Геологическое строение триасовых отложений адыгейского выступа и перспективы их использования в качестве облицовочного камня

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Южный Федеральный Университет

Курсовая работа

Геологическое строение триасовых отложений адыгейского выступа и перспективы их использования в качестве облицовочного камня

Выполнила:

Студентка 4 курса 1 группы

Полежаева А.С.

Ростов-на-Дону, 2009 год



Содержание

Введение

1. Геологическое строение района

2. Требования к качеству минерального сырья

3. Облицовочные материалы из природного камня



Введение

Материалом для данной курсовой работы послужили пробы отобранные во время проведения производственной практики в ООО «ЯМБУРГГАЗИНВЕСТ» (п. Мостовской Краснодарского края)

Объектами наших исследований явились триасовые известняки Адыгейского выступа. Были исследованы литолого-технические особенности и проведена оценка известняка в качестве сырья для гиперпресования. Курсовая работа выполнена на основе знаний, полученных из курса литологии, лабораторно технических методов, петрографии и цикла других смежных геологических дисциплин.



1. Геологическое строение района

Триасовая система

В пределах горной Адыгеи и на приграничной территории в зоне Передового хребта находится обширная площадь выходов морских триасовых отложений, охватывающая верховья р.р. Сахрая, Тхача и Ходзи (бассейны р.р. Белой и Малой Лабы).

Палеонтологическое изучение триасовых образований выполняли А.С. Моисеев (1936,1944), В.Н. Робинсон (1936), Л.Д. Кипарисова (1947), А.М. Данилевич (1954), позднее А.С. Дагис (1959) и Ю.Н. Попов (1962). Литологию триаса изучал З.П. Едигарян (1963).

Геологическим картированием, помимо указанной обширной площади распространения триасовых толщ в пределах Сахрайско-Блыбской горст-антиклинали, отдельные небольшие блоки с триасовыми отложениями зафиксированы в Даховском, Пшекиш-Бамбакском горстах, в Гутской прогнутой зоне вблизи пос. Каменномостского, в блоках Южного склона. Бурением в предгорной и равнинной частях Адыгеи триас был вскрыт скважинами севернее Майкопа, вблизи пос. Тульского, ст. Дагестанской, к северу и западу от границ Адыгеи, где вскрыты на неполную мощность только верхнетриасовые глинистые осадки и вулканиты карнея.

Считается, что триасовые отложения северо-западных частей Кавказа и Предкавказья представляют собой осадки единого геосинклинального бассейна.

В наиболее изученных разрезах г.г. Большого и Малого Тхачей и Ятыргварты триасовые отложения расчленены на три серии: тхачскую ранне-среднетриасовую (в составе свит: ятыргвартинской, Малого Тхача и ачешбокской), верхнетриасовые сахрайскую и ходзинскую, разделенные несогласиями.

Нижний отдел

Слои нижнего отдела залегают несогласно с базальными конгломератами на разных горизонтах - от верхней перми до докембрия включительно. Все они отнесены к ятыргвартинской свите и включают отложения верхов индского и низов оленекского ярусов.

В бассейнах р.р. Сахрая и Тхача базальные слои лежат на протерозойских метаморфических сланцах с телами гранитоидов, на протерозойских серпентинитах и на палеозойских гранитах. В одних местах базальные слои представлены конгломератами, в других - песчаниками.

В конгломератах основания обильны слабоокатанные валуны и галька размываемых пород и округлая кварцевая галька. Мощность базального слоя варьирует от долей до десятков метров. Вверх по разрезу и по простиранию конгломераты сменяются красными и серыми песчаниками. Выше располагается 30-метровая пачка толстослоистых известняков и затем мощная 150-200-метровая толща тонкоплитчатых часто пелитоморфных серых известняков с прослоями серых и зеленовато-серых песчаников в средней части. Максимальная мощность ятыргвартинской свиты достигает 300м.

Этой же свите, вероятно, принадлежат триасовые отложения, обнаженные в русле и бортах р. Белой, в устье Руфабго и выше (Руфабгинское эрозионное окно). Здесь в русле реки и в искусственных обрывах на автотрассе обнажаются крупнообломочные до валунных буроватые конгломераты и конгломератобрекчии с галькой различных пород и кварца, переходящие по восстанию и простиранию в буроватые песчаники с галькой кварца (мощность более 40м). Песчаники в южном крыле антиклинальной складки в русле и в правом борту р. Белой сменяются переслаиванием с пластами (0,3-1,5м) кристалло- и витрокластических плагиориолитовых туфов голубовато-зеленого цвета, крупно- и мелкозернистых и известковистых кремней (20м), затем - переслаиванием этих пород с серыми известняками (10м), и, наконец, серыми плитчатыми известняками, собранными в мелкие вплоть до плойчатости складки (более 30м), обнаженные в руслах Руфабго и Белой.

По всему руслу Руфабго обнажается толща тонко- и толстоплитчатых известняков, из-под которых видны базальные песчаники, перекрывающие выветрелые граниты.

В правом притоке Руфабго обнажена мощная (40-50м) пачка полосчатых и однородных голубовато-зеленых туфов редких декоративных качеств, значащихся как месторождение поделочных камней. Туфы идентичны тем, что отмечены на р. Белой.

В Пшекиш-Бамбакском и Даховском горстах нижнетриасовые отложения размыты.

Средний отдел

Средний триас в объеме анизийского яруса представлен верхними свитами тхачской серии: Малого Тхача и ачешбокской.

Свита Малого Тхача имеет выдержанный состав и обычно согласно залегает на нижнетриасовых отложениях. На горе Малый Тхач, где свита полностью обнажена, и в других местах в ее сложении участвуют массивные светлые известняки, переходящие вверх по разрезу в слоистые известняки иногда с тонкими прослоями песчанистых разностей и песчаников. Мощность ее до 150м. В Пшекиш-Бамбакском, Даховском горстах и в южной части Сахрайско-Блыбской горст-антиклинали свита размыта и в основании сахрайской серии не отмечается.

Анизийский возраст свиты установлен по нахождению брахиопод, определенных А.С. Дагисом: Spiriferina koveskalliensis Suess и др.

