Методические указания к лабораторным занятиям для студентов всех специальностей Казань 2011 удк 691.(076. 5)



страница1/3
Дата30.10.2012
Размер0.49 Mb.
ТипМетодические указания
  1   2   3
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра строительных материалов
ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. ЧАСТЬ I. ГОРНЫЕ ПОРОДЫ.

Методические указания

к лабораторным занятиям для студентов

всех специальностей
Казань 2011

УДК 691.(076.5)

ББК 38.31. Печатается по решению Редакционно-издательского совета КГАСУ Г 12

Природные каменные строительные материалы. Часть 1. Горные породы: Методические указания к лабораторным занятиям для студентов всех специальностей /Каз. гос. арх. - строит. универ.; Сост.: М.Г. Габидуллин. Казань. 2011. - 31с.

Настоящие методические указания переработаны, дополнены в связи с расширением информации по свойствам некоторых основных видов горных пород и новым областям их применения в современных условиях.

В указаниях даны необходимые исходные сведения для изучения классификации, составов, структуры, свойств природных каменных строительных материалов и применения их в строительстве и архитектуре.

Методические указания предназначены для студентов первого и второго курсов всех специальностей.

Методические указания рассмотрены и рекомендованы для переиздания на заседании кафедры строительных материалов.


Рецензент директор ЖБИ «Казметрострой» А.Ш. Низембаев
Табл. 2., илл. 5., библиограф. 29.

УДК 691.(076.5)

ББК 38.31
Казанский государственный

архитектурно-строительный

университет, 2011

ВВЕДЕНИЕ

Горные породы являются главным источником для получения строительных материалов. Изделия из природного камня используются в строительстве в качестве несущих конструкций, облицовочного и отделочного материалов.

Природными камнями принято называть монолитные горные породы, обладающие определенными физико-механическими (в первую очередь, прочностными) свойствами и декоративными качествами. Разнообразие окраски, состава, структуры и текстуры этих материалов позволяет использовать их для облицовки фасадов и внутренних помещений зданий и сооружений, а также при сооружении монументов и скульптур. Природный камень, используемый в архитектуре и интерьере помещений, не только придает изделиям высокую прочность и долговечность, но и оказывает сильное эмоциональное воздействие на человека.
Камень притягивает и завораживает. Чем дольше вглядываешься в сложный, на первый взгляд хаотичный узор, тем глубже проявляется неповторимая структура и тем труднее оторвать глаз. Видимо, и этим обусловлена многолетняя история применения природного камня и неослабевающий интерес к нему от древних веков до наших дней.

Природный камень в облицовке зданий, мостов и набережных, в оформлении садов, скверов и улиц содействует созданию целостных архитектурных ансамблей. К тому же каменная облицовка повышает долговечность зданий и избавляет от необходимости ремонта наружных частей на многие десятилетия. Это выгодно отличает каменные строения из природного камня от искусственных облицовочных материалов. Облицовочный камень многообразен. Это блоки, плиты и различные архитектурно-строительные изделия: лестничные ступени, карнизные камни и наличники, колонны, тумбы, базы (основания) колонн, шары и полушария, балясины, хаммамы, мозаика и др.


Горные породы, добываемые для строительных целей, получили название нерудных полезных ископаемых. Горные породы используют в промышленности строительных материалов как сырье для производства неорганических вяжущих веществ - извести, гипсовых вяжущих, цементов, каустического магнезита и доломита, а также для изготовления стекла, керамики, теплоизоляционных и других изделий. В значительных объемах горные породы идут на получение природных каменных строительных материалов и изделий: щебня, песка, бутового камня, брусчатки, элементов дорожной одежды, плит облицовки, архитектурных деталей и т.д. В настоящее время добывается более 700 млн. т камня в год.

Основные свойства природных каменных, материалов в большой мере предопределяются свойствами исходных горных пород, из которых они получены механической обработкой. Свойства искусственных материалов также в большой мере зависят от состава и свойств пород, которые послужили сырьём для их приготовления. Поэтому данная лабораторная работа посвящена изучению горных пород, условиям их образования, их состава, свойств и области использования в строительстве.

