Intekoufa.ru

Ремонт и стройка
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Обломочные породы и их классификации

Обломочные породы и их классификации

К этим классам относятся всем хорошо знакомые сыпучие по­роды — песок, щебень, галечник, гравий; сцементированные по­роды, среди которых самым известным является песчаник, а также глинистые породы — глина, суглинки, супеси.

Названные породы сильно отличаются друг от друга по составу и свойствам, но в природе переход от обломочных пород к гли­нистым очень постепенный, с большим количеством смешанных разностей, что задает необходимость рассмотрения данных классов в рамках одного раздела.

Классификация

В разделе рассматривается пять классов по­род — крупнообломочные, песчаные, мелкообломочные, глинис­тые и смешанные. Для краткости условимся называть их всех вмес­те обломочными и глинистыми. Как можно видеть, все они класси­фицируются по размеру, форме обломков, цементации и связности.

Осадочные обломочные, глинистые и смешанные породы

Структура и размер частиц, мм

1. Крупно­обломочные: более 1000

2. Среднеобло­мочная — песча­ная (0,05-2):

Пески (по преоб­ладающей фрак­ции):

Песчаники (по пре­обладающей фрак­ции):

3. Мелкообломоч­ная — пылеватая: 0,002. 0,05

4. Микрозернис- тая — глинистая: менее 0,002 (0,005)

Песок пылевато-гли- нистый со щебнем и гравием, галечник с песчаным гравий­ным заполнителем и др.

Конгломерат песча­нистый, гравелит песчанистый и др.

Состав

Эти породы состоят из продуктов механического и хи­мического разрушения и преобразования других пород на поверх­ности земли. В подавляющем большинстве случаев они являются почвообразующим материалом, на них осуществляется большая часть строительства и прочего природообустройства, их чаще других называют словом «грунт».

В составе обломочных и глинистых пород выделяется три ос­новные составные части — обломки, цемент и глинистый материал.

Обломочный материал

Обломочный материал — главная составная часть обломочных пород — каменный материал в составе глыб, валунов, гальки, гравия, щебня, песчинки, образующие песок, кварцевая мине­ральная пыль. Все это может быть представлено различными скаль­ными или полускальными породами, и название исходной породы может быть только упомянуто — щебень гранитный, галечник из­вестняковый, песок кварцевый. Булыжник, бут, голыш, брус­чатка — естественный или специально обработанный и подоб­ранный камень размером в десятки сантиметров, применяемый в строительстве для мощения дорог и кладки фундамента.

По форме выделяют два основных типа обломков — угловатые и округлые, также существует несколько переходных типов между ними.

Каменные обломки различной формы

а — угловатые; б — округлые (окатанные); в — полуокатанные

Широко распространенную морену принято называть щеб­нистым суглинком, в то время как имеющиеся в ней каменные включения скорее ближе к округлой гальке, чем к угловатому щебню.

Обломки угловатой формы. Они образуются при выветри­вании и отламывании кусков от коренной монолитной породы. В природе данный процесс интенсивнее всего развит на склонах; образующиеся в результате него обломки скапливаются у подножья склонов, образуя каменные осыпи. При горизонтальном рельефе угловатые обломки остаются на своем месте, и процесс выветри­вания быстро затухает с глубиной. Так образуются коры выветри­вания.

Угловатые обломки в составе коры выветривания и каменной осыпи

Породы осыпей и кор выветривания в зависимости от размеров обломков называют глыбами, щебнем, дресвой, хрящом. Они могут служить строительным материалом в местах своего распростра­нения, хотя реально используемые в строительстве щебень, глыбы и т.п. значительно чаще являются искусственно дроблеными кам­нями, добываемыми в карьерах при помощи взрывов. На их основе можно получить более прочные материалы для строительства, чем при использовании выветрелого и трещиноватого естественного камня, тем более что большинство населения России проживает на равнинных .территориях, где эти осыпи и коры выветривания практически отсутствуют.