Ачешбокская свита согласно перекрывает предыдущую и так же, как она, обладает выдержанным составом и строением. Нижняя ее 200-метровая часть сложена тонкоплитчатыми темносерыми и коричневатыми известняками с прослоями мергелистых аргиллитов и отдельными прослоями обильнослюдистых известковых алевролитов. В верхней части свиты преобладают тонкоплитчатые мергелистые зеленовато- и красновато-серые аргиллиты с прослоями известняков и алевролитов. В тех же местах, где и предыдущая, данная свита уничтожена предсахрайским размывом.

Средний и верхний отделы неразделенные

Средний и верхний отделы триаса неразделенные образуют терригенную, местами грубообломочную толщу возрастом от среднего ладина до карнийского века включительно, которую обычно выделяют в качестве сахрайской серии. В бассейне р. Сахрай, где распространена эта толща, она несогласно налегает на разные горизонты тхачской серии, от оленекских до нижнеладинских слоев.

Под сахрайской серией неразделенных ладинских и карнийских терригенных пород подразумевается толща песчанистых алевролитов, песчаников, реже конгломератов.

Местами в сахрайской серии выделены ладинские отложения, обособленные от анизийских и карнийских в процессе детального изучения на склонах Большого Тхача, где они без видимого несогласия, но местами с конгломератами в основании, залегают на анизийских породах ачешбокской свиты и сложены песчаникамии алевролитами с редкими пелециподами рода Daonella в нижней части и многочисленными верхнеладинскими аммонитами и пелециподами - в верхней: Daonella moussoni Mariani, Posidonia wengensis Wissm., Monophyllites cf. sphaerophyllis Hauer. Эти формы характерны для верхней зоны ладинского яруса Альп.

В других местах сахрайская серия начинается 100-метровой конгломератовой толщей, насыщенной крупными обломками триасовых известняков, галькой гранитов и метаморфитов. Вверх по разрезу конгломераты сменяются грубозернистыми, затем мелкозернистыми песчаниками, постепенно переходящими в тонкозернистые осадки. Средняя и верхняя части серии сложены песчанистыми алевролитами и аргиллитами с пелециподами и аммонитами средне- и верхнеладинского возраста, а верхняя часть аналогичного состава содержит карнийские окаменелости.

Мощность сахрайской серии местами достигает 300-350м.

Верхний отдел

Верхнетриасовая часть разреза представлена карнийскими слоями, обособленными от ладинских на склонах Большого Тхача, и норийско-рэтскими, широко распространенными во всех горст-антиклинальных сооружениях и в отдельных тектонических блоках. Где норийско-рэтские слои повсеместно с размывом налегают на разные горизонты триаса и перми и более древние породы, вплоть до докембрийских. Норийско-рэтская толща сложена преимущественно карбонатными осадками и выделена в самостоятельную ходзинскую серию.

Отложения карнийского яруса, отделенные на склонах Большого Тхача от ладинских песчаниковой пачкой, представлены песчанистыми алевролитами с отдельными слоями песчаников. В нижней части карнийской толщи находится слой ракушняка.

Мощность карнийских слоев составляет 150-200 метров.

Фауна, содержащаяся в них, встречена преимущественно в верхней части разреза. Это пелециподы: Halobia austriaca Mojs., H. zitteli Vindst, - и аммониты рода Arcestes.

Отложения норийского яруса в пределах Сахрайско-Блыбской горст-антиклинали расчленены на пять толщ (Робинсон,1947, Дагис,1959), по восстанию это базальная толща, рифовая, нижняя красных известняков, светлых массивных известняков и верхняя толща красных известняков. Суммарная мощность 300-400 метров.

Базальная толща в районе гор Большой Тхач и Ачешбок и р. Сахрай сложена песчаниками и песчанистыми известняками (10-20м), лежащими на глинистых сланцах карния. Восточнее, на г. Ятыргварте толща (30-100м) представлена внизу базальными конгломератами и песчаниками, а в верхней - песчаниками с прослоями известняков с разнообразной фауной кораллов и толстостенных пелеципод: кораллы - Thecosmilia chrliana Frech., Th. enestrata Reuss, Th. norica Frech. и др., пелециподы: Ralaecordita buruca (Bochm) Krumb., Myophoria verbeeki Boelt., Tndopecten glabra Dougl. Мощность толщи от 30 до 100м.

В Руфабгинском эрозионном окне в русле р. Мешоко обнажается конгломератовая пачка (30м), перекрытая толщей зеленоватых и бурых известковых аргиллитов с норийской фауной, выделяемой как хаджохская серия.

В Пшекиш-Бамбакской горст-антиклинали на р. Белой нижние слои норийских отложений состоят из песчаников с прослоями кварцевых конгломератов, лежащих на пермских конгломератах.

Рифовая толща сложена темно-красными и серыми слоистыми известняками, сменяющимися по простиранию массивными рифовыми коралловыми. Толща отчетливо распознается на г.г. Ачешбоке и Большом Тхаче.

Фауна представлена кораллами, губками, гидроидными полипами и обилием разнообразных брахиопод, выделенных А.С. Дагисом как нижний комплекс норийских брахиопод: губки - Molengrafia regularis Regny var. caucasica Moiss., Hodsia caucasica Moiss. и др., гидроидные полипы - Cherkesia robinsoni Moiss., кораллы - Thecosmilia clathrata Frech, Th. labaensis Moiss и др., брахиоподы - Septaliforia fissicosta Suess, Crurirhynchia kiparisovae Dagis и др.

Нижняя толща красных известняков сложена красными и серыми толстослоистыми известняками, часто представляющими собой пелециподовые ракушняки с Monotis caucasica Witt. и более редкими кораллами и брахиоподами.

В Пшекиш-Бамбакском блоке, на р. Белой этой толще соответствуют серые песчаники с пластами темносерых брахиоподовых известняков и известняками в низах разреза с аммонитами средних зон нория, брахиоподы же соответствуют верхам нория.

Толща светлых массивных известняков имеет переменную мощность: максимум (150м) на гг. Ачешбоке и Большом Тхаче, а на восток происходит выклинивание. На г. Ачешбоке известняки розоватые с обильными остатками кустистых водорослей представляют собой водорослевый биогерм с брахиоподами. Кустистые водоросли относятся к группам: Corralinacea и Spongiostranata (Моисеев, 1944). Аналогом этой толщи в Пшекиш-Бамбакском горсте являются белые брахиоподовые известняки.

