Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Раздел 1, Строительное материаловедение 5 страница






В зависимости от природы армирующих волокон различают следующие композиты, например, на полимерной матрице: стек­лопластики, углепластики, боропластики, органопластики и т.д. То же и на других матрицах.

Различают композиты и от способов армирования: компактно- образованные из слоев, армированных параллельно-непрерыв­ными волокнами, армированные тканями с хаотическим и про­странственным армированием.

В зависимости от вида армирования композиты могут быть разделены на две группы: дисперсно-упрочненные и волокнистые, которые отличаются структурой и механизмом образования вы­сокой прочности.

Дисперсно-упрочненные композиты представляют собой мате­риал, в матрице которого равномерно распределены мелкодис­персные частицы, оптимальное их содержание 2-4%. Но эффект упрочнения связан с размерами частиц и их сближением, т.е. кон­центрацией. Например, при упрочнении мелкими частицами d - 0, 001-0, 1 мкм объемная концентрация может доходить до 15%; при частицах более 1, 0 мкм объемная концентрация может быть 25% и более. При этом повышается прочность, твердость, тепло­стойкость, сохраняется эластичность (например, матрица - битум, каучук, полимер; упрочняющие частицы - мел, слюда, углерод, кремнезем, известняк). В таких материалах при нагружении всю на­грузку воспринимает матрица.

В волокнистых композитах высокопрочные волокна воспри­нимают основные напряжения при внешних нагрузках и обеспечи­вают жесткость и прочность композита. Особенность волокнистой композиционной структуры заключается в равномерном распреде­лении волокон в пластичной матрице, объемная доля их может достигать 75% и более.

Армирующие волокна должны удовлетворять комплексу экс­плуатационных и технологических требований. К первым относят­ся требования по прочности, жесткости, плотности, стабильности свойств в определенном температурном интервале, химической стойкости и т.п.

Теоретическая прочность материалов возрастает с увеличением модуля упругости и поверхностной энергии вещества и падает с увеличением расстояния между соседними атомными плоскостями (см. табл. 1.3 и формулу (1.28)).

Таким образом, высокопрочные твердые тела должны иметь вы­сокие модули упругости и поверхностную энергию и возможно большее число атомов в единице объема. Этим требованиям удов­летворяют бериллий, бор, углерод, азот, кислород, алюминий и кремний. Наиболее прочные материалы всегда содержат один из этих элементов, а зачастую состоят только из этих элементов.

При создании волокнистых композитов применяются высоко­прочные стеклянные, углеродные, борные и органические волокна, металлические проволоки, а также волокна и нитевидные кристал­лы ряда карбидов, оксидов, нитридов и других соединений. Арма­турные компоненты в композитах применяются в виде моноволо­кон, нитей, проволок, жгутов, сеток, тканей, лент, холстов.

К технологическим требованиям относятся такие, которые дают возможность создания высокопроизводительного процесса изго­товления изделий на их основе. Важным требованием также явля­ется совместимость волокон с материалом матрицы, т.е. возмож­ность достижения прочной связи волокно-матрица при сохранении исходных значений механических свойств компонентов.

Зависимости между деформациями и напряжениями различны в изотропных и анизотропных материалах. В изотропном упру­гом теле главные оси напряжений и деформаций совпадают, в анизотропном - нет. Если упрочнитель представляет собой уло­женную в определенном порядке систему волокон, то модули уп­ругости композита в различных направлениях могут существенно различаться. В таких анизотропных телах каждая компонента (матрица и упрочнитель) деформированного состояния зависит от каждой из компонент напряженного состояния. Следователь­но, в анизотропном теле главные оси напряженного и деформи­рованного состояний не совпадают.

Композиты с однонаправленной укладкой волокна называют­ся монотропными (рис. 2.1). В монотропных композитах модули упругости и коэффициенты Пуассона имеют различные значения в направлении осей. Наиболее характерным видом анизотропии для композитов является ортотропия, обладающая симметрией относительно трех взаимно перпендикулярных плоскостей. Здесь, в зависимости от монотропии, оси X и Y неравномерны.

