Свойства и состав базальта

БАЗАЛЬТ плавленый, материал, обладающий высокими механическими, физическими, электрическими и химическими свойствами и получаемый тепловой переработкой горных пород того же наименования.

Базальт как горная порода

Относятся к числу изверженных основных пород современного или третичного возраста. Образуемые им формы отдельности в виде 6-гранных (а иногда 3- или 5-гранных) призм длиной 3—4 м с перпендикулярными к граням плоскостями; он встречается также в виде плитняковых естественных лестниц, скорлуповатых шаровых образований и других.

Порода темного цвета, то серовато-черная то с синеватым отливом; иногда она бывает зеленоватой или красноватой. Весьма однородна по своему сложению, плотная и чрезвычайно твердая, но встречаются пористые, пузыристые разности.

• среднезернистые разности называются - долеритами,
• мелкозернистые — анамезитами,
• весьма тонкозернистые — собственно базальтами.

Крупные вкрапленники обычно отсутствуют. Различие текстуры при тождственном валовом составе объясняется условиями застывания изверженной магмы (быстрота охлаждения, давление и пр.).

Под микроскопом - характеризуются развитием полевошпатовых микролитов, образующих итерсертальную структуру, но наблюдают: переходы в сторону трахитовой, гиалопилтовой, вариолитовой и даже витрофировой. При значительном увеличении размеров полевошпатовых зерен, принимающих идиоморфные призматические очертания, возникает офттовое строение (долериты, траппы).

Состав

Химически базальт родствен габбро и диабазу.

Химический состав в %

Свойства

Непосредственное применение природного базальта и дальнейшая переработка его находится в зависимости от месторождения. Вообще, то свойства могут быть охарактеризованы лишь пределами соответственных констант.

• Плотность базальта 2520-2970 кг/м³.
• Коэффициент пористости 0,6-19%,
• сопротивление сжатию 60-400 Мпа,
• истираемость 1-20 кг/м²,

удельный вес (куска):

• 2,94 - 3,19 базальт
• 3,00 диабаз,
• 2,79 - 3,04 габбро.

Истинный удельный вес крошка около 3,00.

Пористость (в % оъема):

• 0,4 — 0,5 базальт,
• 0,2—1,2 диабаз ,
• 3,0 габбро

Поглощение воды: 0,2 — 0,4% по пасу и 0,5 —1,1% по объему.

Масса 1 м3 сухого -около 3 т.

Прочность на сжатие (в кг/см2):

• 2 000—3 500 базальт,
• 1 800 — 700 (диабаз).

Если прочность на сжатие сухого больше 3 000, то мокрого — больше 7 500, а при морозе в 25° она больше 2 300.

Прочность на удар (компактность) при испытании нормированных образцов: 6—30 (базальт, диабаз), 8—22 (габбро).

По твердости базальт превосходит сталь.

Коэффициент объемного сжатия на 1 кг при давлении 2 000 кг/смг оставляет 0,0000018 (базальт) и 0,0000012 (диабаз), а при давлении 10 000 кг/см2 — 0,0000015 (базальт) и 0,0000012 (диабаз).

t°плавления в среднем около 1 300°, причем для различных разностей варьируется в зависимости от минералогического состава и количественных соотношений компонентов.

Расплавление породы наступает не сразу, а на значительном температурном интервале наблюдается последовательность в переходе в жидкую фазу отдельных компонентов.

Так, для онежского диабаза оплавление начинается при 1 200°, при 1 250° цветные минералы уже полностью расплавлены и частично резорбированы плагиоклазы, окончательный же переход в жидкую фазу наступает при 1 300°.

Жидкоподвижность наступает часто значительно ниже температуры окончательного расплавления всех составных частей.

Удельная теплоемкость сиракузского базальта для различных t° следующая:

С повышением температурыудельная теплоемкость повышается, как это следует из тех же опытов над онежским диабазом:

Теплота кристаллизации базальта при переходе из аморфного состояния в кристаллическое — 130 keal.

Для онежского диабаза при удельный вес кристаллической и стекловатой разностей (3,08 и 2,8) и при комнатной температуре соответствующее сокращение объема выражается в 9,2%, для сибирского траппа 8,42%, для диабаза 7,7%.

Удельная теплопроводность в грамм калориях — около 0,004.

Коэффициент теплового расширения: 0,0000063 (при 20—100°), 0,000009 (при 100— 200°) и 0,000012 (при 200—300°).

В химическом отношении базальт является породой стойкой.

Применение

Принимая во внимание механическую прочность, термическую и химическую стойкость, высокие и своеобразные электрические свойства, дешевизну и сравнительно легкую обрабатываемость плавленого базальта, нужно признать его одним из наиболее ценных материалов.

Применение:

• а) в сетях сильных токов высокого и низкого напряжений — линейные изоляторы на открытом воздухе, опорные изоляторы, изоляторы метрополитенов, выводные изоляторы на высоком напряжении;
• б) в сетях слабого тока и в радиосвязи — телеграфные и телефонные изоляторы, оттяжные изоляторы и прочие изоляционные части для антенн;
• в) в электрохимической промышленности — изоляторные подставки для аккумуляторов, посуды, ванн и пр.;
• г) особенно в общей химической промышленности — кислотоупорное оборудование, в том числе всевозможная посуда, ванны, краны, пропеллеры и т. д., оборудование на температуру до 1 000°;
• д) в строительстве — изоляционные мостики, мостовые, лестничные ступени, облицовка стен и полов, особенно когда имеются кислые испарения и т. д.

Кроме применения естественного базальта в качестве строительного материала и щебня и применения термически переработанного базальта в различных отраслях промышленности и родственные ему породы идут также в качестве составной части при керамическом и стекольном производстве.

Английский фарфоровый заводд Веджвуда издавна выпускает глиняную базальтовую (Basalt) или египетскую (Egyptian) посуду с черным неглазурованным и легко полирующимся черепком; масса для изготовления этой посуды содержит базальт.