Очень прочен его используют в строительстве

Природные каменные материалы: свойства и виды.

Природный камень служил основным строительным материалом еще первобытному человеку.

Все древние постройки: храмы, дворцы, крепости, мосты, акведуки, ритуальные сооружения возводились из природного камня и поражают современного человека, как удивительные «Чудеса Света».

Во многих странах: Египте, Мексике, Греции, Италии, Китае, Камбодже, Индии сохранилось большое количество выдающихся памятников каменного зодчества, являющихся архитектурно-строительной составляющей древнейших цивилизаций, существовавших на Земле.

Каменные природные материалы очень прочны, долговечны, огнестойки, изготовлены из местного сырья.

В наше время природные плотные каменные материалы уже не используются для возведения стен, арок, куполов, колонн и других несущих конструкций, т.к. они трудоемки, обладают большой массой и высокой теплопроводностью.

Но из-за положительных эксплуатационных и эстетических качеств продолжают широко применяться для облицовочных работ, устройства полов, дорожных покрытий и пр.

Пористые природные материалы применяются в конструкциях стен жилых и общественных зданий в виде стеновых камней и блоков.

Отходы горнодобывающей и камнеобрабатывающей промышленности используются в качестве заполнителя для бетонов, изготовления других искусственных каменных изделий на минеральном и органическом вяжущем.

Свойства природных каменных материалов

Среди многообразия физико-механических свойств природных каменных материалов обычно выделяют плотность, предел прочности при сжатии, морозостойкость, по величине которых оценивают их качество и делят на марки.

По плотности в сухом состоянии каменные материалы разделяют на тяжелые (более 1800 кг/м 3 ) и легкие (менее 1800 кг/м 3 ).

По пределу прочности при сжатии установлены следующие марки: для тяжелых каменных материалов — от 10 до 100, а для легких — от 1 до 20.

По степени морозостойкости в циклах замораживания (М_рз) для каменных материалов установлены марки от 10 до 500.

По степени водостойкости (коэффициенту размягчения) материалы разделяют на группы с величиной данного показателя 0,6; 0,75; 0,9 и 1.

К каменным материалам, предназначенным для дорожных покрытий, полов промышленных зданий, предъявляют дополнительные требования (высокая стойкость к истиранию, износу и др.). Для природного камня, из которого изготовляют облицовочные плиты, большое значение имеют внешний вид, цвет и текстура.

Выбирают горные породы для тех или иных каменных материалов и изделий на основании результатов испытаний образцов, оценки внешнего вида, а также с учетом эксплуатационных условий.

Виды природных каменных материалов и изделий

В строительстве используют различные виды природных каменных материалов и изделий: бутовый камень, стеновые камни и блоки, облицовочные камни и плиты, кровельные плитки и др.

Бутовый камень применяют в строительстве в виде кусков горной породы неправильной формы (рваный бут) или неправильных плит. Рваный бут получают из осадочных горных пород (известняков, доломитов, песчаников) взрывным способом, а плиты (постелистый бут и плитняк) добывают из слоистых горных пород при помощи клиньев, ударных механизмов и др. Масса отдельных бутовых камней колеблется в пределах 20-40 кг. Бутовый камень должен иметь предел прочности при сжатии не менее 10 МПа, а коэффициент размягчения не ниже 0,75. В нем не должно быть трещин, расслоений и рыхлых прослоек, снижающих его строительные свойства.

Бутовый камень служит материалом для кладки фундаментов, стен не отапливаемых зданий и сооружений, подпорных стенок и др. Отходы при заготовке бутового камня дробят и используют в виде щебня для бетонов.

Стеновые камни и блоки изготовляют из известняков, вулканических туфов и других горных пород плотностью до 2200 кг/м 3 . Размеры камней для ручной кладки 390х190х190 мм, размеры укрупненных блоков для механизированной кладки устанавливают исходя из прочности породы и грузоподъемности кранов. Правильную геометрическую форму и требуемые размеры камней и блоков получают, как правило, выпиливая их из массива при помощи камнерезных машин; значительно реже выпускают колотые штучные камни. Лицевая поверхность стеновых камней и блоков должна отвечать требованиям декоративности.

Горные породы, применяемые для изготовления стеновых камней и блоков, должны иметь предел прочности при сжатии не ниже 25 МПа, морозостойкость не ниже М_рз 15, коэффициент размягчения не ниже 0,6.

Камни и блоки из легких горных пород являются в ряде районов нашей страны местными материалами. Стены жилых и общественных зданий из легких природных камней и блоков значительно дешевле кирпичных и имеют красивый внешний вид.

