Песчаник отличается высокой прочностью и долговечностью. Ярким примером его исторического использования служит Кутб-Минар — самый высокий минарет в мире, возведенный в 1368 году недалеко от Дели. В Санкт-Петербурге, напротив улицы Чайковского, в 1903 году был возведён двухэтажный частный дом архитектора А.Ф. Кельха.
Песчаники
Песчаник представляет собой осадочную горную породу, состоящую из зерен кварца, скрепленных естественным цементом. Прочность и твердость песчаников зависят от вида цемента. Наиболее твердые образцы содержат силикатный цемент (твердость около 6), в то время как более мягкие вариации с известковым или железным цементом имеют твердость около 4. Песчаники, содержащие гипс или глину в качестве цемента, не подходят для облицовки и строительства.
Цветовые оттенки песчаников обычно варьируются от темно-серого до желтоватого, красного, коричневого и даже белого.
Прочность на сжатие варьируется в пределах от 300 до 1000 кг/см².
Монолитный: средний объем блока в известных заповедниках песчаника составляет примерно 1,0 м³.
Использование. Песчаник применяется совместно с известняком для наружной отделки, может использоваться как в полном, так и частичном облицовке, в сочетании с каменной кладкой и штукатуркой.
Особенность строения некоторых типов песчаника состоит в слабой связи между прочными зёрнами, что требует внимательного подбора профиля для облицовочных деталей. При производстве рустованного камня, элементов карнизов и т.п. камень должен иметь полированный профиль.
Песчаник, конгломерат и брекчия — эти породы образуются из рыхлых отложений измельчённой породы в процессе цементации различными веществами.
Состав
Песчаники представляют собой горные породы, которые в первую очередь состоят из песчинок, преимущественно кварцевых, связанных между собой цементирующими веществами. В таких породах также могут встречаться зерна полевого шпата, слюды и других минералов. Если обломочные составляющие содержат большие фрагменты, такие как гравий или валуны, то их классифицируют как конгломераты (с округлыми формами) или брекчи (с острыми гранями). Цементирующие вещества в песчаниках, а также в конгломератах и брекчиях могут значительно различаться в зависимости от того, где они образовались:
- а) известковые песчаники, которые цементированы углекислым кальцием (СаСО3);
- б) кремнистые песчаники, связанными безводным или водным кремнеземом (SiO2 или SiO2″nH2O);
- в) железистые песчаники — цементированные водными окислами железа;
- г) Глинистые и мергелистые — соединенные с помощью глинистых или мергелистых компонентов; эти породы подвергаются легкому разрушению при чередовании влаги и суши, а также при замерзании и оттаивании.
Характеристики песчаников
Характеристики песчаников, конгломератов и брекчий определяются их составом и структурой. Цвет этих материалов зависит от оттенка связующего вещества; известковые и кремнистые песчаники, конгломераты и брекчии могут быть почти белыми, жемчужно-серыми, железно-желтыми или красновато-коричневыми. В чисто силикатных цементирующих материалах поверхность трещин песчаника обладает стеклянным блеском, тогда как в других или смешанных цементирующих смесях она имеет матовую поверхность. Среди перечисленных выше цементирующих пород наибольшее распространение и применение в строительстве имеют следующие виды песчаников.
Известковые песчаники
По своим структурным характеристикам силикатный кирпич в целом можно сопоставить с обычным известняком. Поэтому их тестируют и применяют аналогичным образом, как и плотный известняковый камень. Однако присутствие кварцевых зерен делает обработку песчаников более сложной задачей. Как и в случае с известняком, нежелательными примесями в песчаниках являются глина и сернистый компонент.
Кремнистые песчаники
Кремнистые песчаники обычно обладают высокой прочностью. Их долговечность, как и у других типов песчаников, варьируется и зависит не только от качества, но и от содержания природного цемента (типа пористости породы).
Некоторые песчаники имеют слабую степень сцементированности (их можно легко разрушить руками), тогда как другие обладают прочностью на сжатие, сравнимой с прочностью плотных магматических пород (более 1000 кгс/см²). Тем не менее, высокая твердость этих песчаников (до 7 единиц по шкале твердости) делает их очень сложными для обработки.
Железистые песчаники
Черные песчаники отличаются разнообразием в прочности и долговечности. Наличие силикатного цемента улучшает их характеристики, в то время как присутствие глины значительно ухудшает эти свойства. Наиболее распространены относительно пористые железистые песчаники с низкими показателями прочности и долговечности.
