1
KLASYFIKACJA SKAŁ
Z punktu widzenia geologii skały klasyfikuje się wg ich wieku (czas powstania), sposób powstania (pochodzenie skał), budowy (czyli struktury i
tekstury) oraz właściwości fizycznych i mechanicznych.
STRUKTURA SAKŁ – zespół cech określający sposób ukształtowania, wielkość i formę oraz wzajemne powiązania poszczególnych minerałów
skałotwórczych. Ze względu na uziarnienie wyróŜnia się struktury:
gruboziarnista, średnioziarnista, drobno ziarnista, skrytoziarnista.
TEKSTURA SKAŁ – przestrzenne rozmieszczenie składników skałotwórczych oraz stopień wypełnienia przez nie przestrzeni w masie skalnej. Ze
względu na sposób ułoŜenia ziaren wyróŜnia się teksturę:
bezkierunkową, warstwową, kulistą, potokową
SKŁAD MINERALOGICZNY – POCHODZENIE SKAŁ
MAGMOWE
OSADOWE
głębinowe
wylewne
mechaniczne
chemiczne
organiczne
METAMORFICZNE
Granit (k)
Sjenit
Dioryt
Gabro
Porfir
Andezyt
Bazalt (z)
Diabaz
Melafir
Tuf wulkaniczny
Otoczaki
świry
Piaski
Iły
Gliny
Pospółki
Zlepieńce
Gips
Anhydryt
Alabaster
Wapień
Wapień zbity
(„marmur”)
Dolomit
Margiel
Gnejs
Serpentynie
Kwarcyt
Wapień krystaliczny (marmur właściwy)
Łupek filitowy
OPIS SKAŁ
SKAŁY MAGMOWE – powstają przez zastygnięcie ciekłej magmy. MoŜna wyróŜnić ze względu na miejsce zastygania skały głębinowe, wylewne i
Ŝyłowe. Skład chemiczny takich skał jest podobny, lecz róŜnią się one budową. Skały głębinowe to skały o wyraźnej strukturze krystalicznej. Skały
wylewne stygną szybciej, a więc maja strukturę drobno i mikroziarnistą. Głównym składnikiem skał magmowych jest dwutlenek krzemu SiO
2
występującej jako kwarc i jako bezpostaciowa krzemionka. Zawartość krzemionki wpływa na zasadowość skały. Kwaśne posiadają ponad 65%
SiO
2
, pośrednie 52-65% SiO
2
Zasadowe zaś poniŜej 52%
GRANIT – Najczęściej występująca skała w skorupie ziemskiej, powszechnie stosowana w budownictwie. W zaleŜności od złoŜa wyróŜnia
się barwy jasnoszare, przez odcienie szarości do barwy ciemno szarej, oraz barwę ciemnoczerwoną. Struktura: drobno- średnio – lub
2
gruboziarnista. Tekstura: zbita, bezładna. Zasadowość: kwaśna. Gęstość 2,5 – 2,5 kg/m
3
. Wytrzymałość na ściskanie 100-300 MPa. Granity
znalazły zastosowanie w budownictwie drogowym, inŜynierskim, monumentalnym oraz jako kruszywa kamienne. Łatwa obróbka i
właściwości fizyczne: dobra łupliwość, niewielka ścieralność, mała porowatość.
BAZALT –Struktura: skrytokrystaliczna. Tekstura: bezkierunkowa zwarta. Zasadowość: zasadowa. Gęstość 3 – 3,2 kg/m
3
. DuŜa
wytrzymałość na ściskanie 100 MPa. Szeroko stosowany w budownictwie. Z Bazaltu w zakładach przetwórczych produkuje się wysokiej
jakości kruszywo (charakteryzuje się b. dobrą łupliwością) bazaltowe stosowane w budownictwie drogowym, a takŜe do betonów
cementowych odpornych na wpływy atmosferyczne. Łatwo się topi (np. przez stopienie bazaltu powstaje wełna mineralna), włókno
bazaltowe ma duŜe właściwości mechaniczne (stosowane w przem. kosmicznym). W skład bazaltu wchodzą głównie: plagioklaz zasadowy i
piroksen.
