Какие полезные ископаемые используются в строительстве песок глина
Строительное дело почти целиком базируется на извлекаемых из недр Земли полезных ископаемых и нередко требует все новых видов сырья. Ни один вид строительства не обходится без применения нерудных строительных материалов, таких как песок, песчано-гравийные смеси, природные каменные материалы, глины, известняк, доломит, мел, мергель и другие. Поэтому, перед началом строительства стоит задача обеспечения объекта всеми видами минерального сырья, что нередко требует открытия и вовлечения в разработку новых месторождений полезных ископаемых.
Итак, для начала немного теоретических сведений, необходимых для большего понимания материала.
Полезное ископаемое – природное минеральное образование, пригодное для использования в народном хозяйстве в естественном виде или после переработки.
Нерудные полезные ископаемые — неметаллические полезные ископаемые, используемые в промышленности и строительстве в естественном виде или как сырье.
По области использования нерудные полезные ископаемые подразделяются на:
– горно-химическое сырьё;
– горно-металлургическое сырьё;
– строительные материалы;
– технические кристаллы.
В настоящей статье мы рассмотрим только нерудные полезные ископаемые, применяемые в строительстве – нерудные строительные материалы или строительные горные породы.
Итак, нерудные строительные материалы (строительные горные породы)- это неметаллические полезные ископаемые, используемые в строительстве в естественном виде или как сырье.
К нерудным строительным материалам относят заполнители для бетона и асфальтобетона, стеновые камни и блоки, облицовочные изделия, дорожно-строительные материалы, минеральный порошок и др.
В промышленности строительных материалов согласно генетическому признаку наиболее широко используют следующие важнейшие виды строительных горных пород:
– Осадочные, образовавшиеся путем накопления (осаждения) продуктов разрушения магматических, метаморфических и более древних осадочных горных пород.
– Магматические (изверженные), которые по условиям образования делятся на глубинные (интрузивные) и излившиейся (эффузивные) породы.
– Метаморфические ( видоизмененные), в которых изменение строения и состава произошло в природе, под влиянием высокой температуры и давления, под воздействием химически активных газообразных веществ и горячих растворов циркулирующих в породах.
Рассмотрим подробно наиболее часто встречающиеся породы.
I) Осадочные горные породы:
а) Песчаные и песчано-гравийные породы
Геологи выделяют два вида пород: песчаную и песчано-гравийную. Чисто гравийных месторождений в природе не бывает. Обычно гравий залегает вместе с песком, образуя гравийно-песчаные массы, содержания гравия в которых колебелется в очень больших пределах. Часто в таких отложениях встречаются валуны (обломки горных пород размер которых превышает 100мм). Песчаной называют породу при содержании гравия меньше 10% общей массы, песчано-гравийной при содержании гравия более 10%. Существует еще валунно-гравийно-песчаная порода- с содержанием гравия более 10% и валунов более 5%.
Песок – это природный неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке валунно-гравийно-песчаных, гравийно-песчаных и песчаных месторождений (определение согласно ГОСТ 8736-2014).
Песок является рыхлой осадочной горной породой, состоящей не менее чем на 50% из зерен кварца, полевых шпатов и других минералов и обломков горных пород.
Пески подразделяются на:
– грубые пески (размер зерен более 3мм)
– крупные пески (размер зерен 0,5-2мм)
– средние пески (размер зерен 0,35-0,50мм)
– мелкие пески (размер зерен 0,14-0,35мм)
– пылеватые пески (размер зерен 0,01-0.14мм).
Применение песков в строительстве очень широкое – в качестве заполнителя для производства бетона, асфальтобетона, строительных растворов, создания насыпей земляных сооружений, отсыпки земляного полотна железных и автомобильных дорог. Без песка не обходится ни одно строительство. Это наиболее распространенный строительный материал.
Гравий- это рыхлый каменный материал, образовавшийся в результате выветривания горных пород, размером частиц 5-70 мм.
Гравий выпускают в виде следующих основных фракций (согласно ГОСТ 8267-93):
– от 5(3) до 10 мм;
– св. 10 до 15 мм;
– св. 10 до 20 мм;
– св. 15 до 20 мм;
– св. 20 до 40 мм;
– св. 40 до 80(70) мм
– смесь фракций от 5(3) до 20 мм.
По согласованию изготовителя с потребителем выпускают гравий в виде других смесей, составленных из отдельных фракций, а также фракций от 80(70) до 120 мм, св. 120 до 150 мм.
