Геологическое строение триасовых отложений адыгейского выступа и перспективы их использования в качестве облицовочного камня

Физико - механические показатели свойств камня.

Минералогический состав.

- кальций – 94%

- гематит, кварц – 6%

Физико – механические свойства:

- обьемная масса – 2680 кг/м3

- водопоглащение – 0,24%

- пористость – 1,3 – 1,5%

-предел прочности при сжатии  – 742 кгс/см2

- морозостойкость – 25 циклов

- истираемость – 0,48 – 1,5 г/см2

- предел прочности при изгибе  – 742 кгс/см2

- сопротивление удару – 25см

- коэффициент размягчения - 0,88

Месторождение на участке № 4 разведано по категории В + С1. Запасы облицовочного известняка составляют 650 тыс. м3. характер залегания пород на участке – моноклинальный с общим восточном падении пластов 5 – 10. Породы окрашены в красные тона (от розового до сургучного) и являются декоративными и высокодекоративными.

Выход блоков составляет 22%. Учитывая возрастную моналитность пород по мере углубления карьера, следует ожидать в дальнейшем повышении блочности пород и одновременно увеличение выхода плит.

Блоки природные из природного камня для производства облицовочного, архитектурно – строительных, мемориальных и других изделий, а так же могут быть использованы для внутренней и внешней облицовки.

Мраморизованный известняк скальной вскрыши и отходы камнепиления могут быть использованы для производства щебня и песка, отвечающие требованиям ГОСТ 8267 – 82 «Щебень из природного камня для строительных работ», ГОСТ 22856 – 89 «Щебень и песок декоративный из природного камня». Отходы камнепиления так же могут быть использованы для изготовления кирпича с помощью гиперпресования.

Помимо этого, исходя из физико – механических и химических свойств, он может быть использован для производства известковых вяжущих, конвертной извести в горной металлургии, для производства темного стекла, в бумажной промышленности, в производстве сухих строительных и штукатурных смесей.

Горнотехнологические условия позволяют увеличить производительность карьера в 2 – 3 раза при условие высокого спроса на этот камень.

2, Бесленеевское месторождение известняков – 7 участок «Белый бугор» расположено в непосредственной близости от станици Бесленеевской. Ближайшая ж/д станция Мостовская находится в 25 км. Район месторождений тяготеет к северному склону реки Ходзь.

Генетически месторождение относится к типу осадочных. Микроскопически полезное ископаемое представляет собой белую, мелоподобную, относительно однородную массу, легко поддающуюся распиловки на блоки. Известняки относятся к типу органогенных пород. Органические остатки (мшанки) составляют их основную часть (от 60 до 90%). Размеры мшанок достигает 0,2 мм. Стенки их выполнены арогонитом, а нейтральная часть – скрытозернестым кальцитом. Также известняк бесленеевского месторождения включает в себя кварц и глауконит. Кварц представлен угловатыми обломками размером  до 0,1 мм, а глауконит изометричными зернами аналогичных размеров. Цементирующей массой полезного ископаемого является скрытозернестый кальцит. Полезная толща содержит в себе включения кремня в виде жилваков размерами до 0,12 мм, линз и прослоев до 0,27 м. По плоскостям наслоения в полезном ископаемом Бесленеевского месторождения прослеживаются тонкие (1-2 см) прослои глин. Кроме того, продуктивная толща включает в себя два слоя зеленовато – серых рассланцованных бентонитовых глин мощностью от 0,2 до 1,95 м, залегающих на глубине:

- верхний – от 3,3 до 19,0 м

- нижний – от 10,7 до 29,8 м

Пласт резинового ископаемого делится глинами на – верхний, мощностью до 13,4 м и нижний до 18,0 м.

В гидрогеологическом отношении Бесленеевское месторождение находится в благоприятных условиях. Грунтовые воды в пределах разведанной полезной толщи отсутствуют. Балансовые запасы по категории А+В+С составляют 1276400 м3.

Физико – механические свойства

- водопоглещение – 11,1%

- объемная масса – 1960 кг/м3

- предел прочности при сжатии  в сухом состоянии – 25,2 МПа

- предел прочности при сжатии  в водонасыщенном состоянии – 16,6 МПа

- снижение прочности при сжатии  в водонасыщенном состоянии – 27%

- истираемость – 3,7 г/см2

- морозостойкость – 25 циклов

- радиоактивность – 1 класс

 

Требования к качеству минерального сырья.

