МБОУ Гимназия № 1 г.о.Краснознаменск

РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

                               

 

1.     ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………….3

2.     ГРУППЫ ГОРНЫХ ПОРОД………………………………….3

1.     Магматические………………………………………….3

2.     Осадочные………………………………………………4

3.     Метаморфические………………………………………4

3.     ВЫВЕТРИВАНИЕ…………………………………………….5

4.     ГРАНИТ………………………………………………………..6

5.     ИЗВЕСТНЯК…………………………………………………..8

6.     ПЕСЧАНИК……………………………………………………10

7.     МРАМОР……………………………………………………….12

8.     ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………14

9.     ОПЫТЫ………………………………………………………...14

10. РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ……………………………………..15

11.  ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………..17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

Объект исследования: влияние внешних сил на образцы горных пород.

 

 

Актуальность:  Выражения «белокаменная столица», «белый город» звучат часто, и всем понятно, что речь идет о Москве. В одной из статей о Санкт-Петербурге мне встретилась фраза «гранитная столица». Почему именно этот камень был выбран как основной строительный материал? Какие еще горные породы используют при строительстве?

 

Цель работы:  подтвердить опытным путем процесс разрушения горных пород, используемых как строительный материал.

 

Задачи:

1). С помощью литературы узнать о свойствах наиболее часто используемых в строительстве «камнях».

2). С помощью опытов сравнить влияние выветривания на песчаник, известняк, гранит, мрамор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

             Любопытство.

 С него все и началось.

П. Джеймс.

 

Введение

 

         Человека всегда окружала природа: воздух, вода, растения и животные. И вместе с ними каменная твердь земли – основа для всего живого. Прошло много времени, прежде чем человек научился все это использовать. Так и «камни» под ногами превратились в полезные ископаемые. Человек нашел много способов использовать камень, но прежде всего это отличный строительный материал, надежный и прочный, способный защитить его и от хищников, и от непогоды. Многие постройки простояли века, много поколений жило в этих домах. Так какие же горные породы использовали тогда и используют до сих пор?

 

.

 

Группы горных пород

 

         Го́рные поро́ды — природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре. Планеты земной группы и другие твёрдые космические объекты состоят из горных пород. Считается, что термин в современном смысле впервые употребил в 1798 году русский минералог и химик Василий Михайлович Севергин.

         По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические (эффузивные и интрузивные), осадочные и метаморфические.

Магматические и метаморфические горные породы слагают около 90 % объёма земной коры, однако на современной поверхности материков области их распространения сравнительно невелики. Остальные 10 % приходятся на долю осадочных пород, занимающие 75 % площади земной поверхности.  

Магматические горные породы — Магма периодически образует отдельные очаги в пределах разных по составу и глубинности оболочек Земли. Магматические горные породы образуются в результате затвердения магмы. Если расплав застывает на глубине, то образуются глубинные или интрузивные породы, при застывании магмы на земной поверхности, то образуются излившиеся или эффузивные. Глубинные породы застывают медленнее, и поэтому структура у них полностью кристаллическая. У излившихся она скрытокристаллическая, мелкозернистая или стекловидная. Каждой глубинной породе соответствует излившаяся того же химического состава.

 

Осадочные горные породы – породы, сформировавшиеся на поверхности или в приповерхностной части Земной коры за счет осаждения продуктов экзогенных процессов. К которым относятся:

- геологическая деятельность ветра;

- деятельность водных потоков;

- ледников;

- озер и болот;

- подземных вод;- морей.

В результате этих процессов образуются:

- рыхлый обломочный материал;

- новые минералы и минерализованные растворы.

Вновь образованный рыхлый материал и минералы могут оставаться на месте своего формирования (кора выветривания) или перемещаться. При перемещении или транспортировке и происходят промежуточные процессы. В зависимости от расстояния, скорости перемещения, объема и размеров переносимого материала и ряда других факторов могут продолжаться дальнейшее разрушение и начаться частичная аккумуляция (или осаждение) переносимого материала.

Разрушение при транспортировке - это:

- превращение крупных обломков в мелкие;

- превращение угловатых обломков в окатанные;

- сортировка обломочного материала по размерам.

Строение осадочных пород характеризуют структура и текстура.

Структура- определяется размером и формой обломков и минералов, Текстура - их взаимным расположением и ориентировкой в пространстве.