Песчаники имеют широкое применение, однако они менее долговечны по сравнению с известняками. В большинстве своём песчаники представляют собой плотные, тяжёлые и высокопроводящие материалы. Именно поэтому их используют для создания фундаментов, в строительстве стен неотапливаемых зданий, а также для облицовки, лестниц, тротуаров и других конструкций.
Сланцы
Слюдяной сланец является метаморфической горной породой, образованной из мелких кристаллов кварца и слюды, обладающей свойством раскалываться на тонкие листы, что и дало название — «сланец».
Цвет этих горных пород варьируется от тёмного до чёрного; некоторые виды имеют зеленоватый узор.
Размер плит обычно колеблется от 0,5 до 1,0 м², в то время как отдельные плиты могут достигать 3,0 м².
Применение. Плиты, разделенные на тонкие листы толщиной 4-8 мм, находят своё применение в качестве кровельного материала, тогда как более толстые плиты используются для подоконников, лестниц, перегородок и полов.
Из-за своей слоистой структуры шифер не подходит в качестве каменного материала. Обычно он не подвергается полировке и используется с естественной или полированной поверхностью, которая акцентирует его цветовые оттенки и узоры.
Характеристика песчаника
Этот минерал сформировался из мелких частиц таких минералов как кварц, полевой шпат, слюда и глауконит, которые со временем были сцементированы глиной и известняком. В природе песчаник может встречаться как в чистом виде, так и с невысоким содержанием примесей — таких как ильменит, магнетит, гранат, рутил, циркон и турмалин.
Существуют различные типы связующих компонентов в песчанике:
Благодаря своим физическим характеристикам песчаник часто называется «золотым сечением», поскольку это порода превосходит только гранит. Известняк имеет высокую влагопроницаемость и не выдерживает низкие температуры. В отличие от него, песчаник хорошо противостоит частым циклам замораживания и оттаивания.
Данная порода обладает высокой плотностью. Она особенно богата соединениями, включающими кремнезем и слюду. Этот камень отличается высокой устойчивостью к огню. Температура обжига минерала достигает 1700 градусов Цельсия. Кварц выделяется самой высокой температурой горения. Силикатные породы являются наиболее прочными, тогда как доломит и известняковый песчаник имеют меньшую прочность.
Читайте также: Сульфид пирита, его состав и плотность
Цвет минерала может варьироваться. Наиболее распространённый вариант характеризуется зелёным оттенком. Минералы красного цвета содержат железосодержащие соединения. Также встречаются образцы коричневого или черного цветов. Если минерал имеет желтовато-коричневый оттенок, это свидетельствует о наличии фосфатных соединений в его составе. Белый песчаник, в свою очередь, не содержит примесей и состоит исключительно из кварца или известняка. Тем не менее, самым ценным считается минерал с однородной окраской.
Типы минералов
Песчаник представляет собой горную породу, сформировавшуюся в результате цементации песка. Песок, который долгое время находился в контакте с водой, напитал металлами. Обычно эта порода накапливается слоями или пятнами, которые возникают из-за глубокого проникновения воды через трещины и поры песчаника.
Процесс формирования песчаников с известковой цементацией типичен для пород, образующихся в морских условиях. В океанских мелководьях формируются глаконитовые отложения, в континентальных зонах — минералы железистого происхождения, а в лагунных и озерных экосистемах возникают песчаники с гипсовой цементацией.
В результате выветривания вулканических пород образуются серые конгломераты. В зависимости от минерального состава, горные породы можно классифицировать на следующие категории:
- Мономинеральные. Эти образования включают кварцевые песчаники, состоящие исключительно из кварца, полевого шпата или глауконита;
- Полигомиктовые. Они содержат слюду и кварц в своем составе.
Полимиктовые песчаники представляют собой обширную группу, содержащую разнообразные комбинации кварца:
Читайте также: Хлорит: состав, свойства и применение минерала
Месторождения полезных ископаемых
Минерал формировался миллионы лет назад. Наиболее крупные запасы этой породы находятся в древних морских и океанических системах. Процесс его образования связан с разрушением горных пород и цементацией обломков на протяжении длительного времени. Ветер и вода способствовали перемещению частиц скал.
В естественных условиях окаменелость состоит из мелких фрагментов кварца, кальцита, халцедона и опала, надежно удерживаемых глиной. Округлость минерала и присутствие разнообразных соединений, не характерных для данного региона, свидетельствуют о движении породы.
В Российской Федерации эти месторождения располагаются в таких регионах, как Московская область, Приволжский район, Западная Сибирь, Дагестан и Дальневосточный федеральный округ. Аналогичные запасы также разрабатываются в Украине, Болгарии и Казахстане.
