Материалы из горных пород для фундаментов стен облицовки лестниц балюстрады

МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ ГОРНЫХ ПОРОД

С глубокой древности и до наших дней природные каменные строительные материалы широко используют в строительстве. Они относительно доступны и обладают высокими техническими показателями: прочностью, морозостойкостью, долговечностью, хорошими декоративными свойствами.

В зависимости от способа обработки горных пород различают следующие виды каменных материалов и изделий. Выпиливанием или выкалыванием из массива добывают плиты и блоки для каменной кладки, облицовочные плиты, профильные детали и др. Некоторые материалы подвергают обработке скалывающими инструментами, например, бортовый камень, другие — грубоколотые — направляют непосредственно на строительные объекты без последующей механической обработки (брусчатка). Крупный рваный камень (бут) получают после взрывания пород в карьере или при шпуровой разделке крупных блоков; при последующем дроблении из него получают щебень, каменную крошку, песок, а при помоле — минеральный порошок. Из природных сортированных залежей добывают окатанный обломочный материал в виде валунов, булыжника, гальки, гравия. Из природного камня без изменения его состава получают также плавленые материалы (каменное литье).

Для каждого конкретного строительства СНиПом рекомендуются определенные виды материалов и изделий из природного камня. Для возведения фундаментов, например, пригоден бутовый камень, пиленые и колотые камни из всех видов пород, а для кладки стен — камни (плиты), блоки из всех разновидностей известняков, доломитов, песчаников, вулканического туфа; для наружной облицовки применяют облицовочные плиты, профильные изделия из гранита, сиенита, диорита, габбро, базальта, кварцита, иногда мрамора и др., а для внутренней отделки — те же изделия, но получаемые из мрамора, мраморовидных известняков, гипсового камня, туфов и др. (рис. 8.9). Природный камень широко используют в дорожном строительстве в виде бортового и мостильного камней, брусчатки, тротуарных плит (рис. 8.10), для защитной облицовки мостовых опор, а также в конструкциях зданий и сооружений. Например, из гранита построен Большой каменный мост через Москва-реку, из известняка — колоннада Большого академического театра, из песчаника — подпорная стенка храма Василия Блаженного, из габбро — Российская государственная библиотека.

Рис. 8.9. Разновидности штучных изделий из природного камня:

/ — облицовочные плиты; 2 — стеновые блоки; а. г — тесаные, б. д — пиленые, в — колотые

Правильный выбор пород для конкретных строительных работ предусматривает их разделение по величинам прочности при сжатии с выделением марок: 4, 7, 10, 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 800 и 1000 (соответственно — от 0,4 до 100 МПа). К легким относятся каменные материалы, маркируемые в интервале включительно от 4 до 200, а к тяжелым — от 300 и выше.

Рис. 8.10. Разновидности применения природного камня в дорожном строительстве. а — Сорговый камень: прямой (/). лекальный (2), для съездов (J); б — брусчатка: шашка (/), мозаика (2)

Такая же маркировка предусмотрена по степени морозостойкости, которая устанавливается числом циклов замораживания и оттаивания: Мрз 10, 15, 25, 35, 50, 100, 200, 300 и 500. По средней плотности выделяют породы тяжелые, со средней плотностью более 1800 кг/м 3 , средние — 1800—1500 кг/м 3 и легкие — со средней плотностью менее 1500 кг/м 3 . Для возможного снижения прочности при увлажнении пород последние маркируют по коэффициенту размягчения (водостойкости) в пределах 0,6; 0,75; 0,9 и 1.

С учетом вышеуказанных марок уточняют выбор пород, предназначенных для определенных видов строительства. Например, для стеновой кладки подходят только те породы, которые характеризуются марками: по морозостойкости — не менее 15, коэффициенту размягчения — не менее 0,6 и прочности — в зависимости от вида породы; для плотных известняков — в пределах не менее 150, для пористых ракушечников — 25—125 и т. д. Аналогичным образом СНиПом предусматриваются конкретные марки камня для наружной отделки зданий и сооружений, каменных материалов специального назначения (кислото- и щелочестойких, огнеупорных), а также материалов, применяемых в гидротехнических сооружениях и т. п.

Материалы и изделия из природного камня отличаются определенными размерами. Для индустриального строительства с применением подъемных кранов для кладки стен используют крупные каменные блоки массой 0,5—1,5 т, длиной 400—3000 мм, шириной 300—500 мм и высотой 800—1000 мм. Крупные стеновые блоки изготовляют размерами 390x190x188; 490x240x188 и 390x190x288 мм. Облицовочные плиты пиленые обычно имеют толщину 12—80 и ширину 200—1000 мм. В настоящее время в связи с переходом на алмазную обработку для облицовки применяют плиты толщиной 10 мм и меньше.