По направлению использования природного камня выделяют стеновой (штучный, строительный, пильный) и облицовочный (блочный) камень, соответственно подразделяются и их месторождения.     Основной продукцией карьеров стенового камня являются стеновые камни и блоки, предназначенные для кладки стен, перегородок и других частей зданий и сооружений. Стеновые камни могут быть из известняка, туфа, травертина и других мягких пород с пределом прочности на сжатие до 40-50 МПа.     Применение стеновых камней в строительстве объясняется его высокой экономической эффективностью. Так, например, себестоимость 1 м3 стенового камня примерно в 2-5 раз ниже себестоимости кирпича того же объема. Удельные капитальные затраты при добыче природного стенового камня существенно ниже (до 3-3,5 раз), чем при производстве искусственных каменных блоков.     Наряду со стеновыми камнями и блоками, а также с блоками для производства облицовочных изделий непосредственно на карьерах природного камня получают продукцию в виде ступеней, бортовых камней, накрывных плит, брусчатки, облицовочных пиленых плит и других изделий.    Цельные ступени предназначаются для устройства наружных и внутренних лестниц и изготовляются из пород прочностью при сжатии от 50 до 160 МПа. Высота ступеней 150 мм, ширина 300 мм, длина от 500 до 1600 мм.     Бордюрные камни, изготовленные из изверженных и плотных осадочных пород, служат для отделения проезжей части улиц от тротуаров, газонов, площадок, остановок и др. В зависимости от назначения и формы изготовления они подразделяются на прямые-рядовые, прямые-въездные, криволинейные и угловые. Предел прочности при сжатии допускается не менее 100 МПа, для осадочных пород - не менее 60 МПа. Морозостойкость для изверженных пород - не менее 100 циклов, для осадочных - не менее 50.     Накрывные плиты предназначены для покрытия верхних частей подпорных стен, оград, парапетов и других сооружений. Длина плит от 500 до 1000 мм, ширина - 500 мм, высота - 150 мм. Предел прочности при сжатии может быть в интервале от 50 до 160 МПа. Наружные поверхности накрывных плит - чистотесанные.     Большую часть изделий составляют плоские облицовочные плиты. Их изготавливаются из блоков природного камня путем распиливания на камнерезных станках или выпиливаются из породного массива непосредственно и предназначаются для наружной и внутренней облицовки зданий и сооружений. Выход облицовочных плит из 1 м3 блоков может достигать 30-35 м2 в пересчете на толщину 10 мм.     Критерии оценки и требования к качеству облицовочного камня могут сильно варьировать в зависимости от области его применения. Так ступени и плиты для использования в общественных местах должны изготавливаться из породы, удовлетворяющей повышенным требованиям к истираемости (при интенсивности движения до 500 чел./час - не более 2,2 г/см2; от 500 до 1000 чел./час - не более 1,5 г/см2; более 1000 чел./час - не более 0,5 г/см2). Для изготовления деталей очагов и каминов необходима термостойкая порода (“горшечный камень” и т.п). Самые высокие требования предъявляются к камню, использующемуся в особо ответственных сооружениях (гидротехнические сооружения, атомные электростанции, хранилища радиоактивных отходов и т.д.)

Камень в натуре

Что бы ни говорили, а природу никому еще перехитрить не удалось. Мы только стараемся приблизиться к ней, создавая искусственные строительные материалы, которые при всех своих неоспоримых преимуществах на самом деле являются только искусными подделками своих натуральных предков. Вот, например, природный камень. Его долговечность, прочность и красота - естественным образом являются критериями всех искусственных изысков в строительной области.

Собственно основные свидетельства развития человеческой культуры дожили до наших дней исключительно потому, что они каменные. Античные скульптуры и руины древних зданий не стареют. Их ценность не только в искусстве великих мастеров, но и в шарме вечности, лежащем на них. Недаром от пути, проторенного в древности в области строительства и искусства, человечество отказываться не собирается. Просто в наши дни произошли существенные изменения в области культуры применения натурального камня и в уровне его потребления.

Сегодня в мире существует более 8000 разновидностей природного камня. Самые применяемые из них: мрамор, гранит, лабродорит, сланец, известняк и песчаник. Архитекторы, строители и дизайнеры используют камень для облицовки зданий, отделки полов и стен, делают из него предметы интерьера типа каминов, колонн, ваз, столешниц, ну а скульпторы продолжают соперничать с античными мастерами в художественной области. Только стоит это, несмотря на технический прогресс, по-прежнему дорого.

Дело в том, что технология добычи облицовочного камня принципиально отличается от технологии разработки месторождений других твердых полезных ископаемых. Здесь нельзя бездумно разрушать горную породу для получения кусков удобных размеров, например, с помощью взрывов, а нужно очень бережно извлекать блоки декоративного камня из массива. Любое повреждение, даже незаметные на первый взгляд волосяные трещины при последующей обработке непременно дадут о себе знать, начнут увеличиваться. К сожалению, дефекты эти не устранимы, а, следовательно, не дают возможности использовать добытый с трудом красивый материал по назначению. На автоматизированный поток добычу облицовочного камня не поставишь, тут нужны в основном механические способы воздействия: обуривание, резка, пиление, вырубка, раскол, откол и т.д.

Облицовочный камень как строительный материал, характеризуется:

·  декоративностью;

·  прочностью;

·  долговечностью;

·  обрабатываемостью;

·  абразивностью;

·  блочностью.