Осадочные горные породы условно делят на три основные группы:

- обломочные, образуются при разрушении различных горных пород;

- химические, образуются из химических веществ, как правило на дне водоемов;

- органические, образуются из органических остатков растений и животных.

С осадочным процессом связаны разнообразные полезные ископаемые. Это бокситы, железные и марганцевые руды, соли, нефть и газ, угли и горючие сланцы и др.

С рыхлыми обломочными породами связаны россыпи золота, платины, олова, вольфрама, алмазов и др. драгоценных камней. Сами породы используются как строительный материал, глины как адсорбент.

Метаморфические. Метаморфические породы формируются из всех типов пород на глубине под воздействием высокой температуры и давления. Основная часть всех горных пород по несколько раз погружалась в недра Земли и поднималась наверх, превращаясь в другую, совсем непохожую, новую породу. При этом процесс превращения очень сложен и до конца не изучен. Классифицируют их по минеральному составу.

 

Выветривание

 

          В процессе выветривания — происходит разрушение горных пород. Бывают три типа выветривания, физическое, органическое и химическое. Рассмотрим каждое выветривание отдельно. Физическое выветривание — это когда породы разрушаются при механических воздействиях воды, ветра. Перепад температуры, тоже сильно влияет на разрушение пород. Когда днём вода попадает в трещины, а ночью замерзает и расширяется, она разламывает

 

 

породу.

 

Химическое выветривание — происходит под воздействием воды, в которой растворены газы и органические кислоты, при этом изменяется химический состав породы. Химическое выветривание, при повышении температуры может ускоряться. Под влиянием животных и растительных организмов происходит органическое выветривание, это когда корнями деревьев расклиниваются породы. Химическое выветривание ускоряется при разложении биомассы. Здания, поостренные из природного камня, так же повергаются влиянию окружающей среды, что приводит к их постепенному разрушению. Рассмотрим основные горные породы, известные с давних пор как строительный материал.

 

Гранит

В граните разноцветными узорами
    Переплетаются тревоги и волнения.

     Гранит считается одним из самых прочных материалов, а потому активно используется в архитектуре и строительстве. Обладая уникальными свойствами, гранит способен стать основой интересных архитектурных творений и композиций. До сих пор сохраняются памятники из гранита, построенные несколько веков назад, что только подтверждает известную поговорку об этом камне: «Тверд, как гранит». Действительно, сложно найти более красивый и прочный материал, а потому стоит подробнее рассмотреть его свойства и преимущества.

Гранит является магматической горной породой, структура которой отличается зернистостью. Именно с этим свойством связано название гранита, ведь на итальянском слово granum означает зерно. Гранит состоит из полевого шпата (60%), кварца (20-30%), остальную часть составляют мусковит, биотит, роговая обманка.Этот натуральный камень может иметь красный, черный, серый и розовый оттенок. Расцветка определяется разновидностью полевого шпата, а привлекательный блеск, которым обладает уникальная порода, обеспечивают вкрапления слюды. Существует несколько типов гранита: диориты, лабрадориты, сиениты, тешениты, моноциты, габбро, гранитогнейсы. Все они были образованы на глубине в результате опадания магмы в имеющиеся в земной коре пустоты. Магма подвергалась давлению, постепенно остывала и создавала породы кристаллической структуры.

Различные виды гранита могут отличаться по величине зерен. Выделяют крупнозернистый гранит (величина зерен превышает 5 мм), среднезернистый (величина зерен от 2 до 5 мм) и мелкозернистый (до 2 мм). От размеров зерен гранита зависят такие свойства этого материала, как прочность, атмосфероустойчивость. Наиболее крепкими считаются мелкозернистые породы, менее устойчив к воздействиям различного рода гранит с крупными зернами.

Гранит является очень тяжелым и плотным материалом, объем его пор не превышает 1,5%. Порода очень хорошо препятствует воздействию воды, поэтому отлично сохраняется даже при неблагоприятных погодных условиях. Особенно хорошо себя зарекомендовали мелкозернистые породы, которые способны сохранять безупречный внешний вид даже спустя 500 лет. Гранит также обладает сверхпрочностью при сжатии (от 1400 до 2500 кгс/см2), что также влияет на сроки его эксплуатации. Большим преимуществом гранита является удобство его обработки, что определяет популярность породы в строительстве, при создании архитектурных объектов, отделке. При работе с гранитом удается создать зеркальные поверхности, имеющие эффектный внешний вид.