Округлые (окатанные) обломки приобретают такую форму в результате обработки водой (морским прибоем, реками, водно­ледниковыми потоками), реже — ветром. Из угловатых глыб обра­зуются валуны, из щебня — галька, из дресвы (мелкого щебня) — гравий. Чем мельче обломки, тем чаще они бывают округлыми. Например, пески с угловатыми обломками в природе встречаются, но крайне редко. Пылеватая фракция — кварцевые обломки раз­мером 0,002—0,05 мм всегда округлые. Из-за мелких размеров они начинают демонстрировать коллоидные свойства — легко слипаются между собой, а будучи взмученными, медленно оседают в воде.

Читайте так же:
Цемент бактерицидный содержащий серебро

Цемент

Некоторые породы в природе напоминают по своему сложению такие известные искусственные материалы, как отвер­девший цементный раствор или бетон, тем, что состоят из камен­ных обломков, скрепленных между собой цементом. Не исклю­чено, что идея создания бетона была заимствована людьми в при­роде. Природный цемент сходен по составу с некоторыми химическими осадочными породами. Он бывает карбонатным, кремнистым, сульфатным, железистым и глинистым — тогда его называют глинистым заполнителем. Карбонатный цемент сходен по составу с химическим известняком и определяется по реакции с кислотой. Кремнистый — наиболее прочный и твердый из цемен­тов, иногда он имеет жирный блеск, с кислотой не реагирует. Суль­фатный — не прочен, он царапается ногтем, изредка на нем видны сахаровидные кристаллы. Железистый цемент узнается по ржавому цвету. Глинистый цемент царапается ногтем, размокает в воде.

Образование цемента возможно двумя путями:

  • в морских условиях при одновременной аккумуляции хими­ческого осадка вместе с обломками;
  • за счет выпадения в осадок химического материала из под­земных вод внутри обломочной толщи после ее накопления.

Породы с различными типами цемента

а — базальный цемент; б — поровый цемент; в — контактовый

Глинистые минералы

В крупнообломочных породах гли­нистые минералы могут играть роль заполнителя между каменными частицами и фактически являться цементом. При смешении гли­нистых минералов с песчаным и мелкообломочным материалом образуются так называемые глинистые породы — суглинки, супеси и природные глины. Глинистые минералы приобретают при этом роль главного компонента, придавая всей смеси свойства гли­нистых пород, главные из которых — влагоемкость, водонепрони­цаемость и связность — способность делаться пластичной при ув­лажнении и твердой при высыхании.

Структура, гранулометрический и минеральный состав

Эти харак­теристики тесно связаны между собой. Структура материала опре­деляется в зависимости от размеров частиц. Частицы определенного размера принято называть фракциями. Границы фракций взяты по ГОСТ 25100—2011 «Грунты», они с очень небольшими измене­ниями повторяют границы, принятые в геологической литературе, отличаются лишь названия фракций; геологические даны в скобках.

Структуры и примерный состав обломочных, глинистых и смешанных пород

Структура и фракция — размер частиц [20]

1. Крупнообломочная (псефиты) — крупнее 2 мм

Обломки любых скальных пород

2. Среднеобломочная — песчаная (псаммиты) — 0,05-2 мм

Преобладает кварц, может присут­ствовать полевой шпат, прочих минералов совсем мало

3. Мелкообломочная — пылеватая (алевриты) — 0,002-0,05 мм

Кварц — практически вся фракция

4. Микрозернистая — глинистая (пелиты) — менее 0,002 мм (менее 0,005 мм)

Каолинит, монтмориллонит, глау­конит и другие глинистые мине­ралы, кварц, лимонит

5. Смешанная — обломочно-пес­чаная, песчано-глинистая и др.

Различные смеси частиц 1—4-й фракций

Известна, что чем мельче раздроблен материал, тем быстрее он растворяется и вступает в химические реакции. Поэтому среди об­ломков крупного размера (глыб, валунов, щебня, гальки) встреча­ются почти все породы за исключением наиболее растворимых — гипса, ангидрита, каменной и других солей. Среди обломков средних размеров встречаются в основном кварц — самый устой­чивый к выветриванию минерал, реже полевой шпат, еще реже другие минералы. Среднеобломочные породы — это пески.

Читайте так же:
Стеклоиономерный цемент набор порошок

Среди мелкообломочных (пылеватых) частиц почти не встреча­ются другие минералы, кроме кварца. Породы — лёсс, алеврит, алевролит.

