Главная » Новый год » Песок. Осадочные породы. Применение песка. Виды песка, их характеристики, добыча и применение Классификация песков по видам и их характеристика

Песок. Осадочные породы. Применение песка. Виды песка, их характеристики, добыча и применение Классификация песков по видам и их характеристика

Особенность песчаных грунтов состоит в том, что в нем преобладают частицы, состоящие из одного минерала, их размер варьируется от 0,05 до 2 миллиметров. Содержание частиц глины в песчаном грунте составляет не более пяти процентов. При отсутствии влаги они, по сути, характеризуются как обычные сыпучие тело, а если становятся влажными, то образуют низкий уровень связности. Некоторые виды песков, если в них попадет вода, будут обладать гидрофильными свойствами, т.е. слабо отдавать воду. Они называются плывунами.

Основные отличия песков с инженерно-геологической точки зрения (сопротивление сдвигам и способность к пропусканию воды) могут широко варьироваться в зависимости от отсутствия или наличия в них частиц пыли и гравийно-галечниковых крупиц, а помимо этого, он величины самих частиц песка. Так что характеристики, отличающие одни виды песчаных грунтов от других, используются для того, чтобы разделить их на виды, благодаря чему разделены чистые, пылевые и гравелистые пески. Помимо этого, к песчаным грунтам можно отнести легкие супеси, которые отличаются преобладанием крупиц песка, а количество глинистой фракции равняется трем-пяти процентам.

Песок распространен практически везде. Пользуясь данными исследователей, участки, в которых наличествуют супесчаные грунты и пески, в Российской федерации образуют площадь практически в два миллиона квадратных километров, из которых около полумиллиона находятся в центральной части России. Песочные массивы в Казахстане составляют площадь в миллион квадратных километров.

Структура песков

Структура гранул песка в высшей степени многообразна. Его отличия зависят от положения тектонических плит, строения веществ, входящих в состав песка, природно-климатическими условиями, от минералогического состава. Пески крупной формы, среднекрупные, гравелистые, имеют широкое распространение в районах складок гор, где они находятся в разрезах отложений разного генезиса. Такие пески в большом количестве представлены в районах движения устойчивых блоков континентальной земной коры и в метаморфических частях фундамента платформ. Среди старых плит, но в большей степени среды молодых блоков земной коры, наибольшее распространение получили более рассеянные виды песков – мелкодисперсные, пылеватые, а также имеющие средний размер песчинок. В данной местности пески по составу обладают большей грубостью, и располагаются в моренных и флювиогляциальных отложениях, и образованных благодаря ним аллювиальным размывам, и озерным и морским образованиям. В толще отложений, формирующихся постоянными водными потоками (аллювиальных отложениях) такие виды песков часто находятся в самом низу разреза (т.н. фации перлювия), а верхние слои составляют более однородные мелкие, пылевые и средние пески (т.н. русловая фация, а также пойменная фация.)

То, из чего состоят гранулы песков, зависит от их генезиса, что наглядно показывается в аккумуляции и пределах единой области сноса. Например, во многих областях, которые подверглись в четвертичный геологический период оледенению, самыми грубыми по свойствам будут водно-ледниковые пески. Пески, имеющие более молодой возраст (аллювиальные), образованные в результате переотложений и размываний реками более старых флювиоглянцевых песков, представляют собой ярко выраженную дисперсную гомогенную структуру. Пески, сформировавшиеся в месте дельт рек (прибрежно-морские), состоят из еще более мелких частиц.

Процент однородности относительного содержания частиц в песке может широко варьироваться, причем даже внутри одной толщи песка (а также в разрезе). Большее единообразие приходится на морские пески, и те, которые содержатся в эоловых отложениях, так что они являются в равной мере монодисперсными. Песок с таким составом также может встречаться в отложениях, сформировавшихся постоянными водными потоками рек, находящихся в равнинах.

Полидисперсные виды песков присутствуют в слоях разных отложений, которые сформированы в горных районах.

Для нескольких видов песчаных грунтов, которые образовались благодаря водным потокам, свойственно повышение уровня дисперсности в зависимости от того, насколько они далеко находятся от источника снова. Характерный пример – аллювиальные пески.

Минеральный состав песков

Минеральный состав песков тоже разнороден, в нем присутствуют многие минералы, но стоит выделить несколько, количество которых значимо в процентном соотношении: хлориты – 1%, доломит – 3%, кальцит – 7%, полевые шпаты 8%, кварц (который, кстати, является самым распространенным минералом на Земле) – 70%, на долю других минералов приходится 11%. Эта статистика показывает, что песок состоит в основном из кварца и полевых шпатов, из этого следует, что такие пески наиболее широко распространены.

В Российской федерации в подавляющей части мест в песчаных грунтах содержится относительно мало солей (легкорастворимых и среднерастворимых), их содержание не превышает одной сотой процента. Хотя в районах, находящихся на юге страны, пески с высоким содержанием соли (более 0,3% легкорастворимых солей) встречаются довольно часто, и представлены в основном морскими и континентальными образованиями. В слоях пролювиальных, аллювиальных, и прочих видах песков большое количество соли получилось благодаря континентальным засолениям, вызванным увеличением уровня подземных вод (ввиду антропогенных или естественных причин).

Стоит отметить, что во многих случаях в песках в различном процентном отношении содержится железо (до нескольких процентов). Железо в составе песков будет либо первичным (появившимся в результате разрушения метаморфических и магматических пород), либо вторичным (образованным в результате почвообразования и выветривания), оно присутствует в закисной и окисной форме.