Верхняя толща красных известняков лучше всего представлена на г. Большом Тхаче, где сложена толстослоистыми и массивными красными и красно-бурыми известняками с прослоями серых песчаников.

В Пшекиш-Бамбакском горсте, в урочище Гузерипль обнажаются отвечающие данной толще песчанистые брахиоподовые известняки также с верхним комплексом брахиопод и аммонитами, указывающими на средние зоны нория.

Прерывистые резко контрастные разрезы зон Передового и Главного хребтов и Северной моноклинали более соответствуют понятию платформенных образований.

Геологическое строение месторождений

1. Ходзинское месторождение рифовых мраморизованных известняков (участок № 4) - Карьер «Кизиловая балка».

Месторождение расположено в Мостовском районе Краснодарского края, на северном склоне Главного Кавказкого хребта в междуречье Тхач - Ходзь. Расстояние до камнеперерабатывающих производств в пос. Мостовском - 70 км.

Физико - механические показатели свойств камня.

Минералогический состав.

- кальций - 94%

- гематит, кварц - 6%

Физико - механические свойства:

- обьемная масса - 2680 кг/м3

- водопоглащение - 0,24%

- пористость - 1,3 - 1,5%

-предел прочности при сжатии - 742 кгс/см2

- морозостойкость - 25 циклов

- истираемость - 0,48 - 1,5 г/см2

- предел прочности при изгибе - 742 кгс/см2

- сопротивление удару - 25см

- коэффициент размягчения - 0,88

Месторождение на участке № 4 разведано по категории В + С1. Запасы облицовочного известняка составляют 650 тыс. м3. характер залегания пород на участке - моноклинальный с общим восточном падении пластов 5 - 10. Породы окрашены в красные тона (от розового до сургучного) и являются декоративными и высокодекоративными.

Выход блоков составляет 22%. Учитывая возрастную моналитность пород по мере углубления карьера, следует ожидать в дальнейшем повышении блочности пород и одновременно увеличение выхода плит.

Блоки природные из природного камня для производства облицовочного, архитектурно - строительных, мемориальных и других изделий, а так же могут быть использованы для внутренней и внешней облицовки.

Мраморизованный известняк скальной вскрыши и отходы камнепиления могут быть использованы для производства щебня и песка, отвечающие требованиям ГОСТ 8267 - 82 «Щебень из природного камня для строительных работ», ГОСТ 22856 - 89 «Щебень и песок декоративный из природного камня». Отходы камнепиления так же могут быть использованы для изготовления кирпича с помощью гиперпресования.

Помимо этого, исходя из физико - механических и химических свойств, он может быть использован для производства известковых вяжущих, конвертной извести в горной металлургии, для производства темного стекла, в бумажной промышленности, в производстве сухих строительных и штукатурных смесей.

Горнотехнологические условия позволяют увеличить производительность карьера в 2 - 3 раза при условие высокого спроса на этот камень.

2, Бесленеевское месторождение известняков - 7 участок «Белый бугор» расположено в непосредственной близости от станици Бесленеевской. Ближайшая ж/д станция Мостовская находится в 25 км. Район месторождений тяготеет к северному склону реки Ходзь.

Генетически месторождение относится к типу осадочных. Микроскопически полезное ископаемое представляет собой белую, мелоподобную, относительно однородную массу, легко поддающуюся распиловки на блоки. Известняки относятся к типу органогенных пород. Органические остатки (мшанки) составляют их основную часть (от 60 до 90%). Размеры мшанок достигает 0,2 мм. Стенки их выполнены арогонитом, а нейтральная часть - скрытозернестым кальцитом. Также известняк бесленеевского месторождения включает в себя кварц и глауконит. Кварц представлен угловатыми обломками размером до 0,1 мм, а глауконит изометричными зернами аналогичных размеров. Цементирующей массой полезного ископаемого является скрытозернестый кальцит. Полезная толща содержит в себе включения кремня в виде жилваков размерами до 0,12 мм, линз и прослоев до 0,27 м. По плоскостям наслоения в полезном ископаемом Бесленеевского месторождения прослеживаются тонкие (1-2 см) прослои глин. Кроме того, продуктивная толща включает в себя два слоя зеленовато - серых рассланцованных бентонитовых глин мощностью от 0,2 до 1,95 м, залегающих на глубине:

- верхний - от 3,3 до 19,0 м

- нижний - от 10,7 до 29,8 м

Пласт резинового ископаемого делится глинами на - верхний, мощностью до 13,4 м и нижний до 18,0 м.

В гидрогеологическом отношении Бесленеевское месторождение находится в благоприятных условиях. Грунтовые воды в пределах разведанной полезной толщи отсутствуют. Балансовые запасы по категории А+В+С составляют 1276400 м3.

Физико - механические свойства

- водопоглещение - 11,1%

- объемная масса - 1960 кг/м3

- предел прочности при сжатии в сухом состоянии - 25,2 МПа

- предел прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии - 16,6 МПа

- снижение прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии - 27%

- истираемость - 3,7 г/см2

- морозостойкость - 25 циклов

- радиоактивность - 1 класс

2. Требования к качеству минерального сырья

По направлению использования природного камня выделяют стеновой (штучный, строительный, пильный) и облицовочный (блочный) камень, соответственно подразделяются и их месторождения.

Основной продукцией карьеров стенового камня являются стеновые камни и блоки, предназначенные для кладки стен, перегородок и других частей зданий и сооружений. Стеновые камни могут быть из известняка, туфа, травертина и других мягких пород с пределом прочности на сжатие до 40-50 МПа. известняк литологический карьер триасовый

Применение стеновых камней в строительстве объясняется его высокой экономической эффективностью. Так, например, себестоимость 1 м3 стенового камня примерно в 2-5 раз ниже себестоимости кирпича того же объема. Удельные капитальные затраты при добыче природного стенового камня существенно ниже (до 3-3,5 раз), чем при производстве искусственных каменных блоков.

Наряду со стеновыми камнями и блоками, а также с блоками для производства облицовочных изделий непосредственно на карьерах природного камня получают продукцию в виде ступеней, бортовых камней, накрывных плит, брусчатки, облицовочных пиленых плит и других изделий.

Цельные ступени предназначаются для устройства наружных и внутренних лестниц и изготовляются из пород прочностью при сжатии от 50 до 160 МПа. Высота ступеней 150 мм, ширина 300 мм, длина от 500 до 1600 мм.