К плюсам можно отнести прочность данного материала, его износостойкость и устойчивость к негативным воздействиям окружающей среды. Гранит отличается большим разнообразием уникальных рисунков, которые являются украшением изделий, созданных из такого материала. Возможно применение грубого скола или создание зеркальных гладких поверхностей. Каждый из этих вариантов привлекателен по-своему, по-этому активно применяется в различных сферах. Из гранита выполняют постаменты, статуи, колонны, такой материал является незаменимым в декоративной архитектуре. За изделиями из гранита легко ухаживать ввиду их малой пористости. Данная порода очень устойчива к природным воздействиям, не подвергается истиранию. К минусам гранита можно отнести сложность добычи породы, что обуславливает высокую цену на материал и изделия из него.

Гранит широко применялся во всем мире с давних времен. Его активно использовали для возведения статуй в Древнем Египте, постройки храмов в Древней Индии, при строительстве мостов в Древнем Риме. Многие исторические памятники из гранита сохранились и сегодня, некоторые разрушились в результате природных катастроф и войн, но те, что остались, демонстрируют, насколько прочен и красив этот камень.

Известный испанский монастырь Эскориал, который причисляют к восьмому чуду света, является наиболее интересным памятником эпохи Ренессанса. Он был построен под руководством короля Филиппа II и изначально возводился как мавзолей для отца Филиппа - Карла V. Размеры монастыря впечатляют: его площадь - 208 на 162 метра. Почти все элементы этого огромнейшего творения выполнены из гранита.

Певческий мост, который соединяет 2-й Адмиралтейский и Казанский острова, также возведен из гранита. Уникальная порода делает грандиозное строение особенно величественным. Санкт-Петербург можно считать гранитным городом, так как он лидирует по количеству сооружений из данной породы в России. Многочисленные гранитные мосты и набережные в Санкт-Петербурге являются излюбленными местами для прогулок, как гостей города, так и местных жителей. Достоянием города можно также считать Эрмитаж, который славится Александрийским столпом и атлантами. Один только Александрийский столп, выполненный из гранита, весит порядка 600 тонн, а высота его достигает 25,6 метра. В его установке принимали участие 2400 человек. Примечательно, что Александрийский столп не имеет никаких креплений и при этом существует уже 170 лет! Это обусловлено, прежде всего, грамотной конструкцией, но не последнюю роль в обеспечении прочности сооружения играет гранит. Пьедестал для Медного всадника - одной из основных достопримечательностей Санкт-Петербурга - также сделан из гранита. 

Продолжать этот список строений, известных во всем мире, можно бесконечно долго. Однако лучше всего увидеть эти шедевры вживую.

Все величие природы в граните!

Именно так говорил Микеланджело Буонарроти, известный скульптор и художник. И он был абсолютно прав, так как гранит, используемый для постройки многочисленных сооружений и зданий, делает их не только очень прочными, но и действительно уникальными. Интересно, что этот камень встречается только на Земле, тогда как другие породы есть на многих планетах Солнечной системы.

Гранит - довольно распространенный материал, несмотря на сложность его добывания. Этот камень активно используется в монументальной архитектуре и строительстве. В результате появляются уникальные творения, которыми люди могут любоваться на протяжении веков.

Известняк.