Также в песках центрального и северных регионов страны могут быть остатки растительного происхождения (в основном не более 3%, но может доходить до 10% и даже больше, в таком случае к названию песка добавляется «с примесью растительных остатков»).

Уровень влаги в песках разнится от одного-двух процентов до тридцати. Верхние слои песка содержат мало влаги, в районе 1-5%. При капиллярном увлажнении содержание влаги сильно увеличивается, плоть до 30% на уровне подземных вод. Обычно влага в песках не содержит солей, однако в аридных районах воды часто насыщены минералами. Кроме того, высокое содержание минералов характерно для подземных вод, находящихся среди песков, что характерно, например, для морских берегов. По физическому состоянию вода, присутствующая в песках, а также легких супесях, может быть отнесена к гравитационной и капиллярной.

Довольно часто мы можем видеть как дети рассматривают под лупой, или невооруженным глазом частички песка, пытаясь ответить на вопрос – из чего он состоит. Но даже взрослые не всегда могут ответить на этот вопрос. Мы объясним вам из чего состоит песок.

Разглядывая песчинки, можно определить, что они состоят из разных горных пород, в связи с чем имеют разный цвет.

Песок – это горная осадочная порода, представляющая собой рыхлую смесь частиц разных минералов (кварца, кальцита, слюды, полевого шпата и др.) с размерами в диаметре 0,14 – 5 мм, и образованная как результат выветривания горных пород. Существует немного месторождений, которые содержат практически один кварцевый песок. Но основная часть песка состоит из смеси кварца с полевым шпатом, магнетитом, слюдой, гранатом, что позволяет придать песку разнообразные оттенки. Также на нашей планете находятся несколько месторождений, где можно обнаружить песок, не содержащий кварца. Так например, существуют белые гипсовые пески или красные коралловые пески.

Пески могут быть как природные, так и искусственные.
Природные пески принято делить на морские, речные и горные (овражные), это зависит от условий залегания. Речной и морской песок имеют округлую форму частиц, а горные пески состоят из остроугольных частиц. Горный песок зачастую загрязнен вредными примесями, в отличие от речного и морского. Природный песок – это продукт выветривания (или ветряная эрозия). Процесс выветривания способствует разрушению исходного материала на различного диаметра частицы, и песок в том числе. Ветер вместе с водой способны перенести песок на сотни и тысячи километров. В связи с чем со временем могут образовываться песчаные залежи в низменности или у возвышений. Текстура такого песка очень зависит от способа, каким были доставлены маленькие песчинки к залежам. Вода способна перемещать разные по размеру частички одновременно. Поэтому очень часто мы можем видеть как формируются залежи с невероятно пестрым рисунком и текстурой рядом с какой-либо преградой природного происхождения. В то же время ветер выполняет функцию фильтрации частичек. Ветер с разной силой и на разное расстояние переносит разные песчинки.Таким образом формируются залежи, которые состоят примерно из одинаковых по размеру песчинок.

Откуда же берется песок в пустынях? Основная часть песка перенесена ветром в пустыни. Но есть и случаи, когда пустынные песчинки образованы путем разрушения гор. Некоторые пустыни изначально были морским дном, но многие тысячелетия тому назад вода ушла, отступила.

Песок изготавливают также искусственно. Это происходит с помощью измельчения таких твердых материалов как камень, или шлак.

Песок - полезный и необходимый материал. Его используют для изготовлении стекла, бетона, фильтров для очистки воды, наждачной бумаги.

Если вы нашли ошибку, выделите фрагмент текста с ней и нажмите Shift + E или , для того что бы информировать нас!

Песок (псаммит) – это рыхлая обломочная порода. Она состоит из мелких зерен угловатой или округленной формы, величина которых колеблется в диапазоне от размера 0,05 мм до размера горошины. Самый распространенный вид песка – кварцевый. По цвету, своему составу и примесям песок разнообразен. Его отложения формируются благодаря распаду горных пород под воздействием проточной воды или атмосферы.

Другая разновидность песка – магнитный песок. Называется он так потому, что его зерна состоят из магнитного титанистого железняка. В любом песке, как правило, содержится подмесь из минералов. В магнитном песке основной подмесью являются зерна кварца и слюда.

Магнитный песок можно встретить на берегу водоемов – морей, рек, некоторых озер. Например, мощные отложения магнитного песка находятся в Новой Зеландии, в ее северной части. Залежи кварцевого песка находятся в прибрежье и на мелководье, в дюнах и в геологических системах, то есть, там, где разрушаются, измельчаются и переносятся водой или атмосферой кварцевые породы. Постепенно рыхлый песок под воздействием природных явлений утрамбовывается, цементируется и превращается в сплошную твердую породу – песчаник.

Кварцевый песок чаще всего бывает белого или желтого цвета. Применяют его при производстве стекла, фарфора, цемента, асфальтовой смеси. Кварцевым песком в чистом виде посыпают дорожки в садах, тротуары. Его используют для чистки посуды. Пески, которые в своем составе содержит драгоценный металл или минералы, называют россыпями.

По месту расположения и нахождения песок бывает речным, горным, овражным и погребным. Из всех видов (типов) песка по расположению самый чистый песок – речной. Он находится на берегах или на дне рек и имеет отполированные водой округлые зерна.

У горного и овражного песка неровные и угловатые зерна, перемешанные с частицами земли или ила. Такой песок находится у подножия гор или в оврагах.
Под слоем земли, глины и других пород, на определенной глубине, залегает погребной песок. Он имеет острые угловатые зерна, поверхность которых шероховатая. Из всех видов песка погребной песок является самым лучшим строительным материалом.