Гравий применяется в качестве заполнителя для бетонов, асфальтобетонов, баластной призмы железнодорожных путей, рабочих слоев и покрытий дорожной одежды автомобильных дорог и др.
б) Глинистые породы
К глинистым осадочным породам в первую очередь относятся имеющие очень большое распространение, различные по составу и происхождению супеси, суглинки и глины, а так же встречаемые более редко алевролиты и аргиллиты. Состоят эти породы из так называемых первичных (кварц, полевой шпат, слюда) и вторичных (каолинит, монтмонириллионт и др.) глинистых минералов, присутствие которых и обуславливает все специфические особенности глин: набухание при увлажнении, усадка при высыхании, пластичность, липкость и др.
Супесь- это рыхлые осадочные породы с содержанием глинистых частиц (менее 0,005мм) в количестве от 3% до 10%.
Суглинок- это рыхлые осадочные породы с содержанием глинистых частиц (менее 0,005мм) в количестве от 10% до 30%.
Глина- это рыхлые осадочные породы с содержанием глинистых частиц (менее 0,005мм) в количестве более 30%
Алевролиты- это сцементированные пылеватые суглинистые породы.
Аргиллиты- сцементированные глины.
Глинистые породы применяются для производства цемента, керамического кирпича, керамических изделий для наружной и внутренней облицовки зданий (облицовка фасадов, фасадные плитки, ковровая керамика), в качестве гидроизолирующего слоя при строительстве различных сооружений, производства санитарно-технических изделий, теплоизоляционных изделий (керамзит), кровельных керамических изделий, керамических труб.
в) Органогенные осадочные породы
Известняк- скальная порода, не менее чем на 75% состоящая из CaCO3 преимущественно органогенного происхождения (слагается из известковых раковин моллюсков, известковых водорослей, кораллов и др.). Менее распространены известняки химического происхождения (оолитовые известняки, известковые туфы). Используется как сырье для цементной промышленности, для производства щебня, облицовки зданий.
Мергель- известняк, в составе которого преобладает глина. При содержании в мергелях минерала кальцита не менее 75% их называют известняковыми, а менее 10% – глинистыми. Мергели используют как сырье для производства портландцемента.
Мел- состоит из мелких частиц раковин простейших животных. По химическому составу он аналогичен известянику. Мел используют при производстве извести, для приготовления красок, замазок и цемента.
II. Магматические горные породы:
Гранит – является полиминеральной кислой горной породой, одной из самых распространенных магматических пород на Земле.
Гранит состоит из калиевого полевого шпата (ортоклаза) – 40-70%, кварца, являющегося наиболее стойкой составной частью гранита (20-40%) и слюды (мусковита или биотита)-5-20%.
Граниты применяют в качестве строительного и облицовочного материала, из гранита получают высококачественный щебень, который используют в строительстве всех видов сооружений, а так же при производстве бетона.
Гранитный щебень выпускают в виде следующих основных фракций (согласно ГОСТ 8267-93):
– от 5(3) до 10 мм;
– св. 10 до 15 мм;
– св. 10 до 20 мм;
– св. 15 до 20 мм;
– св. 20 до 40 мм;
– св. 40 до 80(70) мм
– смесь фракций от 5(3) до 20 мм.
По согласованию изготовителя с потребителем выпускают щебень в виде других смесей, составленных из отдельных фракций, а также фракций от 80(70) до 120 мм, св. 120 до 150 мм.
Габбро- состоит из полевых шпатов, пироксена, авгита, оливина и друних темноокрашенных минералов. Структура габбро гранитная. Применяется для наружной облицовки зданий и получения щебня.
Лабрадорит- одна из разновидностей семейства габбро, полнокристаллическая магматическая горная порода, состоящая в основном из минерала лабрадора. Применяется для наружной и внутренней облицовки зданий и сооружений.
III.Метаморфические горные породы:
Гнейсы – по минералогическому составу сходны с гранитами, из которых они образовались в результате перекристаллизации под большим давлением. Они состоят главным образом из полевых шпатов, кварца и одного или нескольких минералов: биотита, мусковита, роговой обманки, авгита.
Гнейсы имеют так называемое сланцеватое строение. Для них характерно то, что составляющиме породу минералы вытянуты в направлении, перпендикулярном направлению давления.
Гнейсы используются для кладки фундаментов, в качестве бутового камня, в виде плит для облицовки каналов и набережных, для устройства тротуаров.
