Повторим ранее изученный материал.

Лабораторная работа № 2

по МДК.01.01 Проектирование зданий и сооружений

Количество часов: 2 часа (продолжение)

Дата: 14.10.2021г.

Преподаватель Щербакова Н.А.

Профессия: 08.01.07 Мастер общестроительных работ

Группа: 9 СЭЗС-21 (ускоренное обучение)

Тема раздела: Строительные материалы и изделия.

Тема урока: Природные каменные материалы.

Тип урока: Лабораторная работа.

Цель работы: определить происхождение, минеральный состав, основные свойства природных каменных материалов и установить области их применения в строительстве.

Материалы и оборудование:

1.Коллекция минералов и горных пород.

2.Лупа.

3.Стальная игла или стальной нож.

4.Шкала твердости.

5.Линейка.

6.Стеклянная пластинка.

Повторим ранее изученный материал.

Природный камень – один из древнейших конструкционных и отделоч- ных строительных материалов. Долговечность этого материала позволила со- хранить до нашего времени величайшие шедевры архитектуры.

И в наши дни горные породы являются основным источником получения строительных материалов. Так, в результате относительно несложной механи- ческой обработки монолитных горных пород получают материалы в виде плит, блоков, бортовых и облицовочных камней, дорожной брусчатки, бутового кам- ня, щебня и др. В огромных количествах используются рыхлые породы: валуны, гравий, песок, глина и др. Также горные породы являются главным сырьем для производства искусственных строительных материалов (строительной керами- ки, огнеупоров, стекла, цемента, извести и др.), для чего их подвергают слож- ным видам механической и химической обработки. В настоящее время в нашей стране на нужды промышленности стройматериалов ежегодно расходуется око- ло 2 млрд т горных пород.

Рациональное использование природных каменных материалов обуслов- лено их минералогическим составом, декоративными характеристиками (цве- том, текстурой, насыщенностью) и основными физико-техническими свойства- ми: плотностью, пористостью, водопоглощением, морозостойкостью, тепло- проводностью, прочностью, твердостью, истираемостью и др.

Физико-технические и декоративные свойства природного камня опреде- ляют вид фактурной обработки его поверхности.

Учет строителями совокупности свойств природного камня при возведе- нии зданий и сооружений предопределяет их долговечность и архитектурную выразительность.

Горные породы – это природные образования более или менее однородно- го состава и строения, образующие в земной коре самостоятельные геологиче- ские тела.

Они слагают поверхностные слои земной коры толщиной 15…60 км.

Горные породы представляют собой сочетание одного или нескольких минералов и могут быть мономинеральными (гипс, кальцит и др.) или полими- неральными (гранит, сиенит и др.).

Минералами называются однородные по химическому составу, строе- нию и физическим свойствам природные тела, образовавшиеся в земной коре в результате физико-химических процессов.

В большинстве случаев минералы – твердые тела, иногда жидкие и газо- образные. Всего в природе более 2 тыс. минералов, но в образовании горных пород участвуют лишь около 50. Такие минералы называются породообразую- щими минералами.

Зная содержание минералов в горной породе, можно предопределять важнейшие ее свойства.

Природные каменные материалы и изделия получают путем механи- ческой обработки горных пород способом дробления, раскалывания, рас- пиловки, тески, шлифования или без таковых (песок, гравий). В природном каменном материале почти полностью сохраняются свойства исходной горной породы.

Порядок выполнения работы

С помощью учебных плакатов изучить генетическую классификацию горных пород (рис. 1). С помощью коллекций породообразующих минералов и горных пород учатся распознавать их по внешним признакам, определять в полиминеральных породах породообразующие минералы, их пропор- циональное соотношение, преобладающий цвет, крупность кристаллов, наличие пор (визуально). С помощью литературных источников, конспекта лекций уста- навливаются эксплуатационно-технические и декоративные свойства породооб- разующих минералов и горных пород, способы их переработки в строительный материал или изделие и вид обработки поверхности камня (фактуры), области использования в строительной практике. Полученные данные оформляются в виде таблицы

Для оказания помощи студентам в оформлении результатов работы,

в описании свойств породообразующих минералов и горных пород, а также области их применения в строительстве в работе представлены табл. 1, 2.

При выполнении работы изучают по 3 - 4 разновидности породообра- зующих минералов (на выбор) и горных пород из числа изверженных, осадочных и метаморфических.