По размеру зерна песок делится:

мелкозернистый (мелкий) – 0,05 мм – 0,25 мм;
средний песок – 0,25 — 0,5 мм;
крупнозернистый (крупный) – до 3 мм.

При помощи специальных сит (грохот) проходит его сортировка по величине зерна (линий в диаметре):

крупных песчинок — 3/4 — 1;
средних – 3/4 – 1/2;
мелких – менее 1/2.

Зерна песка величиной с горошину называют гравием (хрящом). Он тоже подразделяется на мелкий, средний и крупный с величиной линий в диаметре:

мелкий гравий – до двух линий,
средний гравий – от 2 до 5 линий,
крупный гравий – от 5 до 8 линий.

Под термином «песок» принято понимать сыпучий материал нерудного происхождения, используемый на различных этапах строительства. В группу песков входят рассыпчатые субстраты разнообразных видов, различающихся между собой способом производства, размерами фракций и количеством примесей.

Строительный песок может иметь природное или искусственное происхождение. Первая разновидность образовывается в результате разрушения горных пород скального типа, происходящего естественным образом, и добывается путем разработки песчаных и песчано-гравийных месторождений.

Во втором случае в качестве исходного материала для его создания используются гранит, мрамор, туф, а также известняковые породы, которые дробятся до получения необходимой структуры. Такой вид песка используется при создании растворов фактурного типа.

Прочность песка определяется исходя из устойчивости горной породы, служащей основой для его производства.

В зависимости от степени прочности различные виды принято разделять на следующие марки:

марка 800, соответствующая породам изверженного типа;
марка 400, обозначающая породы метаморфического характера;
марка 300, принадлежащая осадочным породам.

Данные обозначения используются для маркировки строительных песков, предназначенных для наружных и внутренних работ, связанных с отделкой конструкций из бетона и железобетона.

Важнейшим показателем, характеризующим качество данного материала и возможность его использования в разных сферах производства, является группа песка, определяемая по уровню его крупности, а также его зерновой состав, в котором имеются деления на следующие фракции:

крупная, размер частиц которой составляет от 2,0 до 5,0 мм.
средняя, имеющая зерна величиной от 0,5 до 2,0 мм.
мелкая, с размерами зерен до 0,5 мм.

Размер зерен строительного песка является основополагающим фактором, оказывающим непосредственное влияние на дальнейшее использование этого материала. В соответствии с этим параметром все строительные пески разделяются на два основных класса: первый и второй.

В составе различных растворов чаще используется песок мелких и средних фракций, а крупный песок является одним из основных компонентов бетона и применяется при возведении фундаментов строящихся зданий.

Классификация песков по видам и их характеристика

К числу основных технических параметров, характеризующих качество и состав данного материала, относят следующее.

Модуль крупности

Этот показатель отражает размер фракций песка и включает следующие разновидности:

пылеватый. Данный вид песка имеет очень тонкую структуру, по своему виду напоминающую пыль. Размер зерен такого материала находится в диапазоне от 0,05 до 0,14 мм. В свою очередь, пылеватые пески принято разделять на несколько подвидов: маловажные, влажные и насыщенные водой.
мелкий песок, величина зерен которого составляет от 1,5 до 2,0 мм.
среднеразмерный, в состав которого входят фракции от 2 до 2,5 мм.
крупный, имеющий зерна 2,5 – 3,0 мм.
повышенной крупности – от 3,0 до 3,5 мм.
очень крупный, имеющий зерна величиной от 3,5 мм и более.

Так выглядит кварцевый песок фракции 1-2 мм:

Коэффициент фильтрации

Еще одной важной характеристикой, описывающей физико-технические свойства материала, является коэффициент фильтрации. Этот параметр демонстрирует, какой объем воды необходим для пропускания кубического метра песка за единицу времени (час). Непосредственное влияние на величину этого показателя оказывает пористость материала.

Объемно-насыпная плотность

Значение этого показателя для материала естественного происхождения составляет порядка 1300 -1500 кг/м?. При изменении влажности его объем изменяется, что непосредственным образом сказывается и на насыпной плотности. При этом вне зависимости от происхождения и способа производства строительный песок должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736-93.

К характеристикам строительных песков также относят:

класс радиоактивности;
количество присутствующих пылевидных, глинистых и илистых примесей.

Для обеспечения качества материала и возможности его последующего использования в качестве связующего компонента в строительных растворах, существуют довольно жесткие требования, касающиеся количества содержащихся в нем примесей.

В частности, в общей массе среднего, крупного, а также песка повышенной крупности допускается присутствие не более 3 % пылевидных, глиняных и илистых примесей. У мелких и очень мелких песков этот показатель равняется 5 %.

Искусственного происхождения

В отличие от природных разновидностей искусственные пески производятся с применением специализированного оборудования путем механического воздействия на горные породы. В свою очередь, искусственные пески делятся на подвиды осадочного и вулканического происхождения.

К их числу относят:

термозитовые или пористые пески из шлаковых расплавов , получаемые из материалов с пористой структурой, например, шлаковой пемзы. Считаются одним из наиболее экономичных видов, так как основой для их производства служат отходы промышленного производства.
перлитовые пески . Производятся посредством термической обработки из дробленых стекол вулканического происхождения, именуемых перлитами и обсидианами. Имеют белую или светло-серую окраску и минимальную насыпную плотность, составляющую 75-250 кг/м?. Используются при изготовлении элементов изоляции.
кварцевые. Пески данного вида также принято называть «белыми» из-за характерного, бело-молочного оттенка. Впрочем, более распространенными разновидностями кварцевых песков являются желтоватые кварцы, имеющие в своем составе некоторое количество глиняных примесей. Благодаря универсальности и высокому качеству песок этого вида находит широкое применение в различных отраслях промышленности, в том числе, в водоочистных системах, изготовлении стекла, фарфора и т.д.
керамзитовые. Получают дроблением керамзитового гравия, преимущественно в валковых дробилках с последующим обжигом в кипящем слое или во вращающейся печи.
мраморные. Является одним из самых редких видов. Используется для изготовления керамической плитки, мозаики, а также черепицы.

