Табиғи тастар материалдар

Табиғи тастар материалдар

Республиканың халық шаруашылығын дамытуда минералды кен-байлықтарды іздестіру және оларды қазіргі жаңа технологиямен өңдеу өте маңызды мәселе болып табылады. Табиғи тастар да ағаш сияқты, құрылыс материалдарының көне түріне жатады. Адам баласы ерте заманда тастан еңбек саймандары мен қарулар дайындаған.

Табиғи тастар жеткілікті беріктік пен қаттылыққа ие, сондықтан адамзат тастарды тұрғын үй салғанда негізгі материал есебінде пайдаланды. Тау жыныстарын, әдетте, құрылыс материалы есебінде көбіне табиғи (құм, қиыршық тас және т.б.) немесе механикалық жолмен өңделген түрде, сондай-ақ арнайы технологиялық процестермен өңделген өнім ретінде қолданды (түұтқыр, керамика, шыны, т.б.). 

Тау жыныстары құрылыста өте мол қолданылады. Табиғи тастар (әшекейлеу мен қаптамалы мақсаттан басқа) — қабырғалық блоктар, қырланған, көшеге төселген тастар, сәулеттік ескерткіштер, монерлі кестелі оюлар, бүйымдар жасауда, бетондарда толтырғыш ретінде қолданылады. 

Халықаралық нарықтық жағдайда тау жыныстарынан алынған сәндік тастар мен бұйымдарға сұраныс өте үлкен. Табиғи тастар Қазақстанның бірқатар аймақтарында ең басты жергілікті құрылыс материалы болып табылады.

Әсіресе индустриялы сұраныс материалдары мен технологиялық жабдықтарды жеткізу өте қиын болатын таулы аудандарда басты құрылыс материалы ретінде қолданылады.

Тау жыныстарының шығу тегі мен жіктелуі

Тау жыныстары геологиялық нысандары бойынша 3 топқа бөлінеді: магмалы (атылып) немесе бастапқы тау жыныстары; шөгінді немесе екінші кезектегі тау жыныстары, метаморфалық (түрі өзгерген) тау жыныстары 

Негізгі тау жыныстарын түзейтін минералдар

Барлық табиғи тастар минералдардан пайда болған. Тау жыныстарының ерекшеліктері осы жыныс құрамына енетін минералдардың түріне, санына, кристалдардың бір-бірімен байланысқандығына тәуелді. Тау жыныстарының құрамына енетін минералдармен танысайық. 

Кварц — көбіне құм мен балшықтан құралған кристалл күйінде кездесетін ашық немесе жасырын тығыз, берік және қатты минерал. Кварцты қыс- қандағы беріктігі 200 МПа, ал созғандағысы — 10 МПа көп.

Дала шпаты  — ақ және қызғылт түсті силикаттар тобының, кең тараған минералы. Дала шпаты силикатты топтас жыныстарда — ортоклазда, плагиоклазда, альбитте, анортитте кездеседі. Химиялық құрылымы жағынан ортоклаз (К20 • А120з • 6Si02) калийдің алюминатты силикатынан ерекшеленбейді. Дала шпатының кысқандағы беріктігі кварцқа қарағанда аз жөне 120—170 МПа құрайды, ал балқу температурасы 1170— 1550°С.

Слюда  — химиялық құрамы жағынан күрделі алюминатты силикат. Табиғатта әлде неше түрі кездеседі. Олардың ішінде көп тарағаны — түссіз мусковит немесе калийлі слюда, биотит немесе темірмагнезиялы слюда (оливин, пироксен, вермикулит).

Мусковит  - қиын еритін, қышқылдар әсеріне тұрақты, жылтырақ немесе сүр түсті.

Биотит  - жеңіл бұзылатын темірмагнезиялы қара түсті слюда, оның жазық және жұқа қабаттарға бөлінетін қасиеттері бар.

Оливин  — негізінен темір мен магний силикаттарынан туратын минерал. Бозғылт сұр түсі бар, атмосфера әсеріне түұрақсыз, суда ісінеді. Асбестцементті өнеркәсібі мен жылудоғарғыш материалдар технологиясында кеңінен қолданылады.