Декоративность, или проще сказать природная красота камня. Существует методика, позволяющая по сумме показателей, таких как уникальность, цвет, рисунок, фактура и пр., определить класс декоративности, а значит, и ценности породы. Здесь играет роль насыщенность тона, однородность, оттенок цвета, структура, просвечиваемость, полируемость и др. параметры.

 

 

КЛАСС	СТЕПЕНЬ ДЕКОРАТИВНОСТИ	ОЦЕНКА, В БАЛЛАХ
1 класс	высокодекоративный	32
2 класс	декоративный	23-32
3 класс	малодекоративный	15-23
4 класс	недекоративный	15

 

Прочность камня определяется пределом прочности на сжатие. Добыча блоков из прочных пород может производиться буровзрывным или буроклиновым способами, а некоторые разновидности кварцесодержащих пород могут добываться при помощи термогазоструйного оборудования. Добыча блоков пород средней прочности ведется механическим способом с помощью камнерезных машин с кольцевой фрезой и канатных пил. Добыча блоков мягких пород производится, как правило, камнерезными машинами с дисковыми пилами.

ГРУППЫ ПО ПРОЧНОСТИ	ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ ПРИ СЖАТИИ, МПа	ОБЪЕМНАЯ МАССА, т/м3
Прочные (группы гранитов, базальты, кварциты)	10-400	2,5-3,0
Средние (туфы, мрамор, известняки, песчаники)	25-160	1,9-2,45
Мягкие (вулканические туфы, известняки-ракушечники, гипсовые породы)	0,4-40	1,1-2,4

 

ГРУППЫ ПО ДОЛГОВЕЧНОСТИ	ГОРНЫЕ ПОРОДЫ	СРОКИ ПОЯВЛЕНИЯ ПЕРВЫХ ПРИЗНАКОВ РАЗРУШЕНИЯ, лет
Самые долговечные	Кварцит, мелкозернистый гранит	500-650
Долговечные	Крупнозернистый гранит, сиенит, лабрадорит	200-250
Относительно долговечные	Белый мрамор, плотный песчаник, плотный известняк	100-150
Недолговечные	Цветной мрамор, известняк, гипсовый камень	25-75

Долговечность - способность камня длительное время сопротивляться атмосферным воздействиям, сохраняя при этом первоначальные физико-механические свойства и внешний вид.

 

Обрабатываемость определяется способностью камня той или иной горной породы поддаваться обработке. Эта величина зависит не только от физико-химического состава материала, но и от способа и технологии его обработки. Например, производительность алмазно-дисковой распиловки во много раз выше алмазно-штрипсовой распиловки. Легче всего обрабатываются высокопористые камни, такие как известняки-ракушечники, пемзы, туфы, которые плохо полируются и отличаются более слабыми прочностными характеристиками. Малопористые породы, такие как граниты, кварциты и пр., трудно обрабатывать, но и качество облицовочных свойств у них, безусловно, выше.

Абразивность камня определяется степенью износа инструмента в процессах его добычи и обработки. По существующей классификации гранитные породы относятся к материалам с повышенной и высокой абразивностью, а мрамор, наоборот, отличается малой абразивностью.

Блочность породы - параметр, определяющий производительность выхода качественных блоков из горной массы. Например, для гранитоидов блочность считается хорошей, если выход блоков размером более 1 м3 составляет более 30%, а для габброидов - более 20%. Но это не предел, существуют разновидности редких высокодекоративных камней, у которых показатель блочности значительно ниже, и тем не менее их добыча считается достаточно эффективной.

Критерии оценки и требования к качеству облицовочного камня могут сильно зависеть от области его применения. Ступени лестниц и половые плиты должны изготавливаться из породы, удовлетворяющей повышенным требованиям к истираемости. Для изготовления каминов применяются только термостойкие породы. Самые высокие требования предъявляются к камню, использующемуся в особо ответственных сооружениях (гидротехнические сооружения, атомные электростанции, хранилища радиоактивных отходов и т.д.). Ну а для отделки интерьеров особо ценятся камни, отличающиеся высокой декоративностью.

Наиболее популярны в строительстве гранитные и мраморные облицовочные камни. Сухой текст технических документов гласит, что породы группы гранитов в естественном и дробленном виде применяют для производства фундаментальных, облицовочных, настилочных, бортовых, тротуарных камней, лестничных ступеней, блоков для памятников и скульптур, камней для инженерных сооружений, жерновов и пр. В переработанном виде они служат заполнителями тяжелых бетонов и растворов различного назначения, заполнителями асфальтовых бетонов, наполнителями пластмасс, резин и прочих полимеров, сырьем для каменного литья, стекла, стекловолокна, стеклопластиков, стекловаты и пр. породы группы мраморов в естественном и дробленном виде применяют в качестве облицовочных и настилочных плит; лестничных ступеней, блоков для памятников и скульптур, электротехнических досок, деталей бытового назначения, крошек и порошков различного назначения. В переработанном виде они служат заполнителями мозаичных бетонов, сырьем и компонентом для производства цемента, стекла, стекловаты, стекловолокна и пр.