Laboratorní zkouška hornin a zjišťování jejich vlastností:

Transkript

1 POSTUPY A POKUSY, KTERÉ MŮŽETE POUŽÍT PŘI OVĚŘOVÁNÍ VAŠÍ HYPOTÉZY Z následujících námětů si vyberte ty, které vás nejvíce zaujaly a pomohou vám ověřit, či vyvrátit vaši hypotézu. Postup práce s geologickou mapou zjišťování podloží: 1. V první fázi se tedy podívejte na geologickou mapu oblasti, kde je budova postavena. Najdete ji například na nebo si zadáte ve vyhledávači přímo obec, např. geologická mapa Slapy u Tábora. Na geologické mapě zjistíte, jaké jsou v místě stavby horniny, případně kvartérní usazeniny (vysvětlivky k mapě jsou vždy připojeny). 2. Poté, co jste zjistili, jaké horniny tvoří geologické podloží stavby, si o daných horninách zjistěte co nejvíce informací za pomoci literatury a internetu a udělejte si o tom záznam. 3. Zajděte přímo do terénu a pokuste se najít vzorek této horniny v okolí stavby (nečinný lom, odkryv, výkop ) pro další zkoumání v laboratoři (viz postup Určování vlastností hornin). Při odběru vzorků vždy myslete na svou bezpečnost (např. do aktivních lomů můžete vstoupit vždy jen po předchozí domluvě s pracovníky lomu a za dodržování předpisů a bezpečnostních pravidel.) 4. Poté, co určíte dle postupů níže, o jakou horninu se jedná a jaké jsou její vlastnosti, se pokuste sepsat závěr o geologickém podloží stavby a tom, jak mohou vlastnosti dané horniny ovlivňovat stabilitu stavby. Postup průzkumu v terénu: 1. Zaznamenejte si charakter terénu, kde se stavba nachází (rovina, kopec, svah, údolí, okraj lesa ), případně proveďte náčrtek. 2. Všímejte si, jaká možná rizika se vyskytují v blízkosti budovy (povodně, řícení skal, sesuvy půdy, požáry), a ověřte si z dostupných zdrojů, zda byla stavba v minulosti některými těmito riziky ohrožena.

2 3. Pokud je to možné, odeberte vzorky hornin použitých při stavbě budovy (chodník, zídka, obklad, zdivo ) přímo v terénu pro následný laboratorní průzkum. Pravděpodobně nebude možné odebrat všechny vzorky (aby nedošlo k poničení stavby či její hodnoty), proto se alespoň pokuste zjistit, o jaký kámen se jedná, vzorek si obstarejte na jiném místě, např. ve sbírkách apod., a získejte o něm všechny dostupné informace. Laboratorní zkouška hornin a zjišťování jejich vlastností: V první fázi je dobré vědět, o jakou horninu vůbec jde, tedy, co za horninu budeme zkoumat. 1. U horniny z geologického podloží, můžeme zjistit její název z geologické mapy oblasti pokud máme například horninu z již nečinného lomu, nebo pokud je hornina z lomu činného, majitelé nám to jistě řeknou. V geologické mapě má každá hornina svou barvu, případně číselné označení. Ve vysvětlivkách k mapě si pak zjistíme, o jakou horninu jde. 2. U hornin použitých přímo na stavbu, u nichž nevíme nebo jen tušíme, o jakou horninu se jedná a jaký je její původ, budeme postupovat podle následujících kroků. Určování vlastností hornin: 1. Nejprve zjistíme, zda jde o horninu vyvřelou, metamorfovanou či sedimentární. Návod k určování hornin: Hlavním kritériem pro určení horniny je zjištění barvy, textury (stavby) a minerálního složení. Při popisu a určování hornin je vhodné postupovat podle následující osnovy: Barva Textura Minerální složení Původ Název Barva nemá většinou zásadní význam pro určení horniny, je však nedílnou součástí jejího popisu. Barvu jemnozrnné horniny obvykle popisujeme jako průměrnou barvu všech součástek v hornině (neexistuje černobílá hornina, ale šedá). Pokud je ale hornina hrubozrnnější nebo je barevně různorodá, v popisu to uvedeme (např. šedá hornina se zrny černé barvy o velikosti do 3 mm a růžové barvy o velikosti 4 6 mm atd.). Při popisu lze používat také složené názvy barev, ovšem s tím, že

