Необходимо отметить относительно небольшую твердость известняков, определяющую большое истирание их в дорожных покрытиях, а также способность к прочному сцеплению с битумами и другими органическими вяжущими материалами. Последнее является важным положительным свойством известняков.

Доломиты. Доломиты представляют собой плотные, иногда кристаллические горные породы, состоящие в основном из минерала доломита (СаСО3-МgСОз). По внешнему виду и физико-механическим свойствам доломиты близки к доломитовым известнякам, с которыми они связаны постепенными переходами.

При действии соляной кислоты доломиты вскипают только при нагревании в виде порошка. Твердость доломитов несколько выше, чем известняков - 3,5-4,0. Все сказанное о свойствах и применении в строительстве прочных известняков относится и к доломитам. Кроме того, они используются в цементной промышленности для изготовления магнезиальных цементов.

Мергели - это породы, состоящие из смеси углекислого кальция (кальцита) и глины. Содержание СаСО3 в мергеле в среднем составляет 50-60 %. При содержании СаСО3 в количестве 25-50 % породу называют глинистым мергелем.

Мергели образуются в морских бассейнах, лагунах и пресноводных озерах, т.е. в местах одновременного отложения карбонатного и глинистого материала. По физико-механическим свойствам мергели близки к глинистым известнякам. Применяются в качестве сырья для изготовления цемента в цементной промышленности. Опоками называют сцементированные горные породы, состоящие в основном из аморфного кремнезема (SiO2 * nH2O). Подобно известнякам они образуются на дне морей из кремниевых панцирей диатомовых водорослей. Опоки характеризуются очень малой плотностью (1,1-1,8 т/мі) и большим объемом тончайших пор (20-45%), размер которых настолько мал, что они не видны невооруженным глазом. При погружении куска опоки в воду выделяется большое количество пузырьков воздуха; иногда при этом порода растрескивается и распадается на обломки.

Опоки обычно имеют желтую окраску с серым или зеленым оттенком. Прочность их при сжатии колеблется в пределах 3-25 МПа. Все виды опок неморозостойки.

Опоки характеризуются хрупкостью, раковистым изломом, а также своей химической активностью, которая выражается в том, что они могут вступать в химическое взаимодействие с гашеной известью.

По химическому составу и происхождению к опокам близка порода, называемая трепелом. Он имеет такую же, как и опоки, окраску, но отличается от них рыхлым землистым сложением. Трепел, как и опоки, широко применяется в цементной, лакокрасочной, нефтяной, пиротехнической и других видах промышленности. Опоки и трепел широкий полосой залегают вдоль всего восточного склона Уральского хребта.

Химические породы. Породы этой группы (см. табл. 1) образовались в результате выпадения осадков из солевых растворов при повышении их концентрации или химического взаимодействия между различными солями. К этим породам относятся гипс, известковый туф, оолитовый известняк и др.

Гипс представляет собой горную породу, состоящую из мелкокристаллического или волокнистого минерала того же наименования (CaSO4 * 2H2O). Цвет гипса - белый, желтый, серый, розовый. Гипс характеризуется незначительными твердостью (1,5-2,0) и прочностью.

Безводный природный гипс называется ангидритом; он отличается от гипса несколько большей твердостью (3,0-3,5). Гипс и ангидрит служат сырьем для изготовления вяжущих материалов (алебастра, гипсо-ангидритового цемента и др.), а также применяются в химической промышленности.

Известковый туф - крупнопористая горная порода, состоящая почти целиком из углекислой извести, образовался путем выделения углекислой извести из горячих источников при выходе их на поверхность и охлаждении.

Оолитовый известняк представляет собой породу, состоящую из мелких округленных зернышек кальцита, сцементированных естественным кальцитовым цементом. Строительные качества оолитовых известняков невысокие. Они неморозостойки и характеризуются прочностью при сжатии порядка 15-20 МПа.

4. Геологическая деятельность моря

Океаны и моря занимают около 70,8 % земной поверхности и в них сосредоточены огромные массы воды, составляющие 1370 млн. кмі. Находясь в непрерывном движении, эти огромные массы воды разрушают горные породы окружающих берегов, перемещают и истирают продукты разрушения и откладывают их в виде осадков.

Разрушительная работа моря выражается в разрушении берегов прибойной волной и растворении пород.

Против действия такой огромной, многократно прилагаемой силы не может устоять ни одна горная порода. Разрушительная работа волн усиливается также ударами обломков горных пород, подхваченных прибоем.

Примером разрушения берега морским прибоем может служить восточный берег Черного моря в районе Гагр, где за 7 лет море разрушило и смыло полосу берега шириной около 200 м.

Образующиеся при разрушении берегов обломка камня подвергаются дальнейшему измельчению волнами, которые у береговой линии постоянно перекатывают обломки по морскому дну. Вследствие трения друг о друга обломки приобретают гладкую, окатанную поверхность. Одновременно объем зерен гравия и гальки уменьшается, а образующиеся при этом тонкие пылеватые и глинистые частицы морскими течениями, а также приливами и отливами уносятся далеко в море, где и отлагаются на морском дне.