Мрамор – метаморфическая разновидность карбонтаных пород- известняков, доломитов и доломитизированных известняков, отличающихся от них зернисто-кристаллическим строением и высокой плотностью. Зерна кальцита в мраморе непосредственно связаны сцеплением кристаллов.
Мрамор используется для декоративных и облицовочных работ: из него делают плиты для внутренней отделки зданий, лестничные ступени, плитки для полов.
Кварцит – метаморфическая разновидность кремнистых песчаников с перекристаллизованными зернами кварца, которые срослись между собой так, что цементирующее вещество неразличимо. Они образуются путем метаморфизации кварцевых песков и песчаников под влиянием высоких температур и давления.
Кварциты используются в виде штучных камней для особо ответственных конструкций зданий и сооружений (для изготовления подферменных камней в мостах и др.), в качестве бутового камня, щебня и для наружных облицовок повышенной стойокости (декоративные облицовочные плиты).
ООО «ДОРГЕОПРОЕКТ»
(499) 393-38-36
www.dorgeoproekt.ru
dorgeoproekt@bk.ru
Доброго всем дня, на протяжении многих веков своего существования созидающее человечество постоянно:
— строило себе уютные жилища и воздвигало величественные сооружения,
— сооружало великолепные дворцы и создавало монументальные архитектурные скульптуры,
которые невозможно было создать без прекрасного природного материала, поэтому, сегодня я расскажу вам о том, какие полезные ископаемые используются в строительстве современных домов и отделочной облицовке административных зданий.
Именно натуральное минеральное сырье нашей земли, что дает нам щедрая природа используется в строительном деле в естественном или переработанном виде, в качестве разнообразных не рудных материалов, извлеченных из недр земли.
Расширенная классификация строительных ископаемых
Не рудные, а значит неметаллические полезные ископаемые горных пород и природных минералов, использовались человеком в виде строительного сырья с давних времен.
Из них он возводил стены своих домов и воздвигал величественные пирамиды, вырезая из белого известняка огромные и тяжелые строительные плиты, скрепляя их часто глиняным раствором.
И по сей день, наша строительная отрасль промышленности использует не только старинные строительные материалы наших древних предков, но и вновь освоенные материалы –
- белый известняк и рассыпной доломитовый щебень,
- сыпучий песок и осадочный каолин,
- отполированный гранит и крупнообломочный гравий,
- пластичная глина и полупрозрачный селенит,
- блестящий мрамор и сульфатный гипс,
- мраморный оникс и рыхлый торф,
- поваренная соль и горные листвениты,
- мелкая галька и алюмосиликат лабрадорит,
- каменный уголь и глинисто-карбонатный мергель,
- белоснежный мел и вулканическая пористая пемза
многие из этих природных натуральных материалов используются:
- для изготовления бетона и цемента,
- получения известковых растворов и скрепляющих смесей,
- производства кирпича и стекла,
а такие распиленные и отполированные, красивые и строительные природные камни, имеющие узорчатую симпатичную расцветку и уникальные декоративные свойства, применяются для облицовки архитектурных сооружений и создания из мелких разноцветных фрагментов настенных мозаичных панно в виде картинных искусственных композиций, оживляющих прекрасным образом внешний и внутренний интерьер современных зданий.
Классифицируется эта строительная группа полезных ископаемых по двум основным направлениям — по области применения и по геологическому происхождению, поскольку один и тот же добытый природный материал может использоваться в различных отраслях промышленности.
Общие сведения по составу и объемам добычи строительных материалов
Состав большинства строительных материалов определяется объективными геологическими процессами, происходящими на протяжении длительного времени в земной коре, поэтому зависит от состава материала горных пород и видов минералов, содержащихся в них.
В связи с чем, все горные строительные материалы имеют несколько физических состояний и образованных пород, в которых они могут находиться —
- твердое или плотное,
- мягкое или рыхлое,
- осадочные валунно-гравийно-песчаные, глинистые и органогенные ледниковые отложения,
- магматические или вулканические из полиминеральной породы гранита, габбро и лабрадорита,
- видоизмененные метаморфические из перекристаллизованных, то есть очищенных твердых разновидностей мрамора, кварцита и гнейса,
образованные в результате природных изменений, под влиянием физико-химических процессов, происходящих, как на поверхности, так и в толще земной коры.
