Дальневосточные каменные материалы

16

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ХАБАРОВСКОГО КРАЯ

Краевое государственное бюджетное профессионального образовательное учреждение

«ХАБАРОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Дальневосточные природные каменные материалы и их использование в строительстве

Исследовательская работа

Хабаровск 2026

Исследовательская работа «Дальневосточные природные каменные материалы и их использование в строительстве» выполнена студенткой Хабаровского технического колледжа по специальности «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений».

В работе представлены исследования структуры и свойств дальневосточных природных строительных материалов, раскрыты профессиональные знания и умения студентки по определению физических, механических свойств и качества природных каменных материалов.

Авторы работы, студенты СЭЗ –Д51 группы КГБ ПОУ Хабаровский технический колледж.

Работа рассмотрена и одобрена на заседании цикловой комиссии «Математических и общих естественнонаучных дисциплин» Протокол № ____7___ от __10.02.__________ 2026 года. Председатель цикловой комиссии____________ ЕВ Дерябкина

Научный руководитель преподаватель химии Коробкова Марина Николаевна

Содержание

Введение ----------------------------------------------------------------------------- 4

1. Методика исследования---------------------------------------------------------- 4

Основная часть

Теоретическая часть

1. Минералы -------------------------------------------------- 5

2. Горные породы ---------------------------------------------------------- 7

3. Схема происхождения горных пород ---------------------------------------- 8

Практическая часть

1. Диагностические признаки минералов ------------------------------------- 10

2. Определение физико-механических свойств горных пород------------- 11

Заключение-------------------------------------------------------------------------- ------ 15

Литература--------------------------------------------------------------------------------- 16

Приложение ------------------------------------------------------------------------------- 17

Введение

Полезные ископаемые традиционно считаются одним из главных богатств России. Территория Дальнего Востока в этом отношении является уникальной. На территории этого района сосредоточены крупнейшие во всей стране месторождения таких ценнейших полезных ископаемых, как благородные металлы, алмазы, природные строительные материалы, Разработка ценных полезных ископаемых и их использование - главная специализация Дальневосточного региона. Строительная отрасль является важнейшим потребителем природных каменных материалов, таких как мрамор, гранит, туф, доломит, песок, гранодиорит, известняк и др. Для специалистов, работающих в области поставки строительным объектам природных камней необходимо хорошо разбираться в минералах и горных породах. Техник-строитель должен не только распознавать природные каменные материалы, но и уметь исследовать их.

Поэтому целью нашей работы стало изучение природных строительных материалов и пригодность их для применения в строительстве Дальневосточного региона.

Задачи работы:

1. Определить диагностические признаки и физические свойства дальневосточных минералов, установить их структуру, спайность, цвет, излом, черту.

2. Определить физико-механические свойства гранита, установить его структуру и текстуру.

3. Установить использование горных пород и минералов в строительстве Дальневосточного региона.

1. Методика исследования

В своей работе мы использовали следующие методы исследований: визуальные, оптические, специальные.

Визуальные методы изучения природных каменных материалов осуществлялись на базе наших знаний основ геологии, минералогии и петрографии. Дополнительно мы использовали лупу, молоток, препоравальную иглу. Визуальным путём проводились исследования как в полевых так и в лабораторных условиях, определялись диагностические признаки минералов, такие как окраска, блеск, прозрачность минералов, спайность, излом.

Оптические методы – оптические методы диагностики и исследования минеральных тел занимают важное место среди всех методов исследований в силу своей доступности и результативности. Осуществляются они геологическими микроскопами. Мы в своей работе использовали стерео

микроскоп ЛФК с трансфокатором, который предназначен для изучения процессов разложения, а также на занятиях по геологии и археологии.

Специальные методы диагностики и исследования минеральных тел использовались для оценки качества природных строительных материалов таких как песок, щебень, гранит, гранодиорит и др. Мы использовали различные приборы: определитель влажности строительных материалов ВИМС-3,

лабораторная виброплощадка, фотоэлектррический прибор для определения вредных частиц в мелком и крупном заполнителе КЗМ-4Ц. Гранулометрический состав мелкого и крупного заполнителя мы определяли сетевым анализом. Для определения физико-механических свойств материалов применялся пресс гидравлический, колба Ле-Шателье. Только комплексное применение всех методов позволило нам глубоко и по существу разобраться в исследуемых объектах.

Оборудование:

Колба Ле-Шателье, стерео микроскоп ЛФК с трансфокатором, пресс гидравлический, виброплощадка лабораторная, прибор для определения влажности песка ВИМС-3.

Основная часть

Теоретическая часть

2. Минералы ( от латинского minera – руда) – природное тело, приблизительно обнородное по химическому составу и физическим свойствам, образовавшееся в результате различных физико-химических процессов , происходящих в земной коре.