SKAŁY OSADOWE – Geneza skał osadowych związana jest z mechanizmem osadzania się cząstek mineralnych lub organicznych na lądzie lub
wodzie, a takŜe rozpuszczalnych w wodzie związków chemicznych w zbiornikach wodnych. Skały osadowe ze względu na sposób powstawania
dzieli się na trzy podstawowe grupy: mechaniczne, chemiczne i organiczne
PIASKOWIEC – Skała poch. mechanicznego, rozdrobniona do postaci piasku, powstają zlepieńce wapienne i ilaste. Mają bardzo rozbieŜne
cechy mechaniczne, dobry materiał okładzinowy, pospolity materiał dekoracyjny. Ze względu na czynnik spajający rozróŜnia się piaskowce:
*krzemionkowe - najtwardsze, czynnik spajający to krzemionka. Wytrzymałość mniejsza niŜ 30MPa
*wapienne - czynnik spajający to wapień, wytrzymałość 20-30 MPa
*ilaste - czynnik spajający to ił
WAPIENIE - Skała poch. organicznego. Dzieli się na wapienie lekkie i zbite. Lekkie: NajwaŜniejszym składnikiem jest węglan wapnie CaO
3
.
Ze względu na ich miękkość ( 3 w skali Mosha) są doskonałym materiałem okładzinowym. Zbite: potocznie zwane „marmurami” Poprzez
polerowanie moŜna uzyskać pełne barwy kolorów. Znalazły one zastosowanie jako materiał do wykonywania cokołów, portali, parapetów
okiennych, stopni schodowych, płyt posadzkowych i okładzinowych. Wytrzymałość na ściskanie ok. 100 MPa.
DOLOMIT - Skała poch. organicznego. Struktura: drobnoziarnista. Charakteryzuje się barwą kremową o odcieniu Ŝółtawym. Dobry materiał
okładzinowy
GIPS - siarczan wapnia , występuje w formie bezpostaciowej- alabaster (najszlachetniejsza forma gipsu)
ALABASTER – Skała barwy białej z widocznymi ciemnymi Ŝyłkami. Wytrzymałość na ściskanie ok. 50 MPa. Mają ograniczone
zastosowanie w budownictwie.
3
SKAŁY METAMORFICZNE: Skały te powstały wskutek przeobraŜenia starszych skał pod wpływem duŜego ciśnienia i wysokiej temperatury lub
przez działanie chemiczne. Do skał metaforycznych naleŜą między innymi marmury, które powstały z wapieni; gnejsy powstałe z granitów, sjenitów
lub diorytów, kwarcyty powstałe z piasków lub piaskowców; serpertynity zbudowane głównie serpentyku z domieszką tlenków Ŝelaza, magnezytu,
łupki, fility i amfibolity. Skały matafoyczne wykorzystywane są do produkcji nagrobków, schodów, parapetów, elementów dekoracyjnych, płyt, mat
ogniotrwałych, oraz jako kruszywa do betonów.
MARMUR
– Skała odporna na działanie czynników atmosferycznych, Daje się doskonale szlifować i polerować. Znajduje zastosowanie jako
materiał elewacyjny, wykorzystywany równieŜ na rzeźby i pomniki. Doskonale nadaje się na płyty posadzkowe, stopnie schodów, okładziny
ścian, portale, kominki, cokoły i parapety okienne.
GNEJS – Mają skład podobny jak granity. Struktura: ziarnista. Tekstura: warstwowa. Gnejs tworzą głównie kwarce, skalenie i miki. Do
najwaŜniejszych ich cech technicznych naleŜy zaliczyć: gęstość objętościową 2,58-2,65 g/cm
3
, nasiąkliwość wagową 0,32 – 0,58%.
Wytrzymałość na ściskanie 70 -110 MPa, oraz całoroczną mrozoodporność. Gnejsy mają zabarwienie szare z odcieniem jasnym lub
ciemnym.
OBRÓBKA SKAŁ
• Wydobycie
• Urabianie skały
• Obróbka
• Przeróbka (rozdrabnianie i przecinanie)
SPOSOBY OPRACOWANIA POWIERZCHNI: Łupanie, grotowanie, krzesanie, gradzinowanie, groszkowanie i dłutowanie.
PODSTAWOWE WYROBY, PRODUKTY ZE SKAŁ:
KAMIEŃ ŁAMANY – nieregularne odłamki skalne o powierzchniach naturalnego przełomu skalnego i ostrych krawędziach. (PN-B 11210)
WyróŜnia się trzy odmiany: B - do murów i fundamentów, I - do dróg i mostów, K - do kruszyw.