Микрозернистые породы сложены каолинитом, монтморилло­нитом, гидрослюдами и другими глинистыми минералами. По­роды — чистые глины.

Смешанные породы — чаще всего смесь песчаной, пылеватой и глинистой фракции — это глины, суглинки и супеси. Широко используются термины «песчано-глинистые» и «глинистые по­роды», употребляемые как синонимы.

Процентное весовое содержание частиц различных фракций на­зывается гранулометрическим составом (грансоставом) . Для его определения образец грунта пропускается через набор сит с даль­нейшим взвешиванием каждой фракции. Далее по небольшому на­бору правил породе дается формально правильное название. Это относится к несцементированным крупнообло­мочным, песчаным и отчасти некоторым глинистым породам, о чем речь пойдет ниже.

Расширяющиеся цементы

Специальный вид вяжущего – расширяющийся цемент разработан для реализации строительных работ определенного характера, для возведения частных домов и общественных зданий его использование нецелесообразно. Он отличается от традиционного материала составом и рядом свойств, о которых мы далее расскажем.

Классификация по свойствам

Расширяющиеся цементы – это группа материалов. Вяжущее можно классифицировать по составу, который определяет характеристики будущей конструкции и поведение рабочего раствора:

  • глиноземистый расширяющийся цемент увеличивает объемы в процессе гидратации вяжущего, после чего сохраняет форму без образования трещин и нарушений с минимальной обратной усадкой;
  • безусадочные цементы в процессе твердения набирают объем, но после набора прочности не изменяют размеров совсем;
  • напрягающий представитель группы расширяющихся цементов применяется при производстве предварительно напрягаемых железобетонных конструкций и изделий.

В основе всех типов расширяющегося вяжущего – клинкерный портландцемент, к которому в разном количестве добавляют доменные шлаки и гипс. Расширение объема обеспечивается дополнительными присадками:

  • соединения алюминия;
  • магниевые реагенты.

За рост размеров изделий также отвечает гипс, который, как известно, значительно увеличивает объем при реакции с водой.

Расширяющийся и безусадочный цемент при увеличении объема не теряют прочности, а наоборот, уплотняются в структуре. Это является преимуществом материала перед пористыми бетонами с точки зрения приобретения твердости камня.

Напрягающий цемент при изготовлении ж/б изделий работает как растяжитель – он удлиняет арматурные каркасы при гидратации, создавая внутреннее напряжение стали, что увеличивает несущую способность изделия. Бетон на таком цементе за счет уплотненной структуры обеспечивает более длительную защиту металлических стержней от воды по сравнению с железобетоном на обычном вяжущем.

Классификация по составу

Расширяющиеся цементы производятся на разном сырье с использованием дополнительных присадок, что в разной степени определяет поведение рабочего раствора и основные свойства готового изделия. По этому признаку приводим отдельную классификацию вяжущего по основному компоненту.

Глиноземный цемент

ГОСТ 11052-74 определяет глиноземистый цемент как основной в группе расширяющихся вяжущих для бетона. Современное его название – алюминатное вяжущее.

Существует 2 основных типа глиноземного цемента: алюминатный с соответствующими присадками и обычный глиноземный, разработанный отечественным ученым И. В. Кравченко. Они аналогичны по характеристикам и составу, для наглядности приведем сравнение ключевых параметров в таблице:

  • Клин­кер из сме­си бок­си­та и из­вест­ня­ка (гли­но­зем) – око­ло 70%.
  • Гипс (суль­фат каль­ция об­вод­нен­ный) – 20%;
  • Вы­со­ко­ос­нов­ной ги­дро­а­лю­ми­нат каль­ция – 10%.
  • Вы­со­ко­гли­но­зе­мис­тый шлак – 70%;
  • Дву­вод­ный гипс – 30%.
  • 1) Схва­ты­ва­ние – не позд­нее 10 ми­нут;
  • 2) ко­нец твер­де­ния от мо­мен­та за­ме­са рас­тво­ра – 1 час.
  • 1) Схва­ты­ва­ние – не поз­же 10 ми­нут;
  • 2) Ко­нец твер­де­ния – 4 ча­са.
  • 1) на­бор проч­нос­ти че­рез 6 ча­сов – 7,5 МПа;
  • 2) проч­ность че­рез 3 су­ток – не ме­нее 30 МПа.

Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся обоих типов увеличивает объем на протяжении всего периода твердения камня с последующим сохранением приобретенных размеров. В случае с алюминатным вяжущим необходимо поддерживать бетон во влажном состоянии на протяжении всего срока набора прочности, но не допускать перегрева.

Набор прочности в обоих случаях происходит быстро – через 3 суток наблюдается достаточный уровень надежности конструкций для проведения последующих монтажных работ.

  • Возможность монтажной работы при отрицательных температурах до -25°С, что делает материал востребованным при зимнем строительстве;
  • Марка морозостойкости конструкции не менее F200, поэтому цемент применяется преимущественно в северных регионах со стабильной сменой температурных режимов.
  • Ограничение верхней температуры до +80°С, перегрев пагубно влияет на структуру камня;
  • До полного набора прочности (до 28 суток) обычный глиноземный цемент на шлаке и гипсе нельзя подвергать водным процедурам в любом их проявлении.
Читайте так же:
Школа поселка цементный расписание уроков

Портландцементы

Расширяющиеся цементы на основе ПЦ содержат различные присадки и основополагающие компоненты:

  • Смесь портландцемента (65…75%), высокоглиноземистого шлака (15…25%) и 7…10% двуводного гипса и активных минеральных добавок. Сроки схватывания и набора прочности соответствует цементу м400, м500 и м600 (рассмотрим далее);
  • 95% ПЦ, 5% негашеной извести и 0,1-0,2% полимерных присадок. Расширение объема происходит за счет образования газовых пузырьков в результате гидратации извести и воды. Недостаток материала – стремительное расширение с последующим частичным оседанием. Известь способствует водостойкости и непроницаемости камня. Расширяющиеся тампонажные цементы данного типа используются для заделки швов конструкций, где необходимо добиться герметичности поверхности.
  • Различные комбинации портландцементов и гипса с минеральными добавками подбираются технологично согласно требованиям условий. В некоторых случаях глинозёмистый шлак может быть заменен анулитом (смесью основного сульфата кальция и алюминия).

Напрягаемый бетон производят преимущественно на вяжущем с основой из портландцемента в виду специфики применения – такой материал оптимален для создания конструкций высокой прочности, предназначенных для службы в разных условиях.

Дополнительные требования к расширяющимся цементам

Вяжущее из ПЦ и глинозема регламентированы одним стандартом – ГОСТ 30515-97 (новая редакция ГОСТ 31108-2003). Несмотря на разницу в составах, документ обязывает эти типы цементов подчиняться стандартным правилам контроля производства, применения и испытания материала. Кроме времени твердения и прочности в разном возрасте (рассмотрены ранее), ГОСТ рекомендует:

  1. Использовать для производства клинкер с определенным составом со ссылкой на ГОСТ 310.3.
  2. Применять специальные добавки в определенном количестве.
  3. Фасовать цемент в бумажные и полимерные пакеты, а также герметичные контейнеры.
  4. Хранить расширяющийся цемент как любой другой – не более указанного срока годности в сухом проветриваемом помещении.

Также документ устанавливает правила испытания цементов в возрасте 3 и 28 суток.

Применение

Расширяющиеся цементы применяются в строительстве и при ремонте:

  • Устройство чаш ванных, бассейнов, саун, в том числе на улице. В данных случаях применяется водонепроницаемый расширяющийся цемент, который не дает усадку, ведь даже самая современная гидроизоляция бессильна при потрескавшемся днище конструкции.
  • Замес водонепроницаемых штукатурок для наружных работ, где необходимо создать прочное и герметичное покрытие стен из газобетонных и других пористых блоков;
  • Ремонтные работы по фасаду и внутри помещения: заделка трещин, стыков конструкций, вода труб и коммуникаций в колодцы и здание;
  • При ремонтной склейке железобетона;
  • Для добычи крупных глыб скальных пород посредством «тихого взрыва». В скале методом бурения или другим способом образуется щель, в которую закладывается расширяющийся цементный раствор. Через пару дней он естественным образом выталкивает крупные глыбы породы. Такой способ добычи менее дорого, чем традиционный подрыв, а также более гуманный – в результате получаются преимущественно крупные камни, требующие минимальной обработки.