Созидательная работа моря выражается в накоплении отложений из обломков горных пород, химических и органогенных осадков, часто преобразующихся в породы с новыми свойствами.

Крупные обломки горных пород откладываются повсюду, где уменьшается движение воды. Почти вдоль каждого морского побережья можно видеть прибрежные отложения, состоящие из хорошо окатанных гальки, гравия или песка.

Из этих пород часто образуются косы, песчаные рифы, пересыпи и т.д. В некоторых случаях в отложениях принимают участие раковины или их обломки. Различают следующие виды морских отложений.

Отложения мелкого моря, или шельфа, образуются в прибрежной полосе моря в среднем шириной 60-80 км и глубиной до 200 м, где сказывается действие морских волнений. Эти отложения характеризуются разнородностью состава и частой слоистостью (разнообразные по составу и крупности пески, ракушка, органические и минеральные илы, суглинки и глины).

Отложения материкового склона образуются на глубине от 200 до 2500 м и занимают около 15 % площади Мирового океана. Они представлены различными минеральными илами, которые после уплотнения образуют толщи глин. В наиболее глубокой части склона накапливаются органические илы.

В ложе Мирового океана на глубинах от 2500 до 6000 м и в глубоких впадинах свыше 6000м отлагаются глубоководные отложения, представляющие собой скелетные образования микроскопических растений и животных и образующие диатомовый, радиоляриевый, глобогериновый и другие илы. После уплотнения и преобразования они превращаются в толщи известняков, мела, диатомита, трепела, красных глубоководных глин и др.

Вместе с минеральными частицами вода сносит в море в растворенном состоянии также большое количество различных химических веществ. Некоторые из них в результате химического воздействия друг с другом образуют осадки, с образованием новых минералов (известковый шпат, доломит и др.); другие выпадают в осадок вследствие повышения концентрации раствора при испарении воды (каменная соль, гипс); третьи поглощаются живущими в морской воде животными и растениями. Некоторая же часть солей остаётся в морской воде в растворенном состоянии.

В морской воде в среднем содержится 3,5 % легкорастворимых солей, причем почти треть этого количества составляет хлористый натрий.

Отложение легкорастворимых в воде солей чаще всего происходит в лагунах, т.е. мелководных частях океана (моря), отгороженных от него песчаными косами и соединяющихся с ними узким проливом или проливами. Концентрация солей в воде лагун в результате испарения увеличивается и с течением времени достигает предела растворимости. Часть солей при этом переходит в осадок, образующийся на дне. Во время приливов или волнений на море в лагуну попадают новые порции морской воды, которые снова подвергаются процессу испарения, концентрации и отложения солей. Примером такого процесса может служить залив Кара-Богаз-Гол на Каспийском море.

Содержание солей в воде залива в несколько раз выше, чем в морской воде. По берегам и на дне залива откладываются глауберова (мирабилит) и поваренная соли, гипс, карбонаты кальция и магния.

Мощность морских солевых отложений, образовавшихся в древние геологические периоды, может быть весьма большой.

Область мелководного моря (шельфа) населена множеством разнообразных животных и растительных организмов. Некоторые из них в связи с частыми волнениями моря прикрепляются к морскому дну, например кораллы, губки, мшанки и др.

Многие морские животные, а также известковые водоросли в процессе жизнедеятельности потребляют из морской воды для построения своих наружных и внутренних скелетов (раковины, скорлупки, кости, зубы, иглы и т.д.) углекальциевую соль. После отмирания организмов твердые известковые остатки накапливаются на морском дне, образуя новые отложения. Примером такого рода образований может служить толща ракушки на берегу Азовского моря.

Уплотнение известковой массы, а в последующем ее кристаллизация и химические изменения приводят к образованию известняков. Такие породы часто отличаются высокой прочностью и широко используются в дорожном строительстве.

5. Влияние поглотительной способности грунтов на их строительные свойства

Одной из наиболее характерных особенностей грунтов, содержащих тонкодисперсные частицы, является их способность поглощать другие вещества из окружающего раствора. При этом задерживаются не только растворенные, но и взмученные в воде вещества, приходящие в соприкосновении с частицами.

Тонкодисперсная часть грунтов, обладающая поглотительной способностью, тесно связана с поверхностью более крупных частиц грунта и не может быть отделена от них механически.

В природе грунтовые частицы с чистыми поверхностями почти не встречаются. Обычно отдельные более крупные частицы или микроагрегаты из более мелких частиц как бы покрыты пленкой различных коллоидов. Отделить эти пленки, не нарушая при этом целостности и физических свойств частиц грунта, невозможно.

По этой причине коллоидные вещества, распределяясь равномерно по всей массе грунта, соединяются с более крупными частицами и придают ему свойства, присущие коллоидным системам. Чем выше содержание глинистых частиц в грунте, тем большее влияние оказывают эти особенности на физические, механические, физико-химические и химические свойства грунтов.

В зависимости от способа поглощения веществ из растворов советский ученый академик К.К. Гедройц выделил следующие виды поглотительной способности грунтов: 1) механическую, 2) физическую, 3) физико-химическую, 4) химическую, 5) биологическую.

Страницы: 1, 2, 3, 4