Основным преимуществом искусственного песка по сравнению с природным аналогом является минимальное количество посторонних примесей и однородность состава, благодаря которому достигается более высокое качество конечного продукта, производимого на его основе.

Если оценивать этот материал, используя традиционную пятибалльную шкалу, его стоимости, практичности и внешнему виду можно присвоить твердые «пятерки». Сомнения вызывает лишь экологичность данного вида, так как показатель радиоактивности у песков искусственного происхождения гораздо выше природного.

Разновидности строительного песка

Природные виды

По методу добычи и происхождению природные строительные пески принято разделять на несколько основных групп. В их число входят:

речной песок. Данная разновидность считается самой «чистой» и находит применение в изготовлении многих строительных растворов. Главным достоинством этого вида можно назвать его однородную структуру и мелкие размеры частиц, в среднем составляющие от 1,5 до 2,2 мм. При этом отдельные песчинки за счет «шлифовки» водой в течение длительного времени, имеют «правильную», овальную форму. Однако, вместе с этим, речной песок считается одной из самых дорогих разновидностей этого строительного материала, из-за чего, в целях экономии, он часто заменяется более дешевым, песком карьерного происхождения.
морской. Песок этого типа также имеет минимальное количество загрязнений, вызванных накоплением солей, присутствующих в морской воде, большая часть из которых удаляется в процессе двухступенчатой системы очистки. Обладая достаточно высоким качеством, морской песок , в том числе для очистки промышленного оборудования посредством пескоструйных аппаратов, создания стяжек и т.д.
овражный или горный. Эти виды характеризуются присутствием глины, которая несколько снижает крепость растворов, поэтому используются реже.
карьерный. Также имеет достаточно большой объем глины и пыли, однако является одним из часто используемых видов из-за своей небольшой стоимости. К примеру, песок карьерного вида находит широкое применение при осуществлении работ «нулевого цикла», а также в жилищном и дорожном строительстве, для подготовки строительных площадок и обратной засыпки.

Характеристики речного рядового песка

Технические характеристики	Показатели
Плотность сухого речного песка	1,5кг/м3
Плотность речного песка в состоянии естественной влажности	1,45 г/см3
Влажность речного песка	4,00%
Содержание пылевидных, глинистых и илистых частиц в речном песке	0,7% по массе
Удельный вес речного песка	2,65 г/см3
Наличие комков глины в речном песке, суглинка и других засоряющих примесей	0,05%
Частиц гравия в речном песке больше 10 мм в балласте	0%
Модуль крупности речного песка	1,68

Помимо данной градации песок карьерного происхождения разделяют на следующие подгруппы:

Намывной (мытый)

Добывается в карьерах по специальной технологии с использованием большого количества воды и устройства под названием декантатор, в котором происходит отстаивание песочной массы и удаление отработанной жидкости с осадка. Таким образом, происходит его очистка от глины и пылевидных частиц, присутствующих в основной массе материала. Песок такого вида характеризуется наличием очень мелких фракций, со средним размером около 0,6 мм. Используется при изготовлении растворов и бетонов, в дорожном строительстве и т.д.

Сеяный

Добыча этого вида также производится в карьерах, и, после попадания на поверхность, он подвергается обработке механическим способом, в результате которой отсеиваются присутствующие в нем посторонние вещества, такие как пылевидные частицы и глина.

Главным же достоинством песка можно назвать его универсальность, позволяющую использовать этот строительный материал во всех сферах строительного производства: от нулевого цикла до финишной отделки возводимых сооружений.

Используя для оценки этого материала уже упомянутую выше пятибалльную шкалу, можно поставить ему «пятерки» за невысокую стоимость, практичность и удобство в использовании, а также за доступность и превосходные экологические характеристики.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №8»

ГОРОДСКОГО ОКРУГА ГОРОД ОКТЯБРЬСКИЙ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Рыхлая горная порода песок

Работу выполнил:

Бадыков Артур Русланович,

учащийся 9 класса МБОУ «СОШ №8»

Руководитель:

Пильнова Лидия Николаевна,

учитель географии МБОУ «СОШ №8»

г. Октябрьский -2014г.

Введение

1. ГОРНЫЕ ПОРОДЫ И ИХ МНОГООБРАЗИЕ

РЫХЛЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

2.1 Общая характеристика рыхлых горных пород

2.3 Свойства песка

3.СПОСОБЫ ДОБЫЧИ ПЕСКА

4.ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1.Крупность зёрен песка

4.2. Наличие примесей в песке

4.3.Давление песка

4.4.Песок - фильтр

4.5.“Плывучесть” песка

5 .Хозяйственное использование

ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1 Приложение 1 Определение свойств песка

Введение

Горные породы - природные агрегаты минералов более или менее постоянного состава, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору.

По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические (изверженные), осадочные и метаморфические. Магматические и метаморфические слагают около 90% объёма земной коры, остальные 10% приходятся на долю осадочных пород, однако последние занимают 75% площади земной поверхности.

Среди осадочных пород важную роль играет песок.

