gra‘evinsko-arhitektonski fakultet sveuilita u splitu

  • View
    237

  • Download
    4

Embed Size (px)

Text of gra‘evinsko-arhitektonski fakultet sveuilita u splitu

  • GRAEVINSKO-ARHITEKTONSKI FAKULTET SVEUILITA U SPLITU

    S. estanovi i A. Toevski

    STIJENE LITOSFERE Nain postanka, strukture i teksture, vrste, mogunosti temeljenja, primjena kamena

    (podsjetnik za studente I. godine studija arhitekture)

    Split, 2008.

  • 1. Osnovni pojmovi

    Stijena je sastavni dio litosfere ili Zemljine kamene kore, odreenog naina geolokog pojavljivanja, teksture, strukture i mineralnog sastava.

    Kamen je prirodno ili umjetno odvaljeni dio stijene. U graditeljstvu se kamen rabi kao prirodni ili arhitektonsko-graevni za gradnju te oblaganje proelja i unutarnjih dijelova graevina i kao tehniki, za nasipanje, zidanje, pripremu betona, asfalta i sl. Njegova primjena ovisi o njegovim fizikim i kemijskim znaajkama.

    Sve stijene litosfere, ovisno o nainu postanka, razvrstavaju se u tri glavne skupine. To su: eruptivne stijene, nastale kristalizacijom magme ili ovrivanjem lave, sedimentne ili talone stijene, nastale u vodi ili na kopnu kao rezultat taloenja materijala koji potjee od razaranja povrinskih dijelova litosfere, mehanikom ili kemijskom aktivnou egzodinamskih faktora i organogeno, i metamorfne stijene, nastale metamorfozom eruptivnih, sedimentnih i ve postojeih metamorfnih stijena. Stijene nastale dijelom vulkanskim procesima, a dijelom sedimentacijskim, nazivaju se vulkanoklastinim ili piroklastinim.

    Eruptivne su stijene redovito silikatnog sastava, sedimentne preteito karbonatnog, a metamorfne su ili silikatne ili karbonatne.

    Stijene u prirodi mogu biti monomineralne, agregat samo jedne mineralne vrste i polimineralne, agregat vie minerala. Polimineralne stijene su ee.

    Kod stijena razlikujemo njihovu strukturu i teksturu. Struktura stijena definirana je stupnjem kristaliniteta te veliinom, oblikom i meusobnim odnosom minerala, a ovisi o nainu postanka stijene. Tekstura oznauje nain na koji su minerali zauzeli prostor u stijeni, a ovisi o utjecaju vanjskih faktora, bilo prilikom nastanka stijene ili nakon toga. Opisane znaajke bitne su za izbor odreene vrste kamena, kad se on primijenjuje kao arhitektonsko-graevni.

    2. Eruptivne stijene Eruptivne stijene nazivaju se primarnim stijenama. Ovisno o mjestu njihova postanka,

    moemo ih podijeliti na: dubinske, intruzivne ili plutonske, nastale postupnom kristalizacijom magme u dubljim

    dijelovima litosfere, povrinske, izljevne ili efuzivne, nastale brzom kristalizacijom i ovrivanjem lave na

    povrini (ili pri povrinskim dijelovima) litosfere.

    Sponu izmeu ovih dviju glavnih skupina eruptivnih stijena ine ine ili hipabisalne stijene.

    2.1. Strukture i teksture eruptivnihih stijena Struktura eruptivnih stijena izraena je stupnjem kristaliniteta, veliinom, oblikom i

    meusobnim odnosom minerala, a posljedica je naina njihove kristalizacije, tako da se razlikuje:

    zrnasta struktura, u kojoj se minerali nalaze u formi zrna nepravilnog oblika koja se dodiruju, a priblino su jednake veliine. Zrnasta je struktura znaajka svih intruzivnih stijena. Tipski je razvijena kod granita, zbog ega je jo zovu i granitskom strukturom,

    porfirska struktura, u kojoj su relativno krupni i pravilno kristalizirani minerali nepravilno rasuti u staklastoj ili sitnokristalastoj masi a svojstvena je svim efuzivnim stijenama,

    ofitska struktura ini prijelaz izmeu zrnaste i porfirske. Tipski je razvijena u dijabazama te se jo naziva i dijabaznom strukturom,

    2

  • hijalinska ili staklasta struktura nastaje pri naglom ovrivanju lave. U njoj su tapiasti minerali u staklastoj masi orijentirani u smjeru toka lave.