Расширяющиеся цементы отличаются от обычных преимущественным отсутствием усадки и проникающей способностью при ремонте. Но эти материалы дорого стоят, их непросто доставлять до строительной площадки из-за короткого времени схватывания, поэтому для возведения основных домовых конструкций их не используют.

Читайте так же:
Раствор цементный марки 300 гост

Структура пород

Породы создают из породных групп, которые составляют начальную стадию становления породы.

Породная группа — это «предпорода», иначе говоря, порода, еще незавершенная в ее создании, не достигшая права называться породой, т. е. кандидат в породу.

Сформировавшаяся порода состоит из отродьев, внутрипородных типов, линий, семейств.

Отродье — это зональные типы животных. Определяющим в их формировании являются экономические факторы; неразрывно с ними связаны факторы физико-географичеокие (почва, тепло, влага, свет). Последние относятся к важным слагаемым расчленения породы на зональные типы — отродья, которые служат составной частью пород широкого распространения.

Практика показывает, что вести изолированно племенную работу с отдельными отродьями собак весьма трудно, да и не нужно.

Племенная работа в условиях отдельно взятой страны дает возможность применять гетеро-экологический подбор для использования эффекта гетерозиса.

Внутрипорооный тип определяется конституциональными особенностями собак и их зональным типом по рабочим качествам. Внутрипородные типы собак — обязательные структурные единицы, с которыми работает селекционер в процессе совершенствования породы. Выделение животных желательных типов селекционер ставит в основу своей работы по совершенствованию породы в целом.

Однотипность животных породы считается хорошим показателем отселекционированности неплеменного поголовья.

Линии и семейства могут рассматриваться как внутрипородные модели однотипности.

Линия — объективно существующие, имеющие определенное высококачественное своеобразие племенные животные, происходящие от определенного выдающегося родоначальника-производителя. Линию составляет ценная группа собак (кобелей и сук) со сходными особенностями поведения, конституции, экстерьера и рабочих качеств, родоначальником которого является выдающийся по рабочим и племенным качествам производитель.

Линия характеризуется: наличием определенной большой группы животных; качественным своеобразием — типом входящих в нее собак и пластичностью.

Одним из важных приемов совершенствования пород собак является метод разведения по линиям. При этом линии ценны лишь тогда, когда в них закреплены высокоценные генотипы. Этот метод разведения распространен широко.

Семейство — высокопродуктивная ценная группа племенных маток, происходящих от выдающейся родоначальницы, сходных с ней по конституции и рабочим качествам и характеризующихся определенными свойствами, стойко передающимися по наследству. Маточные семейства чаще всего имеют внутрихозяйственное значение для поголовья определенной кинологической организации. Выдающиеся семейства имеют общепородное значение, т. е. их используют для всего существующего поголовья породы. Селекции поголовья по маточным семействам надо уделять не меньшее внимание, чем работе с линиями. Цешше семейства являются важными внутрипородными структурными частями, которые определяют развитие отдельных пород в целом, т. к. происхождение выдающихся производителей тесно связаны с маточными семействами.

Значение сложной структуры породы. Линии и семейства составляют сложную структуру породы. Значение ее заключается в комплексной оценке пород и использовании всех доступных методов совершенствования индивидуальных и племенных, хозяйственно-полезных признаков. Сложность живого организма, наследование им качеств отца, матери и более отдаленных предков побуждают селекционеров вести углубленную работу со всеми указанными структурными единицами.

Работа с линиями, например, предполагает, прежде всего, селекцию мужских особей и учет их наследственных задатков; работа с семействами — совершенствование женских особей; работа с внутрипородными типами — выделение и распространение в поголовье желательных типов; работа с отродьями связана с созданием в породе больших зональных групп животных.

В арсенале селекционера имеются важные апробированные методы, пользуясь которыми можно совершенствовать как отдельное поголовье, так и породу в целом.

