Песок и щебень это полезные ископаемые

Здесь вы ознакомитесь с полезными ископаемыми, которые широко распространены в природе. Одно из первых мест среди них занимают такие каменные строительные материалы, как песок, глина, известняк и другие породы. Именно эти породы слагают толщи земной коры и местами выходят непосредственно на ее поверхность.

Песок и гравий

Песок — распространенная и хорошо всем знакомая порода. Однако рассмотрите внимательно горсточку песка, сравните речной песок с песком, взятым из оврага или ямы, — и вы увидите, что они сильно отличаются друг от друга по окраске, величине зерна и примесям. Примеси иногда заметны «невооруженным», как говорят, глазом, иногда же, наоборот, трудно отличимы даже под лупой. Примеси сильно изменяют свойства песка и ограничивают его применение.

По минеральному составу песок не всегда однороден. Основную его массу составляют кварцевые зерна. Наличие розоватых, сероватых и другого цвета зерен говорит о присутствии в песке другого минерала — полевого шпата.

Теперь немного о примесях. Наиболее обычная примесь к песку — глинистые частицы, иначе — мелкозем. В зависимости от количества глины пески делятся на три группы: сыпучие, или рыхлые, глинистые и супеси. Сыпучие пески легко отличить от других отмеченных нами песков: они не пылят, когда вы струйкой пускаете из горсти хорошо высушенный на солнце или в печке песок. При рассматривании под лупой песчинки прозрачны и почти не окутаны пылеватым налетом (мелкоземом). По этой причине чайная ложка такого песка не даст в стакане воды заметной мути.

Глинистые пески в сухом состоянии немного пылят, а при смачивании обнаруживают некоторую связанность. Под лупой отчетливо заметна в них примесь мелкозема.

Супеси в сухом состоянии сильно пылят, в смоченном состоянии слегка прилипают к пальцам (можно даже скатать шарик).

Если рассматривать супеси под лупой, видно, что песчинки окутаны мелкоземом.

Встречаются в песке и другие примеси. Вы можете встретить такой песок, в котором отчетливо горят «золотинки». Их очень много. Вам даже кажется, что они составляют основную массу песка. Но возьмите щепотку этого «золотого песка», бросьте ее в стакан с водой, и вы увидите, что настоящий песок быстро осядет на дно, а тяжелое «золото», вопреки законам физики, будет плавать…

Это «кошкино золото» — мелкие чешуйки золотистой слюды. Слюда бывает и другого цвета — светлая, серебристо-белая («серебряный песок»), а бывает также слюда и более темных оттенков. Подобные пески так и называются слюдистыми песками. В песке вы можете обнаружить также мелкие округлые зернышки голубовато-зеленого и темно-зеленого цвета; иногда их так много, что песок кажется зеленым. Такие пески называются глауконитовыми песками по минералу глаукониту (по-гречески «глаукос» — синеватый). Зерна глауконита легко раздавливаются ногтем в зеленый порошок.

Вредной примесью для песка, особенно идущего в качестве добавки к цементу, является пирит, иначе — железный, или серный. О присутствии пирита говорят мелкие золотистые крупинки и кубики, отчетливо заметные в общей массе песка. С пиритом как ценной рудой для добычи серы мы подробнее ознакомимся дальше.

Присутствие извести в песке — тоже вредная примесь. Обнаружить эту примесь легко, если капнуть 10-процентной соляной кислотой или уксусом, так как породы, содержащие известь, вскипают под действием кислоты.

Скопление извести отчетливо выделяется также в виде отдельных белых крупинок и камешков, тоже бурно вскипающих под действием кислоты. Соединения железа окрашивают песок в желтовато- красноватые тона. Примесь органических веществ придает песку темную окраску.

По величине зерна пески разделяются на следующие группы:

1. Мелкозернистый — очень тонкий, мучнистый песок;
2. Среднезернистый — отдельные песчинки меньше булавочной головки;
3. Крупнозернистый — песчинки приблизительно с булавочную головку;
4. Грубозернистый — песчинки величиной меньше спичечной головки.

При наличии лупы вы можете провести интересное исследование. Рассматривая на стеклянной пластинке различные пески, вы убеждаетесь в том, что форма зерен бывает у одних песков округлая (речные и морские пески), у других — угловатая (горный песок).

Для бетона и серого силикатного кирпича идет песок с угловатой формой песчинок. Благодаря этой форме изделия сохраняют большую прочность. У песков, применяемых в литейном деле, форма песчинок округлая. Она создает пористость в том песке, в котором производится отливка. И в результате получается лучшая отдача тепла и газов.

Пески широко распространены в природе, однако далеко не всегда они отвечают определенным техническим требованиям. Песок, идущий в добавку к цементу, должен содержать не более 2 процентов примесей, особенно глинистых и органических веществ, и совсем не иметь пирита. Для строительного кирпича нужен песок без примесей кусочков известняка, так как после обжига кирпича известняк превращается в негашеную известь; по мере же поглощения влаги из воздуха известь «гасится», увеличивает свой объем и рвет кирпич. Глинистые пески непригодны для дорожного строительства — они пылят. Содержание железа делает песок непригодным для стекольной промышленности, так как получается бурое и зеленое стекло.

Гравий (по-французски «гравьё» — крупный песок).

При величине зерна от 2 миллиметров до 1 сантиметра порода называется гравием, если зерна окатанные; если же зерна угловатые, порода называется дресвой, или щебнем.

Гравий — очень ценный материал для производства бетона; необходим при строительстве железных и шоссейных дорог.

Значительные скопления гравия встречаются у пас среди ледниковых наносов, а также древних и современных речных отложений.

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