Песок - мелкообломочная, рыхлая горная порода, состоящая из зерен (песчинок) кварца, других минералов и обломков пород, содержит примесь пылеватых и глинистых частиц. Песок является основным заполнителем в строительных растворах, для штукатурок. Широко применяется в строительстве, в стеклянной промышленности

Цель моей работ - изучить свойства песка, как рыхлой горной породы.

Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи: посетить карьеры по добыче песка, определить свойства карьерного и речного песка, сравнить их.

Актуальность темы заключается в востребованности в песке в хозяйстве Республики.

Сроки проведения работ: ноябрь 2012года – январь 2013 года. Место проведения - город Октябрьский и его окрестности, карьеры песчано-гравийной смеси близ города Октябрьский (муллинские карьеры).

1. Горные породы и их многообразие

1.1 Понятие горных пород

Горные породы - это вещество, слагающее земную кору. Состоят горные породы из минералов, однородных или неоднородных, которые твердо или рыхло соединяются.

Нередко они состоят из сцементированных обломков различных пород, иногда с присутствием вулканического стекла. Горные породы сформировались в результате внутриземных или поверхностных геологических процессов.

Строение породы определяется ее структурой и текстурой. Под структурой понимают особенности соединения минеральных зерен, их размеры и формы. Одни породы состоят из крупных кристаллических зерен; другие - из мельчайших кристаллов, видимых только в микроскоп; третьи - из стекловидного вещества; четвертые - комбинированные, когда на фоне мельчайших кристаллов или стекловидного вещества встречаются отдельные крупные кристаллы. Под текстурой понимают взаимное расположение и распределение слагающих породу минералов. Различают следующие виды текстуры: массивная текстура: никакого порядка в размещении минералов не наблюдается; слоистая: порода состоит из слоев разного состава; сланцевая: все минералы плоские и вытянутые в одном направлении; пористая: вся горная порода пронизана порами; пузырчатая: в горной породе есть пустоты от выделившихся газов.

1.2 Классификация горных пород

По происхождению горные породы подразделяются на: магматические породы, осадочные породы, метаморфические породы.

Магматические породы. Магматической определяется порода, образовавшаяся в результате охлаждения и затвердевания магмы. Так как магма может остывать на глубине, внутри каменной оболочки земного шара, или на земной поверхности, то магматические породы разделяются на интрузивные (внедрившиеся в толщи горных пород) и эффузивные (излившиеся). Наиболее типичными интрузивными породами считаются гранит, диорит, габбро, перидотит и др. Базальт, липарит, андезит принадлежат эффузивным породам.

Осадочные породы. Осадочные горные породы – породы сформировавшиеся на поверхности или в приповерхностной части Земной коры за счет осаждения продуктов экзогенных процессов. Сами экзогенные процессы по напрвленностии результатам можно условно разделить на 3 группы: разрушительные, промежуточные, созидательные.

К первой группе относятся геологическая деятельность ветра, водных потоков, ледников, озер и болот, подземных вод, морей.

В результате этих процессов образуются:

Рыхлый обломочный материал.

Новые минералы и минерализованные растворы.

Метаморфические породы. Метаморф и ческие г о рные пор о ды , горные породы, ранее образованные как осадочные или как магматические, но претерпевшие изменение (метаморфизм) в недрах Земли под действием глубинных флюидов, температуры и давления или близ земной поверхности под действием тепла внедрившихся интрузивных масс.

2. РЫХЛЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

2.1 Общая характеристика рыхлых пород

К этой группе горных пород обыкновенно относят песок и гравий, глину, растительную землю и всевозможные природные смеси этих веществ, образующие то, что мы называем почвой.

Все они представляют собой продукты разрушения каменных пород, иногда с примесью органических остатков и состоят из отдельных частиц, между собою вовсе не связанных, или связанных очень слабо.

Строителю приходится иметь с ними дело:

В качестве грунтов, на которых возводится сооружение - в этом случае важно знать сопротивление грунта давлению, его степень сжимаемости, степень проницаемости водою и происходящие в нем от подобных причин изменения;

В качестве материала для устройства насыпей и выемок, при чем кроме перечисленных свойств важно знать величину угла естественного откоса данного грунта;

В качестве веществ, употребляемых как составные части при изготовлении искусственных материалов - кирпича, бетона, растворов и пр.

К гравийно-песчаным и песчаным относят рыхлые или слабо сцементированные горные породы, состоящие из окатанных в различной степени обломков горных пород и зерен минералов. Эти породы используют в качестве сырья для производства песка, гравия и щебня из гравия для строительных работ.

К песку относят обломки пород и зерна минералов размерами свыше 0,05 до 5 мм, к гравию - свыше 5 до 70 мм, к валунам - свыше 70 мм. Частицы размером до 0,05 мм считают пылевидными и глинистыми. По содержанию песка, гравия и валунов выделяют (табл. 2.1) следующие типы пород.

Таблица 2.1 - Типы рыхлых пород

Песчаные, песчано-гравийные и песчано-гравийно-валунные породы оценивают следующими общими показателями: содержанием песка, гравия и валунов; петрографической характеристикой, включающей наименование породы в соответствии с табл. 2.1, генетическую принадлежность, данные о наличии или отсутствии прослоев глинистых и других засоряющих пород, радиационно-гигие-ническую оценку. Кроме этих основных показателей, для оценки гравийно-песчаных и песчаных пород применяют дополнительные (объемную насыпную массу, коэффициент разрыхления, естественную влажность), а также технологические показатели (выход щебня при дроблении гравия, промывистость, обогатимость песка и др.).

