Легкие заполнители бетонов. Главнейшие геолого-промышленные типы месторождений горных пород и минералов, используемых для получения легких строительных материалов

Бетоны, получаемые в результате затвердевания уплотненной смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей, по объемной массе подразделяются на тяжелые (более 1800 кг/м³) и легкие (до 1800 кг/м³). Свойства бетонов и их стоимость во многом определяются заполнителями - природными или искусственными сыпучими каменными материалами, составляющими в них до 85% объема.

Благодаря своей небольшой объемной массе, достаточной прочности и низкой теплопроводности они нашли широкое применение в сборных бетонных и железобетонных конструкциях и изделиях. Особо легкие бетоны с объемной массой до 500 кг/м³ используются в качестве теплоизоляционного материала. Наиболее распространены легкие бетоны на пористых заполнителях, как естественных (измельченные вулканические шлаки, туфы, опоки, пемзы, известняки-ракушняки и другие легкие горные породы), так и искусственных. При этом доля естественных заполнителей в общем объеме производства невелика, составляя около 10%; доминирующую роль (свыше 90%) играют искусственные заполнители:

- Керамзит представляет собой пористый гравиеподобный заполнитель. Глинистые породы, пригодные для производства керамзита, имеют монтмориллонитовый, бейделлитовый и гидрослюдистый состав и способны вспучиваться в природных условиях. По размерам частиц в них преобладают коллоидная, пылеватая и алевритовая фракции.

- Шунгизит в виде щебня и песка представляет собой легкий заполнитель, полученный в результате термической обработки шунгитсодержащих сланцев. По сравнению с керамзитом шунгизит выгодно отличается большей морозо- и кислотоустойчивостью и меньшим водопоглощением. Полученный на его основе шунгизитобетон может поэтому использоваться в специфических агрессивных средах. Шунгитовые сланцы как исходное сырье для получения этого заполнителя характеризуются присутствием в своем составе тонкодиспергированного шунгита. Сланцы образованы железистым хлоритом, ПШ, кварцем и углеродистым веществом.

- Термолит и трепельный гравий как пористый заполнитель получают при скоростном обжиге кремнистых пород кристобалит-опалового ряда - диатомитов, трепелов и опок. Этот заполнитель характеризуется высокой прочностью, водо- и морозостойкостью. Для получения термолита кремнистые породы должны содержать 20-40% глинистых минералов и 80-60% опала и кристобалита.

- Вспученный перлит, предназначенный в качестве легкого заполнителя бетона, производится в основном в мелкой (песчаной) размерности. Для получения вспученного перлита используются не только собственно перлитовые породы - кислые гидратированные вулканиты ряда риолит-дацит с характерной мелкой концентрически-скорлуповатой структурой, но и другие, близкие к ним образования, включая пехштейны и обсидианы.

- Вспученный вермикулит, полученный в результате термической обработки природного вермикулита, гидробиотита и гидрофлогопита.

Геолого-промышленные типы:

1. Пластовые, линзовидные и плащеобразные субгоризонтальные залежи керамзитовых глин выдержанного монтмориллонит-бейделлит-хлорит-гидрослюдистого (иногда с глауконитом) состава в разрезе осадочного чехла платформ, характеризующиеся широким площадным распространением и относительно небольшой (метры-первые десятки метров) мощностью (Ельдигинское, Пятовское).

2. Пластовые, линзовидные согласные залежи керамзитовых глинистых и других сланцев выдержанного монтмориллонит-бейделлит-гидрослюдистого состава в разрезе метаморфизованных складчатых толщ, имеющие обычно наклонные залегания и мощности метры-десятки метров (месторождения Южного Урала, Казахстана, Кузбасса).

3. Пластовые, выдержанные по простиранию, согласные залежи диатомитов, трепелов и опок широкого площадного распространения мощностью в метры-десятки метров среди терригенных и терригенно-карбонатных образований MZ-KZ возраста (Инзенское, Алексеевское в Поволжье, Камышловское, Ирбитское в Зауралье и Казахстане).

4. Пластовые и линзовидные согласные залежи черных шунгитовых пород и сланцев разнообразного кварц-альбит-серицит-хлоритового состава в разрезе метаморфизованных и дислоцированных вулканогенно-осадочных докембрийских толщ мощностью метры-десятки метров (Шуньгское, Нигозерское месторождения Карелии).

5. Пластовые и неправильной формы залежи перлита мощностью в десятки метров в периферических зонах караваеподобных риолитовых куполов и лавовых потоков, реже дайки того же состава и горизонты в кислых туфах в областях проявления кислого риодацитового вулканизма KZ, реже MZвозраста (Арагацкое, Арени в Армении, Алнейское на Камчатке, Приморья, Северо-Востока, Забайкалья).