Во многих городах необъятной России, будь то Москва, Ярославль, Кострома или Вологда, вблизи оживленных современных кварталов городского центра или подальше, на окраинах, можно видеть древние каменные строения. Они предстают перед нами как светлые и чистые белокаменные видения. Свидетели давно минувших дел и событий, как бы случайно попавшие в наш динамический век. Ни  один материал не связан так тесно с культурой, бытом и самой историей России как известняк. Всем известны и понятны выражения «белокаменная Москва», «белокаменная летопись Руси» все это благодаря небольшому  пласту известняков толщенной всего 10-40 м, названому Мячковским горизонтом – по имени села Мячково в Московской области. Здесь, а также в окрестностях Рязани, Коломны, Звенигорода, Волоколамска эти известняки либо выходят на поверхность, либо расположены на небольшой глубине. Мячковский горизонт протянулся почти по всей центральной России.
Белый камень – известняк – древнейший строительный материал, применявшийся в Северо-Восточной Руси. Владимиро-Суздальские и Московские князья использовали для возведения особенно важных построек – храмов и дворцов, - белый камень.
Благодаря своей однородной и пористой структуре, он обладает неоценимыми в строительстве свойствами - прочен, но легко обрабатывается (пилится, режется, шлифуется) . Имеет высокую морозостойкость за счет открытости пор друг другу. Он химически стоек, так как покрывается пленкой выветривания, которая предотвращает дальнейшее химическое разрушение камня.
Белый камень долговечен. Древнейший на Руси белокаменный Храм Бориса и Глеба в селе Кидекша под Суздалем построен в 1152 году и стоит уже более 850 лет. Наиболее выдающиеся архитектурные сооружения Средневековой Руси и дореволюционной России выполнены с использованием известняка. Первенцами Белокаменной архитектуры Древней Руси были, возведенные Юрием Долгоруким, храмы в селе Кидекше и городе Переславле-Залесском почти одновременно в 1152-1157 годах. Белокаменное строительство было продолжено сыном Юрия Долгорукого Андреем Боголюбским. Им были построены главный собор Владимира – Успенский, дворец в его загородной резиденции Боголюбове и шедевр русской архитектуры церковь Покрова на Нерли.
Очень широко белокаменные детали использовались для украшения зданий. Так например, известнейший Московский Храм – Церковь Вознесения в Коломенском, построенная в 1532 году из кирпича, украшена белокаменным узорочьем. Традиция использования белого камня продолжалась до начала ХХ века, когда практически во всех храмах, дворцах и дворянских усадьбах независимо от их стиля (барокко, русский классицизм, ампир, модерн) использовались белокаменные детали. Красно-кирпичные постройки, украшенные деталями из белого известняка, особенно выразительны, т. к. контраст красного кирпича и белого камня создает гармонию строгости и нарядности. В ХХ веке получать строительный материал из местных карьеров стало экономически невыгодно.  Последний раз мячковские известняки использовались при облицовке станций Московского метрополитена – «Белорусской», «Октябрьской», «Парк культуры».

Известняк – широко распространённая осадочная горная порода, возникшая миллионы лет назад на дне древних морей из морских осадков. Более 10% всех отложений земного покрова занимает известняки различных качеств и свойств.
Известняк состоит (почти полностью) из одного минерала – кальцита (CaCO3), который является продуктом жизнедеятельности биосферы. Кальцит, выпадая из морской воды тонким осадком смешанным с обломками раковин и другими животными останками, образует карбонатный ил. Под давлением за миллионы лет ил кристаллизовался, превращаясь в известняк. Белый камень имеет уникальную внутреннюю структуру. Кристаллы кальцита и обломки древних раковин соединены между собой таким образом, что объем внутренних пор, достигает 20-30% от объема камня. Поры представляют собой промежутки между обломками раковин, которые также состоят из минерала кальцита. Кристаллы, выпавшего из воды кальцита, поперечником 0,01-0,1 мм имеют очертания в виде лапок и сцепляются не только друг с другом, но и с обломками раковин по кривым швам, оставляя промежутки в виде субмикрокристаллических пор. Эти поры, в большинстве случаев, соединены друг с другом. Благодаря этому камень “дышит” и вода в нем может медленно фильтроваться под давлением. Этим объясняется его высокая морозостойкость. Белокаменные сооружения исключительно красивы. При этом их красота глубоко национальная, т. к. применение однотонного белого камня подталкивает архитектора к совершенству форм и лаконичности деталей, что и является глубинным выражением Древней Русской архитектуры.                                                               