Приборы, инструменты, материалы: коллекция породообразующих минералов, коллекция магматических горных пород, коллекция осадочных горных пород, коллекция метаморфических горных пород, образцы строи- тельных материалов и изделий из природного камня, таблицы с показателями эксплуатационно-технических и эстетических свойств природных каменных материалов, породообразующих минералов, строительных материалов и из- делий из горных пород, генетическая классификация горных пород, лупа, шкала твердости Мооса.

33

Таблица 1

Основные свойства главных породообразующих минералов горных пород

 

Наимено- вание минерала	Химиче- ская фор- мула	Физико-механические свойства						Группа по хи- миче- скому составу	Особые свойства	В состав каких горных пород входит	Применение в строительстве
		цвет	блеск	твер- дость	спай- ность	плот- ность, кг/м3	прочность на сжатие, МПа

Полевые шпаты

 

 

Щийся)

Na[Al Si₃O₈]- альбит Белый, се- рый Стеклян- ный 6 - 6,5 Совер- шенная

 

 

2610…

2760

 

 

120…

170

Алюмоси- ликатов

 

Разрушаются под влиянием резких смен температур, под воз- действием воды, уг- лекислоты, плавятся при 1170…1550 ⁰С.

Гранит, диорит, порфир

В качестве цветных пес- ков при произ- водстве отде- лочных рас- творов, в про- изводстве ке-

рамики, глазу- рей

Ca[Al Si₂O₈]- анортит Серый с от- тенками (зе- леным, сине- ватым, крас- новатым) Стеклян- ный 6 - 6,5 Совер- шенная     - | | - Габбро, базальт, диабаз. Ортоклаз (прямо- скалы- вающийся) К[Al Si₃O₈] Розовый, красный, желтый, серо- розовый Стеклян- ный 6 Совер- шенная 2500… 2600 150 Алюмоси- ликатов При раскалывании образует близкие по форме к кубу изделия Гранит, сиенит, порфир, гнейс, диорит. В качестве цветных пес- ков Оливин (Mg,Fe)₂ SiО₄ Оливково- зеленый Стеклян- ный и жирный 6,5 -7 Несовер- шенная 3200… 4350   Силика- тов По сравнению с авги- том и роговой обман- кой стойкость против выветривания пони- жена Диабаз, базальт  

Продолжение табл. 1

 

Наимено- вание минерала

Химиче- ская фор- мула

Физико-механические свойства

Группа по хи- миче- скому составу

Особые свойства

В состав каких горных пород входит

Применение в строительстве

цвет

блеск

твер- дость

спай- ность

плот- ность, кг/м3

прочность на сжатие, МПа

Слюды: мусковит   Биотит

К Al2[Al Si3O10] · [ОН]2

Белый

Стеклян- ный

2 - 3

Весьма совер- шенная в одном на- правле- нии

2700... 3100

Водных алюмо- силика- тов

Обладает высокой прочностью и вязко- стью,    понижают стойкость породы, ухудшает шлифовку

Гранит, сиенит, габбро, порфир, и др.

В отделочных работах,                  при производстве рубероида

К(Mg,Fe)3 · [AlSi3O10]· [ОН,Fe]2

Черный

Стеклян- ный

2 - 3

- | | -

2700… 3000

Водных алюмо- силика- тов

Стойкость ниже, чем у мусковита.

Гранит, сиенит, габбро, порфир, и др

В отделочных работах

Авгит (из числа пироксе- нов)

Темноокрашенные минералы

Са(Mg,Fe,Al) · [(Si,Al2)2O6]

Зеленовато- черный, буро-чер- ный

Стеклян- ный

5 - 6,5

Совер- шенная

3200... 3600

Железисто- магнези- альных силикатов

Придает породе хруп- кость, затрудняет по- лировку, повышает со- противляемость. Вы- сокая ударная вяз- кость, повышают стой- кость против выветри- вания

Гранит (в не- большом количе- стве)

Роговая обманка (из ам- фиболов)

Са2 Na · (Mg,Fe)4· (Al,e)[(Si,Al)4· ОН]2·[ОН]2

Зеленый, бурый с от- тенками

Стеклян- ный

5,5 - 6

Совер- шенная

3100… 3300

Алюмо- силикатов

Продолжение табл. 1

 