W zaleŜności od wymiaru zasadniczego bryły, kamień łamany dzieli się na sześć grup.
I 20-200mm, II 250-500mm, III 20-500 mm, IV 500-800mm, V – 250-800mm i VI – 20-800mm.
4
PODOKIENNIKI – W zaleŜności od uŜytego materiału wyróŜnia się trzy rodzaje podokienników (PN-B-11201) granitowe, sjenitowi, piaskowcowe.
Charakteryzują się duŜą mrozoodpornością. WyróŜnia się tez podokienniki wewnętrzne.
STOPNIE - W zaleŜności od uŜytego materiału wyróŜnia się stopnie granitowe (G), sjenitowi (S), marmurowe (M), dolomitowe (D), i piaskowcowe
(P). Stopnie rozróŜnia się na wewnętrzne i zewnętrzne. RozróŜnia się takŜe na monolityczne i okładzinowe. Stopnie moŜna pogrupować wg
schematu: Rodzaj (zaleŜy od typu skały), grupa (zewnętrzna i wewn), odmiana (stopień wykończenia)
KOSTKA BRUKOWA – Kostkę drogową kwalifikujemy za pomocą: typ: O - obrobiona kostka, P - płytowa, N – nieobrobiona, rodzaj: normalne i
łącznikowe, gatunek: I, II, III, klasa, która jest pochodną jakości skał.
KRAWĘśNIKI DRÓG I ULIC – uliczne, mostowe, drogowe.
PŁYTY POSADZKOWE - zewnętrzne i wewnętrzne, kwalifikuje się wg rodzajów, typów i odmian (PN-B 11202) w zaleŜności od skały, z której są
wykonane.
POZOSTAŁE: Bloki, formaki i płyty surowe, elementy murowe z kamienia naturalnego, płyty kamienne do okładzin pionowych, brukowiec
ŚRODKI ZABEZPIECZAJĄCE KAMIEŃ PRZED ZWIETRZENIEM
• Dobre zaprojektowanie: odpowiedni odpływ wody, uniemoŜliwienie gromadzenia się lodu
• Odpowiednie umieszczenie kamieni
• NaleŜy stosować mat z dobrych kamieniołomów
• Szlifowanie kamieni
• Zabezpieczenie przed wchłanianiem wody (kwartowanie) (fluaty)
Reakcje zachodzące podczas kwartowania: MgSiF
6
+CaCO
3
→MgF
2
+2CaF
2
+SiO
2
+2CO
2
Fluatowienie zabezpiecza na 4-6 lat kamień przed szkodliwym działaniem środowiska.
• Krzemianowanie powierzchni.
Reakcja: Na
2
O*SiO
2
+Ca(ClO)
3
→CaSiO
3
+NaClO
3
zabezpiecza na około rok czasu przed szkodliwym działaniem środowiska.
KRUSZYWA – KRUSZYWA NATURALNE.
5
Kruszywa (def) - zbiór pojedynczych ziaren surowców skalnych o zróŜnicowanym składzie mineralnym.
Podział ziaren:
0-63mm
beton zwykły,
=<31,5mm Ŝelbet
Podstawowe określenia kruszyw:
• piasek: kruszywo drobne, uziarnienie mniejsze niŜ 2mm
• pył: kruszywo o uziarnieniu mniejszym niŜ 0,063mm
• ił: kruszywo, którego górna granica uziarnienia wynosi 0,002-0,005mm
• ziarna płaskie i wydłuŜone, ziarna niekształtne – ziarno, którego skrajne wymiary róŜnią się więcej niŜ 3x. Kształtność ziaren mierzymy
suwmiarką.