Бордюрные камни, изготовленные из изверженных и плотных осадочных пород, служат для отделения проезжей части улиц от тротуаров, газонов, площадок, остановок и др. В зависимости от назначения и формы изготовления они подразделяются на прямые-рядовые, прямые-въездные, криволинейные и угловые. Предел прочности при сжатии допускается не менее 100 МПа, для осадочных пород - не менее 60 МПа. Морозостойкость для изверженных пород - не менее 100 циклов, для осадочных - не менее 50.

Накрывные плиты предназначены для покрытия верхних частей подпорных стен, оград, парапетов и других сооружений. Длина плит от 500 до 1000 мм, ширина - 500 мм, высота - 150 мм. Предел прочности при сжатии может быть в интервале от 50 до 160 МПа. Наружные поверхности накрывных плит - чистотесанные.

Большую часть изделий составляют плоские облицовочные плиты. Их изготавливаются из блоков природного камня путем распиливания на камнерезных станках или выпиливаются из породного массива непосредственно и предназначаются для наружной и внутренней облицовки зданий и сооружений. Выход облицовочных плит из 1 м3 блоков может достигать 30-35 м2 в пересчете на толщину 10 мм.

Критерии оценки и требования к качеству облицовочного камня могут сильно варьировать в зависимости от области его применения. Так ступени и плиты для использования в общественных местах должны изготавливаться из породы, удовлетворяющей повышенным требованиям к истираемости (при интенсивности движения до 500 чел./час - не более 2,2 г/см2; от 500 до 1000 чел./час - не более 1,5 г/см2; более 1000 чел./час - не более 0,5 г/см2). Для изготовления деталей очагов и каминов необходима термостойкая порода (“горшечный камень” и т.п). Самые высокие требования предъявляются к камню, использующемуся в особо ответственных сооружениях (гидротехнические сооружения, атомные электростанции, хранилища радиоактивных отходов и т.д.)

Камень в натуре

Что бы ни говорили, а природу никому еще перехитрить не удалось. Мы только стараемся приблизиться к ней, создавая искусственные строительные материалы, которые при всех своих неоспоримых преимуществах на самом деле являются только искусными подделками своих натуральных предков. Вот, например, природный камень. Его долговечность, прочность и красота - естественным образом являются критериями всех искусственных изысков в строительной области.

Собственно основные свидетельства развития человеческой культуры дожили до наших дней исключительно потому, что они каменные. Античные скульптуры и руины древних зданий не стареют. Их ценность не только в искусстве великих мастеров, но и в шарме вечности, лежащем на них. Недаром от пути, проторенного в древности в области строительства и искусства, человечество отказываться не собирается. Просто в наши дни произошли существенные изменения в области культуры применения натурального камня и в уровне его потребления.

Сегодня в мире существует более 8000 разновидностей природного камня. Самые применяемые из них: мрамор, гранит, лабродорит, сланец, известняк и песчаник. Архитекторы, строители и дизайнеры используют камень для облицовки зданий, отделки полов и стен, делают из него предметы интерьера типа каминов, колонн, ваз, столешниц, ну а скульпторы продолжают соперничать с античными мастерами в художественной области. Только стоит это, несмотря на технический прогресс, по-прежнему дорого.

Дело в том, что технология добычи облицовочного камня принципиально отличается от технологии разработки месторождений других твердых полезных ископаемых. Здесь нельзя бездумно разрушать горную породу для получения кусков удобных размеров, например, с помощью взрывов, а нужно очень бережно извлекать блоки декоративного камня из массива. Любое повреждение, даже незаметные на первый взгляд волосяные трещины при последующей обработке непременно дадут о себе знать, начнут увеличиваться. К сожалению, дефекты эти не устранимы, а, следовательно, не дают возможности использовать добытый с трудом красивый материал по назначению. На автоматизированный поток добычу облицовочного камня не поставишь, тут нужны в основном механические способы воздействия: обуривание, резка, пиление, вырубка, раскол, откол и т.д.

Облицовочный камень как строительный материал, характеризуется:

? декоративностью;

? прочностью;

? долговечностью;

? обрабатываемостью;

? абразивностью;

? блочностью.

Декоративность, или проще сказать природная красота камня. Существует методика, позволяющая по сумме показателей, таких как уникальность, цвет, рисунок, фактура и пр., определить класс декоративности, а значит, и ценности породы. Здесь играет роль насыщенность тона, однородность, оттенок цвета, структура, просвечиваемость, полируемость и др. параметры.

КЛАСС	СТЕПЕНЬ ДЕКОРАТИВНОСТИ	ОЦЕНКА, В БАЛЛАХ
1 класс	высокодекоративный	32
2 класс	декоративный	23-32
3 класс	малодекоративный	15-23
4 класс	недекоративный	15

Прочность камня определяется пределом прочности на сжатие. Добыча блоков из прочных пород может производиться буровзрывным или буроклиновым способами, а некоторые разновидности кварцесодержащих пород могут добываться при помощи термогазоструйного оборудования. Добыча блоков пород средней прочности ведется механическим способом с помощью камнерезных машин с кольцевой фрезой и канатных пил. Добыча блоков мягких пород производится, как правило, камнерезными машинами с дисковыми пилами.

ГРУППЫ ПО ПРОЧНОСТИ	ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ ПРИ СЖАТИИ, МПа	ОБЪЕМНАЯ МАССА, т/м3
Прочные (группы гранитов, базальты, кварциты)	10-400	2,5-3,0
Средние (туфы, мрамор, известняки, песчаники)	25-160	1,9-2,45
Мягкие (вулканические туфы, известняки-ракушечники, гипсовые породы)	0,4-40	1,1-2,4

ГРУППЫ ПО ДОЛГОВЕЧНОСТИ	ГОРНЫЕ ПОРОДЫ	СРОКИ ПОЯВЛЕНИЯ ПЕРВЫХ ПРИЗНАКОВ РАЗРУШЕНИЯ, лет
Самые долговечные	Кварцит, мелкозернистый гранит	500-650
Долговечные	Крупнозернистый гранит, сиенит, лабрадорит	200-250
Относительно долговечные	Белый мрамор, плотный песчаник, плотный известняк	100-150
Недолговечные	Цветной мрамор, известняк, гипсовый камень	25-75

Долговечность - способность камня длительное время сопротивляться атмосферным воздействиям, сохраняя при этом первоначальные физико-механические свойства и внешний вид.