2.2 Песок, его характеристика

Песок представляет смесь зерен распавшейся от выветривания горной породы; так, например, при выветривании гранита образуется первоначально песок, содержащий зерна кварца, листочки слюды, глинистые частицы (получившиеся при распадении полевых шпатов), а также и не успевшие разрушиться гранитные зерна, состоящие из нескольких минералов.

Вода, перенося песок с возвышенностей на низменные места, округляет все эти зерна трением друг о друга и отмывает их, унося с собой наиболее мелкие частицы - глину. Таким образом, там, где скорость течения воды сразу замедляется, образуются отложения зерен, более или менее отсортированных водою по их величине и удельному весу, а, следовательно, и более разнородных.

Камень, искусственно разбитый на мелкие куски, называется щебнем.

По конфигурации (форме песчинок) и по местонахождению пески делятся:

Горный песок - находимый на месте своего первоначального образования и не обработанный текущей водою, вследствие чего песчинки с шероховатой поверхностью, неровны по величине, остро ребристые, с угловатыми зернами и между ними попадаются более крупные, не распавшиеся куски коренной породы (дресва);

Грунтовый, погребной или овражный песок отличается от предыдущего только тем, что его отложения бывают, покрыты позднейшими наносными слоями и поэтому в нем иногда содержатся землистые примеси. Оба эти песка ценятся за угловатую форму зерен, обусловливающую хорошее сцепление их в строительных растворах, но часто встречающиеся в таких, недостаточно промытых водою, песках примеси глины и, в особенности, растительной земли весьма понижают их достоинство.

Речной песок, наоборот, обыкновенно довольно чист (если не содержит ила или случайных примесей, кусочков древесной коры, гнилушек), но зерна его округленные.

Морской песок также с округленными зернами, обычно мельче речного и, кроме того, содержит соли, входящие в состав морской воды.

Ещё песок может быть, озёрными, флювиогляциальными и эоловыми.

2.3 Свойства песка (горная порода)

Теоретически лучшим свойствами для растворов обладает чистый кварцевый песок.

Вообще же хороший песок для приготовления растворов, бетона и т. п. должен иметь:

По возможности не слишком отшлифованные зерна;

Удельный вес - по возможности близкий к норме;

При растирании в сухом виде на белой бумаге не должен ее пачкать;

При взбалтывании с водою должен быстро садиться на дно и не оставлять воду надолго мутной;

Крупность зёрен определяют последовательным просеиванием определённого количества песка через сита с разной крупностью ячеек. Обычно берут сита с ячейками 1,2 и 0,3 миллиметра. Пропускают 2кг песка. Если на первом сите осталось больше 1кг песка - то он считается крупным.

Если через сито с ячейками 0,5 миллиметра пройдёт свыше 1кг песка, то песок считается мелким.

Наличие примесей в песке.

В горном песке всегда присутствуют примеси глины, в то время как в овражном - верхний слой загрязнён, а нижний, где песок промыт грунтовыми водами, - чистый. Морской песок содержит соли и органические остатки. Речной песок - наиболее чистый.

Для оценки количества органических примесей взбалтывают песок с приблизительно равным по объему количеством 3% раствора едкого натра и оставляют стоять сутки: если жидкость останется бесцветной или примет слегка желтоватую окраску - песок удовлетворителен; если же цвет жидкости будет темно-бурый, то песок непригоден ни для растворов, ни для бетонов.

Для определения пустот берут большую стеклянную мензурку (вместимость 1,5 литра), наливают туда 0,4 литра. Затем тонкой струйкой всыпают строго отмеренный 1 литр песка.

Предположим, что уровень воды в мензурке поднялся до отметки 1,1 литр. Но мы брали 0,4 литра воды и 1 литр песка, а получили в сумме не 1,4 литра, а на 0,3 литра меньше. Эта цифра и показывает объём пустот в песке между зёрнами, который заняла вода.

Но если слой песка, притом мелкого, находится в области грунтовых вод, то при движении последних, например, в стенках рва в подобном грунте, он легко вымывается (так называемый плывун), против чего при постройках следует принимать необходимые меры.

Давление.

Песок - фильтр.

Вода просачивается через песок свободно, как бы ни был толст его слой; этим свойством пользуются при устройстве песчаных (английских) фильтров для очистки питьевой воды. По этой же причине песчаные местности всегда сухи.

“Плывучесть”

Наконец, еще одна особенность песка: рассыпаясь свободно, например, при осыпании какой-либо выветривающейся скалы, или стены выемки, сделанной в сыром песке, песок образует кучу, поверхность которой составляет с горизонтом довольно постоянный угол естественного откоса, обыкновенно около 45°.

Эта величина имеет значение, однако, только для слегка влажного песка; совершенно же сухой песок при лабораторных условиях образует гораздо меньший угол естественного откоса - около 30°.

Для плывуна, т. е. мелкого песка, совершенно пропитанного водою, угла естественного откоса не существует, так как такой песок совершенно расплывается.

Все описанные свойства, характерные для чистого песка, теряются более или менее, когда песок содержит примеси глины и растительного перегноя.

Примеси, встречающиеся в песке, могут быть удалены:

Крупные механические примеси - камни, щепки и т. п. - удаляются просеиванием. Мелкие примеси - глина и т. п. - удаляются промыванием водою. Промывку песка можно производить, устроив лоток с текущей водой и перебрасывая песок лопатой, или перегребая его граблями навстречу течению воды.

Прокаливание песка, как мера для уничтожения органических веществ, применяется чрезвычайно редко.

3. СПОСОБЫ ДОБЫЧИ ПЕСКА

В основном в строительстве применяется речной и карьерный (намывной, сеяный) он же горный (овражный) песок, так же используются пески и их типы морской, дюнный, кварцевый, сухой, горячий, перлитовый, пескогрунт. Каждый вид песка обладает своими характеристиками отличными от других видов песка.