Песчаник.Песчаник - это натуральный камень, состоящий в основном из частиц кварца, которые связываются между собой при помощи других минералов, таких, как кремнезем и карбонат. По минеральному составу, физико-механическим свойствам песчаник ненамного уступает граниту и кварцу. Очень часто песчаник содержит железные руды, которые придают ему привлекательную окраску. Цвет песчаника может изменяться от светло-серого до красного, коричневого и даже сине-серого. Этот тип камня очень долговечен, т. к. в его состав входит кварцит. Песчаник – это камень средней твердости, имеет предел прочности при сжатии - 300-1000 кг/см2, невысокое водопоглощение по весу 0.5-3.0%, низкую пористость.
В строительстве песчаник применяется в качестве стенового и облицовочного материала, бутового камня, щебня различного назначения (для дорожного строительства и как заполнитель в бетоне) , а также для мощения дорог и ландшафтного дизайна.
Кварцевый песчаник с содержанием кремнезёма (SiO2) выше 95% используется для производства динаса, в качестве флюса при выплавке меди и никеля, для изготовления стекла и др. Песчаник, осадочная горная порода, состоящая из зёрен песка, цементированных глинистым, карбонатным, кремнистым или др. материалом. По преобладающему размеру зёрен песчаник, как и пески, разделяются на мелкозернистые (от 0,1-0,25 мм) , среднезернистые (0,25-0,5 мм) , крупнозернистые (0,5 мм) , а поминералогическому составу - на моно и полиминеральные кварцевые,  песчаники и . Наиболее высокие физико-механические свойства имеет песчаник с кремнистым и карбонатным цементирующим веществом, худшие - с глинистым. Огнеупорность песчаника также различна, наивысшая (до1700 °С) характерна для чистых кварцевых песчаников, с кремнистым цементом.
Рваный песчаник укладывают не ровными рядами, а свободно хаотично, подгоняя камни друг к другу обыкновенным молотком. В дело идут даже самые небольшие куски камня. Как правило, при выкладке песчаника, чем менее правильный рисунок получается, тем интереснее выглядит облицовка. В отличие от гранита и мрамора, песчаник не требует сложных работ, а просто укладывается на цементный раствор.
Примеров применения песчаника можно привести множество: облицовка домов, заборы, дорожки, ступени, камины. Можно облицевать песчаником дом в псевдо-старинном стиле, - большие как бы состарившие камни создадут впечатление, что в доме жили многие сотни лет. А можно применить этот камень и в интерьере дома, внеся в него частичку естественной природы.
Но, наверное, главное преимущество песчаника среди огромного мира натурального камня – это цена. Ведь песчаник безо всяких хлопот добывают на юге России - в Новороссийской и Ростовской областях. Для этого не нужно рыть карьер или применять сложную горнопроходческую технику, весь песчаник - на поверхности.
На юге нашей страны с незапамятных времен песчаником украшали фасады зданий. А с точки зрения морозоустойчивости, песчаник прекрасно подходит для средней полосы России, выдерживая без изменений своих свойств более 75 годовых циклов. Разнообразная цветовая гамма песчаника. Серый, красный, желтый, сине-зеленый, красновато-бурый в зависимости от расположения карьеров, где его добывают. В строительстве в качестве стенового и облицовочного материала, бутового камня, щебня различного назначения Кварцевый песчаник с содержанием кремнезёма (SiO2) выше 95% используется для производства динаса, в качестве флюса при выплавке меди и никеля, для изготовления стекла и др. Применение песчаника известно с давних пор.

Одним из известных и древнейших памятников архитектуры является храм в  Египетском Луксоре выполненный из песчаника.

 

 

Мрамор. Одним из самых известных натуральных камней является мрамор. Многие мраморные изделия вековой давности и постройки, в отделке которых использовалась эта порода, отлично сохранились до наших дней. Использование мрамора в любом виде придаст помещению элегантности и шика.

В переводе с греческого языка мрамор означает «сияющий камень». С древних времен люди использовали мрамор при возведении и украшении своих жилищ, зданий ритуала и культа, зрелищных сооружений. Мрамор является удивительно податливым материалом, что легко подчиняется человеку. Именно поэтому Античный мир оставил нам богатое «мраморное наследие».

В те далекие времена камень мрамор использовался повсеместно. Мраморные ступени вели в величественные храмы с искусно вырезанными колоннами. Мозаика украшала пол в жилищах зажиточных граждан и общественных зданиях. Из мрамора свои бессмертные творения создали великие античные архитекторы и скульпторы. Парфенон и Акрополь, Ника Самофракийская и Венера Милосская, Аполлон Бельведерский и Зевс Олимпийский, а также другие памятники античной культуры были построены из этого природного материала.

Мрамор широко эксплуатировался в Древнем Риме. Стоит только вспомнить легендарный каррарский мрамор, который украсил множество роскошных дворцов и мавзолеев, а позже - средневековых памятников. Мастера эпохи Возрождения переняли традиции античности и широко пользовались натуральным камнем в своем творчестве. Всем известны такие строения, как скульптуры Микеланджело, капелла Медичи, статуи Донателло, гробницы испанских королей. Словом, перечисление шедевров займет ни одну строчку.