Рис. 2.1. Монотропный Рис. 2.2. Расчетная схема простой композит модели композита

 

Матричные материалы. Матрица обеспечивает монолитность композита, фиксирует форму изделия и взаимное расположение ар­мирующих волокон, распределяет действующие напряжения по объ­ему материала, обеспечивая равномерную нагрузку на волокна и ее перераспределение при разрушении частиц волокон. Материал мат­рицы определяет метод изготовления изделий, возможность выпол­нения конструкций заданных габаритов и формы, а также параметры технических процессов и т.д. Требования, предъявляемые к матри­цам, можно разделить на эксплуатационные и технологические. К эксплуатационным относятся требования, связанные с механиче­скими и физико-химическими свойствами материала матрицы, обес­печивающими работоспособность композиции при действии раз­личных эксплуатационных факторов. Технологические требова­ния определяются процессами получения композита, т.е. совмеще­ния армирующих волокон с матрицей и окончательного формирова­ния изделия.

Целью технологических операций является обеспечение равно­мерного распределения волокон в матрице (без касания между со­бой) при заданном их объемном содержании; максимально возмож­ное сохранение свойств волокон, главное - прочности; создание дос­таточно надежного взаимодействия на границе волокно-матрица.

Границы раздела. В первую очередь адгезионное (склеивающее) взаимодействие волокна и матрицы определяют уровень свойств композитов и их работу при эксплуатации. Локальные напряжения в композите достигают максимальных значений вблизи или непосред­ственно на границе раздела, где обычно и начинается разрушение материала. Граница раздела должна обеспечивать эффективную пе­редачу нагрузки от матрицы на волокна. Адгезионная связь по гра­нице раздела не должна разрушаться под действием термических и усадочных напряжений, вследствие различия в температурном ко­эффициенте линейного расширения матрицы и волокна или в ре­зультате химической усадки связующего при его отвердении. Защи­та волокон от внешнего воздействия также в значительной степени определяется адгезионным взаимодействием по границе раздела.


§ 3. Оценка матрицы и упрочнителя в формировании

свойств композита

В дисперсно-упрочненных композитах частицы начинают ока­зывать упрочняющее действие тогда, когда они ограничивают деформацию матрицы посредством механического стеснения. Это есть функция отношения расстояния между частицами к их диа­метру, а также упругих характеристик матрицы и частиц. Обычно модуль упругости композита Ек, матрица которого VM упрочнена частицами V4, имеет меньшую величину, чем это следует по пра­вилу смесей: "

EK = EMVM + E4V4. (2.1)

Это уравнение дает данные, выраженные в виде относительной доли предельного модуля упругости. Поскольку модули упруго­сти упрочненного частицами композита должны удовлетворять следующему соотношению (равенство напряжений в компонен­тах):

EK = EME4/VME4+V4EM. (2.2)

всякое положительное отклонение от этого уравнения должно означать стеснение матрицы, т.е. упрочняющее действие частиц.

В волокнистых композитах, как указывалось выше, включает­ся два компонента - волокна и матрица, что дает высокую проч­ность на растяжение и изгиб. В этом убедимся, анализируя проч­ность волокнистого композита с помощью простой модели: вы­деленного из композита параллелепипеда объемом, равным еди­нице, армированного волокнами, расположенными параллельно (рис.2.2).