Облицовочные камни и плиты изготовляют из блоков природного камня путем их распиливания или раскалывания с последующей механической обработкой. Горные породы для получения блоков-полуфабрикатов следует выбирать с учетом эксплуатационных условий, в которых будут находиться изготовленные из них облицовочные изделия. Так, горные породы, предназначенные для наружной облицовки, должны быть атмосферостойкими, без трещин и следов выветривания, иметь красивую и неизменную окраску. Для этой цели применяют : граниты, сиениты, диориты, габбро, лабрадориты, кварциты, плотные известняки, туфы, песчаники. Горные породы, используемые для внутренней облицовки, должны иметь красивую окраску и легко полироваться. Чаще всего для внутренней облицовки применяют мрамор.

Облицовочные камни и плиты бывают пилеными и тесаными. Пиленые изделия, как правило, дешевле и долговечнее тесаных, так как при распиловке горных пород удается получать сравнительно тонкие изделия без микротрещин, которые возникают при теске камня.

Плиты для облицовки стен и настилки полов должны иметь прямоугольную форму и заданные размеры. Кроме того, лицевой поверхности плит придают различную декоративную фактуру. В зависимости от способа выполнения фактуры делят на : ударные, получаемые скалыванием частиц камня (фактура «скалы», бугристая, бороздчатая, точечная, рифленая), и абразивные, получаемые путем истирания поверхности различными абразивами (пиленая, шлифованная, лощеная, зеркальная).

Плиты и камни из изверженных горных пород (граниты, лабрадориты, габбро и др.) применяют для наружных облицовок цоколей и фасадов монументальных зданий, долговечных и декоративных полов в помещениях общественных зданий с интенсивными людскими потоками, например, на станциях метрополитена, вокзалах и в универмагах, а также для облицовки набережных, гидротехнических сооружений и др. В последние годы внутреннюю облицовку монументальных зданий довольно часто выполняют из экономичных малоразмерных мраморных плиток толщиной 8-12 мм, лицевая поверхность которых имеет зеркальную фактуру.

При производстве мраморных плит получают большое количество отходов в виде обрезков, которые используют для устройства мозаичных полов.

Из природного камня, кроме облицовочных плит, изготовляют профильные детали, например плинтусы, угловые детали и детали граненых и каннелированных облицовок, а также ступени, подоконники и др.

Кровельные плитки из глинистого (кровельного) сланца весьма долговечный кровельный материал для сельского строительства. Раскалывая и отрубая материал, ему придают прямоугольную или ромбическую форму.

В дорожном строительстве широко применяют разнообразные изделия из природного камня, например брусчатку, колотый или булыжный камень, бортовые камни. Эти изделия изготовляют из изверженных или осадочных горных пород, которые должны иметь высокую прочность, низкое водопоглощение, хорошо сопротивляться ударным и истирающим нагрузкам, быть морозостойкими, а также не должны быть затронуты выветриванием. Такие же требования предъявляют к каменным материалам (граниту, диориту, диабазу, габбро), предназначенным для защитных плит-оболочек гидротехнических сооружений. Материалы и изделия из природного камня (базальта, диабаза и др.) используют также для конструкций, работающих при высоких температурах. Кроме того, материалы и изделия из гранита, диорита, кварцита, базальта, диабаза и кремнистого песчаника в виде облицовочных камней и плит правильной формы применяют для защиты конструкций зданий и аппаратов от воздействия кислот.

При транспортировании и хранении пиленые и тесаные облицовочные плиты устанавливают на ребро с прокладками, а полированные укладывают в специальные контейнеры лицевой стороной внутрь, прокладывая между ними бумагу. Архитектурные детали и подоконники перевозят в решетчатой таре.

êàìåíü áóòîâûé

Магматические горные породы образовались в результат остывания огненно-жидкой массы – магмы, которая разрывала земную кору и разливалась на ее поверхности. В зависимости от условий остывания магмы изверженные горные породы делят на глубинные (интрузивные) и излившиеся (эффузивные).

Глубинные горные породы (граниты, сиениты, диориты и др.) образовались в результате медленного остывания магмы в толще земной коры под значительным давлением верхних слоев. В таких условиях горные породы приобрели равномерную кристаллическую структуру в результате того, что крупные зерна различных минералов прочно срослись между собой.

Излившиеся горные породы (базальты, андезиты, диабазы и др.) образовались при быстром остывании магмы на поверхности земли. В таких условиях не происходила полная кристаллизация остывающей магмы. В зависимости от условий образования излившиеся горные породы имеют мелкозернистое, скрытокристаллическое или аморфное строение. Если же из вязкой магмы медленно выделялись газообразные продукты, образовывалась пористая или пемзообразная структура. Кроме того, к изверженным горным породам относятся обломочные породы, которые образовались из мельчайших частиц раздробленной лавы, выброшенной на поверхность земли при извержении вулканов. Эти отложения остались в рыхлом состоянии (вулканический пепел, пемза) либо при наличии природных цементирующих веществ и под давлением вышележащих слоев превратились в плотные цементированные породы (вулканический туф).