 

На смену Возрождению пришли изысканные порталы рококо и барокко, а затем строгие скульптуры и здания эпохи классицизма. Свои бессмертные скульптуры создавал из мрамора Роден. Этот натуральный камень широко применялся в европейской культуре и повсюду по всему миру. Достаточно вспомнить о величественном индийском мавзолее Тадж-Махал. В трех из семи чудес света, в Александрийском маяке, мавзолее в Галикарнасе, храме Артемиды в Эфесе использован мрамор – это неплохой счет.

История русского мрамора

 

Не менее примечательна история русского мрамора. Для резьбы по камню, что только что зародилась и для изготовления мозаичных полов на Руси использовали карпатский мрамор зеленых и белых оттенков, а также пестрый мрамор Тавриды. Расцвет мраморного искусства в нашей стране был ознаменован застройкой Петербурга.

 

Лучшие зодчие трудились над возведением пышных загородных резиденций и дворцов, и незаменимым помощником был мрамор, который одним собственным видом придавал любому архитектурному сооружению торжественности. И в современной России вместе с этим применение мрамора не утратило своей популярности. Именно мрамор возвеличил Храм Христа Спасителя, именно им щеголяет теперешняя Манежная площадь.

 

 

Изначальный окрас любого мрамора — белоснежный, но благодаря сложной геологической истории Земли получилось так, что именно белые мраморы стали большой редкостью. В процессе геологической деятельности, которая не прекращалась тысячелетиями, девственно чистая порода «оплодотворялась» потоками сплавов и растворов с другим составом. В результате камень пронизан полосатыми, муаровыми, пятнистыми и жилковатыми узорами на сером, розовом, желтом, синеватом, зеленом, сургучном, красном и иссиня-черном фоне.

 

 цветная мраморная крошка

Практическая часть.

 

    Ежедневно натуральный камень, используемый при строительстве зданий в городах, как и все горные породы, подвергаются нагреванию и охлаждению, что приводит к расширению и сжатию. При этом образуются мелкие трещинки, если в них попадает вода, замерзая она ускоряет разрушение, ветер выдувает отколовшиеся частицы.

На стенах могут селиться живые организмы.

 В крупных городах нередки кислотные дожди.  Агрессивная окружающая среда способствует ускорению выветривания.

 Поскольку прочность даже у одной и той же ГП разная, разрушение происходит неравномерно. Это приводит к образованию ямок, углублений трещин, часто заметных невооруженным взглядом.

 

Я решила провести несколько опытов и наглядно убедиться в том, как сказывается влияние окружающей среды на образцы наиболее распространенных природных строительных материалов.

 

Опыт 1.

Для каждого образца определила свойства и занесла их в таблицу.

 

1). Цвет определяется визуально.

2). Масса - с помощью электронных весов. 

3). Твердость с помощью несложных опытов (очень мягкая – царапается ногтем,  мягкая – не царапается ногтем, не царапает стекло, твердая – царапает стекло).

4). Растворимость в воде (вода мутнеет),

5).Наличие органического вещества (после вымачивания в ацетоне уменьшается масса образца)

6). Наличие карбонатов (шипит, если капнуть 7% кислотой).

 7).Пористость можно определить при опускании образца в воду – на поверхности появятся пузырьки воздуха.

Опыт 2.

Образцы песчаника, известняка, гранита и мрамора поместила в чистую посуду (белую миску). На ночь образцы ставила в холодильник, а днем оставляла в  комнате, эмитируя суточный ход температуры в холодный период года.

Опыт 3. 

Другие образцы я сбрызгивала водой, охлаждала до минусовой температуры, затем нагревала при комнатной температуре.

Опыт 4.

Образцы под № 3 смачивала, охлаждала, нагревала с помощью фена – к перепадам температур добавила ветер.

 

Опыт 5.

Образцы поместила в стакан с ацетоном. Взвесила.

Опыт 6.

На образцы наносила небольшое количество (несколько капель) 7% уксусной кислоты.

Все эти опыты проводила каждый день в течение месяца.

 

Опыт 7.

Образцы мрамора и гранита раскалила на открытом огне, после чего опустила в холодную воду.

 

Выводы.

 

В результате наблюдений было установлено:

 

Опыт 1. Результаты опыта представлены в таблице 1.

 

При опускании образцов в стакан с водой было замечено:

 

а). Цвет воды не изменился – данные породы не растворяются в воде.