Содержание волокна VB и матрицы VM дано в долях от объема композита, принятого за единицу, следовательно:

У в + v, u = 1; VM = 1-VB. (2.3)

Осевое растягивающее усилие Рк, воспринимаемое компози­том, распределяется между двумя компонентами: волокном Рв и матрицей Рм:

РКВ + РМ. (2.4)

Переходя к напряжениям, получим распределение напряжения в композите (при /= 1)

a, = aBVB + (7M(l-VB). (2.5)

В пределах упругой работы материала, согласно закону Гука,

ак = SgEgVд + SMEU (1 - Vд). (2.6)

(2.7)
0 3 1 1» [4] й з о t> t: § || Л S 5 « S* I 10 * I о £
30
О 0, 5 I Объемная концентрация волокна Рис. 2.3. График зависимости прочности на растяжение волокнистого композита / - от объемной концентрации волокна; 2 - доля прочности, вносимая матрицей

Композит работает, как единый материал, т.е. отсутствует проскальзывание волокна в матрице, поэтому относительные деформации композита sKs волокна ев и матрицы еи равны между собой:

£ в ~£ м ~ £

Учитывая условие цельности композита, получим уравнение прочности волокнистого композита RK в следующей форме:

RK = [EBVB + EM(1-VB)] £ . (2.8)

Следовательно, модуль упругости композита Ек в рассмотрен­ном случае формируется по правилу смесей:

Ek = EbVb + Eh(1-Vb). (2.9)

Применительно к стеклопластику, принимая модуль упруго­сти стекловолокна Ев = 60000 МПа и полимерной матрицы

Ем = 2000 МПа, т.е. соот­ношение Ев: Ем - 30: 1. Содержание волокна в стеклопластике доводят до 80-90%, армируя его не отдельными волокнами, а стеклотканью. Из соот­ношения Рд/РМ = (Ед/Е, J Vg/(1-VB) видно, что уси­лие, воспринимаемое во­локнами, увеличивается по мере увеличения содержа­ния волокна и его модуля упругости (рис. 2.3). Соот­ветственно уменьшается доля нагрузки, передавае­мой на менее прочную матрицу. Прочность волокна при растя­жении и модуль упругости зависят от его толщины (рис. 2.4). Вы­сокопрочное волокно с большим модулем упругости имеет диа­метр 3-7 мкм. Модуль упругости стеклопластика, армированного таким волокном, составляет 18000-35000 МПа, он в 10-20 раз

больше модуля упругости полимера. Следовательно, модуль уп­ругости конструкционных полимерных композитов примерно такой же, как и цементного бетона.


 

 


а
О 50 100 150

Рис. 2.4. График зависимости прочности на растяжение минеральных волокон от их диаметра


 

 


Диаметр волокон, МКМ

Стеклопластики с ориентированными волокнами (типа СВАМ

- стекловолокнистого анизотропного материала) обладают большей прочностью - при растяжении до 1000 МПа и легкостью

- плотность 1, 8-2 г/см[5]. Обладая также химической стойкостью, этот материал эффективен для труб, емкостей и конструкций.

Имеются материалы, модуль упругости которых на порядок выше модуля упругости стекла. Проводятся работы по получе­нию непрерывных волокон бора, карбида кремния, углерода, а также бездефектных кристаллов оксида алюминия (сапфира), нитрида кремния и др. Стоимость таких волокон высокая и они в первую очередь будут применяться в тех областях, где стоимость материала второстепенна. Однако можно надеяться, что со вре­менем стоимость новых материалов снизится и они будут доступ­ными для строительной техники (как это произошло с алюмини­ем).

§ 4. Строительные материалы - композиты

К композитам можно отнести многие строительные материа­лы: бетон и железобетон, строительные растворы, фибробетон, асбестоцемент, древесностружечные и древесноволокнистые пли­ты и др. Они не обладают прочностью истинных композитов, но в принципе состоят из тех же компонентов: матрицы и упрочни- теля.

 

Теория композиционных материалов заключается прежде все­го в понимании композита как системы с несколькими структур­ными уровнями, скомпонованными через поверхности раздела в
единый монолит - конгломерат (от лат. conglomerate - уплот­ненный, смесь).

