Механические отложения (обломочные породы)

Механические отложения подразделяются на рыхлые, к которым относятся гравий, щебень, песок, глины и цементированные породы песчаники, конгломераты и брекчии.

Рыхлые обломочные породы подразделяются по размерам обломков на крупнообломочные - размер кусков более 2 мм (гравий с окатанными зернами и крупные пески), среднеобломочные (пески с размером зерен от 0,14 до 2 мм), мелкообломочные (пылеватые частицы размером 0.01-0.14 мм, тонкообломочные (глины, ил и лесс с размером частиц менее 0,01 мм). Щебень, гравий и песок применяются для отсыпки насыпей, балласта, заполнителей для бетонов и растворов. Глина используется в производстве вяжущих и керамических материалов.

Обломочные породы, частицы которых связаны между собой каким-либо минеральным связывающим веществом (кремнеземом, кальцитом и др.), называют цементированными породами. Это конгломераты (цементированный гравий), брекчии (цементированные зерна щебня) и песчаники (цементированные зерна песка).

Песчаники - состоят из зерен кварцевого песка (реже из песка полевого шпата), сцементированного природным цементом, например, карбонатом кальция, водным кремнеземом, гипсом, глинистыми минералами (рис. 4 а).

В зависимости от цементирующего вещества песчаники называют известковыми, кремнистыми, глинистыми. Цвет их зависит от цвета цементирующего вещества. Наибольшее применение в строительстве получили известковые и кремнистые песчаники (глинистые песчаники не водостойки).

В известняковых песчаниках зерна песка сцементированы кальцитом и доломитом, их показатели, р_о=2,3-2,5 т/м³, R_сж ⁼50-100 МПа, Кремнеземистые песчаники состоят из кварцевого песка, сцементированного водным кремнеземом (минерал опал). Они обладают высокой стойкостью, в том числе и кислотостойкостью, значительной водо- и морозостойкостью, их показатели: р₀=2,3-2,6 т/м³, R_сж = 100-250 МПа.

Рис. 4. Строение осадочных горных пород; а) песчаник; б) известняк-ракушечник; в) диатомит; 1 - цементирующее вещество; 2 - зерна песка

Песчаник содержит железные руды, которые могут придавать камню различную окраску. Самыми недолговечными считаются глинистые песчаники. За счет мелкозернистой воздухопроницаемой структуры песчаник впитывает воду и быстро стирается, что является существенным недостатком. Но по морозоустойчивости он превосходит некоторые вида цветного мрамора. Песчаник может укладываться на обычный цемент.

Песчаник в основном используется в ландшафтном строительстве. Его часто используют для облицовки стен, лестниц, заборов, оград, цоколей, альпийских горок, мощения пешеходных и автомагистралей. Из него делают заборы, дорожки, ступени, им оформляют водоемы и фонтаны. Песчаник содержит кварц, что делает его разнообразным. Доступная цена (от 5 $/м²) позволяет использовать песчаник в комплексном строительстве.

Песчаник - мелкопористая воздухопроницаемая порода. Состоит главным образом из частиц кварца с добавлением других минералов (кремнезема, карбоната). Очень часто содержит железные руды, которые придают ему привлекательную окраску. Цвет камня (в зависимости от месторождения) может изменяться от почти белого до красного, коричневого, серого и даже сине-зеленого. Песчаник по многим параметрам уступает мрамору и граниту, особенно по истираемости и водопоглощению (самыми недолговечными являются глинистые песчаники). Но по морозоустойчивости (50 циклов и более) он превосходит некоторые виды цветного мрамора. К тому же этот камень в прямом смысле слова лежит под ногами: для его добычи не нужно рыть карьер или использовать сложную технику - песчаник залегает прямо на поверхности. Это дешевый строительный материал: 1м² ростовского или новороссийского песчаника стоит в Москве от $5 до $25 (при толщине 10-23 мм).

При облицовке зданий песчаник укладывают не ровными рядами, а свободно, подгоняя камни друг к другу обыкновенным молотком. Швы делают нарочито крупными. В ход идут даже самые маленькие куски, поэтому песчаник не имеет себе равных по экономичности. Чем менее правильным получается рисунок кладки, тем интереснее выглядит облицовка. В отличие от мрамора и гранита, песчаник укладывается на обыкновенный цемент. Из этой породы делают заборы, дорожки, ступени, оформление водоемов, фонтанов и альпийских горок. В интерьере очень выигрышно смотрится камин, отделанный песчаником. Камень поставляется плитами толщиной 10-50 мм или валунами. Плитняк (камень для пола) потоньше - 2-6 мм. Самый толстый – «барашек», одна сторона которого обработана, а другая сохраняет дикую, естественную структуру.

Конгломераты и брекчии используют в качестве заполнителей для бетонов, для изготовления штучного камня и облицовочных плит.

Химические осадки

К химическим осадкам относят некоторые виды известняков, известковые туфы, магнезиты, доломиты, гипс, Состоят они, как правило, из минералов группы сульфатов и карбонатов (СаСО₃, МgСО₃, СаSО₄ ).

Известковые туфы - образовались в результате выпадения СаСО₃ из источников подземных углекислых вод. Обычно туфы мягки и легко поддаются распиловке. Туфы имеют пористое ноздреватое строение. Разновидность известкового туфа - травертин - имеет плотное мелкозернистое строение, R_сж до 80 МПа и обычно используется как декоративный камень для облицовки зданий.

Магнезит МgСO₃- порода кристаллического, а иногда аморфного строения состоит, в основном, из минерала магнезита. Иногда содержит примеси углекислого кальция и железа. Цвет его белый, желтоватый до бурого. Используется для изготовления огнеупорных изделий, а также в качестве сырья для производства магнезиального вяжущего - каустического магнезита.

Доломит - порода зернистой, оолитовой и кристаллической структуры, состоит в основном из минерала доломита, с примесью глины, окиси железа и др. Цвет серый, желтый до бурого. По свойствам доломиты близки к плотным известнякам: ρ_о =2,2-2,8 т/м³ , R сж=15-20 МПа, несколько выше, чем у плотного известняка. Применяют их в качестве строительного камня и щебня для- бетона, для получения огнеупорных материалов и вяжущего вещества - каустического доломита.

Гипс - СаSO₄ ∙2Н₂О - осадочная порода белого или серого цвета, состоит из минерала того же названия. Гипсовый камень имеет р_о=2,0-3,0 т/м³, R сж до 30 МПа и невысокую стойкость. Используется главным образом для производства гипсовых вяжущих веществ и в качестве добавки при производстве портландцемента.

Ангидрид - СаSO₄ - состоит, в основном, из одноименного минерала ангидрита. Ангидрит отличается от гипса, цвет голубовато-белый до серого с разными оттенками. Ангидрит применяют для получения вяжущих и для внутренней облицовки зданий.