Под влиянием этих природных факторов изменилась молекулярно-кристаллическая структура полезных ископаемых, атомные элементы которых в группах позволили придать им необычные свойства:
- твердость и хрупкость,
- огнеупорность и ковкость,
- прочность и пластичность,
- вязкость и долговечность,
- спекаемость и легкоплавкость,
- водоупорность и инертность,
- адсорбирование и тугоплавкость,
- морозоустойчивость и растяжение,
- блеск и цвет,
позволяющие использовать их не только в строительной сфере, но и в других отраслях промышленности –
- стекольной и металлургической,
- бумажной и керамической,
- химической и парфюмерной,
- текстильной и нефтеперерабатывающей,
- пищевой и сельскохозяйственной.
Видимо поэтому объемы добычи не рудных строительных материалов за последние годы в несколько раз превысили добычу рудных полезных ископаемых.
Да и сам структурный состав не рудных строительных материалов может значительно видоизменяться не только от самих стандартных параметров, но и геологических месторождений, и даже от их расположения и перспективности разработки.
Прежде, чем осуществлять промышленную добычу того или иного природного материала необходимо произвести его объективную визуальную оценку возможностей применения в строительном или промышленном производстве.
Оттого в наши дни активно ведутся геологические поиски вновь открываемых месторождений строительных материалов, где ежедневно осваиваются и постоянно разрабатываются новые карьерные месторождения, бурятся глубокие скважины и строятся подземные шахты.
Поскольку для формирования всех полезных ископаемых на нашей огромной земле необходимо довольно продолжительное время и некоторые природные условия определенной температуры и давления, поэтому есть огромный смысл в бережном сохранении и рациональном использовании природных ресурсов.
Способы добычи и применения строительных ископаемых
На протяжении многих тысячелетий своего существования разумное человечество выработало несколько способов добычи ископаемых и главными из них являются:
- открытый,
- закрытый
- и комбинированный,
где первый из этих трех методов добычи является менее затратным, поскольку используется в открытом карьере с применением полностью механизированной техникой – карьерных бульдозеров, ковшовых экскаваторов и большегрузных автомашин.
При этом способ добычи определяется:
- экономическими условиями,
- транспортными затратами
- и глубиной залегания ископаемых.
В многовековом развитии человеческой цивилизации строительные полезные ископаемые сыграли важнейшую роль, поскольку этот прекрасный материал относительно легко поддается механической обработке –
- распиливанию на компактные прямоугольные блоки
- и их шлифованию с полировкой,
приобретая приятный внешний вид. А использовался этот натуральный природный материал:
- в древнем Египте и средневековой Европе,
- в античной Греции и экзотической Индии
для создания знаменитых на весь мир древних пирамид и огромных статуй сфинксов, величественных дворцов и замков с многочисленными скульптурными композициями, мраморных мавзолеев и грандиозных по своей красоте соборных колонн, которые многие столетия своим грандиозным величием радуют нынешних современников, поскольку не подвержены никаким природным физико-химическим разрушениям.
Очень жаль, но эти прекрасные времена классического стиля, как и сама средневековая античность ушли в далекое прошлое и теперь натуральный строительный материал идет в основном на красивую внутреннею и внешнюю отделку в качестве декоративной облицовки. Для постройки современных зданий применяют –
- прочный керамзитобетон и теплый кирпич,
- дешевые пенобетонные блоки и надежный ракушечник,
- керамические блоки и пористый газобетон,
- легкий древесный арболит и прессованные шлакоблоки,
из которых сегодня возводятся высокие стены жилых домов и административных зданий. А крупный гравий и сыпучий щебень используют для строительства автомобильных и железных дорог.
В народном хозяйстве и промышленности строительных материалов активно используют дорожно-строительные материалы –
- песчано-гравийные смеси и минеральные порошки,
- естественные камни и асфальтобетонные блоки.
А на сегодня это все. Надеюсь, вам понравилась моя статья о том, какие полезные ископаемые используются в строительстве домов и облицовке зданий. Может быть, вам приходилось использовать этот прекрасный природный материал или любоваться его превосходным видом, поделитесь вашими ощущениями с читателями блога в комментарии к статье. А теперь разрешите с вами попрощаться и до новых встреч.
Предлагаю Вам подписаться на обновления блога. Здесь вы можете поставить свою оценку статье по 10 системе, отметив ее определенным количеством звездочек. Приходите ко мне в гости и приводите друзей, ведь этот сайт создан специально для вас. Я уверена, что вы обязательно найдете здесь много полезной и интересной информации.