Строительные материалы на основе неорганических и органи­ческих вяжущих веществ иногда объединяют названием искусст­венные конгломераты в отличие от природных конгломератов, имеющихся в земной коре. Природные'и искусственные конгло­мераты образуются с обязательным цементированием полизерни­стых и другого вида заполнителей (наполнителей) - волокнистых, пластинчатых, посредством первичных связей (химических, элек­трических, металлических и т.п.) или вторичных веществ - вяжу­щих (связующих).

Свойства конгломерата в первую очередь обусловливаются сцеплением (склеиванием) связующего с заполнителем. В отсутст­вии такового компоненты материала образуют механическую смесь и проявляют независимо друг от друга индивидуальные свойства.

Неорганические и органические вяжущие обладают опреде­ленными клеющими способностями и их функции состоят в склеивании в единое целое отдельных зерен, частиц, образуя конгломерат. Поэтому все вяжущие можно считать клеями. Склеивание определяется двумя факторами: адгезией - прочно­стью сцепления клея и материала и когезией - прочностью самого клея. Нарушение склеивания может произойти по причине слабой адгезии или когезии (или же самого склеиваемого материала). В местах склейки возникает контактный слой, толщина которого у полимерных клеев равняется долям микрона, а у минеральных - 20-50 мк.

Адгезия может быть специфической и механической. Специ­фическая адгезия объясняется различными видами физико- химических связей; механическая - шероховатостью поверхности, усадочными напряжениями, защемлением, вызывающим трение и др. Адгезия в чистом виде выявляется при нормальной отрываю­щей силе, вызывающей нормальные напряжения. Высокая адге­зия возможна только при совершенном контакте клея со склеи­ваемыми поверхностями/При этом большое значение имеет чис­тота поверхности, хорошая ее смачиваемость, шероховатость - что увеличивает площадь контакта.

У минеральных клеев наилучшими адгезионными свойствами обладают растворимое стекло, магнезиальный цемент, затем портландцемент и глиноземистый; худшими - пуццолановый и шлакопортландцемент, строительный гипс и известь. Строитель­ные растворы на портландцементе с высоким содержанием
2CaOSiC> 2 показывают сцепление несколько выше, чем портланд­цемент с обычным минералогическим составом или с высоким содержанием 3CaOSiCb.

В полимерных клеях адгезионные качества определяются функциональными группами, входящими в состав молекул: на­пример, гидроксильная - ОН, карбоксильная - СООН, нитриль- ная - CN и др. Немаловажную роль при этом играют режим по­лимеризации, ряд физико-химических и технологических факто­ров и их различные сочетания (повышенное давление, температу­ра, горячее прессование и т.п.). Высокими адгезионными свойст­вами обладают эпоксидные, полиэфирные, кремнийорганические и другие смолы.

На долю искусственных конгломератов ориентировочно при­ходится 90% строительных материалов, примерно 10% приходит­ся на металлические и деревянные материалы. Но в соответствии с теориями о кристаллитом строении (мелкие кристаллы, не имеющие ясно выраженной формы) эти материалы имеют струк­туры также сходные с конгломератами. Они содержат «заполни­тель» в виде кристаллов и «вяжущую часть» - своеобразные аморфные вещества.

Таким образом, большинство строительных материалов мож­но отнести к композиционным материалам, так как в них имеют­ся в том или ином виде матрица и упрочняющий компонент. Причем последний может быть как дисперсно-упрочняющим, так и волокнистым.

Для матрицы применяют цемент, известь, гипс, битум, керами­ку, полимеры и др. Матрицей могут быть и более сложные мате­риалы, уже являющиеся композитами: строительный раствор, бетон, где матрица - цементный камень, упрочняющий компонент - мелкий и крупный заполнитель. При армировании этих компо­зитов получают как бы новые композиты - армоцемент и железо­бетон соответственно. Этот композит имеет двойное и тройное упрочнение, то есть, как отмечалось выше, системы с нескольки­ми структурными уровнями. Исходя из этих предпосылок, строи­тельные материалы можно классифицировать как композиты.