Пироксен мен амфиболдар  — оларға авгит, жалған мүйізді (роговая обманка) және басқа да бұлыңғыр түсті минералдарды жатқызугға болады. Олар кальцийлі, магнийлі, темірлі және глиноземді силикаттардан пайда болған және жоғарғы тығыздық пен беріктікке ие.

Терендіктегі шомбал жыныстар

Гранит — тереңдціктегі шомбал магмалы жыныс құрылыста жиі пайдаланылады. Ол біркелкі кварцтан (20—40%), дала шпатынан (40-70%, және слюдадан (5—20%) тұратын кристалды жыныс құралады (2-сурет). Осыдан басқа гранит құрылымында тағы да сілтілі плагиоклаз, жалған мүйіз (роговая обманка) сияқты минералдар да кездеседі

Мрамор

Сиениттер  — көбіне калийлі шпатынан (5,0—70%) тұрады. Көрсетілген тау жынысы гранитпен салыстырғанда, құрылымында кварцты минералдың өте аз мөлшерде болуымен немесе толығынан болмауымен ерекшеленеді. Бетін тегістеп жылтырату немесе әрлеу процестері жеңіл жүргізіледі. Беріктік шегі 100—150 МПа, орташа тығыздығы 2,6—2,7 г/см3. Сиениттің сары, қызылдау, қошқыл көк түстері жиі кездеседі.

Диорит — қышқыл плагиоклаз (70%), жалған мүйізді биотитті, авгитті минералдардан пайда болтан тау жынысы. Диориттер кристалдық жүйеде. Егер диорит құрамында кварцит мол мөлшерде болса, оны кварцитті диорит деп атайды. Диориттердің қошқыл көк пен ашық бозғылт түрлері кездеседі. Қысқандағы беріктігі 150—300 МПа, орташа тығыздығы 2,8—3 г/см3, диоритті жол құрылысы мен қаптамалы материалдар ретінде жиі қолданады.

Габбро  — негізінен дала шпатынан (50%), авгиттен, оливиннен және пироксеннен пайда болған. Габброның ішкі жүйе құрылысы тегіс ірі кристалды болып келеді. Габброны жол құрылысында және қаптамалы бұйымдарды дайындауда қолданады. Орташа тығыздығы 2,9—3 г/см3, қысқандағы беріктік шегі 200—350 МПа.

Лабрадорит  — габброға ұқсас тау жынысы, массасының көп бөлігі дала шпаттарынан және ашық қара түсті басқа да минералдардан тұрады. Лабрадоритті өңдеу кезінде оның құрамынан көк күлгін түсті минералдар бөлінеді. Сондықтан оны үлкен құрылыстарда әшекейлейтін қаптамалы плиталар ретінде пайдаланады.

Төгілмелі тау жыныстары

Вулкан атқылау кезінде, магма түріндегі ағып төгілген бастапқы тау жыныстары, салқындау кезінде кристалданады және толығымен кристалданған, бір тегіс емес кристалданған және толығымен емес кристалданған тау жыныстарына айналады . 

Порфирлер  — кварц минералы мен дала шпатының ұсақ бөлшектерінің бір-бірімен тығыз қосылуы салдарынан пайда болған жыныс. Минералогиялық құрамы жағынан олар гранитке ұқсас. Порфир — қызыл, қоңыр және көкшілдеу түстес.Олардың орташа тығыздығы —2,4—2,6 г/см3, қысқандагы беріктік шегі 80—230 МПа. Порфирлер әрлегіш плита, баспалдақ және жол құрылысында қолданылады.

Базальт  — жасырын кристалды жыныс, кейде шыны тәріздес ішкі жүйе құрылымына ие (3-сурет). Ол жер бетіне төгілген жыныстардың арасында ең жоғарғы орташа тыгыздыққа ие —(3,3 г/см3). Базальтты өндеу Базальтты үлкен еңбек шығынын талап етеді, бірақ бетін тегістеп жалтырату оңай, Базальттың қышқылдағы беріктік шегі 300—500 МПа-ға жетеді. Базальтты тастың кесегі, қиыршық тас және даналап саналатын бүйымдар өндірісінде қолданылады. Базальттың балқу температурасының төмен болуы, оны балқыған клинкерлі минералдар және минералды жылудоғарғыш мақта ретінде қолдануға мүмкіндік береді.