    Stijene zrnaste strukture preteito su jednoline boje, a vrstoa na tlak, elastinost i druga fiziko-mehanika svojstva priblino su im jednaka u svim smjerovima. Osim toga lako se obrauju i dobro poliraju pa se mogu rabiti u arhitektonsko-graevne svrhe.

    Tekstura eruptivnih stijena definira nain prostornog rasporeda mineralnih zrna u stijeni, a posljedica je uvjeta kristalizacije i drugih imbenika koji djeluju u fazi hlaenja kao i na ovrslu stijenu. Kod eruptivnih stijena razlikuju se:

    homogena tekstura, kad su mineralna zrna u stijeni ravnomjerno rasporeena, bez vidljive orijentacije. Takva tekstura je znaajka intruzivnih stijena,

    fluidalna tekstura, kod koje su mineralna zrna zadrala smjer toka lave. Takva tekstura je znaajka bazinih efuzivnih stijena, koje nastaju od bazine fluidne lave,

    vezikularna tekstura, karakterizirana mnotvom upljina nastalih oslobaanjem plinova i para za vrijeme kristalizacije. Takva tekstura posljedica je naglog hlaenja lave, dakle svojstvena je efuzivnim stijenama. Ako se upljine naknadno ispune sekundarnim mineralima (kvarcom, opalom, kalcitom i sl.), onda se takva tekstura naziva mandulastom ili amigdaloidnom.

    U graditeljstvu su povoljnije stijene homogene teksture. Stijene s fluidalnom, vezikularnom i mandulastom teksturom imaju ogranienu primjenu zbog niza nepovoljnih znaajki, ali se pojedini varijeteti povoljnijih fiziko-mehanikih svojstava mogu koristiti u dekorativne svrhe.

    2.2. Vanije eruptivne stijene

    dubinske: granit, granodiorit, sijenit, diorit, gabro, labradorit, peridotit, dunit povrinske: riolit, dacit, trahit, andezit, bazalt, kimberlit hipabisalne: dijabaz

    2.3. Temeljenje u terenima izgraenim od eruptivnih stijena

    Tereni to ih izgrauju svjee eruptivne stijene imaju veoma povoljne znaajke za temeljenje svih vrsta graevina. Ako su trone i/ili jako razlomljene, poprimaju znaajke sline nevezanim stijenama. U zonama povrinskog troenja i raspadanja koje see do vie metara u dubinu, tereni izgraeni od povrinskih eruptivnih stijena zahvaeni su procesima erozije, uz pojave klizanja i jaruanja.

    2.4. Primjena kamena eruptivnog podrijetla

    Dubinske i hipabisalne eruptivne stijene daju kvalitetan arhitektonsko-graevni i tehniki kamen irokih mogunosti uporabe, kako u interijerima, tako i eksterijerima. Ne smiju se rabiti za izradu monolitnih stubita, jer u sluaju poara, zagrijani i poliveni vodom, pucaju.

    Svjee povrinske stijene daju izvrstan tehniki kamen. Uporaba u arhitektonsko-graevne svrhe je ograniena, jer se vrlo teko poliraju.

    3

  • 3. Sedimentne ili talone stijene Postanak sedimentnih stijena rezultat je sloenog i dugotrajnog procesa koji sadri: mehaniko i kemijsko troenje postojeih eruptivnih, sedimentnih i metamorfnih

    stijena litosfere, transport mehaniki usitnjenih fragmenata i otopljenih tvari, taloenje rastroenog materijala. Nakon taloenja, uz odreene fizikokemijske procese, moe doi do stvrdnjavanja

    sedimenta.