Вопросы для самоконтроля

1. Чем объясняются высокие прочностные свойства конструк­ционных композитов?

 

2. Что такое матрица и упрочняющие компоненты?


3. Из каких материалов можно получать наиболее прочные композиты?

4. Перспективы развития композииионных материалов.

Дополнительная литература

1. Современные композиционные материалы. /Под ред. JI. Браутмана и Р. Крона (пер. с англ.). - М.: Мир, 19)0.

2. Композиционные материалы: Справочник /Под ред. Д.М. Карпиноса. - Киев: Наукова думка, 1985.

3. Композиционные материалы: Справочник /Под ред. В.В. Васильева, Ю.М. Тарнопольского. - М.: Машиностроение, 1990.

Глава III. СОСТАВ, СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

§ 1. Общие сведения

Главным источником для получения строительных материалов являются горные породы, их используют как сырье для изготов­ления керамики, стекла, металла, тепло- гидроизоляционных и других материалов, а также для производства неорганических вяжущих веществ - цементов, извести и строительного гипса. Сотни миллионов кубометров песка, гравия и щебня применяют ежегодно в качестве заполнителей для бетонов и растворов.

Другим сырьевым источником для производства строительных материалов являются техногенные отходы промышленности. По­ка их использование для этих целей явно недостаточно. Но по мере истощения природных ресурсов, повышения требований к экологической обстановке и разработке новых эффективных тех­нологий техногенные отходы будут применяться значительно шире.

Россия по запасам и разнообразию горных пород не имеет себе равных. Изыскания, проведенные в больших масштабах дают полное представление о запасах и географическом размещении минерального сырья.

При разработке горных пород важным показателем эффектив­ности производства являются отходы, их количество характери­зует затраты на конечный продукт. На Западе для производства одного килограмма продукта расходуется 4 кг исходного мате­риала природы, у нас - значительно больше.

Горная порода - это природный минеральный агрегат более или менее определенного состава и строения, являющийся про­дуктом геологических процессов и образующий в земной коре самостоятельные тела.

В зависимости от условий формирования горные породы делят на три генетические группы (классификация горных пород по условиям их образования, генетическому признаку): магматиче­ские породы (или изверженные), образовавшиеся в процессе кри­сталлизации сложного природного силикатного расплава - маг­мы; осадочные, возникшие в поверхностных условиях из продук­тов разрушения любых других пород; метаморфические, являю­щиеся продуктом перекристаллизации и приспособления пород к изменившимся в пределах земной коры физико-химическим усло­виям (табл. 3.1).

{Минералы - это природные физически и химически однород­ные тела, возникающие в земной коре в результате физико- химических процессов. С этой точки зрения каждый минерал от­вечает определенному состоянию и составу среды, в которой он возникает. В большинстве случаев минералы - твердые тела, ино­гда жидкие и газообразные. Всего минералов в природе более 2000, но в образовании горных пород участвуют лишь около 50.

Большая часть минералов находится в твердом состоянии и обладает преимущественно кристаллической формой. Многие минералы анизотропны, т.е. отличаются тем, что некоторые фи­зические свойства их (например, теплопроводность, линейное расширение при нагревании, оптические свойства) различны по разным направлениям (кристаллографическим осям). В отличие от кристаллических тел. аморфные тела (например, опал трепел, стекло) изотропны, т.е. физические свойства их одинаковы по всем размерным линиям.

Некоторые минералы обладают спайностью, т.е. сравнительно легко разделяются (раскалываются) по одному или нескольким направлениям; плоскости раскола бывают ровные, блестящие, их называют плоскостями спайности. Минералы различаются по химическому составу и делятся на четыре группы: кварца, алюмо­силикатов, железистомагнезиальных, карбонатов и сульфатов.