Осадочные горные породы образовались в результате разрушения (выветривания) изверженных (первичных) и других горных пород под воздействием внешних условий или в результате осаждения веществ из какой-либо среды. По характеру образования и составу осадочные горные породы делят на обломочные породы (механические отложения), глинистые, а также хемо- и органогенные.

Обломочные породы (механические отложения) – грубые продукты механического разрушения изверженных и других горных пород под действием резкой смены температур, воздействия воды и ветра (брекчии, конгломераты, пески и др.). Они представляют собой рыхлую смесь, состоящую из отдельных зерен разрушившейся первичной горной породы; в ряде случаев рыхлые смеси подвергались цементации различными природными веществами, образовав при этом сплошные горные породы.

Глинистые породы – дисперсные продукты глубокого химического преобразования силикатных и алюмосиликатных минералов материнских пород, перешедших в новые минеральные виды.

Химические осадки – хемогенные горные породы, образовавшиеся при осаждении из водных растворов минеральных веществ с последующим их уплотнением и цементацией (доломит, магнезит и др.).

Органогенные породы образовались в результате отложения остатков живых (зоогенные) и растительных (фитогенные) организмов, скелеты и панцири которых содержали минеральные вещества. Такие отложения, как правило подвергались уплотнению и цементации (известняки, мел и др.).

Источник

Строительные камни: виды и свойства

Строительные камни приобрели обширное распространение в декоративном оформлении помещений и личных участков, а также при возведении различных объектов.

Какие бывают виды

Существует два вида строительного материала, различающиеся по своему происхождению, – это искусственный и натуральный. Природными являются все горные породы, активно применяемые в строительстве:

Они различаются не только характеристиками, такими как морозостойкость и прочность, но и внешним видом – структурой, узором и оттенком. Поэтому сфера их применения зависит от имеющихся свойств, главные из которых определяет ГОСТ.

Камень строительный естественного происхождения распространен во внутреннем и внешнем оформлении зданий, это достигается наличием обширных цветовых вариаций и возможностью получения оригинальных узоров и композиций. Многие из этих материалов добываются в карьерах, нарезаются на отдельные плиты и полируются. Результатом становится камень с неповторимой структурой и рисунком.

А различные среднезернистые породы, галька, осколки гранита и мрамора используются для создания мозаик, выступающих в качестве декоративных дизайнерских деталей и материала для внутренней отделки.

Достоинства и недостатки

Сегодня природный строительный камень представлен различными видами в обширном ценовом сегменте. Но все его разновидности имеют общие достоинства, среди которых стоит отметить следующие:

• Экологичность. Это один из самых безопасных для здоровья материалов, поэтому он активно используется в помещениях любого назначения.
• Долговечность. Даже по прошествии многих лет и изменении внешнего вида строительные камни выглядят красиво и благородно.
• Стойкость к механическому воздействию и огню.
• Разнообразие структур, узоров, типов, что позволяет создавать оригинальный неповторимый интерьер.
• Многие варианты имеют вполне приемлемую стоимость.

Главным недостатком является большая масса названного материала, приводящая к необходимости укрепления фундамента. Высокие абсорбирующие свойства также способствуют дополнительному увеличению веса.

В настоящее время все чаще можно встретить дикие строительные камни – это универсальный материал, отличающийся обширными цветовыми вариациями. Высокими прочностными характеристиками обеспечивается обширная сфера применения — как декоративная, так и строительная.

Изделия

“Камня на камне не оставить” – это расхожее выражение вполне подходит к специфике добычи многих разновидностей описываемого материала. Несмотря на долговечность камня и высокую надежность, он должен использоваться в соответствии со своим предназначением. В качестве примера можно привести мрамор для отделки лестничного пролета. Создание наружной конструкции из такого камня нежелательно, так как он быстро утратит свой внешний вид из-за сильных температурных перепадов и высокой способности водопоглощения. Также стоит отметить необходимость обращения к специалистам при установке плит из такого дорогого и капризного материала.

Ракушечник и колпак

Ракушечник часто используется для кладки простенков и стеновых конструкций. Также он может заменять привычный кирпич за счет легкой обработки. При этом подверженность воздействию высоких температур, вызывающих выгорание и разрушение структуры, ограничивает его сферу применения.