Обрабатываемость определяется способностью камня той или иной горной породы поддаваться обработке. Эта величина зависит не только от физико-химического состава материала, но и от способа и технологии его обработки. Например, производительность алмазно-дисковой распиловки во много раз выше алмазно-штрипсовой распиловки. Легче всего обрабатываются высокопористые камни, такие как известняки-ракушечники, пемзы, туфы, которые плохо полируются и отличаются более слабыми прочностными характеристиками. Малопористые породы, такие как граниты, кварциты и пр., трудно обрабатывать, но и качество облицовочных свойств у них, безусловно, выше.

Абразивность камня определяется степенью износа инструмента в процессах его добычи и обработки. По существующей классификации гранитные породы относятся к материалам с повышенной и высокой абразивностью, а мрамор, наоборот, отличается малой абразивностью.

Блочность породы - параметр, определяющий производительность выхода качественных блоков из горной массы. Например, для гранитоидов блочность считается хорошей, если выход блоков размером более 1 м3 составляет более 30%, а для габброидов - более 20%. Но это не предел, существуют разновидности редких высокодекоративных камней, у которых показатель блочности значительно ниже, и тем не менее их добыча считается достаточно эффективной.

Критерии оценки и требования к качеству облицовочного камня могут сильно зависеть от области его применения. Ступени лестниц и половые плиты должны изготавливаться из породы, удовлетворяющей повышенным требованиям к истираемости. Для изготовления каминов применяются только термостойкие породы. Самые высокие требования предъявляются к камню, использующемуся в особо ответственных сооружениях (гидротехнические сооружения, атомные электростанции, хранилища радиоактивных отходов и т.д.). Ну а для отделки интерьеров особо ценятся камни, отличающиеся высокой декоративностью.

Наиболее популярны в строительстве гранитные и мраморные облицовочные камни. Сухой текст технических документов гласит, что породы группы гранитов в естественном и дробленном виде применяют для производства фундаментальных, облицовочных, настилочных, бортовых, тротуарных камней, лестничных ступеней, блоков для памятников и скульптур, камней для инженерных сооружений, жерновов и пр. В переработанном виде они служат заполнителями тяжелых бетонов и растворов различного назначения, заполнителями асфальтовых бетонов, наполнителями пластмасс, резин и прочих полимеров, сырьем для каменного литья, стекла, стекловолокна, стеклопластиков, стекловаты и пр. породы группы мраморов в естественном и дробленном виде применяют в качестве облицовочных и настилочных плит; лестничных ступеней, блоков для памятников и скульптур, электротехнических досок, деталей бытового назначения, крошек и порошков различного назначения. В переработанном виде они служат заполнителями мозаичных бетонов, сырьем и компонентом для производства цемента, стекла, стекловаты, стекловолокна и пр.

А вот как, скажем, при выполнении облицовочных работ выбрать из существующего многообразия пород натурального камня нужную, какую фактуру, цвет и текстуру предпочесть - задача для архитекторов. Стены, облицованные темным гранитом или диоритом, придают зданиям монументальность, и даже мрачность. Светлый полированный мрамор, наоборот, облегчает восприятие массивных конструкций, а применение сочетания разных оттенков облицовочных плит способно украсить любое здание, присущим только ему натуральным декоративным узором. Не меньшее поле для творчества архитекторов предоставляет выбор фактуры поверхности камня. Она в зависимости от обработки может быть:

- полированная - идеально гладкая поверхность с зеркальным блеском. Чаще всего камни с такой фактурой используют для облицовки небольших наружных площадей: наличников, цоколей и пр.;

- лощеная - гладкая матовая поверхность. Как правило, это фактура пористых известняков, ракушечника, иногда белого мрамора;

- шлифованная - равномерно-шероховатая с легкой неровностью рельефа;

- пиленая - неравномерно-шероховатая с перепадом рельефа, достигающим 2 мм;

- термообработанная - шероховатая поверхность со следами шелушения в результате воздействия высокотемпературной газовой струи;

- бучардированная - точечная фактура поверхности, равномерно шероховатая с неровностями рельефа высотой до 5 мм;

- «Скала» - грубая фактура, имитирующая природный естественный скол камня с хаотическими впадинами. Высота рельефа достигает 200 мм.

Кроме дорогостоящих облицовочных камней (блочных) в современном строительстве применяются стеновые природные камни (штучные, строительные, пильные), предназначенные для кладки стен и перегородок. В основном для этих целей используют туф, известняк, травертин и прочие мягкие породы. В тех местах, где поблизости есть подобные месторождения, применение природного камня оказывается гораздо выгоднее, чем, скажем, кирпича, себестоимость 1 м3 которого в 2-5 раз выше, чем себестоимость стенового камня того же объема. А производство искусственных каменных блоков обходится еще дороже.

Внешние работы

Природные камни применяют для наружной и внутренней облицовок, для отделки стен и полов, для изготовления профильных элементов, орнаментов. При использовании камня в наружной отделке строений эти требования сводятся к сопротивлению переменному температурному воздействию, при использовании на полах и лестницах -- к сопротивлению истиранию и ударам.

Важной характеристикой стеновых и облицовочных камней является долговечность - способность длительное время сопротивляться атмосферным воздействиям, сохраняя при этом первоначальные физико-механические свойства и внешний вид.

Критерии оценки и требования к качеству облицовочного камня могут сильно варьироваться в зависимости от области его применения.

Сравнительные показатели физико-механических свойств лицевого кирпича

Вид изделия	Точность геометрических размеров, мм	Прочность при сжатии, кг/см2	Прочность при изгибе, кг/см2	Морозостойкость, циклы	Цвет
Керамический кирпич	±5	100-125	18-25	25-50	Преимущественно красный
Силикатный кирпич	±4	100-150	20-30	25-50	От белого до серого
Гиперпрессованный кирпич	±0,5	150-300	21-38	50-150 и более	Возможна вся цветовая гамма

1.16 Согласно регламента, на рекомендуемом технологическом оборудовании возможно получение на основе известняка месторождения Мишоко I марок 175-350, удовлетворяющего требованиям ТУ 5741-039-02069119-2002 «Кирпич прессованный цементно-минеральный введенному в РФ с 25.07.2002 г. и зарегистрированному в ГОССТАНДАРТе России ФГУ «Ростовский ЦСМ» под номером 006434.

