Природные источники щебня
Многие строительные материалы, в частности щебень, получают путем механической обработки различных горных пород. Качество зависит от структуры, минералогического состава и состояния свежести данной породы. Наиболее распространенными источниками щебня, безусловно, являются гранит, известняк и гравий. Однако существует еще около десятка горных пород, обработка которых приводит к образованию щебня.
В чем же их особенности? Чем изверженные породы отличаются от глубинных и могут ли они быть основой для получения щебня? Что еще, кроме щебня, производят на их основе?
Гранит – первый среди многих
Щебень относится к осадочно-вторичным горным породам механического обломочного отложения. Сцементированные породы – это песчаники, брекчии и конгломераты. Органогенными и химическими образованиями являются известняки, гипс, доломиты и магнезиты. Горные породы, которые состоят из одного минерала, называются мономинеральными или простыми, из нескольких – полиминеральными или сложными.
Гранит, из которого получают щебень, относится к полиминеральным породам. Это равномерно кристаллическое соединение кварца, полевого шпата (ортоклаза), слюды. В зависимости от количества ортоклаза изменяется цвет – от серого до красноватого. Чем больше кварца, тем выше прочность гранита и гранитного щебня. Прочность зависит и от зернистости: мелкозернистый гранит самый лучший в этом плане, более морозостойкий и имеет высокую устойчивость против выветривания.
Самые большие месторождения гранита на территории СНГ находятся на Урале, в Карелии, в Украине, на Кавказе, на Кольском полуострове. Кроме того что из него получают щебень, также он является отличным материалом для изготовления брусчатки, плит, бортового камня и бута.
Щебень из сиенитов – глубинных горных пород
Глубинные горные породы – это те, которые не вышли на поверхность и застыли на глубине. В них кристаллизация проходила более полно, образуя структуры средней и крупной зернистости. А вот излившиеся породы, которые образовались ближе к поверхности земли, характеризуются аморфной мелкозернистой структурой, свидетельствующей о более высокой прочности.
Для получения щебня могут быть использованы сиениты – полнокристаллические глубинные бескварцевые породы серого, серо-красного и темно-зеленого цвета без блеска, присущего гранитам. В отличие от гранитов они не такие стойкие против выветривания, встречаются реже и имеют более низкие показатели прочности на сжатие, однако точно так же применяются для изготовления брусчатки, плит и т.д. Характеризуются большим содержанием щелочей. Преимуществами их можно назвать более легкую обработку и менее выраженную зернистость.
Большая часть залежей находится в некоторых районах США, в Кении, Уганде, Бразилии, на Урале, в Забайкалье и на Скандинавском полуострове. Разработку проводят карьерным способом, а что касается сфер применения, это использование в строительстве в качестве щебня там, где нет высоких требований к прочности и долговечности, для производства керамики и стекла, в алюминиевой промышленности для получения глинозема. Кроме того, сиениты используют для получения соды, цемента и удобрения кислых почв.
Наряду с глубинными породами существуют изверженные, в основе которых – расплавленная застывшая магма, поднявшаяся к поверхности земли. В процессе поднимания она подвергалась воздействию различного давления, перепадам температуры, что приводило к изменению ее технических свойств, а соответственно, и к образованию различных материалов. По химическому составу в них преобладает кремний, алюминий, железо, магний, калий и натрий. В зависимости от содержания кремнезема делятся они на кислые, нейтральные и основные. Чем больше кремния, тем светлее будет окрас.
Щебень из диоритов и габбро – материал с большой вязкостью
Еще одним источником получения щебня являются диориты – породы, обладающие стойкостью против выветривания и высокой вязкостью. Для них характерно хорошее сопротивление ударной нагрузке, поэтому их применяют в дорожном строительстве в измельченном виде в качестве щебня. Основные месторождения – Урал, Украина, Средняя Азия и Кавказ.
Не менее прочным получается щебень из габбро – серого, темно-зеленого или черного материала с большой вязкостью. Урал, Украина и Кавказ являются основными «поставщиками» габбро. Из так называемых эффузивных, или излившихся, горных пород щебень добывают также в большом количестве, а кроме него еще бут, колотую и тесаную шашку. К ним относят кварцевые порфиры, которые по минералогическому составу похожи на гранит, при этом в их структуре есть крупные кристаллы кварца.
Каковы особенности щебня из диабаза
Высококачественный щебень получают также из диабазов – излившихся горных пород, порог прочности при сжатии которых доходит 4000 кгс/см2 (для сравнения данный показатель других горных пород колеблется в пределах 1000-3000). Основная часть диабазов – это плагиоклаз и авгит. В меньшем количестве в них входят магнетит, оливин, биотит, кварц и другие минералы. Минеральный состав диабазов близок к базальтовому.
Мощные диабазовые пласты называют траппами, крупнейший из которых расположен в Индостане на Деканском плато. Одна из гипотез утверждает, что образовалось это плато в результате столкновения с крупным метеоритом, после чего произошел значительный выброс магмы. Среди других мест добычи – Аргентина, Колумбия, Венесуэла. Окраска диабазов – от темно-серой до черной с зеленоватым оттенком. Пласты могут достигать 200 м в толщину, а могут быть всего лишь несколько метров. Часто диабазы добывают с морского дна.
Особенностью залегания диабазов является их частое соседство с дорогими породами – медными, серебряными залежами и даже аметистами. Находят недалеко от них и редкоземельные элементы, титан, радиоактивные уран, торий.
Базальтовый и гнейсовый щебень: плюсы и минусы
Еще одна горная порода, из которой получают щебень, – базальт. Это темное плотное ископаемое с неполной кристаллизацией минералов. Последнее обуславливает большое количество стекловатой массы. По прочности он выигрывает даже перед диабазами, однако при этом характеризуются незначительной хрупкостью.
Широко используются для изготовления щебня гнейсы – рыхлые породы, состоящие из полевого шпата и кварца. Они легко раскалываются из-за перпендикулярной сланцеватости, благодаря которой щебень, полученный из гнейсов, становится более пригодным для мощения дорог. В то же время сланцеватость способствует быстрому выветриванию. Как правило, гнейсы серого цвета, но при наличии гидроокислов железа могут проявлять ржаво-бурые оттенки. Наличие тех или иных дополнительных минералов определяет различные виды гнейсов.
Таким образом, материалов, из которых может быть получен щебень, существует огромное множество. Большая или меньшая востребованность того или иного вида щебня объясняется, прежде всего, его стоимостью. Самой низкой является стоимость на гранитный, гравийный и известняковый щебень, физико-химические характеристики которого полностью удовлетворяют интересы строительного мира.
