Mineralno-teksturalna zmienność wybranych skał bazaltowych Dolnego Śląska i jej rola w kształtowaniu fizyczno-mechanicznych właściwości produkowanych kruszyw

Jednym z głównych wymogów, określających gospodarczą przydatność kopalin, stosowanych do produkcji kruszyw są odpowiednie wartości właściwości fizyczno-mechanicznych oraz ich jednorodność. Uzależnione są one od naturalnych cech skały, jej składu mineralnego, tekstury i struktury. Charakterystyka kruszyw oraz stawiane im wymagania techniczne określone są w odpowiednich normach, dotyczących procedur przeprowadzania poszczególnych badań oraz sposobów interpretacji ich wyników. W bazaltoidach pochodzących z wybranych złóż Dolnego Śląska i reprezentujących różne formy intruzywne, wydzielono pięć odmian teksturalnych: afanitową, afanitowo-porfirową, porfirowo-afanitową, porfirowo-gruzłową oraz gruzłowo-porfirową. Zostały one scharakteryzowane w zakresie petrografii (tab. 1) oraz podstawowych właściwości fizyczno-mechanicznych (tab. 2). Wykazano, że najlepsze parametry techniczne posiada kopalina w odmianach afanitowej i afanitowo-porfirowej, co wynika z tekstury skały i nieznacznego stopnia jej zwietrzenia, w mniejszym stopniu natomiast związane jest z jej składem mineralnym. Dla kruszyw frakcji 10-14 mm uzyskanych z poszczególnych odmian teksturalnych kopaliny oraz ich mieszanin, wykonano badania odporności na ścieranie (mikro-Deval) i rozdrabnianie (Los Angeles) według norm PN-EN 12620: 2008 i PN-EN 13043: 2004. Stwierdzono, że kruszywa reprezentujące większość odmian stanowią materiał o bardzo wysokiej jakości, z wyjątkiem odmiany gruzłowo-porfirowej, dającej wyrób należący do nieco gorszych kategorii. Ponadto na wybranych przykładach wykazano, jak poprzez zestawianie różnych odmian kopaliny, można zmieniać jakość uzyskiwanych z niej kruszyw, wyrażoną kategoriami LA i MDE (tab. 3). Przeanalizowano wpływ petrografii skały na zróżnicowanie parametrów kruszywa w zależności od wielkości jego frakcji (rys. 1, tab. 4) i stwierdzono, że jest ono najmniejsze w kruszywach uzyskanych z kopaliny jednorodnej i niezwietrzałej. Większy zakres zmienności obserwuje się natomiast w kruszywach pochodzących z kopaliny reprezentowanej przez różne odmiany teksturalne, w tym wykazujące przejawy wietrzenia. Możliwość określenia w złożu obszarów występowania bazaltoidów reprezentujących poszczególne odmiany teksturalne, stwarza warunki do typowania stref, z których można uzyskać surowiec o przewidywanej jakości. Może być ona częściowo zmieniana poprzez zestawianie w ustalonych proporcjach różnych odmian kopaliny przeznaczonej do produkcji kruszywa.

Proper values of physical and mechanical properties and their homogeneity are one of major requirements deciding about technological suitability of the rocks quarried to manufacturing aggregates. These properties depend on the natural features of a rock, its mineral composition, texture and structure. The characteristic of aggregates and the technical requirements they must meet are normalized in adequate standards that describe the procedures of conducting particular determinations and the methods of interpreting their results. In the basaltoids (usually called basalts) of selected deposits of Lower Silesia that represent different intrusive forms, five textural varieties have been distinguished: aphanitic, aphanitic-porphyritic, porphyritic-aphanitic, porphyritic-nodular and nodular-porphyritic. The petrography and essential physical and mechanical properties of these varieties have been described in Tables 1 and 2, respectively. The highest technical parameters have the aphanitic and aphanitic-porphyritic rock varieties. They result mainly from the textures of these rocks and their insignificant weathering, and to a lesser degree from their mineral composition. The resistance to wear (micro-Deval) and the resistance to fragmentation (Los Angeles) of the aggregates that represent the grain fraction 10-14 mm of the five varieties of basaltoids and the rock composites were determined according to the standards PN-EN 12620: 2008 and PN-EN 13043: 2004. Of the aggregates produced from the five major varieties, only those made of the nodular-porphyritic basaltoids have the properties of lower categories, whereas the remaining four are the materials of very high quality. Additionally, it has been shown that by combining various basaltoid types it is possible to produce composite aggregates with the variable qualities belonging to the categories LA and MDE (Tab. 3). The effect of rock petrography on the differentiation of the parameters of aggregates depending on the grain fraction of the products (Fig. 1, Tab. 4) is the lowest in the case of the aggregates produced from the homogenous and not weathered rock. In contrast, the range of variability of the parameters is higher if the starting material to produce aggregates is composed of several textural varieties and shows signs of weathering as well. The possibility of delineation of the areas occupied in the deposit by basaltoids with specific textural varieties creates the conditions of determining the rock zones, from which the aggregates of the predicted quality may be produced. This quality may be controlled and partly changed to the user needs by producing aggregates from the specially prepared rock mixtures (i.e. the charge to crushers) with specified proportions of the basaltoid varieties.