Рекомендуемая технология примечательна тем, что позволяет изготавливать облицовочные материалы (кирпичи, тротуарную плитку) без обжига, без вибраций и клеев, только посредством сжатия прессованной массы из мелко перемолотых отходов, с добавлением малых количеств цемента, пигмента и воды.

По качеству и эстетике, получаемые продукты (кирпич и плитка) практически не имеют себе равных:

· лицевые поверхности любого цвета имеют вид тесненной бумаги, выстаивая безо всяких проблем морозы и снега, ливни и солнце, солевые и пылевые бури, превосходя своих «собратьев» в 5-7 раз по морозо- эрозионной устойчивости;

· без ограничений ни по этажности, ни по климатическим поясам и зонам, эти продукты украшают фасады уже более 3000 зданий, укрывая тысячи квадратных метров тротуарных покрытий в разных регионах Российской Федерации.

Инфраструктура для такого производства в России подготовлена «первопроходцами» и прекрасно функционирует: стройматериалы ГОСТ-ировны, действует более 14 заводов, налажено техническое обслуживание оборудования (в Российской Федерации работает Сервисный центр)

Потребление электроэнергии многократно меньше, чем при обжиговой технологии, что в сочетании с очень недорогим сырьем позволяет получать материалы низкой себестоимости с высокой отпускной ценой.

Гипер- или трибо-прессование - это холодная сварка сыпучих минеральных материалов при высоких давлениях в присутствии воды и вяжущих компонентов с последующей выдержкой на складе созревания (3-5 суток).

В настоящее время на российском рынке предлагается к продаже оборудование Заводов HPM, THP и TRB (табл. 3) по производству элитных строительных материалов.

Состав завода по производству строительных материалов включает следующее оборудование:

1. Подготовительная линия:

· Средство загрузки сырья;

· Бункер приемный;

· Ленточный конвейер;

· Грохот;

· Бункер накопительный;

· Силос цемента;

· Силос красителя (при необходимости);

· Емкость с водой;

· Дробилка - смеситель;

2. Прессовое (основное) оборудование:

· Пресс - автомат;

· Работ - укладчик (транспортер выноса);

· Средство транспортировки готовой продукции.

Технические параметры заводов представлены в нижеприведенных таблицах.

В дополнение к уже прекрасно зарекомендовавшим себя традиционным строительным материалам, сегодня предлагаются новые строительные материалы, которые значительно повышают эстетику кладки, ее эрозионную устойчивость и обеспечивают им высокую продажную стоимость.

В настоящее время, строительные материалы делятся на следующие категории: - стеновые материалы без фасок; - стеновые материалы с фасками; - тротуарные материалы.

Для всех типов заводов производственные помещения должны отвечать следующим характеристикам:

· Отопление - обеспечивающее постоянную температуру от 10⁰С (минимум) до 50⁰С (максимум) в любое время дня и ночи и время года;

· Высота помещения не менее - 5 м;



Таблица 3

НАИМЕНОВАНИЕ	Завод HPM	Завод THP	Завод TRB
Стеновые материалы с фасками	§ прямоугольные кирпичи (250x120x65 мм) § прямоугольные кирпичи обыкновенные и угловые; § угловые фасонные кирпичи (250x120x65 мм) § угловые кирпичи с фасонным узором; § заготовки 2-х полукирпичей (250x120x65 мм) § после раскалывания - 2-а прямоугольных полукирпича § (250x60x65 мм); § заготовки угловых полукирпичей (250x120x65 мм) § после раскалывания - угловые полукирпичи в форме буквы "Г"; § заготовки 4-х плиток «дикий камень» (250x140x65 мм) § после раскалывания - 4-е малые облицовочные плитки с фасками «дикий камень» (250x35x65 мм); § двухкирпичные полублоки (250x135x60 мм) § двухкирпичные облицовочные полублоки;	§ прямоугольные кирпичи (250x120x65 мм) § прямоугольные кирпичи обыкновенные и угловые; § угловые фасонные кирпичи (250x120x65 мм) § угловые кирпичи с фасонным узором; § кремлевские кирпичи (250x130x65 мм) § фасадные кирпичи с пирамидкой на лицевой грани; § заготовки 2-х плиток «дикий камень» (250x135x65 мм) § после раскалывания - 2-е большие облицовочные плитки с фасками § «дикий камень» (250x135x32 мм);
Тротуарные материалы	§ прямоугольные тротуарные плитки (250x140x70 мм) § прямоугольные тротуарные плитки 28 штук на квадратный метр; § фигурные тротуарные плитки (250x140-110x70мм) фигурные тротуарные плитки 32 штуки на квадратный метр;	§ прямоугольные тротуарные плитки (250x140x65 мм) § прямоугольные тротуарные плитки 28 штук на квадратный метр; · фигурные тротуарные плитки (250x140-110x65 мм) фигурные тротуарные плитки 32 штуки на квадратный метр;
Антисейсмичные материалы	§ антисейсмичные кирпичи (258x128x73 мм) § антисейсмичные кирпичи «папа-мама» внутренние, фасадные и угловые фасонные; · крышки к антисейсмичным кирпичам (258x128x73 мм) · гладкие антисейсмичные кирпичи с «мамой» без «папы».	не производят

· Электроэнергия - стандартные вводы с отклонениями, не превышающими 5 % от номинальных значений - 380В, 50 Гц;

· Вода - чистая, проточная, питьевая;

· Освещение - в соответствии с нормами для производственных помещений;

· Полы - гладкие, без перепадов, с бетонным покрытием толщиной не менее 20см по всему помещению;

· Углубления в полах - выполненные в соответствии с чертежами Продавца.

· Цены могут быть изменены в зависимости от комплектации оборудования и в связи с техническими и конструктивными изменениями.

В состав любого завода HIPERPRESS кроме Прессового оборудования входит Подготовительная линия с производительностью, соответствующей Прессовому оборудованию.

2. Технологическая схема производства кирпича из известняка и цемента

Производство кирпича осуществляется по упрощенной технологии, легко поддающейся комплексной механизации и автоматизации. Основные технологические переделы должны обеспечить ритмичный выпуск изделий требуемого качества.

Основные технологические переделы:

-складирование сырьевых материалов;

-дробление;

-дозирование сырьевых компонентов;

-смешивание составляющих;

-формование;

-твердение отформованных изделий;

-складирование и отпуск готовых изделий потребителю.

2.1. Взаимосвязь основных технологических переделов приводится на функционально-технологической схеме, представленной на рис.1.

2.2. Доставку цемента можно осуществлять автоцементовозами и организовывать его хранение в силосных складах.

2.3. Хранение минеральных компонентов следует осуществлять в складах, оборудованных навесами и кран-балками с грейферным захватом или в бункерных складах.

2.4. Линия подготовки минеральных составляющих включает только склады для их хранения.

2.5. Перед подачей минеральных компонентов в расходный бункер технологической линии осуществляется определение влажности отсевов. При использовании сырья фракции более 3 мм необходимо предусмотреть установку щековой дробилки.

2.6. При выпуске цветного (пигментированного) декоративного кирпича используются минеральные пигменты, хранение которых организуется по различным вариантам в зависимости от объема потребления.

2.7. В состав смесительного отделения входят расходные бункера с указателями уровней и обрушителями сводов, оборудование по очистке отработанного воздуха, дозаторы сырьевых материалов, течки, смесители-бункеры и емкости по приему подготовительной сырьевой смеси. При выборе оборудования следует учесть, что запас основных сырьевых материалов в расходных бункерах должен обеспечить непрерывный цикл работы формовочного отделения в течение 4 часов, а погрешность дозирования должна быть:

по воде, цементу, пигментам - 1 %

по другим минеральным составляющим- 2 %

Отдозированные материалы загружаются в смеситель в следующем порядке: сначала в смеситель загружаются пресспоршок карбонатных пород необходимой фракции, потом цемент. Обязательным условием является смешивание материалов всухую в течение 1-2 минут. Затем при продолжающемся перемешивании, в смеситель впрыскиваются через форсунки, отдозированная вода; впрыскивание воды должно происходить не более 2-х минут. По завершению впрыскивания воды перемешивание продолжается еще 3 минуты.

Вода затворения поступает из водопроводной сети, дозируется объемным дозатором и должна соответствовать ГОСТу 23732-79.

Продолжительность перемешивания выбирается экспериментально, но в общем случае она не должна превышать 6 минут.

В случае изготовления окрашенного кирпича введение пигмента в смесь осуществляется после цемента, при сохранении этапов и продолжительности перемешивания. При условии выпуска большой партии окрашенных изделий необходимо подготовить в смесителях цементно-пигментную смесь, а затем ее дозировать. Этот прием позволяет получать равномерно окрашенную партию кирпича.

Рабочая влажность формовочных смесей 5-7 % по массе. Свежеприготовленная смесь должна быть рыхлой и не налипать на рабочие органы смесителя. В случае налипания необходимо откорректировать дозировку воды.

2.8. Формование кирпича осуществляется на специальном прессе.

2.9. Правильность настройки пресса, дозировки смеси, и степень ее уплотнения оценивается по размерам, плотности материала кирпича и его структурной прочности. Структурная прочность определяет сохранность сырца при его последующей транспортировке и должна быть не менее 8 кгс/см² (0,8 МПа).

2.10. Отформованный сырец укладывается в пакеты на жесткие деревянные поддоны типа «ПОД». Количество изделий на поддоне не более 400 шт. Кладка кирпича в пакеты выполняется роботом-автосадчиком или вручную. Количество рядов кирпича в пакете по высоте не должно превышать 7.

2.11. Твердение кирпичей может быть организовано в естественных условиях или при тепловлажностной обработке. При твердении в естественных условиях температура в помещении должна быть не ниже + 15^оС, а площадь помещения достаточной для хранения кирпича в течение 2-х недель.

2.12. С целью ускорения набора прочности кирпичей их можно подвергать тепловлажностной обработке по режиму 2+(6...8)+2 часа при температуре изотермической выдержки 80...85^оС. Температура изделий, выгружаемых из камер, не должна превышать + 50^о С.

2.13. После тепловлажностной обработки, выгружаемые из камеры изделия, с целью добора прочности рекомендуется выдерживать в зимнее время в отапливаемом помещении не менее суток для того, чтобы изделия достигали величины отпускной прочности.

2.14. При выполнении складских операций и отгрузке продукции потребителю следует соблюдать правила безопасности, ссылка на которые изложена в п. 7.1.

3.Требования к материалам и формовочной смеси и результаты испытаний

3.1. Для приготовления формовочной смеси применяют вяжущее, минеральные составляющие и воду.

3.2. В качестве вяжущего использовался портландцемент турецкого производства, соответствующий марке 500.

В качестве минеральной составляющей формовочной смеси использовался известняк месторождения Мишоко I.

Для дальнейших испытаний из пробы изготавливались сырьевые смеси из фракции менее 3,0 мм. В виду низкого выхода необходимой для испытаний фракции менее 3,0 мм проба дробилась в щековой дробилке ДГЩ с установленным зазором на 3,0 мм, после чего сырье направлялось для составления сырьевых смесей, смешивания, прессования, выдержку и испытания.

3.3. Для изготовления цветного кирпича следует применять щелочестойкие пигменты, удовлетворяющие требованиям нормативных документов на данный вид продукции. Наиболее приемлемыми являются минеральные пигменты.

Кирпич на основе известняков месторождения Мишоко I имеет равномерный светло желтый цвет. Поэтому может быть окрашен всеми видами минеральных пигментов.

Мумия. Минерал от желтого до кирпично-красного цвета, по химическому составу - алюмосиликат железа с большим (до 30 %) содержанием различных примесей. Содержание Fe₂O₃ 15-60 %. Встречаются красные разновидности карминного цвета (мумия баканистая). Для ряда целей этот пигмент синтезируют путем прокаливания смеси мела с сульфатом железа и называют мумией искусственной. Она превосходит естественную чистотой и яркостью, но уступает по атмосферостойкости. Мумию выпускают трех сортов: бокситную, светлую и темную, отличающуюся только содержанием Fe₂O₃ (соответственно 17, 20 и 35 %).

Охра. Минерал от желтого до коричневато-красного цвета, по химическому составу - алюмосиликат, окрашенный оксидами железа. Благодаря низкой цене, атмосферостойкости, хорошей кроющей способности охру широко применяют в качестве минерального пигмента в цементно-минеральных композициях на основе карбонатных пород.