Наука изучающая минералы называется минералогия.

В настоящее время известно около 7000минералов 100 из них являются породообразующими, т. е. участвующими в образовании горных пород.

Минерал характеризуется определёнными физическими свойствами.

Цвет минерала – свойство определяющееся его химическим составом. Тёмные минералы содержат большое количество железа и магния, а светлые кремния и алюминия.

Блеск – способность минерала отражать солнечный свет. Блеск бывает: металлический, стеклянный, восковой, жирный, шелковистый, матовый.

Прозрачность – способность минерала пропускать сквозь себя солнечные лучи. Минералы бывают полупрозрачными и непрозрачными.

Излом – поверхность разрыва камня. Бываем раковистый и землистый.

Спайность – способность камня при ударе молотком раскалываться по определённым плоскостям. Совершенную спайность по кубу имеет кальцит.

Твёрдость –– способность противостоять проникновению в него другого более твёрдого тела. Определяется при помощи шкалы твёрдости минералов, состоящей из 10 камней, каждый последующий минерал оставляет черту на предыдущем, а сам им не чертится.

Минералы Дальнего Востока очень широко применяются в строительстве в качестве поделочного камня, для производства цементов, извести, гипса, красок, огнеупорной керамики, штукатурных растворов, стекла цветного, декоративных строительных растворов.

3. Горные породы

Горные порода представляют собой минеральные агрегаты. Каждой горной породе характерны известное постоянство химического, минерального состава и структуры, свои свойства, определенные особенности залегания в земной коре.

В настоящее время известно, что в земной коре содержится около 1000 видов горных пород. Большинство горных пород полиминеральны, но в ряде случаев они состоят в основном из одного минерала, например порода кварцит сложена из кварца, мрамор – из кальцита. Горные породы не имеют химических формул. Их состав оценивается валовым химическим анализом, например, химический состав базальта выглядит так:

По своему происхождению (генезису) горные породы делятся на три типа:

-магматические;

-осадочные;

-метаморфические.

4. Схема происхождения горных пород в земной коре

Метаморфизм Диагенез

Рыхлые осадки

Разрушение,

М етаморфизм перенос

Отправной точкой генезиса горных пород является магма. Из магмы формируются магматические породы. Со временем эти породы видоизменяются.

Горные породы являются для строителей основным поставщиком минеральных материалов, которые широко используются как в естественном, так и переработанном виде.

Основной классификацией горных пород является их разделение на три типа по генетическому признаку, т.е. на магматические, осадочные и метаморфические.

Другой классификацией горных пород служит инженерно-геологическая классификация. Инженерная геология – это наука, изучающая геологические процессы верхних горизонтов земной коры и физико-механические свойства горных пород в связи с инженерно-строительной деятельностью человека. Для решения задач инженерной геологии горные породы разделяют тоже по их свойствам, но с позиции их несущей способности, т.е. способности выдерживать нагрузки от здания и сооружений. Горные породы разделяют на следующие группы: 1) скальные (магматические, метаморфические, осадочные типа известняков, конгломератов, песчаников); 2) нескальные, куда входят осадочные обломочные породы, песчаные, пылевато-глинистые, биогенные, искусственные почвы.

Практическая часть

5. Диагностические признаки дальневосточных минералов

Диагностические признаки минералов мы определяли визуальными, оптическими и специальными методами, используя шкалу Мооса, стерео-микроскоп ЛФК с трансфокатором, стальную иглу, лупу, молоток геологический.

Название минерала	Формула класс	Структура химические свойства	Цвет Блеск	Прозрачность Излом	Спайность Твёрдость	Применение месторождение
Кварц	SiO2 оксиды	Кристалл. Не реагирует с кисл. и щелоч.	Белый восковой	Непрозрачен раковистый	Отсутсв. 7	Поделочный камень П. многовершинный
Кальцит	CaCO3 карбонаты	Кристалл Вскипает с HCL	Молочно-белый	Непрозрачен раковистый	Совершенная по кубу 3	Поделочный камень сырьё для мин. вяжущих Приморье
Флюорит	СаF2 галоиды	При нагревании разлогается серной кислотой	Фиолетовый зелёный белый стеклянный	Непрозрачный излом неровный	Отсутствует Твёрдость 4	Для получения керамики эмалей и цветных стёкол Поделочный камень Приморье
Доломит	CaCO3 карбонаты	Сплошные мраморовидные массы Не даёт вскипания с 10 % НCI	Серый Блеск стеклянный	Непрозрачный излом неровный	Совершенная в 3-х направлениях 3,5-4	Строительный камень, получение гидравлической извести Производство огнеупоров

6. Определение физико-механических свойств горных пород

Гранит (хребет Малый Хехцир) – магматическая горная порода, образовавшаяся при остывании магмы. Окраска гранита определялась визуальным путём. Порода светлая серой окраски, которая обусловлена цветом полевого шпата, содержание которого достигает (40-60 %), обязательно присутствует кварц в количестве (20-40%) и цветные минералы слюда, магнезит, пирит в количестве ( 10%).

