Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




29.04.2019


25.04.2019


22.04.2019


11.02.2019


17.01.2019


29.12.2018


29.12.2018


04.12.2018


25.10.2018


26.09.2018





Яндекс.Метрика
         » » Химический состав рыхлых несвязных и мягких связных пород

Химический состав рыхлых несвязных и мягких связных пород

13.12.2017

Главными компонентами в химическом составе глин и глинистых пород являются SiO2, Al2O3 и H2O. Содержание SiO2 в различных типах глинистых пород изменяется от 30—35 до 75—85 %, a Al2O3 — от 5—6 до 40—50 %. Известно, что чем меньше в глинистых породах содержится кремнезема и чем больше Al2O3, тем более резко выражены их глинистые свойства и, наоборот, чем больше SiO2 и чем меньше Al2O3, тем эти свойства выражены слабее. Содержание в глинистых породах химически связанной воды (цеолитная, конституционная, кристаллизационная) изменяется от 3—5 до 12—15 %. Во всех глинистых породах в подчиненном количестве содержатся FeO, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, TiO2, а также органическое вещество, из других компонентов в них часто встречаются SO3, CO3, P2O5, С, Cl.

Валовой химический состав глин и глинистых пород весьма изменчив. Он обусловлен их минеральным составом и содержанием примесей. По валовому химическому составу не всегда можно установить минеральный тип исследуемой глинистой породы и ее свойства. Поэтому при инженерно-геологическом изучении глин и глинистых пород его, как правило, не определяют. Он не дает непосредственного представления о физико-механических свойствах исследуемой породы, а определение его сопряжено со значительными трудностями. Тем не менее иметь некоторое представление о химическом составе глинистых пород для их классификации и оценки свойств очень важно. Так, необходимо знать содержание в их составе карбонатов и водорастворимых соединений. При повышенном содержании в глинах карбонатного вещества они переходят в глины известковистые (мергелистые), затем в мергели глинистые, в мергели и т. д., образуя определенный ряд смешанных карбонатно-глинистых пород.

Разности пород, составляющие этот ряд, отличаются как по внешнему виду, физическим свойствам, так и по применению в промышленности. Поэтому при изучении физико-механических свойств карбонатно-глинистых пород в первую очередь возникает вопрос об их классификации. Для этого необходимо производить химический анализ солянокислых вытяжек. При интерпретации результатов анализов и использовании их для классификации пород необходимо визуально или с помощью исследования породы в шлифах определять нерастворимый остаток. Если он представлен только песчаными фракциями, то такую породу нельзя относить к типу карбонатно-глинистых (например, известняк песчанистый). Необходимо также установить, чем представлено карбонатное вещество в породе (включениями раковин или их обломков).

Водорастворимые соединения обусловливают неустойчивость глинистых пород под воздействием воды. При их выщелачивании обычно изменяются плотность сложения пород, связность, устойчивость и водопроницаемость. В процессе растворения и выщелачивания солей может изменяться состав поглощенных катионов, которые существенно влияют на свойства пород. Необходимо заметить, что при выщелачивании солей кроме свойств породы изменяются состав и свойства фильтрующейся через нее воды, которая может при этом стать агрессивной по отношению к бетонным и металлическим частям сооружений.

Водорастворимые соли в глинистых породах четвертичного возраста наиболее часто встречаются в засушливых районах и районах переменной влажности и, как правило, отсутствуют в районах влажных. Если в породах содержится больше 0,3 % водорастворимых солей от массы сухой породы, их относят к засоленным.

Химический состав песков обычно характеризуется высоким содержанием кремнезема и незначительным — остальных соединений. В наиболее чистых разностях содержание кремнезема достигает 75—99 %. В аллювиальных, флювиогляциальных и многих морских песках оно варьирует в связи с содержанием примесей полевых шпатов, слюд, глинистых и других минералов. Кремнезем в песках и гравелистых породах встречается как в виде кварца, так и в виде аморфных соединений — опала, халцедона, тридимита и др. Породы, содержащие эти минералы, реакционно-способны по отношению к бетону, так как при взаимодействии с ними щелочей цемента бетон разрушается. В песках с повышенным содержанием полевых шпатов и других алюмосиликатов наблюдается повышенное содержание щелочей и щелочноземельных окислов. Кроме того, для песков характерно изменчивое содержание окислов железа и других красящих соединений.

Большую роль в химической характеристике песков и гравелистых пород играют пленки различных окислов и гидро-окислов, образующиеся на поверхности зерен. Они в значительной степени влияют на цвет песков и, по-видимому, определяют некоторые важные их физико-механические свойства, что до настоящего времени еще не получило соответствующей оценки. Эти пленки имеют сложный состав, разнообразны по своему строению и связи с частицами. Главными химическими компонентами вещества пленок являются окислы кремния, железа и алюминия и органические соединения. Основная часть SiO2 и Аl2О3 связана в алюмосиликаты — глинистые минералы, хлорит и др Значительную часть пленок составляет железо, содержание которого достигает 60—65 %.

Прочность пленки и связь ее с зернами, как показывают исследования A.M. Цехомского, определяются ее минеральным составом, соотношением аморфной и кристаллической фаз и природой кристаллического вещества. Если пленка состоит из окристаллизованного вещества и образовалась в результате отложения коллоидов непосредственно на поверхности зерна и с участием вещества последнего, она отличается большой прочностью. Если вещество, образующее пленку, поступило извне в виде мельчайших частиц, то такая пленка легко разрушается при физическом воздействии. На повышение прочности пленки большое влияние оказывает поглощенный кальции. Можно считать, что наибольшей механической устойчивостью обладает рудная железистая пленка, меньшей — глинистая. Можно предполагать, что сопротивление сдвигу, внутреннее трение в песках, их прочность и деформируемость в значительной степени определяются составом и прочностью пленок, покрывающих зерна.