Сиена. Разновидность охры - минерал, применяемый как в естественном виде, так и после обжига. Естественная сиена - желтого цвета, а обожженная - коричневато-оранжевая или коричневато-красная.

Сурик железный. Минерал от кирпично-красного до темно-вишневого цвета с коричневым оттенком, по химическому составу представляет собой оксид железа. Сурик железный трудно растворим в кислотах. Отличается большой укрывистостью и атмосферостойкостью. В зависимости от содержания окислов железа сурик железный выпускают двух марок - А и Б, отличающихся содержанием Fe₂O₃ в пересчете на сухое вещество (соответственно не менее 73 и 63 %).

Пиролюзит (от черного до серо - стального цвета) состоит из перекиси марганца. Применяется для производства красящих составов.

Умбра - коричневый, с зеленым оттенком пигмент, содержит до 50 % оксида железа и MnO.

Искусственные пигменты (редоксайд, окись хрома, фталоциановый зеленый и синий, ультрамарин, стронций хромовокислый и др.) значительно дороже и применяются в цементно-минеральных композициях в меньшем количестве.

3.4 Количество, вид и предприятия поставщики пигментов, применяемых для получения цветного кирпича.

3.5 Рекомендуемый состав минеральной части в пересчете на сухое вещество в %, приведен ниже:

Результаты испытаний сырьевых смесей на основе известняка

Ходзинского месторождения карьер “Кизиловая балка” и месторождения “Тегиньское” и цемента, отпрессованных при удельном давлении прессования 300 кгс/см² (3 кН)

№№ п.п.	Известняк, %	Цемент, %	Предел прочности при сжатии, кгс/см2	Марка кирпича
1	90	10	237	200
2	92	8	170	150

Для формования кирпича из рекомендуемых цементно-минеральных композиций использовались компоненты фракции менее 3,0 мм (фракция 3-2 мм - 30-25 %, фракция 2-1 мм -30-40 %, фракция менее 1 мм - 15-30 %), оптимальное содержание воды 5-7 % сверх 100 %. Из результатов испытаний опытных масс в лабораторных условиях установлено, что для сырьевых смесей на основе оптимальным является рабочее давление не менее 300-500 кгс/см² (3-5 кН). При этих условиях возможно производить кирпич марки по прочности «175-350».

Результаты определения плотности и водопоглощения

Результаты испытаний сырьевых смесей на основе известняка

Ходзинского месторождения карьер “Кизиловая балка” и месторождения “Тегиньское” и цемента, отпрессованных при удельном давлении прессования 300 кгс/см² (3 кН)

№№ п п	Цемент (в %)	Плотность г/см3	Водопоглощение, в %
1	10	2,17	5,26
2	8	2,15	5,28

Результаты испытаний сырьевых смесей на основе известняка

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОРОЗОСТОЙКОСТИ

Результаты испытаний сырьевых смесей на основе известняка

Ходзинского месторождения карьер “Кизиловая балка” и месторождения “Тегиньское” и цемента, отпрессованных

при удельном давлении прессования 300 кгс/см² (3 кН)

№№ п п	Цемент (в %)	Количество циклов	Марка кирпича по морозостойкости
1	10	Более 35	F-35
2	8	Более 35	F-35

3.6.Корректировка подобранного состава формовочной смеси заключается в уточнении ее влажности, которая должна быть такой, чтобы смесь не прилипала к поверхности матрицы и штампа, а отформованный кирпич - сырец имел структурную прочность не менее 0,8 МПа.

4.Формование и твердение

4.1. Формование кирпича осуществляется на прессе номинальным усилием 300-500 кгс/см² (3-5 кН)

Выбор рационального для данных сырьевых смесей удельного давления прессования зависит от требований к плотности и прочности материала кирпича и предварительно определяется экспериментальным путем, а затем корректируется при изготовлении первой опытной партии изделий.

Наличие в сырьевой смеси минеральной составляющей крупной (скелетной) фракции позволяет осуществлять формование за один прием.

4.2. Отформованные изделия вручную или автоматическим садчиком должны быть уложены на специальные инвентарные поддоны на ребро не более чем в 7 рядов по высоте. Конструкция поддона должна предусматривать возможность его автоматического сцепления со специальной траверсой, что облегчит комплексную механизацию подъемно-транспортных и складских операций.

4.3. Отформованные изделия могут твердеть как в естественных условиях при температуре не ниже +15^ОС, так и подвергаться тепловлажностной обработке (ТВО) в соответствии с п. 2.12 настоящего регламента.

4.4. Рациональный режим ТВО зависит от вида применяемого вяжущего, вида химической добавки, длительности выдержки изделий до ТВО и величины отпускной прочности.

4.5. Общие рекомендации по выбору режима тепловлажностной обработки подъем температуры со скоростью не более 35...40^оС в час; изотермическая выдержка при температуре 80...85^оС в течение 6-8 часов; остывание до температуры не более 50^о С в течении 1...2 ч.

4.6. При использовании добавок - ускорителей твердения продолжительность тепловой обработки может быть сокращена на 1...2 ч за счет времени изотермической выдержки.

4.7. При неправильном режиме созревания на складе (сухой воздух и сквозняки), острые фасадные грани кирпича не дозревают и не достигают своей прочности.

4.8. При небрежной ручной укладке на поддоны, вновь изготовленные кирпичи теряют свой товарный вид из-за повреждения острых фасадных граней.

4.9. Несмотря на очевидную простоту технологического процесса гиперпрессованного кирпича, качество последнего прямым образом зависит от его корректного исполнения технологических режимов, указанных в регламенте.

4.10. Через 5-7 суток вновь отформованные материалы приобретают 50-60 % своей прочности и могут отпускаться строителям. Полная прочность достигается этими материалами на 28-29 сутки. Дозревание материалов прекрасно реализуется в самой кладке.

Маркировка, хранение и транспортировка кирпича

5.1 Маркировку наносят на одну из постелей с помощью штампа. Маркировка должна содержать сведения о марке кирпича по прочности и товарный знак предприятия изготовителя. Выполнение маркировки следует осуществлять в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.2-2003.

5.2 Предприятие-изготовитель должно сопровождать каждую партию изделий (не менее 50 тыс. шт.) документами о качестве и соответствии с требованиями ГОСТ 13015-2003.