Трещиноватость

Трещиноватость (степень развития в камне трещин) – важный показатель, характеризующий такие комплексные свойства камня; как пооперационный выход продукции при обработке, долговечность и др. Повышенная трещиноватость горных пород исключает возможность их использования в качестве сырья для облицовочных материалов. Так, например, действующий стандарт (ГОСТ 9479—84) не допускает на блоках более одной диагональной трещины, просматриваемой на двух смежных гранях, длиной до 1/3 размера граней; на блоках из мрамора, кроме белого, допускаются тонкие извилистые трещины («черепные швы»), выходящие на две смежные грани. Стандарт на камни бортовые (ГОСТ 6666—81) предусматривает изготовление этой продукции из горных пород, не имеющих открытых трещин.

Трещиноватость в той или иной степени присуща любому массиву облицовочного камня. В генетическом отношении выделяют четыре основных вида трещин:

  • прирожденные, или первичные, являющиеся результатом усадки и разрыва горной породы в процессе ее образования;
  • тектонические (от греческого тектоникос – созидательный, т. е. вызывающий деформации или разрыв земной коры при ее движении), или вторичные, появившиеся в результате воздействия тектонических процессов на уже сформировавшийся массив пород;
  • трещины выветривания, образовавшиеся в результате длительного воздействия на верхние участки литосферы группы разнообразных факторов, объединяемых понятием «выветривание» (атмосферных, водных, температурных, химических, биологических и др.);
  • искусственные, обусловленные технологической деятельностью человека (главным образом взрывными работами).

Существенное влияние на качество камня оказывает трещиноватость второго, третьего и четвертого типов.

В зависимости от размеров (ширины) трещины в горных породах могут быть подразделены на микротрещины, или волосяные (шириной менее 0,05 мм) и макротрещины. Последние в свою очередь подразделяются на очень тонкие (ширина от 0,05 до 0,25 мм при длине до 100, мм), тонкие (ширина 0,25—1,0 мм при длине 100 – 1000 мм) и миллиметровые, или сквозные (ширина свыше I мм), наблюдаемые обычно на двух-трех гранях блока.

Исследованиями и практикой установлено, что на качество камня наибольшее влияние оказывают макротрещины, которые по своему характеру могут быть открытыми или закрытыми, т. е. заполненными вторичными минералами (кварц, кальцит) или цементирующим веществом. Наличие в камне микротрещин, а также очень тонких закрытых макротрещин практически не сказывается на его качестве и технологических свойствах.

Трещиноватость оценивают, как правило, визуально. Диагональные трещины, просматриваемые на двух смежных гранях блока, и тонкие извилистые трещины обнаруживают путем простого осмотра блочного сырья.

Для количественной оценки трещиноватости может быть использован параметр «удельная плотность трещин» Ky, т. е. суммарная длина микротрещин ∑lт (м), отнесенная к обследованной площади граней блока S, м2;

Ky = ∑lт /S·

Величина удельной плотности трещин у пород, используемых для получения облицовочных материалов, составляет, м/м2: граниты – 0,05 — 0,1; габбро – 0,1 — 0,5; белые мраморы – 0,2-0,5; цветные мраморы – 1,24-2,2 и более.

Следует отметить, однако, что визуальный метод оценки трещиноватости камня не всегда бывает достаточно точным и не позволяет в ряде случаев вскрыть внутренние дефекты (трещины, каверны и т. п.). Большую роль при оценке качества камня (прежде всего в блоках) могут сыграть инструментальные методы дефектоскопии, например ультразвуковой. Так, стандартом на блоки (ГОСТ 9479 – 84) предусмотрена оценка трещиноватости ультразвуковым импульсным методом, используемым в факультативном порядке. Сущность метода подробно изложена в ГОСТ 23829 – 79 и здесь не рассматривается.

Для ультразвуковой оценки трещиноватости в качестве измерительной аппаратуры используют УК-15П или другие ультразвуковые импульсные приборы, обеспечивающие диапазон баз прозвучивания блоков от 0,2 до 2,8 м на резонансной частоте акустических преобразователей не менее 60 кГц и измерение времени распространения акустических импульсов в диапазоне 20—9999 мкс (основная погрешность не более ± I %).

Перед началом испытаний на боковые грани блока мелом наносят измерительную сетку с шагом α = 0,2 lср
(где lср – среднее расстояние между боковыми гранями, на которые наносится сетка, м).

Затем с помощью ультразвукового прибора в соответствии с инструкцией по его эксплуатации определяют время ti распространения акустического импульса между расположенными на противоположных гранях друг против друга точками измерительной сетки, после чего шаблоном или линейкой замеряют расстояние li, между этими точками. Скорость распространения акустического импульса Сk (м/с) вычисляют по формуле

Сk = li / ti.

Наличие трещин в блоке констатируется при соблюдении условия

Сk ≤ К· C0,

где К – браковочный коэффициент: K = 0,9; С0 – эталонная скорость, соответствующая блоку без трещин, м/с.