Методы создания и поддержания структуры породы. Создается и поддерживается структура пород системой мероприятий. Линии создают и апробируют (оценивают) в питомниках, племзаводах; маточные семейства — во всех хозяйствах, организациях, имеющих определенное маточное поголовье, внутрипородные типы — также во всех хозяйствах и организациях. Однако в этом случае целесообразнее держать разнотипных животных, а в остальных организациях животных, хорошо отселекционированных по типу.

Читайте так же:
Раствор цемента для откосов

Экология СПРАВОЧНИК

Отродье — часть породы, хорошо приспособленная к тем или иным зональным условиям разведения. Отродье возникает в результате экологического расчленения породы. Так, в симментальской породе образовалось воронежское отродье, завезенное с Украины, в Башкирии — башкирское отродье бестужевского скота, вывезенного из Ульяновской области.[ . ]

Породная группа, или, как ее называют иначе, подпорода, — это большая группа животных, участвующая в процессе породо-образовання, но еще не имеющая устойчивых признаков, свойственных уже созданным новым группам.[ . ]

Внутрипородный (зональный) тип — группа животных, являющаяся частью породы и имеющая, кроме общих для данной породы свойств, и некоторые специфические особенности в направлении продуктивности, характере телосложения и конституции, отличающаяся лучшей приспособленностью к условиям зоны разведения, а также устойчивостью к заболеваниям и неблагоприятным факторам среды. Так, в бестужевской породе крупного рогатого скота выделяют два основных типа: мясо-молочный и молочный. Животные первого из них характеризуются широкотелостью, большой живой массой, хорошим развитием мясных форм, повышенной скороспелостью. Животные второго типа имеют меньшую живую массу, но отличаются очень высокой молочной продуктивностью.[ . ]

Семейство — это группа, состоящая из нескольких поколений женского потомства лучших по племенным продуктивным качествам маток-родоначальниц. Семейству присущи определенные признаки и свойства.[ . ]

Завод объединяет животных, обладающих особенностями телосложения и продуктивности, характерными только для данного племзавода и его дочерних хозяйств.[ . ]

Чтобы поддерживать сложную структуру породы, необходимо вести с ней систематическую племенную работу. При всей своей неоднородности порода представляет собой единое целое и характеризуется некоторой исторической устойчивостью, постоянством признаков. Зоотехники прошлого целостность и постоянство признаков породы связывали только с чистотой и общностью ее происхождения. В XIX в. появилась теория константности пород Юстинуса. Природа, по мнению этого ученою, наделила породу несокрушимой силой наследственности, вследствие чего свойства ее неизменны: «Чем чище и древпее происхождение породы, тем более стойко передает она свои признаки потомству». Известно, что абсолютно чистых по происхождению пород нет. В подавляющем большинстве все породы возникли в результате скрещивания. Нет и константных, неизменных пород. Порода, не обладающая большой внутрипородной изменчивостью и пластичностью, долго существовать и выдержать конкуренцию с другими породами не может.[ . ]

Как уже отмечалось, культурные заводские породы, в создание которых вложен огромный труд человека, имеют сложную структуру, большую внутрипородную изменчивость по важнейшим хозяйственно полезным признакам. В этом их ценность. Относительное постоянство признаков и свойств бестужевского скота, шортгорнов, орловского рысака или крупной белой породы свиней обусловлено прежде всего углубленной племенной работой с этими породами, а не чистотой их происхождения.[ . ]

Порода — продукт человеческой деятельности. Чтобы поддержать продуктивные и племенные качества ее на высоком уровне, нужна стройная система племенной работы не только со структурными подразделениями (линии, тииы, семейства), но и с породой в целом. В связи с этим составляют план племенной работы с породой на 10—15 лет, в котором определяют основное направление селекционной работы.[ . ]

Руководство племенной работой с породой возлагается на селекционные центры, занимающиеся совершенствованием продуктивных и племенных качеств существующих и созданием новых пород, а также линий и семейств, разработкой методов выведения сочетающихся линий, используемых при чистопородном разведении и скрещивании, оценкой племенной ценности производителей.[ . ]

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector