piatra naturala materiale de constructii. facultatea de constructii an 1
20
Dănuţ BABOR STUDIUL MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII 1 03. Piatra naturală caracteristici petrografice şi mineralogice; recunoaştere de roci Materialele de constructie din piatra naturală se obtin prin prelucrarea anumitor roci existente la suprafaţa litosferei. Rocile sunt mase minerale , constituite dintr-un singur mineral ( roci monominerale : ghipsul, nisip de cuart, etc.) fie din mai multe minerale ( roci poliminerale : granitul , bazaltul , etc.) Caracteristicile fizico-mecanice ale produselor din piatră naturală sunt cele ale rocilor de provenienţă. Conditii de calitate pentru piatra naturală de construcţie: Rocile din care se extrag si se prelucreaza materialele de constructie trebuie sa prezinte urmatoarele caracteristici : Să aibă o structura uniformă si compactă , fara f isuri; Să fie omogene în privinţa compozitiei mineralogice şi să nu prezinte tendinţe de alterare chimică sau dezagregare ; Să posede absorbţie de apă redusă (sub 0,25%) şi coeficient de înmuiere redus ; Să fie relativ uşor de prelucrat;
Transcript
Dănuţ BABOR STUDIUL MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII
1
03. Piatra naturală caracteristici petrografice şi mineralogice; recunoaştere de roci
Materialele de constructie din piatra naturală se obtin prin
prelucrarea anumitor roci existente la suprafaţa litosferei.
Rocile sunt mase minerale , constituite dintr-un singur mineral ( roci monominerale : ghipsul, nisip de cuart, etc.) fie din mai multe minerale ( roci poliminerale : granitul , bazaltul , etc.) Caracteristicile fizico-mecanice ale produselor din piatră naturală sunt cele ale rocilor de provenienţă. Conditii de calitate pentru piatra naturală de construcţie: Rocile din care se extrag si se prelucreaza materialele de constructie trebuie sa prezinte urmatoarele caracteristici :
Să aibă o structura uniformă si compactă , fara fisuri; Să fie omogene în privinţa compozitiei mineralogice şi să nu
prezinte tendinţe de alterare chimică sau dezagregare ; Să posede absorbţie de apă redusă (sub 0,25%) şi coeficient de
înmuiere redus ; Să fie relativ uşor de prelucrat;
Dănuţ BABOR STUDIUL MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII
2
Să fie rezistente la uzură şi aceasta să fie uniformă în secţiune ; Să nu fie casante şi să prezinte rezistenţe mecanice bune.
Pentru identificarea rocilor se iau în considerare următoarele elemente fundamentale: compoziţia mineralogică gradul de cristalizare mărimea cristalelor textura ( dispoziţia spaţială a componentelor minerale) culoarea, cu evidenţierea culorii de fond, a nuanţelor, petelor de
culoare şi drapajelor aspectul (omogen sau neomogen) spărtura (aşchioasă, concoidală sau neregulată)
Criterii de clasificare a rocilor : I . Dupa geneza : roci magmatice roci sedimentare roci metamorfice
II. Dupa structura: roci holocristaline (echigranulare, inechigranulare) roci hemicristaline roci cu structura amorfa
III . Dupa textura: roci cu textura masiva (neorientată) roci cu textura stratificata roci cu textura sistoasa roci cu textură vacuolară.
IV . Dupa densitatea aparenta : roci usoare (ρa>1800 Kg/m3) roci grele (ρa<1800 Kg/m3)
V . Dupa compozitie roci acide roci bazice
Dănuţ BABOR STUDIUL MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII
3
I.Roci magmatice Rocile magmatice mai sunt numite si roci eruptive.
Ele s-au format in urma solidificarii magmei (topitură alcatuită din silicaţi , aluminaţi si diversi oxizi).
Rocile magmatice se formează prin consolidarea (solidificarea) magmelor, pe două căi: prin cristalizarea fazei lichide, respectiv prin vitrificare (adică trecerea topiturii în sticlă). Cauza solidificării este de regulă răcirea. Răcirea lentă favorizează cristalizarea, iar răcirea rapidă vitrificarea.
Magmele care rămân la adâncime, sub formă de corpuri intruzive mari, se răcesc lent şi cristalizează complet. Când se formează roci magmatice complet cristalizate, cu cristale de dimensiuni mari, vizibile cu ochiul liber, vorbim de roci cu structură holocristalină.
Lavele care vin brusc în contact cu mediile mult mai reci de la suprafaţa crustei, se răcesc rapid, trecând direct în sticlă vulcanică sau cristalizează incomplet, sub formă de cristale minuscule, invizibile cu ochiul liber. Rocile astfel rezultate au o structură afanitică, adică cu cristalinitate ascunsă. Din aceasta categorie de roci fac parte: granitul , granodiorit, sienitul ,dioritul bazaltul , andezitul ,trahitul , dacitul cenusile vulcanice , piatra ponce, lava , tuful vulcanic ,perlitul porfirul , porfiritul
II .Rocile sedimentare
Rocile sedimentare s-au format în urma unor procese de distrugere fizico–mecanice a rocilor magmatice sau metamorfice, prin cristalizări si precipitări din soluţii sau prin acumulări de resturi organice.Printre procesele fizico-mecanice se menţionează dezagregarea, transportul şi depunerea clastelor. Rocile preexistente din zonele continentale, supuse insolaţiei, îngheţului şi dezgheţului, acţiunii apelor curgătoare, a valurilor sau gheţarilor suferă un proces de dezagregare, şi trec treptat în granule monocristaline şi fragmente policristaline, numite claste. Clastele reprezintă un detritus colţuros, a cărei compoziţie reflectă fidel compoziţia rocii din care provine (ex. un granit se dezagregă în claste de cuarţ, ortoză,
Dănuţ BABOR STUDIUL MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII
4
plagioclaz, biotit). Din locurile de formare, clastele sunt transportate spre un bazin de sedimentare prin intermediul curenţilor de aer, apă, gheţarilor. În timpul transportului, clastele se rotunjesc şi îşi modifică dimensiunile. Pe pante înclinate este posibilă deplasarea clastelor prin curgere în masă, forma iniţială nefiind afectată foarte mult.
Particulele aflate în suspensie în aer sau apă, se depun prin cădere gravitaţională, formând straturi. Stratul este o entitate petrografică, delimitată de suprafeţe plane (de regulă paralele).
Procesele chimice care au loc în prezenţa apei, au două aspecte principale. Primul aspect este separarea din soluţii (precipitare) a compuşilor care au ajuns la supraconcentrare şi se depun sub formă de cristale izolate sau agregate cristaline. Al doilea aspect prevede reacţia apei cu minerale din roci preexistente, instabile d.p.d.v. chimic, conducând la formarea a unor produse noi (minerale de neoformaţie). a . Roci detritice -Necimentate : grohotis , prundis , pietris , nisip -Cimentate : gresii , brecii , argile , conglomerate , marne , loessuri. b. Roci de precipitatii -ghips , calcar , dolomit , travertin c. Roci organogene -diatomotul , calcarele cochilifere , creta . III. Rocile metamorfice
Rocile metamorfice s-au format in urma unor procese de metamorfozare a rocilor magmatice si sedimentare sub actiunea unor factori de natura chimica sau fizica , actionand individual sau simultan , care au determinat modificarea fie a compozitiei chimice si mineralogice , fie a structurii sau texturii , fie a ambelor. Din aceasta categorie de roci fac parte : marmura cuartitul ardezia
Dănuţ BABOR STUDIUL MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII
5
Caracteristici petrografice. Pentru materialele unitare pe proba de încercat se practică o spărtură proaspătă cu suprafaţa de min.(6x9) cm2. Se examinează proba, urmărindu-se caracteristicile enunţate anterior. Pentru materialele granulare sfărâmate natural (produse de balastieră) se realizează o probă medie de aproximativ 5 Kg. notată cu mo,apoi se separă granulele după tipul de rocă de provenienţă- gresii , granule silicioase, calcaroase sau metamorfice.se numără granulele (n) şi se determină masa (mi) pentru fiecare tip de granule separate în funcţie de roca de provenienţă. Pentru materialele unitare rezultatele se înregistrează în tabelul 1. Caracteristicile petrografice constituie unul din principalele criterii pentru stabilirea domeniilor de folosire a pietrei naturale în construcţii. Aparatură şi materiale.
Lupă cu grosismentul 10x; Proba de roci.
Efectuarea determinării. Pentru materialele unitare pe proba de încercat se practică o spărtură
proaspătă cu suprafaţa minimă (6 x 9) cm2. Spărtura se examinează urmărindu-se caracteristicile:
Structura poate fi: holocristalină (echigranulară, inegranulară);
Dănuţ BABOR STUDIUL MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII
6
hemicristalină;
vitroasă;
fenocristalină;
Dănuţ BABOR STUDIUL MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII
7
microcristalină;
criptocristalină.