Таблица 3.1 Генетическая классификация горных пород
Магматические породы Массивные Глубинные (интрузивные) Граниты, сиениты, дио­риты, габбро
Излившиеся (эффузивные) Порфиры, диабазы, тра­хиты, базальты, порфи- риты, андезиты
(изверженные) Обломочные Рыхлые Цементиро­ванные Вулканические пеплы, пемзы Вулканические туфы
Осадочные по­роды Механические отложения (обло­мочные породы) Химические осадки Органогенные отложения Рыхлые Це­ментированные Глины, пески, гравий Песчаники конгломера­ты, брекчии Гипс, ан­гидрит, магнезит, доло­миты, известковые ту­фы, некоторые виды из­вестняков Известняки, мел, раку­шечник, диатомиты и трепелы
Метаморфиче­ские (видоиз­мененные) породы Продукты видо­изменения извер­женных пород Гнейсы
То же, осадочных пород Мраморы, кварциты

 

§ 2. Магматические горные породы (изверженные)

Образование магматических пород тесно связано со сложнейши­ми проблемами происхождения магм и строения Земли. Согласно современным представлениям Земля имеет концентрически- зональное строение и состоит из ядра, промежуточной оболочки (или мантии) и внешней оболочки - коры. Последняя, в сбою оче­редь имеет три слоя: нижний - базальтовый, выше него - гранитный и верхний - тонкий чехол осадочных пород (рис. 3.1).

Главной составляющей частью изверженных пород является кремнезем (SiO?). в зависимости от содержания которого (в сво­бодном и химически связном состоянии) эти породы разделяются на кислые (> 65% S1O2), средние (-66-65% SiCh) и основные (< 65% SiCb).

Базальтовый слой коры состоит из пород основного соста­ва. В пределах океанов верхняя его часть доступна непосредст­венному изучению; мощность базальтового слоя под океанами не превышает 5-6 км, тогда как в пределах континентов она достига­ет 40 км. Гранитный слой состоит преимущественно из пород кислого состава и различных метаморфических пород. Этот слой развит в пределах континентов и континентальных скло­нов. Мощность его колеблется от 10 км в пределах платформ до 30 км в складчатых областях. Общая мощность земной коры на платформах составляет 30-40 км, в складчатых зонах достигает 30-70 км.

Рис. 3.1. Схема строения земной коры 1 - осадочный чехол; 2- гранитный слой; 3 - базальтовый слой; 4- верхняя мантия перидотитового состава; 5- верхняя мантия эклогитового (гранито-пироксенового) состава; 5-6, 10-12и т.д. - средние толщины слоя (км)

 

В зависимости от условий образования выделяют две основ­ные группы магматических пород - глубинные (интрузивные) и излившиеся (эффузивные). Глубинные - это породы, образовав­шиеся при застывании магмы на разной глубине в земной коре. Излившиеся породы образовались при вулканической деятельно­сти, излиянии магмы из глубин и затвердении на поверхности. Обломочные породы образовались при быстром охлаждении ла­вы.

Породообразующие минералы

Основными породообразующими минералами магматических пород являются: кварц (и его разновидности); полевые шпаты; железисто-магнезиальные силикаты.

Все эти минералы отличаются друг от друга по свойствам, по­этому преобладание в породе тех или иных минералов меняет ее строительные свойства: прочность, стойкость, вязкость и способ­ность к обработке (к полировке, шлифовке и т.п.).

Кварц, состоящий из кремнезема (диоксида кремня БЮг) в кри­сталлической форме, является одним из самых прочных и стойких минералов. Он обладает: исключительно высокой прочностью при сжатии (до 2000 МПа) и высокой для хрупких материалов прочностью при растяжении (около 100 МПа); высокой твердо­стью, уступающей только твердосги топаза, корунда и алмаза; весьма высокой кислотостойкостью и вообще химической стой­костью при обычной температуре, из кислот на него действует фтористо-водородная кислота и горячая фосфорная; едкие и уг­лекислые щелочи вступают во взаимодействие с кварцем при по­вышенной температуре; высокой огнеупорностью - плавится при температуре 1700°С. Цвет кварца чаще всего встречается молоч­но-белый, серый.