Лабораторная работа рассчитана на 2 часа учебного времени и выполняется самостоятельно. Эти часы посвящаются изучению классификации горных пород, условий их образования, основных их видов, свойств и применения в строительстве. Для изучения выдаются коллекции горных пород с экспликацией. Внимательно изучив введение и общие сведения, следует приступить к изучению материала, в последовательности, предлагаемой в указаниях. При этом следует сначала изучить все сведения о данной породе по данным методическим указаниям, ознакомиться с экспонатами и занести данные в специальный журнал. Следует обратить особое внимание на зависимость технических свойств от их происхождения, сложения и структуры, увязав все это с возможными областями применения их в строительстве.
1. ТРЕБОВАНИЯ К ОСНОВНЫМ СВОЙСТВАМ ГОРНЫХ ПОРОД

К природным каменным материалам предъявляются требования по блочности, декоративности, долговечности, фактуре, цвету и текстуре (узору, природному рисунку).

Блочность. К облицовочному камню предъявляются многообразные и довольно жесткие требования. В естественном залегании он должен быть малотрещиноватым, а при разработке давать крупные блоки, удобные для распиливания на камнерезных станках. А требуемый размер блоков немалый. Например, крупные блоки твердых пород гранитов, габбро, лабрадоритов должны быть длиной 0,9-2,6 м, шириной 0,5-2,3 м и высотой 0,9-1,3 м.

Декоративность. Другое важное свойство - декоративность, т.е. красивый внешний вид. Он очень изменчив, зависит и от цвета, и от рисунка камня. Декоративность непосредственно влияет на область применения камня и его цену. Для облицовки в основном используется камень светлых тонов. Темноокрашенные породы применяются реже и в основном для мемориальных сооружений. Стоимость скульптурного белого мрамора очень сильно варьирует в зависимости от его оттенка. Очень высоко ценится знаменитый белоснежный каррарский мрамор с розовым оттенком. Скульптуры из него «теплые», оставляют впечатление живых существ, а у изваяний из белого мрамора с синеватым или серым оттенком мертвый вид и соответственно стоимость такого камня гораздо ниже.

Долговечность. Облицовочный камень должен служить долго, по крайней мере века. Долговечность камней меняется в значительных пределах и для некоторых пород не так велика. Она зависит от условий эксплуатации и может изменяться в широких пределах. Например, мрамор не начинает разрушаться через 20-150 лет, начинает постепенно разрушаться через 50-400 лет, а окончательно разрушается через 1000-1200 лет.

Фактура камня. Для облицовочных плит, особенно для внутренней отделки зданий, важна способность полироваться. При очень хорошей способности к полировке поверхность камня блестит, словно зеркало. При прочих равных условиях она тем лучше, чем мельче и тверже минеральные зерна и чем однороднее минеральный состав. Полировка усиливает яркость и насыщенность цвета камня, делает его несколько темнее и лучше выделяет узор. Присматриваясь к монументальным каменным зданиям и сооружениям можно увидеть, что фактура камня может быть очень разнообразной. Фактурной отделке поверхности облицовочных камней принадлежит исключительная роль. Она выявляет цвет и узор камня или же создает рельеф поверхности с красивой игрой светотени. Особенно велико значение фактурной отделки для высокодекоративных камней гранитов, лабрадоритов и габбро, внешний вид поверхности которых резко изменяется в зависимости от принятой фактуры. На рис. 1. Приведены основные виды фактур природного камня.

Лицевой поверхности камня можно придавать различные фактуры. «Скала» - грубая фактура, имитирующая естественный скол камня с неоднородным рельефом. Бучардированная или точечная фактура формируется следами разрушений от ударов твердосплавной бучардой. Пиленая, шероховатая фактура образована продольными канавками глубиной до 5 мм. Термообработанная - шероховатая поверхность со следами шелушения в результате воздействия газовой струи. Шлифованная фактура - это немного неровная поверхность с перепадами рельефа до 2 мм. Лощеная - гладкая матовая поверхность. Полированная фактура излучает зеркальный блеск, который выгодно подчеркивает природную красоту камня и отражает окружающие предметы.