Наимено- вание минерала	Химиче- ская фор- мула	Физико-механические свойства						Группа по хи- миче- скому составу	Особые свойства	В состав каких горных пород входит	Применение в строительстве
		цвет	блеск	твер- дость	спай- ность	плот- ность, кг/м3	прочность на сжатие, МПа
МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Гранит	ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Глыбы, Валуны,		Грубообломочные пор оды	Такая же, как у пер- вичной по- роды	Такая же, как у пер- вичной по- роды	Такой же, как у первичной по- роды	Такие же, как у первичной породы	Размер частиц: 100…1000 мм	-	-	Бутовый камень, дорожная шашка     Бетонные и железобетонные массивные сооружения, до- рожное строительство     - | | -
Галька,
Щебень,							10…100 мм
Гравий,
Дресва						1…10 мм

41

 

Продолжение табл. 2

 

Наименова- ние породы		Структура	Текстура	Цвет	Главные поро- дообразующие минералы	Строительно- технические свойства	Основные особенности		Рекомендуемое применение
							достоинства	недостатки
Песок	Тонкообломочные породы	Рыхлозер- нистая	Морские и речные пес- ки   имеют окатанную форму, лед- никовые — угловатую	Светлые, жел- товатые тона	Кварц, поле- вой шпат, слюда, каль- цит	нас   =1,5…1,6; =2,60…2,65	Распространен- ность в природе, легкость добычи и    транспорти- ровки	Различный гра- нулометрический состав. Наличие примесей (час- тиц пыли, глины, гумуса, слюды и др.)	Сырье для раствора, бетона, стекла, кирпича, керамиче- ских изделий. Дорожные покрытия, гидро- технические сооружения (плотины, дамбы)
Глина		Связнозер- нистая	-	Белый,                жел- тый, бурый	Каолинит, монтморил- лонит,  гал- луазит	-	Распространен- ность в природе, пластичность, спекаемость	Тщательная пе- реработка гли- ны. Усадка при сушке и обжиге	Кирпич, черепица, трубы ка- нализационные и дренаж- ные, огнеупоры, раковины, бачки, унитазы, плитки для облицовки стен и для пола
Конгло- мераты	МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ
Мрамор (из из- вестняков)		Кристал- лическая, мелко- зерни- стая	Плотная	Полихромати- ческие разно- образные тона: розовый, крас- ный,   белый, черный, зеле- ный	Кальцит (прочно сросшийся), доломит, иногда маг- незит, слю- да, кварц	m   =2,7…2,85; R сж = 50…300; Тв = 3…4; Пор= 0,9…3; В = 0,1…0,7; И = 0,2…2,0; Кр= 0,8…0,9		Декоративность, хорошо шлифу- ется, легко обра- батывается, воз- можность полу- чения любой фактуры	Подверженность кор- розии и выветриванию под действием воды, сернистого газа, ки- слот, изменения тем- пературы. Не рекомен- дуется для наружной облицовки	Плиты облицовочные, цокольные, ступени для полов, карнизы, про- фильные изделия, колонны, пара- петы, декоративные изделия, скульптура. Отходы мраморообра- ботки используются для получения отделочных растворов, бетонов, в виде минерального порошка
Гнейс (из гра- нитов)	Кристал- лическая, крупно- и мелкозер- нистая	Плотная, сланцева- тая	Полихромные цветовые то- на, преоб- ладает серый и розовый	Ортоклаз, плагиок- лаз, кварц, слюды, ав- гит	m =2,5...2,6; R сж = 60…100		Декоративность, разнообразная цве- товая гамма, долго- вечность, антикор- розийность	Менее долговечны, чем граниты из-за сланце- ватого строения, зна- чительные затраты на добычу и обработку	Плиты: цокольные, подоконные; сту- пени, карнизы, колонны, дорожно- строительный камень, щебень, про- фильные изделия; бутовые плиты для кладки фундаментов, тротуаров, обли- цовки каналов, набережных
Кварцит (из пес- чаников)	Кристал- лическая, мелко- и средне- зерни- стая	Плотная, равно- мерно кристал- лическая	Монохрома- тические раз- нообразные цвета: крас- ный, розовый, серый, белый, фиолетовый	Кварц пере- кристаллизо- ванный, сце- ментирован- ный кремни- стым веще- ством	m   =2,5…2,7; R сж = 80…400; Тв = 6…7; Пор = 0,7…0,8; В = 0,01…0,2; И = 0,1…0,3; Кр = 0,9		Декоратив- ность, разнооб- разная             цвето- вая гамма, од- нородность ок- раски,             долго- вечность	Хрупкость, гладкая поверхность раскола и острые ребра щеб- ня	Плиты для наружной облицовки повышенной стойкости; в виде щебня, бута; плиты для полов, сту- пени, профильные и декоративные изделия
Сланец (из глин)	Кристал- лическая, мелко- и средне- зерни- стая	Слоистая	Хроматиче- ские темные цветовые то- на,        пре- имущест- венно темно- серый   или черный	Кварц, слюда, каолинит	m =2,4…2,6; Тв = 3…5		Достаточная водо- стойкость, стой- кость против вы- ветривания, легко раскалывается на тонкие (3…10 мм) плитки	Малая прочность, хрупкость, ограни- ченность примене- ния	В качестве кровельного и стено- вого материала, реже в виде плит для тротуаров. Материал преиму- щественно местного значения