Textura poate fi: masivă (neorientată);
Dănuţ BABOR STUDIUL MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII
8
stratificată;
şistoasă;
vacuolară.
Dănuţ BABOR STUDIUL MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII
9
Pentru culoare se urmăreşte: culoarea de fond, nuanţele, petele de culoare, drapajele. Aspectul poate fi: Omogen
sau neomogen.
Spărtura poate rezulta:
Aşchioasă
Dănuţ BABOR STUDIUL MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII
10
concoidală;
neregulată.
Natura petrografică urmăreşte caracterizarea rocii după geneză (magmatice, sedimentare, metamorfice). Pentru materiale granulare sfărâmate natural (produse de balastieră) se realizează o probă medie de aproximativ 5kg (m0), se separă granulele după tipul de rocă de provenienţă – gresii, granule silicioase, granule calcaroase sau metamorfice, urmărindu-se în special: Se numără granulele (n), şi se determină masa (mi) pentru fiecare tip de granule separat şi funcţie de roca de provenienţă. Înregistrarea şi interpretarea rezultatelor. Pentru materiale unitare rezultatele se înregistrează în tabelul 1.1 şi pentru materiale granulare în tabelul 1.2.
Dănuţ BABOR STUDIUL MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII
11
Tabelul1
Nr. crt. Caracteristica Rezultatul determinării
1 Structura
2 Textura
3 Culoarea
4 Aspectul
5 Spărtura
6 Natura petrografică
7 Minerale prezente
Nr. crt. Caracteristica Rezultatul determinării
1 Structura
2 Textura
3 Culoarea
4 Aspectul
5 Spărtura
6 Natura petrografică
7 Minerale prezente
Nr. crt. Caracteristica Rezultatul determinării
1 Structura
2 Textura
3 Culoarea
4 Aspectul
5 Spărtura
Dănuţ BABOR STUDIUL MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII
12
6 Natura petrografică
7 Minerale prezente
Nr. crt. Caracteristica Rezultatul determinării
1 Structura
2 Textura
3 Culoarea
4 Aspectul
5 Spărtura
6 Natura petrografică
7 Minerale prezente
Nr. crt. Caracteristica Rezultatul determinării
1 Structura
2 Textura
3 Culoarea
4 Aspectul
5 Spărtura
6 Natura petrografică
7 Minerale prezente
Rezultatele se compară cu cele prevăzute în caietul de sarcini al produsului.
Dănuţ BABOR STUDIUL MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII
13
Tabelul 1.2.
Natura rocii de
provenienţă
Numărul de granule Masa (mi)
N % g %
1
2
3
4
5
6
7
Total
Se calculează procentele de granule respectiv din masa pentru fiecare tip de rocă de provenienţă cu relaţia:
nm
% i (1.1)
tot
i
nn
% (1.2)
în care: mi – masa unei fracţiuni în (g); m – masa totală a probei (g); ni – numărul de granule pentru fiecare fracţiune; m – numărul total de granule al probei. Analiza mineralogică. Se urmăreşte identificarea mineralelor caracteristice fiecărui tip de rocă prin observaţii vizuale utilizând microscopul şi preparate (lame) specifice .Observaţiile se vor face utilizând atât lumina naturală, cît şi lumina polarizată. Aparatură şi materiale. Microscop pentru analize mineralogice;
Dănuţ BABOR STUDIUL MATERIALELOR DE CONSTRUCŢII
14
Preparate din roci; Diferite tipuri de rocă.
Efectuarea analizelor. Pe probele de roci analizate la punctul 1.1. se va indica prin observaţii vizuale prezenţa diferitelor minerale pe baza caracteristicilor prezentate în tabelul 2.3. Tabelul 1.3
Mineral Elemente de recunoaştere Quarţ
Clasa silicaţi, grupa silice, SO2 Incolor, alb lăptos sau colorat Luciu sticlos cu aspect gras
Duritate 7
Albit
Clasa tectosilicaţi, grupa feldspaţi [Na2OsiO26H2O]
Incolor Alb cu luciu sticlos
Duritatea 6…6,5
Ortoza
Clasa tectosilicaţi, grupa feldspaţi [K2OsiO26H2O]
Roz deschis, alb roşiatic Luciu sticlos spre perlat