Наиболее широко используются ударные фактуры. Их получают, скалывая камень ударами специального инструмента закольника. Очень живописна фактура «скала» с нарочито неправильным грубым рельефом, имитирующим природную неровную поверхность камня. Облицовка фактурой скалы очень хорошо смотрится на цокольных частях монументальных зданий и сооружений, в основаниях памятников. В этой фактуре цвет разных минералов, блеск кристаллов и светотень на грубых поверхностях особенно подчеркивают монументальность.



Рис. 1. Фактуры природного камня

Рифленая фактура образована множеством непрерывных параллельных бороздок. Бороздчатая фактура равномерно шероховатая поверхность с прерывистыми параллельными бороздками и высотой рельефа 0,5-2мм. Точечная фактура отличается равномерно шероховатой поверхностью. При этом высота рельефа достигает 2 мм, но углубления имеют точечную форму.

Не менее распространены абразивные и пиленые фактуры. Первые получают, обрабатывая поверхность камня абразивным материалом, вторые при распиливании блоков на плиты. Поверхность камня со шлифованной фактурой равномерно шероховатая, с лощеной - гладкая бархатисто матовая. Зеркальная (полированная) поверхность дает четкое отражение окружающих предметов.

Широкое распространение получила пескоструйная обработка камня. Этим способом можно сделать разнообразные рисунки и надписи на камне, изготовить орнаментальные каменные решетки. Поверхность камня покрывают металлическим шаблоном или резиновой пленкой материала с вырезанным рисунком. Воздух из сопла прибора, нагнетаемый под сильным давлением (0,5-0,7МПа), выбрасывает на обрабатываемую поверхность струю крупнозернистого кварцевого песка. Не защищенные шаблоном участки камня прорабатывают на необходимую глубину. Обычно рисунки и надписи выполняют на предварительно полированной поверхности. Матовые светло-серые участки особенно хорошо выделяются на темных породах: габбро, лабрадорите, некоторых разновидностях гранита и мрамора. В последние годы в связи с появлением термоотбойников появилась термоструйная фактура поверхности гранитов в виде равномерно шероховатой поверхности камня с неровностями глубиной до 3 мм.

Основные фактуры для высокодекоративных камней во внешней облицовке полированная и «скала». Они применяются в пределах хорошей видимости, обычно в цокольных частях здания. При использовании нескольких фактур архитекторы исходят из того, что полировка делает камень значительно темнее, шлифовка осветляет и что с высотой тон облицовки в целом должен становиться светлее. Поэтому фактуры располагают в следующем порядке: в основании находится зеркальный камень, выше с фактурой «скала», самое высокое положение занимает камень со шлифованной или тесаной фактурой. Архитекторы избегают размещения широких поясов полированного камня выше скального, ведь в таком случае возникнут темные полосы, разграничивающие фасад здания и лишающие его цельности. В последнее время стали широко применять сочетание фактур скалы и пиленой.

Цвет и узор облицовочного камня. Цвет и узор облицовочного камня мощное средство в руках архитектора для того, чтобы создавать определенное впечатление. Здание из темного габбро, гранита, лабрадорита и других подобных пород выглядит монументально. Светлый полированный мрамор, особенно если он просвечивает по краям, придает сооружению легкость и воздушность (гостиница «Узбекистан» в Ташкенте). Сочетание облицовок различных цветов придает зданиям праздничность и нарядность. Таков, например, собор Санта Мария дель Фиоре во Флоренции, в облицовке которого использовано множество разновидностей мрамора. В последние два десятилетия палитра облицовочных камней пополнилась декоративным известняком-ракушечником Жетыбайского месторождения (п-ов Мангышлак). Любопытно, что этот камень содержал множество створок моллюсков. Теперь раковины полностью выщелочены и от них остались многочисленные узкие серповидные пустоты с гладкой поверхностью. При любом освещении ярком солнечном, рассеянном в пасмурный день или в сумерки в пустотах лежит густая тень, и поэтому облицовочные плиты ракушечника всегда выглядят очень эффектно. Неизъяснимую прелесть камню придает и его нежно-розовая окраска.