Условные обозначения: ρ_т средняя плотность, г/см³; ρ истинная плотность, г/см³; ρ_нас насыпная плотность, г/см³; R_сж  предел прочности при сжатии, МПа; Тв  твердость по шкале Мооса; Пор  пористость, %; В  водопоглощение, %; И  истираемость, г/см²; Кр  коэффициент раз- мягчения.

МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ (ВИДОИЗМЕНЕННЫЕ)

Образовались в результате ВИДОИЗМЕНЕНИЯ или ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МАГ М АТИЧ ЕСКИХ или ОСАДОЧ НЫ Х горных пород под воздействием - Давления Р, - Высокой температуры Т, - Водных минеральных растворов и др.

ИЗ МАГМАТИЧЕСКИХ - ГНЕЙСЫ, ИЗ ОСАДОЧНЫХ - ГЛИНИСТЫЕ СЛАНЦЫ, - КВАРЦИТЫ, - МРАМОР, - АСБЕСТ и др.

МАГМАТИЧЕСКИЕ (ПЕРВИЧНЫЕ ИЛИ ИЗВЕРЖЕННЫЕ)

ГЛУБИННЫЕ: - гранит - сиенит - диорит - габбро - лабрадорит

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

 

ОСАДОЧНЫЕ (ВТОРИЧНЫЕ)
	ХИМИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ: - доломит (CaCO3·MgCO3), - гипс (CaSO4·2H2O), - ангидрит (CaSO4), - магнезит (MgCO3)   ОРГАНОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ Кремнистого состава: Карбонатного состава: - диатомиты - известняк - трепелы              - мел - опоки                  - травертин - мергель   МЕХАНИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ: Рыхлые – песок и гравий;

 

 

глина и каолин (механического и химического разрушения) Цементированные – песчаники, конгломераты брекчии

ИЗЛИВШИЕСЯ: √ МАССИВНЫЕ - порфиры - базальт - диабаз - перлит - вермикулит - вулканический туф √ ОБЛОМОЧНЫЕ - пемза - вулканический пепел

17

Домашнее задание:

Изучить материал представленный в таблицах и рисунках.

Ответить на контрольные вопросы для защиты лабораторной работы.

Отчет прислать до 15.10.21г. в ЛС преподавателю.

Контрольные вопросы

1. Основные породообразующие минералы магматических горных пород.

2. Основные породообразующие минералы осадочных горных пород.

3. Основные минералы, образующие метаморфические горные породы.

4. Как определить среднюю и истинную плотность горной породы?

5. Как вычислить пористость горной породы?

6. На каких образцах определяется предел прочности при осевом растяжении при испытании путем раскалывания?

7. Какие горные породы определяют, используя раствор соляной кислоты НСl?

8. По какой формуле вычисляется предел прочности при осевом растяжении при испытании путем раскалывания?

9. Что такое твердость и как она определяется для горных пород?

10. истираемость и как она определяется?

11. Каким образом определяется ударная прочность каменных материалов?

12. Какие различают декоративно-отделочные свойства природных каменных материалов?

13. Как определить блеск лицевой поверхности природных каменных материалов?

14. Что такое фактура, и какие различают фактуры?

 

Лабораторная работа № 2

по МДК.01.01 Проектирование зданий и сооружений

Количество часов: 2 часа (продолжение)

Дата: 14.10.2021г.

Преподаватель Щербакова Н.А.

Профессия: 08.01.07 Мастер общестроительных работ

Группа: 9 СЭЗС-21 (ускоренное обучение)

Тема раздела: Строительные материалы и изделия.

Тема урока: Природные каменные материалы.

Тип урока: Лабораторная работа.

Цель работы: определить происхождение, минеральный состав, основные свойства природных каменных материалов и установить области их применения в строительстве.

Материалы и оборудование:

1.Коллекция минералов и горных пород.

2.Лупа.