3 nejvýraznější barva je kladena nakonec (nejblíže názvu horniny). Např. červenohnědý pískovec je více hnědý než červený. Textura má zásadní význam při určování hornin. Ve většině případů slouží k vzájemnému odlišení vyvřelých, usazených a přeměněných hornin. Např. vyvřelé horniny mají většinou všesměrně uspořádané součástky (zrna), přeměněné horniny vykazují převážně přednostní uspořádání podle určitých ploch (plošně paralelní), hrubozrnnější usazené horniny mají zrna zaoblená v důsledku transportu, porfyrické vyvřeliny obsahují vyrostlice (větší krystaly) alespoň zčásti pravidelně geometricky omezené. V rámci vyvřelin lze podle velikosti zrna řadit horniny k hlubinným či výlevným (hlubinné dlouho krystalovaly z magmatu, a proto mají zrna větší než výlevné, které utuhly relativně rychle). Hlubinné vyvřeliny pozorujeme jako zrnité, zatímco výlevné jsou celistvé. U porfyrických hornin je rozhodující velikost zrn základní hmoty. Pozor na nesprávné používání názvu usměrněných textur u hornin. Vyvřeliny mohou být proudovité, usazené horniny vrstevnaté a přeměněné horniny plošně paralelní. Nelze ovšem např. usazeniny popsat jako plošně paralelní. Minerální složení slouží velmi dobře k určování hornin. Např. existuje skupina minerálů vznikajících při metamorfóze, proto při jejich identifikování lze s velkou pravděpodobností tvrdit, že se jedná o metamorfovanou horninu (v jiných typech mohou být pouze ojediněle). Kalcit je zase typický především pro skupinu biochemických sedimentů (např. vápenec, travertin), jako průkazná zkouška se používá reakce s HCl (když na horninu kápneme HCl, šumí ). V klastických usazených horninách se vyskytují především velmi odolné minerály (nejvíc křemen), které nezaniknou při transportu. Teprve po správném popisu horniny má smysl na základě příslušných klasifikačních schémat uvažovat o názvu horniny. Opačný postup obvykle vede ke špatnému výsledku. Formulář pro makroskopické určování hornin Příklad: Vzorek č. 1 Barva + světle až tmavě šedý všesměrná, krystalická Minerální složení kalcit Původ metamorfní mramor Vzorek č. 2 Barva žlutá vrstevnatá křemen, živec Minerální složení Původ sediment pískovec

4 Vzorek č. 3 Barva šedozelená plošně paralelní Minerální složení křemen, živec, tmavá a světlá slída Původ metamorfní rula Vzorek č. 4 Barva šedorůžová všesměrně zrnitá Minerální složení Původ vyvřelina křemen, živec, slída žula Vzorek č. Barva Minerální složení Původ Vzorek č. Barva Minerální složení Původ Výsledek: Počet určených / počet částečně určených / počet neurčených vzorku hornin. K pozorování hornin se dá (zejména u jemnozrnných materiálů) s úspěchem využít lupa. Nyní víme, o jakou horninu jde, a můžeme zjistit její fyzikální vlastnosti. TVRDOST: Zjistíme jednoduše vrypem. Vezmeme si např. ocelový hřebík a rýpneme do horniny. Pokud se udělá rýha, hornina je měkká (např. vápenec, příp. mramor), pokud ne, na hornině je stopa po hřebíku, hornina je tvrdá. (např. žula). Může se také stát, že u hrubozrnné horniny bude vryp někde patrný a někde ne. Do měkčích minerálů hřebík rýpne a do tvrdších ne. Měkčí materiály můžeme použít na obklady, ne však například na namáhané schody či dlažbu. Záleží ale i na dalších parametrech. NASÁKAVOST: Postup: Vezme se několik vzorků různých typů hornin, zváží se (nutno mít přesné váhy). Poté ponoříme vzorky do nádoby s vodou. Za dvě hodiny se vyzvednou z vody, nechají se okapat nebo se otřou, zváží se a znovu vrátí do vody. Za 24 hodin se vzorky vyndají z vody a po otření se opět zváží. Tak se zjistí nasákavost a jednotlivé údaje se porovnají. Pokud chceme použít horninu na vnější obklad, je dobré, aby nasákavost byla co nejnižší. Pokud bude vysoká, hrozí, že hornina časem popraská nebo ztratí původní charakter. Tuto horninu, pokud se nám esteticky líbí, můžeme použít uvnitř domu.

5 Pokud si vybereme horninu již používanou v kamenictví pro stavby, můžeme si její vlastnosti ověřit např. na stránkách: Nebo na stránkách se dá vybrat postupně několik kamenů a zadat u nich fyzikální mechanické vlastnosti, posléze porovnat diskutovat využití (např. tento údaj není uveden u všech kamenů, ale stačí si jednoduše vybrat. Vypište si údaje u vámi vybraných hornin a vzájemně je porovnejte.