Слоистое распределение раковин в мангышлакском ракушечнике обусловливает различие в прочности материала по разным направлениям, но в любом случае камень остается прочным: вдоль слоя временное сопротивление раздавливанию достигает 9,5 МПа, поперек 2,5 МПа. Первоначально считалось, что сильная пористость ракушечника (до 30%) ухудшает его строительные свойства, но практика показала, что благодаря наличию пустот каменные плиты прочно крепятся цементом к стене. Применение цемента оказалось полезным еще и потому, что таким образом как бы создается влагонепроницаемая перегородка. Мангышлакским ракушечником облицованы многие здания в Средней Азии. В Москве он использован в облицовке фасадов дворца спорта «Измайлово», Детского музыкального театра и ряда других сооружений.

2. ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
2.1. Общие положения

Твердая оболочка земли, или литосфера, состоит из различных горных пород. Горные породы есть природные минеральные агрегаты, сложенные и одного или нескольких минералов. Так, например, горная порода гранит состоит в основной массе из минералов группы полевого шпата, кварца и слюды. Минералы представляют собой природные физически и химически однородные тела, образовавшиеся в земной коре в результате совершающихся физико-химических процессов.

Геофизические исследования позволяют разделить землю от ее центра до поверхности на три основные геосферы; ядро Земли, промежуточную оболочку и земную кору. Толщина земной коры находится в пределах от 3 до 80 км (рис. 2).








- осадочный чехол;

- гранитный чехол;





- базальтовый слой;


- верхняя мантия

перидотитового состава;





- верхняя мантия перидотитового состава




Рис.2. Схема строения земной коры


В результате различных процессов, происходящих в глубоких слоях Земли, в различных местах земного шара наблюдается поднятие или опускание земной, коры. Наряду с вертикальными происходят также и горизонтальные перемещения земли: сдвиги, смятия, складки и надвиги слоев.

Земная кора в результате вулканических извержений на протяжении многих миллионов лет претерпевала большие изменения, в ней происходили породообразующие геологические процессы, в результате чего возникли различные горные породы. В дальнейшем в земной коре под влиянием большого давления и высокой температуры, выветривания различные горные породы изменялись. Поэтому горные породы, входящие в состав земной коры, весьма разнообразны как по своему происхождению, так и по составу. Каждая горная порода представляет собой совокупность различных минералов, являющихся продуктом природных физико-химических процессов. В зависимости от однородности минерального состава, горные породы могут быть простыми (мономинеральными), т.е. состоящими из одного какого-либо минерала, или сложными (полиминеральными), состоящими из нескольких различных минералов.
2.2. Классификация горных пород

Изучение горных пород значительно облегчится, если использовать классификацию горных пород по их происхождению (генетическую классификацию). Основные принципы такой классификации были заложены еще М.В. Ломоносовым, а в дальнейшем по мере развития геологии эта классификация была доработана академиком Ф.Р. Левинсоном-Лессингом, А.П. Карпинским и др. учеными.

Генетическая классификация горных пород учитывает условия их образования, которые в свою очередь предопределяют общий характер строения данной группы, строение же определяет ряд важнейших свойств горных пород, а следовательно, области и условия применения природных. каменных материалов из той или иной породы в строительстве.

В соответствии с генетической классификацией горные породы подразделяются на три основные группы:

1- изверженные или магматические (первичные);

2-осадочные (вторичные);

3-метаморфические (видоизмененные), которые, в свою очередь, также подразделяются на подгруппы в соответствии с таблицей 1.

2.3.Происхождение горных пород.

2.3.1. Изверженные или магматические (первичные) горные породы образовались в результате охлаждения и затвердевания огненно-жидкой лавы (магмы) в недрах земной коры или на поверхности. Скорость и условия образования магмы были разными, это привело к образованию изверженных горных пород с разными минералогическими составами, строением и свойствами. В зависимости от места образования различают: глубинные, излившиеся плотные и излившиеся пористые (вулканические) породы.

Таблица 1.

Генетическая классификация горных пород.