3.Стальная игла или стальной нож.

4.Шкала твердости.

5.Линейка.

6.Стеклянная пластинка.

Повторим ранее изученный материал.

Природный камень – один из древнейших конструкционных и отделоч- ных строительных материалов. Долговечность этого материала позволила со- хранить до нашего времени величайшие шедевры архитектуры.

И в наши дни горные породы являются основным источником получения строительных материалов. Так, в результате относительно несложной механи- ческой обработки монолитных горных пород получают материалы в виде плит, блоков, бортовых и облицовочных камней, дорожной брусчатки, бутового кам- ня, щебня и др. В огромных количествах используются рыхлые породы: валуны, гравий, песок, глина и др. Также горные породы являются главным сырьем для производства искусственных строительных материалов (строительной керами- ки, огнеупоров, стекла, цемента, извести и др.), для чего их подвергают слож- ным видам механической и химической обработки. В настоящее время в нашей стране на нужды промышленности стройматериалов ежегодно расходуется око- ло 2 млрд т горных пород.

Рациональное использование природных каменных материалов обуслов- лено их минералогическим составом, декоративными характеристиками (цве- том, текстурой, насыщенностью) и основными физико-техническими свойства- ми: плотностью, пористостью, водопоглощением, морозостойкостью, тепло- проводностью, прочностью, твердостью, истираемостью и др.

Физико-технические и декоративные свойства природного камня опреде- ляют вид фактурной обработки его поверхности.

Учет строителями совокупности свойств природного камня при возведе- нии зданий и сооружений предопределяет их долговечность и архитектурную выразительность.

Горные породы – это природные образования более или менее однородно- го состава и строения, образующие в земной коре самостоятельные геологиче- ские тела.

Они слагают поверхностные слои земной коры толщиной 15…60 км.

Горные породы представляют собой сочетание одного или нескольких минералов и могут быть мономинеральными (гипс, кальцит и др.) или полими- неральными (гранит, сиенит и др.).

Минералами называются однородные по химическому составу, строе- нию и физическим свойствам природные тела, образовавшиеся в земной коре в результате физико-химических процессов.

В большинстве случаев минералы – твердые тела, иногда жидкие и газо- образные. Всего в природе более 2 тыс. минералов, но в образовании горных пород участвуют лишь около 50. Такие минералы называются породообразую- щими минералами.

Зная содержание минералов в горной породе, можно предопределять важнейшие ее свойства.

Природные каменные материалы и изделия получают путем механи- ческой обработки горных пород способом дробления, раскалывания, рас- пиловки, тески, шлифования или без таковых (песок, гравий). В природном каменном материале почти полностью сохраняются свойства исходной горной породы.

Порядок выполнения работы

С помощью учебных плакатов изучить генетическую классификацию горных пород (рис. 1). С помощью коллекций породообразующих минералов и горных пород учатся распознавать их по внешним признакам, определять в полиминеральных породах породообразующие минералы, их пропор- циональное соотношение, преобладающий цвет, крупность кристаллов, наличие пор (визуально). С помощью литературных источников, конспекта лекций уста- навливаются эксплуатационно-технические и декоративные свойства породооб- разующих минералов и горных пород, способы их переработки в строительный материал или изделие и вид обработки поверхности камня (фактуры), области использования в строительной практике. Полученные данные оформляются в виде таблицы

Для оказания помощи студентам в оформлении результатов работы,

в описании свойств породообразующих минералов и горных пород, а также области их применения в строительстве в работе представлены табл. 1, 2.

При выполнении работы изучают по 3 - 4 разновидности породообра- зующих минералов (на выбор) и горных пород из числа изверженных, осадочных и метаморфических.

Приборы, инструменты, материалы: коллекция породообразующих минералов, коллекция магматических горных пород, коллекция осадочных горных пород, коллекция метаморфических горных пород, образцы строи- тельных материалов и изделий из природного камня, таблицы с показателями эксплуатационно-технических и эстетических свойств природных каменных материалов, породообразующих минералов, строительных материалов и из- делий из горных пород, генетическая классификация горных пород, лупа, шкала твердости Мооса.

33

Таблица 1

Основные свойства главных породообразующих минералов горных пород

 

Наимено- вание минерала	Химиче- ская фор- мула	Физико-механические свойства						Группа по хи- миче- скому составу	Особые свойства	В состав каких горных пород входит	Применение в строительстве
		цвет	блеск	твер- дость	спай- ность	плот- ность, кг/м3	прочность на сжатие, МПа