Структуру – особенности внутреннего строения породы, обусловленную размером, формой и количественным соотношением входящих в её состав минералов мы определяли визуальным методом с помощью лупы. Текстуру – сложение породы, характеризующее расположение составных частей мы определяли оптическим методом с помощью стерео-микроскопа ЛФК с транфокатором. ( рис№1)

Структура гранита – полнокристаллическая, по крупности зёрен мелкозернистая ( менее 1мм).

Текстура гранита – сплошная однородная.

Именно строением гранита обусловлены его уникальные свойства и широкое использование на Дальнем Востоке, такие как:

- прочность

- морозостойкость

-долговечность

-декоративность

- устойчивость к агрессии.

Истинная плотность гранита – отношение массы материала к его абсолютному объёму определялась с помощью колбы Ле-Шателье и рассчитывалась по формуле:

P ист=(m1 –m/ Vа) ,

где m1 - масса навески -100 г

m – масса остатка -50 г

V – объём колбы – 20 см 3

Рист= (100-50) /20=2,5 г/см3

Средняя плотность гранита – мы определяли на 3-х образцах кубах размером 50 50 50 мм по формуле

P = m / V ест

где m- масса гранита, а V-объём гранитного куба.

Р сред. =2800кг/м3

Предел прочности при сжатии определялся на гидравлическом прессе.

Rсж = 120-150 Мпа.

Применение гранита

Обладая рядом положительных свойств гранит очень широко используется для внешней и внутренней облицовки зданий, кладка фундамента, щебень для бетона, декоративное панно, проступи лестничные плиты подоконные плинтус бордюр тротуарный и дорожный. ЗАО артель старателей «Амур» имеет цех по обработке гранита. Мощность цеха 5000 квадратных метров гранитных плит в год.

Гранодиори́т — интрузивная кислая горная порода, является промежуточно по составу между гранитом и диоритом. В состав гранодиорита входят кварц (10-35%), пироксен, роговая обманка, полевой шпат (20-40%), средний плагиоклаз (25-45%) и другие компоненты.

 

Месторождение гранодиоритов находится в Хабаровском крае, Хабаровском районе, на 28 км. трассы Хабаровск – Владивосток. Корфовское месторождение гранодиоритов было открыто в 1907 году. Плотность породы составляет 2700—2900 кг/м³. Цвет породы зеленовато-серый. Структура эмпидиоморфнозернистая. Текстура массивная. Высокая прочность 1200 Мпа. Повышенная морозостойкость 300 циклов. Используется в строительстве как отделочный камень, щебень для тяжёлого бетона, бутовый камень для фундамента, гранодиоритовый песок для очистки воды.

Заключение

Горные породы и минералы являются для строителей основным поставщиком минеральных материалов, которые широко используются как в естественном, так и переработанном виде.

Минералы Дальнего Востока очень широко применяются в строительстве в качестве поделочного камня, для производства цементов, извести, гипса, красок, огнеупорной керамического кирпича и черепицы, штукатурных растворов, стекла цветного, декоративных строительных растворов.

Горные породы: гранит, гранодиорит, используются для внутренней и внешней облицовки зданий, в качестве щебня для бетона, как стеновой материал, в качестве мелкого заполнителя для бетона.

Структура гранита – полнокристаллическая, по крупности зёрен мелкозернистая ( менее 1мм).

Текстура гранита – сплошная однородная.

Именно строением гранита обусловлены его уникальные свойства и широкое использование на Дальнем Востоке, такие как:

- прочность

- морозостойкость

-долговечность

-декоративность

- устойчивость к агрессии.

Литература

1. Попов Л.Н., Попов Н.Л. «Строительные материалы и изделия»: Учебник – М.; ОАО ЦПП, 2023 – 384 с., ил.

2. Барабанщиков Ю.Г. Строительные материалы и изделия: учебник для студ. сред.проф. образования / Ю.Г. Барабанщиков. – М.: Издательский центр «Академия», 2023. – 368 с.

3. Л. Н. Попов, Н. А. Попов «Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия»». Учеб. пособие . – М.: ИНФРА - М 2023. – 219 с., - ил («Профессиональное образование»)

Приложение

Рисунок №1 Стерео микроскоп ЛФК