 

б). Пузырьки воздуха появились в стакане с песчаником и известняком. В стаканах с гранитом и мрамором этого явления не наблюдалось

 

в) Масса намоченных образцов гранита и мрамора не изменилась,

тогда, как масса образца песчаника увеличилась на 2 грамма, а известняка на  1 грамм.  Вывод – пористость песчаника и известняка гораздо выше, чем у мрамора и гранита. Более пористый – песчаник.

 

Все представленные горные породы относятся к твердым – на стекле оставляют царапину. Песчаник и известняк – тонкую,  мрамор и гранит более выраженную – их твердость выше.

Опыт 2

1. Через некоторое время  на дне белых мисок с песчаником и известняком стали видны мелкие песчинки – отколовшиеся частицы.

2. Влияние внешних факторов на гранит и мрамор за данный период времени визуально не замечено.

Опыт 3

Отколовшихся частиц от образцов песчаника гораздо больше, чем от других образцов.

Опыт 4

Образец песчаника раскололся на несколько частей, отколовшиеся крупинки известняка стали крупнее.  От  мрамора и гранита отделились едва заметные глазом песчинки.

Опыт 5

Вымоченные в ацетоне образцы взвесила. После взвешивания выяснилось, что масса образцов песчаника, мрамора, гранита и известняка  не изменилась. Можно сделать вывод, что органические вещества в них не содержатся или их количество ничтожно мало.

Опыт 6

При взаимодействии с кислотой реакция (шипение) заметна только на свежем сколе известняка. Однако «застарелая» поверхность известняка с кислотой в поверхность не вступала, что доказывает известный факт «самосохранения» известняка от агрессивного воздействия.

Опыт 7

После 3-го повтора образец мрамора раскололся на части, гранит раскололся после 7-го опускания в воду.

Таким образом, я доказала, что окружающая среда оказывает разрушающее действие на горные породы. Выветривание происходит быстрее если:

- суточная амплитуда температур больше;

- одновременно действуют несколько факторов.

- самый «слабый» - песчаник, на третьем месте по прочности – известняк. Почетное второе место достается мрамору. Победитель в номинации «прочность» - гранит. Но стоит отметить, что камни из разных месторождений могут обладать собственными свойствами, известны песчаники, постройки из которых сохранились в течение тысячи лет. 

 

Таблица 1

свойства	1-гранит	2-песчаник	3-известняк	4- мрамор
Размер ~ мм	25×20×20	20×15×20	15×17×20	20×22×25
Цвет	Розовый, с вкраплениями черного и белого	Светло-коричневый	Серо-белый	Черный
Масса сухого образца (г)	18	7	5	13
Масса мокрого образца (г)	18	9	6	13
Твердость	твердая	твердая	твердая	твердая
Растворимость в воде	-	-	-	-
Наличие органического вещества	-	-	+	-
Наличие карбонатов	-	-	+	-
Пористость	-	+	+	-

 

 

 

 

Заключение.

 

 

 

Природные строительные материалы относятся к полезным ископаемым. К сожалению, это исчерпаемые и невозобновимые ресурсы. Конечно, их запасы по сравнению с нефтью или золотом огромны, но  добыча природного камня всегда была очень трудоемкой, неэкологичной а в настоящее время требует больших энергетических  и транспортных затрат. Современные технологии позволяют производить искусственные заменители природного камня. По внешним признакам и свойствам они почти не уступают натуральным, а иногда даже превосходят их. Однако все производство основано на научных исследованиях, опытах и наблюдении. Возможно, мы не все знаем о свойствах горных пород, и других богатствах, которые нам предоставляет природа. Необходимо продолжать исследования, чтобы появлялись новые методы, технологии производства, способные сохранить природу и обеспечить человека всеми необходимыми материалами. Мои опыты доказывают, что под влиянием окружающей среды разрушаются даже такие, казалось бы, вечные породы как гранит и мрамор, но наши предки были правы, выбрав именно их для строительства сооружений и зданий на века. Благодаря их наблюдательности и умению мы можем любоваться архитектурными шедеврами, выполненными в разных стилях, временных эпохах, разных странах.

Данные, полученные в ходе моей работы, могут быть использованы на уроках природоведения в начальной школе при изучении темы «минералы и горные породы», презентация как наглядное пособие в шестом (пятом) классе при выполнении практической работы в теме «литосфера».