Песок речной - песок природного происхождения, добытый из русла рек. Песок речной крупный добывается из русел пересохших рек. Это особенно чистый вид песка, не содержащий посторонних включений, подобных глине.

Карьерный песок образовывается вследствие разрушения горных пород твердого типа. Добыча его осуществляется открытым способом в карьерах. По сравнению с речным песком, карьерный более мелкий, а также содержит глину, кварц, пыль и органические включения.

представляет собой практически универсальный материал, который используется в различных направлениях строительства: строительных работах, дорожных работах, обустройстве территории . Песок в карьерах добывают тремя основными способами: промыванием, открытым способом, просеиванием. По виду обработки, осуществляемой после добычи, песок карьерный делят на намывной и сеяный.

Карьерный песок добывают открытым способом на карьерах, сразу погружая в машины. Поскольку данный природный материал является результатом естественного разрушения твердых горных пород, в его состав входит достаточно много камней и посторонних включений, которые в последствии устраняются в процессе очистки.

добывают из карьера вымыванием. Добытый таким способом карьерный песок является наиболее чистым от примесей и глины. Намывной или, как его иначе называют, «мытый» карьерный песок добывают из обводненных слоев месторождений с использованием гидромеханического способа, что дает возможность очистить песчаную смесь от естественных природных примесей, повышая, тем самым, его качественные характеристики. С помощью гидромеханического способа из песка вымываются алевритовые (пылеватые) частицы и глина, что позволяет использовать его для различных работ, где исключается присутствие глинистых составляющих. Применение такого песка считается наиболее эффективным в кирпичном и бетонном производстве, в жилищном и дорожном строительстве, при возведении сооружений так называемой «дорожной одежды», а также для изготовления ЖБИ изделий и пр.

также добывают карьерным способом, но при этом пересеивают его, что очищает его от крупной фракции. Такой песок наиболее часто используется в строительно-монтажных работах, а именно при штукатурке, замешивании раствора для фундамента, раствора для кладки. Сеяный песок образуется в результате очистки песка от камней и крупных фракций методом обычного просеивания. Он широко применяется при изготовлении растворов для кладки, фундаментных и штукатурных работ, используется для засыпки карьеров, дорожный работ, благоустройства территорий.

4.ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Добыча песка методом гидронамыва на сегодняшний день является самым распространенным способом добычи качественного песка. Осуществляется гидронамыв с помощью специальной техники – землесосного типа. С помощью земснаряда песок из забоя (территории разработки) по подается на , где складируется и разрабатывается для дальнейшей транспортировки.

Я исследовал свойства этого песка и песка речного.

4.1. Крупность зёрен песка

Крупность зёрен я определил последовательным просеиванием 1кг песка через сита с разной крупностью ячеек. Я взял сита с ячейками 1,2 и 0,3 миллиметра. Пропустил 1кг песка. В случае со вторым видом песка на первом сите осталось больше 0,5кг песка. Значит, он считается крупным.

В случае песка №1 через сито с ячейками 0,5 миллиметра прошло свыше 0,5кг песка, значит, этот песок считается более мелким.

4.2.Наличие примесей в песке.

Для оценки количества органических примесей я взял в две пробирки те же два вида песка, взбалтывал песок с приблизительно равным по объему количеством 3% раствора едкого натра и оставил стоять сутки: в превом случае жидкость осталась почти бесцветной, приняла слегка желтоватую окраску – речной песок удовлетворителен; во втором случае цвет жидкости получился темно-бурый, значит, песок из карьеров песок содержит примеси.

4.3Определение пустот.

Я взял стеклянную мензурку, налил туда 80 мл воды. Затем тонкой струйкой всыпал строго отмеренный 100 мл песка.

Уровень воды в мензурке поднялся до отметки 140 мл для первого вида песка и до145мл для второго вида песка. Но мы брали 80 мл воды и 100 мл песка песка, а получили в сумме не 180 мл, а на 40 мл меньше. Эта цифра и показывает объём пустот в песке между зёрнами, который заняла вода.

Как песок, так и гравий несжимаемы и поэтому считаются надежным грунтом при устройстве основания.

4.4.Давление песка.

Будучи помещен в вертикальный сосуд и нагружен чем-либо сверху, песок передает это давление почти целиком на стенки сосуда и лишь в малой степени на дно последнего. На этом свойстве песка основано применение песка для устройства песчаных свай, для забойки шпуров и т. п.

4.5.Песок - фильтр.

Я взял толстый слой песка, пропустил через него воду. Вода просачивается через песок обоих видов свободно. Значит эти виды песка можно использовать в качестве песчаных (английских) фильтров для очистки питьевой воды. По этой же причине песчаные местности сухи.

3.6.“Плывучесть” песка

Песок из обоих карьеров, рассыпаясь свободно, песок образует кучу, поверхность которой составляет с горизонтом довольно постоянный угол естественного откоса, примерно 30-45°. Я взял слегка влажный песок.

При постройке и ремонте шоссейных дорог заготовляемый песок, гравий и щебень удобнее располагать вдоль дороги в виде конических куч, легко обмеряемых, благодаря указанному выше постоянству угла естественного откоса.

3.7 Свойства, необходимые для применения песка на строительстве

А) при растирании в сухом виде на белой бумаге песок №1 и №2 ее не пачкает.

