглощением, при этом их теплопроводность ниже, т.е. лучше.

4) Пенобетон  как правило изготовляют кустарным  образом (на рынке представленны 2-3 завода против 30 газобетонных),а газобетон промышленным со всеми вытекающими последствиями в рамках качества и соответствия заявленным характеристикам.

Как они различаются:

Приставка "силикаты" обозначает автоклавную обработку блоков.

Где ее нет - это значит, что твердение блоков происходит в обычных условиях или, проще говоря, на улице или крытых помещениях.

В составе газосиликатов: цемент, известь, гипс, песок кварцевый, вода, алюминевая пудра, эмульсол.

В составе пеносиликатов: цемент, известь, песок кварцевый, вода, пенообразователь.

Газо – обозначает, что поризация в блоках происходит за счет выделения газа (водорода) при реакции алюминиевой пудры или пасты.

Пено - обозначает, что поризация в блоках происходит за счет введения в раствор технической пены, устойчивой к разрушению, которую получают из пенообразователей (которые также применяются в мыле, шампунях).

Газосиликаты и пеносиликаты производить кустарным способом не получится, так как производство не из дешевых и требует очень серьезного подхода – автоклавы, мощности по пару (котельная), большие электрические мощности, значительные производственные площади, ну и, конечно, квалифицированный персонал.

По качеству, конечно, на много лучше силикаты, то есть те, которые прошли автоклавную обработку под давлением и паром. Так как у газосиликатов поры открытые, а у пеносиликатов закрытые, в силу природы их происхождения, то и водопоглащение (гигроскопичность) и теплопроводность у них меньше, а соответственно и морозостойкость больше. То есть они лучше в этом плане. А вот по прочности у них одинаковые значения (при равных условиях производства).

5. Какая величина характеризует  теплопроводность материалов и  от чего она зависит?

Теплопроводность — свойство тел перераспределять тепло от более нагретых частей к менее нагретым. Это свойство не зависит от размера тела, но зависит от температуры. Чем выше теплопроводность вещества, тем лучше через него передается тепло. Например, у шерсти более низкая теплопроводность, чем у металла, поэтому если ребенок потрогает языком зимой свою рукавичку, то с ним ничего не случится. Если же он решит попробовать на вкус металлическую дверную ручку, то влага на его языке заледенеет, и язык примерзнет.

Коэффициент теплопроводности - это относительная величина, характеризующая теплопроводность материала и определяемая как количество теплоты, которое проходит за 1 час через материал, имеющий толщину 1 метр и площадь 1 квадратный метр при разнице температур на входе и выходе в 1 градус по Цельсию. Чем больше коэффициент теплопроводности материала, тем хуже его теплозащита, поскольку большее количество теплоты способно пройти через материал.

С увеличением плотности однородных по­ристых материалов возрастает их теплопроводность, и наоборот. Однако четкая зависимость между плотностью и теплопроводностью наблюдается лишь у некоторых материалов с влажностью менее 7%.

Теплопроводность пористых материалов ниже, чем плотных. Это объясняется тем, что в пористых материалах тепловой поток проходит как через вещество материала, так и через поры, заполненные воздухом. Очень низкая теплопроводность воздуха оказывает значительное сопротивление прохождению теплового потока. Однако при одинаковой пористости теплопроводность пористых материалов тем меньше, чем мельче размер пор, поскольку в крупных порах происходит передача теплоты конвекцией. Перенос теплоты движением воздуха возрастает при наличии сообщающихся крупных пор. Материалы с замкнутыми порами менее теплопроводны, чем с сообщающимися.