• porowatość – szczelność
• jamistość – udział objętości
Podział kruszyw:
a) naturalne: łamane, sztuczne
b) gęstość: lekkie do 1800kd/m3, cięŜkie ponad 1800
c) zastosowanie: do betonów, do zapraw, kruszywo do zapraw, do wytwarzania nawierzchni drogowych, specjalne, posadzkowe,
przemysłowe (piasek szklarski)
d) d)marki, gatunki: (PN-86/B-06712) (PN-EN 12600: 2004-nowa europejska norma –kruszywa do bet)
marka kruszyw: symbol liczbowy określa jakość kruszywa, gwarantujący otrzymane betonu co najmniej tej samej klasy co
kruszywo
gatunek: symbol określający jakość kruszywa
e) kruszywo prosto z kamieniołomu musi ulec uszlachetnieniu: sortowanie, rozdrabnianie, płukanie, odpylanie, wzbogacenie,
odwadnianie
f) podział praktyczny kruszyw:
piaski kopalne
piaski rzecznemają ścięte krawędzie
pospółka drobna (przewaga frakcji piaskowych)
pospółka gruba (przewaga frakcji Ŝwirowych)
6
mieszanka piaskowoŜwirowa
mieszanka Ŝwirowopiaskowa
kamienie (powyŜej 65mm)
Kruszywa pochodzące z dna rzeki i Ŝwirowni naleŜy aby uzyskać beton wyŜszej jakości połamać: duszenie, młotowanie
Kruszywo granulowane – 2x łamane
Kruszywo jednokrotnie łamane o frakcji: 05mm młot, 08mm kliniec, frakcja gruba 1663mm tłuczeń
g) Podział normowy:
piaski: zwykły, uszlachetniony
piasek łamany
Ŝwiry: jedno i wielofrakcyjne
grysy, grysy z otoczaków
mieszanka kruszywa naturalnego: drobna (do 4mm), gruba (od 4mm)
wskaźnik: d/b ≤ 2 –kruszywo jednofrakcyjne, > 2, wielofrakcyjne
kruszywo naturalne o uziarnieniu 08mm
kruszywo o ciągłym uziarnieniu, w sposób losowy ma w sobie wszystkie ziarna 0,045mm
wskaźnik płaskości Fi
wskaźnik kształtu Si
odporność na rozdrobnienie (bęben Los Angeles)
oporność na uderzenia
odporność na ścieranie (MDE)
odporność na polerowanie (PSV)
mrozoodporność
określenie zawartości siarczanów, chlorków
badanie reaktywności alkalicznej
Cechy które powinno posiadać ziarno wykorzystywane do produkcji betonu:
• ostrość krawędzi ziaren
• szorstka powierzchnia
Powierzchnia właściwa - łączna powierzchnia wszystkich ziaren
Aparat Bleina – słuŜy do badania powierzchni właściwej kruszyw takich jak cement, mączka
7
WodoŜądność kruszywa – określa ilość wody w dm
3
, jaką naleŜy dolać do 1 kg suchego kruszywa w celu uzyskania załoŜonej konsystencji.
Potrzebna ilość wody do osiągnięcia określonej konsystencji kruszywa zaleŜy od powierzchni właściwej, kształtu, wielkości, stopnia gładkości,
chropowatości i porowatości ziaren kruszywa. Po dolaniu wody do suchego kruszywa następuje natychmiastowe pokrywanie jego ziaren cienką
błonką wody. WyróŜnia się trzy rodzaje wody uwięzionej w kruszywie: wodę błonkową, wodę kapilarną i meniskowi.
Kruszywa cięŜkie:
• uwaŜa się za nie kruszywo o 3,3kg/dm3, cięŜkie
• stosowane do produkcji betonów cięŜkich, betonów chroniących obiekty radioaktywne
Np.:
o
2Fe
2
O
3
*3H
2
O linolit (ruda darniowa)
o
Fe
2
O
3
*H
2
O – Getyt, ma charakterystyczny kolor, od brązowej do wpadającej w czerń
o
Chemadyt, chemicznie czysty Fe
2
O
3
, gęstość 5,5-5,8kg/dmm3, stosunkowo twardy ( ok. 6 w skali Mohra)
o
Ilemnit FeO*TiO
2
, dwutlenek tytanu, tlenek Ŝelaza
o
Galenit – siarczek ołowiu Pbs (gęstość 7,5-7,6 kg/dm3), miękki
o
Beryt - (jako frakcje piaskowe) BaSO
4
, gęstość 4,7-4,8kg/dm3, bardzo odporny na działanie kwasów, zasad. Stosuje się do produkcji
betonów nie iskrzących
Kruszywa lekkie:
Do kruszyw lekkich zaliczają się kruszywa porowate o cięŜarze objętościowym <1800kg/m3 i gęstości nasypowej w stanie luźnym <1200kg/m3
a) Podział I
• kruszywa naturalne: uzyskiwane się w wyniku rozdrobnienia porowatych skał występujących w przyrodzie
• kruszywa sztuczne: otrzymywane w wyniku obróbek cieplnych naturalnych surowców mineralnych lub odpadów przemysłowych
b) Podział II (w zaleŜności od kształtu ziaren oraz charakteru i wielkości)
• jednolicie rozłoŜone pory (wewnętrzne, zamknięte), średnica pór nie moŜe przekraczać 2mm, równomierny układ pór o owalnym kształcie
(np. keramzyt) posiadający zewnętrzną skorupę.
