Какие полезные ископаемые люди используют в строительстве
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.
Органические и минеральные образования земной коры – это полезные ископаемые. В большинстве случаев химический состав, а также физические свойства позволяют задействовать их в производстве. Стоит заметить, что скопление полезных ископаемых может иметь различный вид: жила, сток, пласт и т.п.
Значительная концентрация материалов в одном месте называется месторождением (бассейном). Давайте подробно разберемся, что же такое строительные полезные ископаемые, как их добывают и где, собственно, используют.
Общие сведения и понятия
Строительные полезные ископаемые (или нерудные, неметаллические) применяются в промышленности. Интересно то, что они могут быть использованы как в естественном своем виде, так и в качестве сырья. Это минералы и горные породы, о чем мы поговорим немного позже.
Из списка нерудных ископаемых стоит исключить подземные воды, нефть, газ, уголь и другие горючие материалы. В это же время песок, щебень, гравий и т.п. можно относить к нерудным. Статистика показывает, что за последние 7-10 лет ископаемые, используемые в строительстве, обогнали по объемам добычи рудные материалы.
Неметаллическая группа отличается от металлической тем, что состав изделия может сильно изменяться в зависимости от месторождения и других параметров. Поэтому перед добычей всегда требуется оценка возможностей применения того или иного материала в конкретной сфере.
Горная порода
Вещество данного происхождения может находиться в твердом, мягком или рыхлом состоянии в зависимости от материала. По сути, горные породы – это рыхлые или плотные материалы, из которых сформирована земная кора. Они могут состоять из однородных или нескольких видов минералов, обломков других пород и т.п. Состав ископаемого зависит от процессов, протекающих в земной коре. Если приводить самые яркие примеры горных пород, используемых в строительстве, то это песок, глина, гранит, базальт, соль, каменный уголь и другое. Сложно говорить о том, какая из трех групп горных пород используется чаще всего в промышленности. Если рассматривать осадочные породы, то это песок и известняк. Метаморфические породы богаты сланцем и глиной.
Более подробно о минералах
Минерал представляет собой однородное тело, как правило, твердое. По сути, этот компонент можно считать основной составляющей горных пород. Конечно, стоит понимать, что минералов на сегодняшний день огромное количество. Например, кварцевая группа состоит из множества элементов: аметист, хрусталь, цитрин и т.п. Примечательно то, что вода не относится к минералам. Обусловлено это тем, что ее классифицируют как жидкое состояние минерала под названием лед.
Все мы знаем о том, что строительные полезные ископаемые должны соответствовать ряду требований, основные из них следующие: твердость, ковкость, хрупкость и т.п. В большинстве случаев они обладают оптическими свойствами. Такими, например, как блеск и цвет, пренебрегают, но только если они не оказывают существенного воздействия на кристаллическую структуру ископаемого. А сейчас рассмотрим, где чаще всего используются горные породы.
Применение
Неметаллические ископаемые могут применяться где угодно. Если говорить о хозяйстве, то они чаще всего играют роль строительных материалов. Для этого лучше всего подходит гранит, мрамор, известняк. В качестве сырья используют различные минеральные удобрения типа фосфорита, апатита и калийных солей.
Для химического производства нерудные полезные ископаемые тоже имеют большое значение, так как там используется сера, апатит и т.п. Широко применяются горные породы и в металлургии. В качестве флюсов привлекают известняки и кварциты, а для создания огнеупорных конструкций может быть использован доломит, магнезит, а также огнеупорная глина. Примечательно то, что разнообразие свойств позволяет использовать один и тот же компонент в различных сферах промышленности. К примеру, графит нашел свое применение в металлургии, электротехнике, ядерной энергетике и химической промышленности.
Способы добычи полезных ископаемых
Человечество на протяжении многих сотен лет придумывало все новые и новые методы добычи ископаемых. За это время сформировалось несколько способов:
- открытый;
- закрытый;
- комбинированный.
Но так можно добывать только твердые полезные ископаемые. По статистике, примерно 90% бурых углей и 70% руд получают открытым способом. В это же время жидкие и газообразные полезные ископаемые добывают совершенно другим методом. Для этого бурят скважины, через которые откачивают газ, нефть и др. в специальные хранилища.
Способы добычи полезных ископаемых, используемых в строительстве, ограничиваются карьерами. По сути, это полностью механизированный труд, который подразумевает использование бульдозеров и другой тяжелой техники. В любом случае перед добычей сначала определяют глубину залегания, а также условия и только потом определяются со способом. К примеру, начинать добычу в некоторых карьерах нецелесообразно только потому, что слишком велики затраты на транспортировку.
Классификация нерудных материалов
Разнородность неметаллических природных ископаемых приводит к тому, что их крайне сложно классифицировать. Как было отмечено выше, один компонент может использоваться где угодно. Тем не менее вышеуказанные ископаемые разделяют на две основные группы:
- по области использования: горное, химическое сырье и горно-металлургическое сырье, строительные материалы, а также кристаллы (технические);
- по геологическому происхождению: горные породы (относятся к самому распространенному виду неметаллических полезных ископаемых, имеют относительно простую структуру).
Кроме того, существуют минералы – более редкие ископаемые с небольшими месторождениями. Они имеют высокую стоимость.
Перечислять все названия полезных ископаемых мы не будем. Обусловлено это тем, что их существует огромное количество. Поэтому мы разделили полезные ископаемые, используемые в строительстве и не только, по области применения и происхождению.
Несколько важных моментов
Мы рассмотрели все существующие на сегодняшний день классы полезных ископаемых. Как видите, это весьма обширная группа. Стоит обратить внимание на то, что практически на всем земном шаре есть полезные ископаемые. Отличия могут заключаться лишь в их составе, глубине залегания, а также в химических свойствах. В мире постоянно ведется разработка полезных ископаемых, открываются новые карьеры, строятся скважины и шахты.
Заключение
Мы ознакомились с тем, что такое строительные полезные ископаемые. Конечно, вряд ли их можно назвать именно так, ведь они находят свое применение и в других сферах промышленности. Тем не менее вряд ли можно представить современное строительство без мировой добычи неметаллических ископаемых. Взять хотя бы такой вяжущий элемент, как песок. Ни один дом нельзя построить без него. Но стоит понимать, что полезные ископаемые земли формируются довольно долго под низкими и высокими температурами, большим и малым давлением. По этой простой причине имеет смысл использовать природные ресурсы более рационально.
Теперь вы знаете основные названия полезных ископаемых и их классификацию.
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.