Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Твердость бокситов

Твердость бокситов

21.09.2017

Под термином твердость мы понимаем сопротивление бокситов внешним механическим воздействиям. Твердость бокситов является не просто средневзвешенным значением твердости образующих их минералов, а сложным петрографическим свойством, зависящим как от твердости отдельных минералов, так и от структуры, размера зерен и типа выполнения пространства.
Вследствие отсутствия современных средств по измерению твердости мы были вынуждены прибегнуть к использованию традиционной шкалы Мооса. На основании исследования сотни проб значения твердости по шкале Mooca мы сгруппировали следующим образом:
Твердость бокситов

В приложении указан порядок частот встречаемости бокситов различной твердости по месторождениям. Имея в виду общее количество бокситов, автором выполнены расчеты для определения средневзвешенных значений частоты появления во всей совокупности карстовых бокситов, и было получено следующее распределение:

Бокситы с твердостью более 8 — это наждаки. Крайне высокая твердость наждаков — следствие метаморфизма. Частота наждаков и нецементированных бокситов незначительна. Последние находятся исключительно в бокситоносных районах Тихого океана. Такой нецементированный боксит показан на цветном рис. 14. Отдельные комья этих бокситов легко растираются руками. Бросается в глаза, что остальные степени твердости имеют приблизительно одинаковую частоту.
Результаты расчетов по средневзвешенным значениям в зависимости от геологического возраста показаны в табл. 9.

В общем чем древнее бокситы, тем более длительными были процессы, обусловливающие увеличение твердости бокситов, и тем выше их твердость. Процессы, увеличивающие твердость, происходили чрезвычайно медленно, для их развития требовались миллионы лет.
Влияние множества других факторов (кроме времени) на твердость бокситов доказывается тем, что бокситы одного и того же геологического возраста имеют различную твердость. Одним из таких факторов является литостатическое давление. Бокситы миоценового, плиоценового и четвертичного возрастов рыхлые, нецементированные, так как они никогда не были покрыты кровлей. Под влиянием нагрузки вышележащих пород бокситы постепенно становятся плотными и твердыми.
Другим фактором является тектоническое давление. Чем более спокойное залегание имеют бокситы, тем меньше твердость. Для численного подтверждения этого явления мы сгруппировали бокситовые залежи карбона и верхнего мела в зависимости от степени их тектонической нарушенности и определили частоты их твердости по отношению к общему количеству бокситов (табл. 10 и 11).
Сначала сопоставим месторождения каменноугольного возраста: эти бокситы характеризуются преимущественно средней и небольшой твердостью, несмотря на то что речь идет о древних бокситах (например, бокситы Южного Тимана). Умеренно дислоцированные бокситы Китая относятся к твердым и очень твердым, только близ поверхности иногда встречаются бокситы с малой твердостью. В складчатой области Туркестанского хребта бокситы очень твердые, они претерпели даже слабый динамометаморфизм, среди них встречаются наждаки.
Подобная картина наблюдается и при рассмотрении верхнемеловых бокситов. В тектонически спокойных Чадобецких и Тургайских залежах и на Енисейском кряже наиболее часто встречаются бокситы малой твердости и даже имеется относительно много рыхлых бокситов. В тектонически слабо нарушенных залежах преобладают бокситы средней твердости, а рыхлых бокситов немного. Это характерно для верхнемеловых залежей Венгрии.

В сильно дислоцированных залежах преобладают очень твердые бокситы (например, в залежах бывш. Югославии и Греции). В очень сильно нарушенных залежах немного меньше бокситов средней твердости, но, однако, они не содержат бокситов малой твердости (например, залежи Австрии и Средней Италии).
Для остальных геологических эпох положение аналогично. Особенно заметно это при сопоставлении твердости палеоценовых и эоценовых бокситов Задунайского Среднегорья, в большинстве своем слабо затронутых тектоническими процессами. Бокситы этих залежей характеризуются, как правило, небольшой твердостью, в большинстве залежей встречаются даже рыхлые бокситы. Ho бокситы того же возраста бывш. Югославии и Греции являются твердыми или обладают средней твердостью, а рыхлых бокситов среди них не обнаружено. Ho эти залежи являются сильно или умеренно дислоцированными.
Минеральный состав также имеет существенное значение для твердости бокситов. Этим объясняется тот факт, что внутри одной залежи может существенно меняться твердость бокситов. Среди породообразующих минералов бокситов гиббсит и бёмит обладают приблизительно одинаковой твердостью (2,5—4 по шкале Мооса), поэтому вариации в содержании этих двух минералов не влияют на твердость бокситов. Диаспор имеет твердость 6,5—7. Поэтому внутри одной залежи диаспоровые бокситы всегда более твердые, чем бёмитовые. Гематит и гётит также увеличивают твердость бокситов, так как их твердость 5—6. На многих бокситовых залежах можно наблюдать, что твердость бокситов, богатых железом, больше, чем твердость бокситов со средним или бедным содержанием железа. По результатам исследований Конта и Кужварта, твердость бокситов залежи Маркушовце в Словакии тем больше, чем больше в них гематита. Глинистые минералы уменьшают твердость бокситов, поэтому внутри одной залежи бокситовая глина и глинистый боксит всегда более мягкие, чем высококачественные бокситы.
Тип выполнения пространства также влияет на твердость бокситов. При постоянном минеральном составе пористые бокситы менее твердые, чем плотные. Вторичные процессы, в результате которых увеличивается пористость бокситов за счет растворения отдельных компонентов, могут значительно снизить твердость бокситов.
Для большинства латеритных бокситов твердость является переменным свойством: в естественном своем положении они обычно влажные и мягкие, а после добычи, высыхая на поверхности, становятся значительно тверже. Вследствие этого в Индии латериты и латеритные бокситы употребляются в качестве строительного материала (отсюда происходит и их название, по-латыни later — кирпич, данное английским геологом Баккененом).
Для карстовых бокситов это явление менее характерно. Среднетвердые, твердые и очень твердые бокситы в горновлажном состоянии характеризуются такой же твердостью, как и в сухом состоянии. Эти типы составляют 74% всех карстовых бокситов. Сорта бокситов с малой твердостью и рыхлые бокситы несколько затвердевают при высыхании. Например, твердость бокситов Задунайского Среднегорья в горновлажном состоянии в среднем на 0,5—1,0 меньше, чем после их высыхания. Бокситы Ямайки при высыхании также несколько твердеют, поэтому в предыдущем столетии их использовали в качестве штукатурки и строительного раствора, смешивая с гашеной известью. Эти характерные, красного цвета, стены местное население называет «испанскими стенами».
Рыхлые пористые бокситы Гаити, высыхая на поверхности, также становятся устойчивым кирпичеподобным строительным материалом. На обнажениях месторождения Сьерра-де-Баоруко в Доминиканской Республике видны затвердевшие куски рыхлых бокситов размером в несколько кубических метров. В бокситоносных районах юго-восточной части США бокситы в горновлажном состоянии очень мягкие, но, высыхая, немного твердеют. Большие глыбы бокситов, находящиеся на поверхности обнажений, всегда более твердые, чем вскрываемые на глубине.
Увеличение твердости бокситов на воздухе объясняется перекристаллизацией. связанной с высыханием, в первую очередь минералов железа, главным образом алюмогётита.