Камень отличается высоким уровнем теплоемкости, долговечностью и надежностью, поэтому в зданиях, изготовленных из него, летом прохладно, а в зимние месяцы достаточно тепло. Это способствует тому, что с таким материалом часто проводятся различные строительные работы.

Камню-колпаку отводится применение в качестве материала для возведения первого и цокольного этажей в жилых зданиях, при условии последующего создания бетонного перекрытия. Материал впитывает влагу из окружающей среды из-за высокого уровня извести в составе, поэтому он дополнительно отделывается минеральной ватой или пенопластом. При несоблюдении правил утепления или использовании некачественных материалов дом будет слишком сырым и холодным.

Добыча камня характеризуется получением большого количества крупной пыли под названием тырса. Она выступает в качестве замены морского и речного песка и, как правило, используется для приготовления цементных растворов. Это придает им дополнительную прочность и предотвращает осыпание при затвердевании. Существует две разновидности: тырса белого и желтого цвета. Последняя в основном используется в создании кладки и отличается достаточно крупной фракцией.

Материал, созданный человеком

Искусственный строительный камень не является современным изобретением, его изготовление имеет многолетнюю историю, в качестве примера можно привести кирпич. Сегодня ассортимент подобных материалов существенно расширился, появились различные варианты, имитирующие натуральные камни, при этом неспециалисту отличить их достаточно сложно. Искусственный камень разделяется по предназначению на несколько видов: для мостовых, внутренних и наружных отделочных работ.

• Формованный гипсовый материал подходит только для работ внутри помещений, это вызвано низкой морозостойкостью и существенным поглощением влаги из окружающего воздуха. Бетонный аналог отличается большей морозостойкостью, но и стоит дороже.
• Керамический материал изготавливается в процессе обработки высокими температурами в специальных печах.
• Полиэфирный камень обладает высокими декоративными и прочностными характеристиками, в его составе присутствуют минеральные наполнители.
• Жидкий материал изготавливается из минеральных компонентов и акрилового связующего с жидкой структурой.
• Акриловый вариант отличается высокой степенью термопластичности, поэтому он может проходить дополнительную формовку.

Достоинства и недостатки

Искусственные строительные камни имеют множество положительных сторон, к числу которых относятся следующие:

• Возможность неоднократного применения.
• Отличительная прочность и надежность при условии грамотного использования.
• Влагостойкость, при этом она может быть увеличена при помощи обработки специальными составами.
• Легкий монтаж.
• Небольшой вес.
• Высокий уровень гигиеничности, вызванный отсутствием мельчайших трещин и повреждений.
• Меньшая стоимость, по сравнению с натуральным вариантом.

Среди недостатков стоит отметить, что некоторые виды строительного камня имеют ограниченную сферу использования, а также не могут применяться в качестве материала для создания несущих конструкций.

Свойства щебня

Щебень является одним из самых распространенных материалов для строительных работ. Он применяется при создании дорог, оформлении парков, а также присутствует в составе бетона. Он изготавливается из горных пород и имеет сыпучую структуру.

Прочность материала определяется путем воздействия высоким давлением и раздавливанием в специальном резервуаре. Используется широкая схема маркировок, определяющая специфику применения.

Характеристики морозостойкости отображают количество циклов замораживания без потери первоначальных свойств, данные параметры указаны в ГОСТ 8269-87. Также стоит отметить радиоактивность. Она имеет решающее значение при выборе материала для строительства жилых объектов.

Метод производства

Щебень из природного камня для строительных работ может иметь искусственное и естественное происхождение. Последний вариант изготавливается из измельченных горных пород. Существует множество видов, к примеру, мраморный, доломитовый, базальтовый и другие. От структуры и размера зерен зависят его основные характеристики.

Для изготовления искусственного материала используется строительный мусор. Он также приобрел достаточное распространение, но имеет некоторые ограничения, вызванные более низким уровнем прочности. При этом он стоит меньше натурального аналога и незаменим при формировании нижнего слоя дорог и создании бетона.

Гранитный и гравийный щебень

Добывается гранитный камень из скальных пород и имеет в своем составе такие компоненты, как кварц и слюда. Он проходит через специальную обработку для измельчения, после чего разделяется по различным фракциям. Материал выступает в качестве наполнителя для создания бетона с высокой прочностью и декоративных элементов в оформлении участков и аллей. Он отличается присутствием компонентов с различными оттенками и структурой, приобретающей зеркальную поверхность после полировки.

Гравий имеет небольшие размеры и округлую форму. Он отличается шероховатой структурой и отсутствием примесей в составе. Овражный или горный камень используется в ландшафтном дизайне при оформлении клумб и искусственных водоемов.

Источник