Вид горных пород

Изверженные породы

Осадочные породы

Метаморфические породы

А. Массивные

1. Глубинные (гранит, сиенит, диорит, габбро, лабрадорит)

2. Излившиеся

(кварцевый порфир, трахит, порфирит, андезит, диабаз, базальт)

Б.Обломочные (вулканические)

1.Рыхлые (вулканический пепел, песок, пемза)

2. Цементированные (вулканическая лава, туф, трассы)

А. Механические отложения (обломочные породы)

1. Рыхлые (щебень, гравий, песок, глины)

2. Цементированные (песчаник, конгломерат, брекчии)

Б. Химические осадки (гипс, ангидрит, магнезит, доломит, некоторые известняки, оалитовые туфы)

В. Органические отложения (мел, большинство известняков, ракушечник, диатомит, трепел)

А.Измененные изверженные горные породы (гнейсы)

Б.Измененные осадочные породы (мрамор, кварцит, глинистые сланцы)
  1   2   3

Похожие:

Методические указания к лабораторным занятиям для студентов всех специальностей Казань 2011 удк 691.(076. 5) iconМетодические указания к лабораторным занятиям для студентов всех специальностей Казань 2012
Природные каменные строительные материалы: методические указания к лабораторным занятиям для студентов всех специальностей. (Казанская...
Методические указания к лабораторным занятиям для студентов всех специальностей Казань 2011 удк 691.(076. 5) iconМетодические указания к лабораторным работам для студентов Казань 2004 Составители: М. Г. Габидуллин, Д. С. Смирнов удк 691: 620
Проектирование составов и испытания тяжелых бетонов и строительных растворов. Методические указания к лабораторным работам по курсу...
Методические указания к лабораторным занятиям для студентов всех специальностей Казань 2011 удк 691.(076. 5) iconМетодические указания к лабораторным занятиям «Средства и методы измерения параметров в системах овиК» для студентов специальностей
Методические указания к лабораторным работам «Средства и методы измерения параметров в системах овиК» для студентов специальностей...
Методические указания к лабораторным занятиям для студентов всех специальностей Казань 2011 удк 691.(076. 5) iconТулеева Жанна Исламбековна Шин Владимир Герасимович «шрифт» методические указания к практическим занятиям для студентов специальности 5В042100 «Дизайн» Форма обучения: очное Шымкент 2010 г. Удк 75. 023. 21
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Шрифт» для студентов специальностей Шымкент: юкгу им. М. Ауезова. 2010...
Методические указания к лабораторным занятиям для студентов всех специальностей Казань 2011 удк 691.(076. 5) iconМетодические указания по подготовке к семинарским занятиям для студентов дневной формы обучения всех специальностей
Методические указания предназначены для студентов I курса всех специальностей дневной формы обучения, изучающих дисциплину «Отечественная...
Методические указания к лабораторным занятиям для студентов всех специальностей Казань 2011 удк 691.(076. 5) iconМетодические указания к практическим занятиям природные каменные материалы часть 2 Казань 2009 удк 691. 167 Ббк 38. 3
Печатается по решению Редакционно-издательского совета Казанского государственного архитектурно-строительного университета
Методические указания к лабораторным занятиям для студентов всех специальностей Казань 2011 удк 691.(076. 5) iconМетодические указания к практическим занятиям и самостоятельной работе студентов по курсу математики для студентов всех специальностей
Методические указания предназначены для проведения практических занятий и организации самостоятельной работы студентов с целью выработки...
Методические указания к лабораторным занятиям для студентов всех специальностей Казань 2011 удк 691.(076. 5) iconМетодические указания к лабораторным работам по дорожно-строительным материалам для студентов 2-3 курсов специальностей 2910, 2904
Методические указания предназначены для студентов специальностей 2910 «Автомобильные дороги» и2904 «Эксплуатация дорог и организация...
Методические указания к лабораторным занятиям для студентов всех специальностей Казань 2011 удк 691.(076. 5) iconМетодические указания к практическим занятиям для студентов нефилологических специальностей Хабаровск Издательство тогу 2009
Изучаем риторику : методические указания к практическим занятиям для студентов нефилологических специальностей / сост. Е. В. Пучкова,...
Методические указания к лабораторным занятиям для студентов всех специальностей Казань 2011 удк 691.(076. 5) iconМетодические указания к лабораторным работам для студентов строительных специальностей
Древесина методические указания к лабораторным работам для студентов строительных специальностей
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org