Б) при взбалтывании с водою оба вида песка быстро садятся на дно и не оставляют воду надолго мутной

По результатам исследования я составил таблицу:

Воду очищают одинаково

“Плывучесть” песка

постоянный угол естественного откоса, примерно 30-45°

При растирании в сухом виде на белой бумаге

не пачкает

При взбалтывании с водой

быстро садятся на дно и не оставляют воду надолго мутной

Перед проведением исследования я очистил песок от крупных механических примесей - камней, щепок и т. п. – просеиванием через крупное сито.

Мелкие примеси - глина и т. п. – можно удалить промыванием водою.

6. ХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Производство строительных материалов в республике полностью обеспечено разведанными запасами кирпичных и керамзитовых глин, песчано-гравийной смеси, строительных камней и песков. Часть добываемого песчано-гравийного материала и щебня вывозится за пределы республики.

Месторождений песчано-гравийной смеси насчитывается 121 - они находятся по берегам рек Белой, Уфы, Демы, Урала, Юрюзани, Ика, Ая. Все эти полезные ископаемые очень востребованы в строительстве жилья и дорог.

В городе Октябрьский добычей песка занимаются несколько предприятий: Общество с ограниченной ответственностью "Элит-Автопрокат",Республика Башкортостан, г Октябрьский, проспект Ленина, 79/1, Общество с ограниченной ответственностью «ГРААЛЬ» Головной офис в г.Октябрьский: 452614 Республика Башкортостан г. Октябрьский, ул.Северная д.5а, офис 106 и другие.

Песок является сыпучим материалом, применяемым в процессе практически любых строительных работ. Также песок, который предлагает Октябрьский, используется в качестве септика, задействуется в системах водоочистки и фильтрах (за счет своей возможности удерживать нежелательные частицы). Он используется при строительстве дорог, жилья, производстве сухих строительных смесей, бетона. Карьерный песок применяется в дорожном и жилищном строительстве, при сооружении аэродромов.

Песок активно используется и организациями, занятыми в отрасли сельского и жилищно-коммунального хозяйства. Песок в городе Октябрьский применяется в различных ремонтных работах, для изменения состава почвы, посыпания дорог и прочих нужд и потребностей. Песок применяется и для изготовления тротуарной или фасадной плитки, благоустройства территорий и ландшафтного дизайна, в декоративных целях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

п В результате проведенной работы, основанной на опытах по изучению свойств песка нашего района, можно заметить, что они удовлетворяют тем параметрам, которые предъявляются к песку, как к рыхлой горной породе. Песок - рыхлая, сыпучая смесь, состоящая из обломков минералов: кварца, полевых шпатов, с примесью слюды. Получается как отсев при производстве щебня. Размеры зерен в песке колеблются от 0,1 до 5 мм. Песок применяется при строительстве в качестве добавок.

В своей работе я описал свойства песка с двух карьеров. Близ города Октябрьского добывают песок на муллинских карьерах. На муллинских карьерах песок добывают открытым способом и путём вымывания. Я определил крупность зёрен песка, наличие примесей песка, определил наличие пустот в песке, рассмотрел требования к песку как к строительному материалу. Песок является сыпучим материалом, применяемым в процессе практически любых строительных работ.

Будучи созданы искусственно, карьеры существуют лишь до тех пор, пока человек их поддерживает. Как правило, экологи рассматривают карьер лишь как отрицательное явление, т.к. при его создании нарушается почвенный покров, вырубаются деревья, нарушается балансовый режим подземных вод. Взрывы и шум техники распугивают зверей и птиц. Карьеры могут оказывать на окружающую их среду множество различных негативных влияний. Рассмотрим некоторые из них.

Места разработки полезных ископаемых, которые добываются открытым способом очищаются от растительности, что зачастую приводит к уменьшению стойкости почвы к различным видам эрозии.

Не только сами карьеры оказывают негативное влияние на окружающую среду, но и многие другие факторы, связанные с ними. Например, тяжелая. Тяжелая техника нарушает структуру почвенного слоя, что приводит к снижению устойчивости водной эрозии. Так как техника ездит к карьеру по одному и тому же маршруту, на нем в скором времени образуются глубокие следы от гусениц, которые впоследствии вполне могут стать полноценными оврагами и так же повлечь за собой последующую эрозию. Так же, как правило, при добыче открытым методом в воздух поднимается огромное количество пыли. Которая, разносясь ветром, так же может оказывать негативное воздействие, например, на растения.

Рекультивация карьеров проводится в основном затапливанием. Для этого сначала выравнивается дно карьера, затем проводится сглаживание склонов, чтобы в последствии данный карьер можно было использовать как место отдыха, а так же как среду обитания для живых организмов. И, наконец, карьер затапливается. Либо путем соединения каналом с уже существующим природным озером, либо, при наличии такой возможности, путем соединения с подземным водоемом. В результате чего получается замечательное место отдыха и обитания животных, водоплавающих птиц и рыб.

Рядом с нашим родным городом проводилась добыча песка и гравия, после которых осталось множество карьеров, которые на данный момент затоплены, и являются прекрасным местом отдыха. Охотники, рыболовы, грибники, да и просто семьи на праздники часто выбирают именно эти карьеры.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Добровольский В.В. Геология. - М.: ВЛАДОС, 2010. - 320 с.

2. Красильщиков Я.С. Основы геологии, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. - М.: Недра, 1997. - 236 с.

3. Кузнецов В.Г. Литология. Осадочные горные породы и их изучение. - М.: Недрабизнесцентр, 2007. - 512 с.

4. Справочник по геологии / Под ред. Еременко Н.А. - М.: Недра, 1984. - 480 с.

Приложение 1.

Способы добычи песка на карьерах близ города Октябрьского

Рис 1.Открытый способ до б ычи песка.