Основы общей и инженерной геологии. Лекции

  Монтмориллонит (название по пос. Монтмориллонэ во Франции) Al₂O₃·4SiO₂·nH₂O, где воды 12-24 %. Глина белого цвета с сероватым или голубоватым оттенком, мягкая, жирная (мыльная на ощупь). Сильно набухает от влаги, т.к. молекулы воды входят легко в межпакетное пространство кристаллической решетки и покрывают поверхность субмикроскопических частиц размером доли мК (менее 0,001 мм). Образуется при химическом выветривании базальта и габбро в щелочной среде. Применение: адсорбент для очистки нефтепродуктов, связка-цемент при формовании изделий, в буровых растворах, при устройстве «стены в грунте».

  Гидрослюда – глинистый минерал, промежуточный между слюдами и монтмориллонитом, землистые глинистые массы матового блеска, твердость 1-2, плотность 2,6 г/см³, средняя набухаемость. Наиболее распространена в глинистой фракции (менее 5 мК) глинистых пород. В чистом виде – хорошая огнеупорная глина.

  Слюды: мусковит (московское стекло) – светлая калиевая слюда K₂O·3Al₂O₃·6SiO₂·2H₂O, твердость 2-3, плотность 2,7-3,0 г/см₃, весьма совершенная спайность. Биотит (от французского физика Био) – черная слюда, по физическим свойствам аналог мусковита. Образование при выветривании гранитов и пегматитов. Применение: толь, рубероид, окна в высокотемпературных камерах, прокладки в конденсаторах.

  - Каркасовые алюмосиликаты - полевые шпаты, наиболее распространены в земной коре (55%). В их структуре часть ионов  Si⁴⁺ замещена на Al³⁺ и для компенсации положительных зарядов дополнительно участвуют положительные ионы  K⁺, Na⁺, Ca²⁺.  Полевые шпаты делятся на три подгруппы:

  - K-Na-полевой шпат - ортоклаз K₂O·Al₂O₃·6SiO₂ (прямо раскалывающийся) – цвет светлый, розоватый, блеск стеклянный, твердость 6,-6,5, плотность 2,56 г/см³. Его разновидность – микроклин.

  - Плагиоклазы – изоморфные смеси от альбита NaAlSi₃O₈ до анортита CaAl₂Si₂O₈                   серовато-белого цвета, стеклянный блеск, твердость 6, плотность 2,62-2,75 г/см³.  В этой подгруппе имеется интересный минерал лабрадор – темный, переливчатый в синих и зеленых тонах, красивый облицовочный камень.

  - Фельдшпатиды – нефелин NaAlSiO₄ серо-белый с желтым и красноватым оттенком, растворяется в соляной кислоте HCl с образованием SiO₂ (облако), блеск жирный до маслянистого, твердость 5-6, плотность 2,6 г/см³. Применение: при изготовлении соды, краски, глинозема (руда на алюминий), удобрение.

  Радиоактивность минералов. Около 100 природных минералов содержат радиоактивные элементы. Содержание радиоактивных минералов наибольшее в гранитах и глинах (продуктах выветривания гранитов). Гранитный слой литосферы наиболее радиоактивен. Известняки и кварцевый песок обычно имеют низкую радиоактивность. Ставропольский известняк-ракушечник и фортштадский песок в основании зданий СевКавГТУ не представляют радиоактивной опасности. Сейчас все природные строительные материалы (глина, песок, щебень и т.д.) проходят проверку на радиоактивность.

  Искусственные минералы (более 150) созданы человеком. Различают минералы-аналоги – повторение природных минералов (алмаз, корунд, горный хрусталь и др.) и вновь созданные техногенные минералы с наперед заданными свойствами. Такие минералы входят в состав различных строительных материалов: вяжущие свойства в цементе создают алит 3CaO·SiO₂ и белит 2CaO·SiO₂, в огнеупорах основную роль играют муллит 3Al₂O₃·2SiO₂ и периклаз MgO, в абразивах – корунд SiC.