Влияние минералогических изменений на физико-химические

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 10320 (2023) Цитировать эту статью

353 доступа

Подробности о метриках

Настоящее исследование направлено на объяснение геохимических и минералогических деталей типов гранитных пород в районе Габаль-эль-Фалик, юго-восточная пустыня Египта, с точки зрения геотехнической инженерии и их пригодности в качестве обмерных камней. Цель настоящего исследования была достигнута в два этапа; первый шаг включал геологические исследования, такие как петрографические, геохимические и минералогические исследования. Второй и применимый этап включал геотехническую оценку изученных горных пород путем измерения их инженерных свойств, таких как физические, механические и термические свойства расширения. Петрографические исследования показали, что изученные гранитные породы делятся на два основных класса: 1) гнейсограниты (биотит-пертит) средней и мелкозернистой крупности и 2) щелочно-полевошпатовые граниты крупности и средней крупности. Минералогически изученные породы состоят в основном из альбита, ортоклаза и кварца в различных пропорциях, а также некоторых акцессорных минералов, таких как апатит и рутил, а также некоторых небольших количеств минералов группы железа, таких как гематит и ильменит. Инженерные свойства показали, что максимальные значения водопоглощения и кажущейся пористости составляют 0,34% и 0,77% соответственно, а минимальная объемная плотность — 2604,03 кг/м3. Прочность на сжатие колеблется от 999,68 до 2469,10 кг/см2, а стойкость к истиранию — от 29,67 до 54,64 Га. Увеличение содержания альбита привело к увеличению водопоглощения при одновременном уменьшении объемной плотности и прочности на сжатие. Увеличение размера зерна привело к увеличению кажущейся пористости и снижению механических свойств. Большие изменения коэффициента расширения, как и изменение длины, происходят при изменении температуры, минерального состава и физических свойств. Увеличение температур нагрева вызвало незначительное увеличение линейного теплового расширения с максимальным значением 0,0385% при 100 °С. Эти результаты показали пригодность изученных гранитов в качестве облицовочных камней для использования в декоративных целях внутри и снаружи помещений (облицовка/мощение) в условиях переменных температур.

Размерные камни — это любые типы природных камней или изделий из горных пород, за исключением всех искусственных материалов, имитирующих камень, которые можно разрезать для получения элементов, имеющих четко определенные геометрические формы или размеры и удовлетворяющих обычным требованиям к полируемости, цвету, текстуре и поверхности. отделка для использования в качестве строительных и декоративных материалов, таких как облицовка зданий, брусчатка, бордюры, памятники и мемориалы и другие промышленные изделия1,2,3,4,5. Таким образом, классификация натуральных камней как объемных камней определяется их внешним видом и размерами, которые являются двумя основными критериями. Кроме того, размерные камни должны удовлетворять требованиям по прочности, полируемости и устойчивости к физическому и химическому выветриванию6.

Магматические, метаморфические и осадочные породы представляют собой три основные категории природных камней в зависимости от происхождения и широко используются во всем мире во многих областях, например, в качестве размерных камней, из-за большого разнообразия их внешнего вида, а также их высокой компактности и долговечности. это позволило использовать их для покрытия полов, облицовки, мощения, погребальных памятников и статуй7. Натуральные камни являются наиболее широко используемым материалом в постройках древнего наследия, таких как пирамиды, замки и дворцы. Использование объемных камней в традиционных конструкциях тесно связано с размещением выходов горных пород8.

Согласно (ASTM C119)1, размерные камни были разделены на несколько групп, включая группы гранита, известняка, мрамора, кварцита (кварцита) и сланца в дополнение к другим размерным камням, таким как алебастр и змеевик. Однако две наиболее распространенные группы камней природного происхождения — это группы мрамора или известкового материала и группы гранита или кремнезема в дополнение к другим типам камня, таким как кварцит и сланец3,4. Первая группа (мрамор) включает целый класс карбонатных пород, сложенных обычно кальцитом и доломитом и способных подвергаться распиловке и полировке, выходя за пределы чисто литологической характеристики3,9. По составу он варьируется от камней, состоящих из чистого карбоната, до камней, содержащих очень мало карбоната, которые в коммерческих целях классифицируются как мрамороподобные (змеевидный мрамор)1. Ко второй общей группе (граниты) в коммерческом определении относится вся совокупность изверженных или магматических пород, имеющих зернистую структуру и полиминеральный состав, независимо от содержания кварца3.