• kruszywa o nierównomiernie rozłoŜonych porach, przewaŜnie otwartych. Średnica moŜe mieć 4mm, urabialność masy betonowej tej grupy
jest o wiele gorsza niŜ gr. I. Grupa kruszyw porowatych.
• kruszywa o bardzo nieregularnych porach, o średnicy 0-10mm, są absolutnie otwarte, uzyskane z róŜnego rodzaju zakrzepłej piany
(pumeks hutniczy)
8
KERAMZYT:
-lekkie kruszywo budowlane
-uzyskuje się przez wytopienie surowców ilastych w temp około 1150˚C
-glina podczas spalania znacznie powiększa swoją objętość
-kaŜda z kulek pokryta jest twardą osłoną ceramiczną
-jest niepalny, odporny chemicznie, na wilgoć, pleśń, grzyby
-jest dobrym izolatorem cieplnym
-jego wielka kariera rozpoczęła się w 1873 r.
-ziarna o kształcie owalnym lub kulistym
-złoŜa tego typu występują tylko tam, gdzie lodowiec przeszedł minimum 2 razy
Zastosowanie:
-do betonów
-w strefach gruntów nienasyconych (bagna, zmarzliny), wykonujemy nasyp z keramzytu, później moŜemy na tym budować np. drogi
-sztuczne uprawy, słuŜy jako podściółka
-izolacja fundamentów przed Ŝyłami wodnymi
-ceramika
Frakcje keramzytu: 0-4mm, 4-8mm, 4-12mm, 8-18mm
Podstawowe cechy keramzytu: (0-4, 4-10, 8-16, 4-8, 4-16)
-nasiąkliwość 45,1; 29,4; -;31,4; 28,8
-współczynnik przewodności cieplnej λ: 0,1484; 0,0931; 0,845; 0,1551; 0,1
-zawartość siarki: 0,06;-;-;0,34;-
-zawartość pierwiastków promieniotwórczych
KRUSZYWA SPIEKANE, ALGOPORTYTOWE:
a) Glinoporyt:
• otrzymywany przez spiekanie glin nie pęczniejących
• wytrzymałość na zginanie do 200Mpa
• stosunkowo cięŜki
b) Łupkoporyt:
• kruszywo lekkie
9
• moŜna otrzymywać betony o duŜej wytrzymałości 30Mpa
c) Popiołoporyt:
• popioły lotne
• stosowane lokalnie
• kruszywo lekkie
• spiekany
d) śuŜel:
• pozostałości po wytopie Ŝelaza
• nie jest to kruszywo lekki (I grupa)
• (II grupa) ŜuŜel granulowany, bardzo dobry do betonów konstrukcyjnych
• (III grupa) ŜuŜel pumeksowy, kruszywo lekkie. Zraszanie rozgrzanego ŜuŜlu wodą
• ŜuŜel paleniskowy: jest aktywny chemicznie, powoduje korozje, pozostałość po węglu, o róŜnym stopniu trwałości. śuŜel ten naleŜy
spryzmować i pozostawić na ok. rok (wiatr, deszcz, śnieg), potem jest bierny chemicznie.
e) Elporyt: ŜuŜel wtórny mieli się, pasywuje i wtórnie spieka.
f) Kruszywa recyklingowe: powstałe przez zmielenie i ponowne wypalanie cegieł
g) Kruszywa naturalne:
lekkie, w Polsce prawie nie występują
• pumeks naturalny powstaje na terenach, które stosunkowo niedawno były aktywne wulkanicznie, gęstość 9001000kg/m3 (grupa II)
• perlit uzyskuje się przez podgrzanie do ok. 1200˚C szkliwa wulkanicznego (grupa II), gęstość nasypowa 250300kg/m3. MoŜna uzyskać
we frakcji do 5mm
• Wermikulit: nazwa minerału z którego tworzy się kruszywo, gęstość poniŜej 100kg/m3. Jest super lekkie. UŜywa się go do tynku
renowacyjnego. Pochłania sole z wody.
Document Outline