Нерудные строительные материалы чрезвычайно популярны. Единственный источник их получения – добыча и дальнейшая переработка различных видов горных пород вулканического и осадочного происхождения.
К нерудным материалам относятся:
- щебень;
- песок;
- гравий;
- керамзит.
Эти четыре вида строительных нерудных материалов пользуются большим спросом. Благодаря своим свойствам и характеристикам они нашли себе применение во многих отраслях. Это возведение автомобильной и железнодорожной инфраструктуры, производство железобетонных конструкций, сооружение мостов и промышленных комплексов, а также множество прочих сфер гражданского и индустриального строительства.
Для того чтобы раздробить скалу, применяют всевозможные дробилки. Самый популярный и экономный вид – щековая дробилка. Она расщепляет горную породу между своими рабочими поверхностями.
ЩЕБЕНЬ
Это самый широко применяемый строительный нерудный материал. Он бывает трех видов:
- гранитный;
- гравийный;
- известняковый.
Гранитный щебень – это самый прочный вид. Он добывается из твердой скальной породы – гранита. Большие глыбы этого материала сначала дробят на более мелкие куски, нередко даже путем подрывных работ, а затем уже размельчают на фракции различных размеров. Благодаря своей стойкости к механическим нагрузкам, гранитный щебень является лидером по использованию при укладке дорожной инфраструктуры.
Гравийный щебень менее прочен, в силу чего цена на него ниже. Материал получают посредством измельчения гравийных горных образований. Чаще всего применение гравийного щебня обусловлено только одним фактором – необходимостью удешевления строительных работ с учетом потери прочности построек.
Идущий третьим в списке нерудных материалов, щебень из известняка очень популярен из-за своей низкой стоимости. Это далеко не самый прочный и твердый материал, поэтому он нашел себе применение по большей части в народном хозяйстве в качестве компонента минеральных удобрений. Нередко известняковый щебень используется в полиграфии, а также при создании портландцемента.
ГРАВИЙ
Еще один завсегдатай строительных площадок – гравий. Он бывает горного, речного и морского происхождения и образуется в результате естественного распада горных пластов. Материал, добытый в реках или морях, имеет обтекаемые и сглаженные формы. Это дает ему преимущество при обустройстве детских площадок, пляжей и бассейнов. Что касается горного гравия, то у него более резкие формы и много плоских граней. Это делает его идеальным элементом для составления бетонных смесей, потому что подобная многогранность в разы увеличивает площадь соприкосновения цемента и камня.
Гравий – сыпучий материал, поэтому дорожки из него требуют бордюров
ПЕСОК
Без него не обходится практически ни один вид строительных работ. Песокотносится к осадочным породам нерудных материалов. Основные способы его добычи – это карьерные разработки. Материал можно также добывать и в местах естественного скопления воды, но такой метод очень дорог. Поэтому наиболее популярен песок, добываемый в карьерах и имеющий более низкую стоимость. Данный строительный материал используется в основном для приготовления бетонных смесей, входя в них в очень больших пропорциях в качестве наполнителя.
Речной и морской песок, несмотря на свою высокую стоимость, имеет неоспоримое достоинство – он очень чистый и практически не имеет посторонних примесей. Поэтому данный вид песка является гарантом надежной и крепкой бетонной смеси, используемой при ответственном строительстве.
Речной песок также используют в сельском хозяйстве для подготовки грунтовых смесей
КЕРАМЗИТ – САМЫЙ ЛЕГКИЙ ИЗ ВСЕХ
Керамзит получают путем обжига глиняной породы. Он может быть как гладкой формы, так и с острыми углами. Главной сферой применения данного нерудного материала является изготовление облегченных бетонных конструкций, в которых керамзит выступает в роли основного наполнителя. Помимо этого, его используют в декоративных целях и в качестве теплоизолирующей подсыпки. Нередко, применяя дробление, из керамзита делают песок, так же находящий себе применение в некоторых областях строительства.
КЛАССИФИКАЦИЯ НЕРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Вот основные категории подразделения нерудных материалов:
- плотность;
- происхождение;
- форма и размер фракций.
Плотный материал – тот, у которого его масса в одном кубическом сантиметре составляет более одного грамма. Если этот параметр меньше грамма, то такой материал называют пористым.
По происхождению нерудные материалы бывают двух видов: природные и искусственные. По форме и размеру классификация сводится к следующему. Если фракция больше 5 мм, то это крупный материал. Форма нерудных материалов может быть либо округлой и обтекаемой, либо со множеством сколов и плоских граней.