    Mehaniko troenje stijena ili dezintegracija uzrokovano je silama koje djeluju iz atmosfere, hidrosfere i biosfere. Pritom ne dolazi do promjene kemijskog sastava stijene, ve do njezina komadanja i usitnjavanja, esto u veoma sitne estice. Takvo troenje olakano je sustavima pukotina i prslina u zonama koje su bile zahvaene jae izraenom tektonskom aktivnou.

    Kemijsko troenje ili dekompozicija stijena svodi se uglavnom na otapanje komponenata topivih u vodi. Mo otapanja vode ovisi o njezinoj kiselosti (pH faktoru), koliini u njoj otopljenog CO2, anorganskim, organskim i humusnim kiselinama, te koliini kisika, klorida i nekih drugih soli. Vaan faktor kemijskog troenja jesu veliina i oblik povrine stijene koja je izloena djelovanju vode. Naime, kompaktna i glatka stijenska masa lake odolijeva kemijskom troenju nego ona s puno prslina, pukotina i upljina, koja je uz to i hrapava. Redovito e troenje stijena kemijskim putem biti olakano u toplijoj vodi, jer se mo otapanja vode poveava zajedno s porastom temperature.

    3.1. Strukture i teksture sedimentnih stijena Struktura sedimentnih stijena definirana je veliinom i oblikom estica i/ili minerala koji

    sudeluju u njezinoj grai, a rezultat je svih procesa koji su djelovali na stijenu tijekom postanka. Ona moe biti klastina i kristalasta.

    Klastinu strukturu imaju sedimenti izgraeni od fragmenata stijena i minerala, razliitih po veliini i obliku (klastine ili mehanike sedimentne stijene). Prema veliini zrna klastine se strukture dijele na:

    psefitske ili grubozrnaste klastine strukture, veliine zrna iznad 2 mm, tipine za ljunke i krje i od njih nastale vezane stijene (konglomerate i bree),

    psamitske ili srednjezrnaste klastine strukture, veliine zrna izmeu 2 mm i 0.06 mm, karakteristine za pijeske i od njih nastale vezane stijene (pjeenjake, arkoze i grauvake),

    siltitske (alevritske) ili sitnozrnaste klastine strukture, veliine zrna od 0.06 mm do 0.002 mm, karakteristine za prah i od njega nastale stijene (prapor ili les i siltit ili alevrolit),

    pelitske ili finozrnaste klastine strukture, veliine zrna manje od 0.002 mm, karakteristine za glinovite estice i od njih nastale stijene (glina, lapor).

    Karbonatne stijene nastale mehaniki, odlikuju se detritinom strukturom. Ovisno o veliini zrna razlikuju se: kalkruditi (zrna vea od 1 mm), kalkareniti (zrna izmeu 1 mm i 0.06 mm) i kalklutiti (zrna manja od 0.06 mm). Ako u strukturi karbonatnih stijena, nastalih mehaniki, sudjeluju i ostaci organizma, takva se struktura naziva organodetritinom.

    Prema obliku, zrna u klastinoj strukturi sedimentnih stijena mogu biti: uglasta, poluuglasta, poluzaobljena, zaobljena i dobro zaobljena.

    Sedimentne stijene kemijskog podrijetla (kemijske sedimentne stijene) odlikuju se kristalastom strukturom koja, ovisno o veliini minerala koji stijenu izgrauju, moe biti krupnokristalasta, sitnokristalasta i afanitska. Krupnokristalasta struktura je ona kod koje su

    4

  • mineralna zrna vidljiva okom. Sitnokristalasta struktura ima veliinu zrna vidljivu mikroskopom, a kod afanitske strukture mineralna se zrna ne vide ni mikroskopom.

    Kemijski sedimenti mogu imati i oolitsku i sferoli