Диабаз  — дала шпатынан, авгиттен және оливиннен тұратын кристаллы жыныс. Диабаз порфирдің ішкі жүйе құрылысында кездеседі, түсі қошқыл сары, орташа тығыздығы 3—3,1 г/см3, қысқандағы беріктік шегі 300—450 МПа. Оның жоғарғы қаттылығы мен тығыздығына байланысты диабаз басым жағдайда, үйкеліске тап болатын жол төселімі мен басқа да құрылыстарда қолданады. Басқа жыныстардан төменгі балқу температурасымен (1200—1300°С) ерекшеленеді, сондықтан арнаулы құрылыс бұйымдары балқыған диабаздан құйылады. Сондай-ақ оны әр түрлі плиталар мен арқалықтарды және басқа да жеке даралық бұйымдарды, сонымен қатар шынылы мақта мен асфальттарды өңдіруде тотықтырғыш ретінде қолданылады.

Андезиттер  — плагиоклаз, авгит және жалған мүйіздерден құралатын жыныс. Орташа тығыздығы — 2,2—2,8 г/см3, қысқандағы беріктік шегі — 140—240 МПа. Андезит қышқылдар мен олардың ерітінділеріне берік. Құрылыста көбіне бетонға арналған қышқыл әсеріне берік ірі толықтырғыш, ерітінді мен мастикалардың құрамындағы компонент ретінде пайдаланылады, бассейндер мен су қоймаларында қабырғаларды бүркемелеп жабуда қолданып, олардың қышқылдар мен ерітінділердің өсерінен сақтауды қамтамасыз етеді.

Трахиттер  — үлкен орташа тығыздығы бар (р=2,2 г/см3), қысқандағы беріктік шегі 50—100 МПа жыныс. Оның ашық-сары немесе сұргылт түстері бар. Оны көбіне керамикалық материалдар мен бетондарда толтырғыш ретінде пайдаланады.

Вулканды туф  — вулканды күлдің цементтенуі салдарынан пайда болған раушан немесе күлгін түсті, қуысты жеңіл жыныс, орташа тығыздығы 1,1—1,3 г/см3, қысқандағы беріктік шегі 8—12 МПа, ал жылу өткізгіштік коэффициенті 0,3—0,4, көбіне қабырғалық блоктар ретінде қолданылады.

Туф  — өңдеуге жеңіл берілетін жыныс. Одан жұқка плиталар дайындауға, оның бетіне әр түрлі оюлар мен суреттер түсіруге болады. Туфтың ұүсақталған тастарын жеңіл бетонды блоктарды дайындауда жылу өткізгіштігі төмен және акустикалық сылақтарға құм есебінде қолданады. Туф — аязға шыдамды материал. Туфтың үлкен кен орындары Арменияда, Грузияда, Камчаткада және Күнгей Карпатта кездеседі.

Трасса  — вулканды туфтың бір түрі. Оларға тән өте жоғарғы орташа тығыздық 2,5—2,8 г/см3 және беріктік 80—150 МПа. Ұнтақталған күйде трассаларда белсенді гидравликалық қоспа ретінде, пуццоланды цементтерді өндіруде қолданылады. Туфты лава — кеуекті шыны тәріздес тау жынысы. Ол жанартаудан атылып шыққан отты сұйық балқыма тамшысы мен құмдардың қоспасынан тұрады. Оның қасиеттері вулканды туфтың қасиеттерінен шамалы-ақ ерекшеленеді. Қабырғалық блоктар мен бетондарда белсенді толтырғыш ретінде жиі қолданады.

Пемза  — жеңіл қуысты шыны тәріздес жыныс. Ол (75% дейін) кремнийден, алюминий тотығынан тұрады. Түсі ашық сары. Пемзаның орташа тығыздығы 0,3—0,6 г/см3, қысқандағы беріктік шегі 0,4—4 МПа. Пемза аязға төзімді материал және оның жылуөткізгіштігі томен. Пемза үсақ бөлшекті ұнтақты тұтқыр заттарда белсенді қоспа ретінде, ал құмды бөлігі — жеңіл бетондар мен сылақтар үшін толтырғыш ретінде пайдаланылады.