Благодаря высокой прочности и химической стойкости кварц остается почти неизменным при выветривании магматических пород, в состав которых он входит (например, при разрушении гранитов). Поэтому является также одним из самых важных ми­нералов и в осадочных породах (в песчаниках и кварцевых пес­ках).

Полевые шпаты - это самые распространенные минералы в магматических породах (до 2/3 от общей массы породы). Они представляют собой, так же как и кварц, светлые составные части пород (белые, розоватые, красные и т.п.). Главными разновидно­стями полевых шпатов являются ортоклаз и плагиоклазы.

Ортоклаз - К2О АЬОз-бБЮз или K[AlSi30s] (по гречески " пря- мораскалывающийся") характеризуется следующими свойствами: угол между спайностями 90°, твердость - 6-6, 5, плотность 2, 57 г/см3, плавится при 1170°С, полное расплавление при 1450°С. Встречаются в кислых (гранит) и средних (сиенит) по кислотности магматических породах.


Плагиоклазы (по гречески " косораскалывающийся") образуют изоморфный ряд от альбита Na^O АЬОз-бЗЮг - или Na[AlSi3Os], входящего в состав кислых пород, до анортита - CaO Ab0j-2Si02 или Ca[AbSi20g], характерного для основных пород (габбро, ба­зальт и др.)

По сравнению с кварцем полевые шпаты обладают значитель­но меньшей прочностью (120-170 МПа на сжатие) и стойкостью, поэтому они реже встречаются в осадочных породах (главным образом, в виде полевошпатовых песков). Выветривание полевых шпатов происходит под влиянием воды, содержащей углекисло­ту. Результатом выветривания является новый минерал - каоли­нит (важнейшая часть самой распространенной осадочной поро­ды - глины).

К цветным (темноокрашенным) минералам, встречающимся в магматических породах, относятся железисто-магнезиальные и магнезиальные силикаты и некоторые алюмосиликаты.

В группе железисто-магнезиальных силикатов наиболее рас­пространены оливин, пироксены (например, авгит), амфиболы (роговая обманка). Среди магнезиальных силикатов встречаются вторичные минералы, чаще всего замещающие оливин - серпен­тин, хризо тил - асбест.

В группе алюмосиликатов наиболее распространены слюды: обыкновенные - мусковит (почти бесцветный), флогопит и биотит (темного цвета); гидрослюды - гидромусковит, гидробиотит. Твердость слюд 2-3.

Все вышеперечисленные минералы, за исключением мусковита и гидромусковита, отличаются от кварца и нолевых шпатов тем­ной окраской (зеленого, темно-зеленого, иногда черного цвета). Характерными свойствами цветных минералов (за исключением слюд) являются высокая прочность и вязкость, а также повышен­ная плотность по сравнению с другими минералами, которые входят в состав магматических пород. Увеличение содержания цветных минералов (за исключением алюмосиликатов) придает породам высокую прочность, зязкость и стойкость против вывет­ривания.

Водные алюмосиликаты (слюды) являются нежелательной со­ставной частью пород. Они понижают прочность пород, ускоря­ют их выветривание и затрудняют шлифовку и полировку, так- как в результате совершенной спайности слюды весьма легко раз­деляются на очень тонкие пластинки. Слюды встречаются и в песках, где также считаются вредной примесью. Бетоны и строи­тельные растворы на песке со значительным содержанием слюды обладают пониженной морозостойкостью.

Для специальных отделочных штукагурок в растворы иногда намеренно вводят слюду в целях достижения определенного ху­дожественного эффекта.

Глубинные (интрузивные) горные породы

Магматические породы, образующиеся в различной геологи­ческой обстановке, отличаются специфическими признаками, к которым прежде всего относятся форма магматических тел и их взаимоотношения с вмещающими породами.

Особенности строения горных пород, зависящие от условий образования, выражаются в структурных и текстурных призна­ках.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.