Размеры дорожных штучных изделий из камня изменяются в следующих пределах: бутовый камень в поперечнике достигает 150—500 мм; брусчатка для мостовых делится по высоте на низкую (высотой 100, шириной 120—150 и длиной 150—250 мм); среднюю (высотой 110—130 мм) и высокую (высотой 140—160 мм) и соответственно с аналогичными низкой брусчатке шириной и длиной. Получаемый при дроблении пород щебень является смесью угловатых обломков размером от 5 (иногда от 3) до 70 мм; содержание обломков пластинчатой (лещадок) и игловатой формы допускается в нем не более 15—25% по массе. Вместе со щебнем получают высевки (искусственный дробленый песок) с размерами до 1 мм. Помолом осадочных карбонатных, реже кварцевых, пород изготовляют минеральные порошки с размерами, необходимыми при производстве соответствующих видов ИСК.

Фтористые соли, образовавшиеся при флюатировании, уплотняют поверхностные слои камня и повышают устойчивость его против выветривания.

Химические меры обработки особенно эффективны для карбонатных пород. Кислые породы перед флюатированием пропитывают раствором известковой соли, которая впоследствии образует с флюатом защитный слой из нерастворимых в воде соединений.

Кроме флюатирования поверхность камня может обрабатываться добавками оксида свинца или железистых соединений, увеличивающих погодоустойчивость поверхности. Для аналогичных целей могут использоваться водные растворы и эмульсии, полимерные вещества и водополимерные дисперсии. Так, например, для получения поверхностного уплотнения камня и гидрофобизации его поверхности и пор применяют кремнийорганические соединения: метилсили- конат натрия ГКЖ-94, этилсиликонат натрия ГКЖ-10 и др., а также водный раствор мочевиноформальдегидной смолы. Известны и другие способы защиты камня от выветривания и разрушения, которые продлевают эксплуатационный срок службы каменных материалов и изделий без заметных выцветов и потускнения поверхности или других следов химического выветривания.

Возникающие аморфные или кристаллические новообразования оказываются практически нерастворимыми в воде. Отлагаясь в по-

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.).

МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ ГОРНЫХ ПОРОД

С глубокой древности и до наших дней природные каменные строительные материалы широко используют в строительстве. Они относительно доступны и обладают высокими техническими показателями: прочностью, морозостойкостью, долговечностью, хорошими декоративными свойствами.

В зависимости от способа обработки горных пород различают следующие виды каменных материалов и изделий. Выпиливанием или выкалыванием из массива добывают плиты и блоки для каменной кладки, облицовочные плиты, профильные детали и др. Некоторые материалы подвергают обработке скалывающими инструментами, например, бортовый камень, другие — грубоколотые — направляют непосредственно на строительные объекты без последующей механической обработки (брусчатка). Крупный рваный камень (бут) получают после взрывания пород в карьере или при шпуровой разделке крупных блоков; при последующем дроблении из него получают щебень, каменную крошку, песок, а при помоле — минеральный порошок. Из природных сортированных залежей добывают окатанный обломочный материал в виде валунов, булыжника, гальки, гравия. Из природного камня без изменения его состава получают также плавленые материалы (каменное литье).

Для каждого конкретного строительства СНиПом рекомендуются определенные виды материалов и изделий из природного камня. Для возведения фундаментов, например, пригоден бутовый камень, пиленые и колотые камни из всех видов пород, а для кладки стен — камни (плиты), блоки из всех разновидностей известняков, доломитов, песчаников, вулканического туфа; для наружной облицовки применяют облицовочные плиты, профильные изделия из гранита, сиенита, диорита, габбро, базальта, кварцита, иногда мрамора и др., а для внутренней отделки — те же изделия, но получаемые из мрамора, мраморовидных известняков, гипсового камня, туфов и др. (рис. 8.9). Природный камень широко используют в дорожном строительстве в виде бортового и мостильного камней, брусчатки, тротуарных плит (рис. 8.10), для защитной облицовки мостовых опор, а также в конструкциях зданий и сооружений. Например, из гранита построен Большой каменный мост через Москва-реку, из известняка — колоннада Большого академического театра, из песчаника — подпорная стенка храма Василия Блаженного, из габбро — Российская государственная библиотека.

Рис. 8.9. Разновидности штучных изделий из природного камня:

/ — облицовочные плиты; 2 — стеновые блоки; а. г — тесаные, б. д — пиленые, в — колотые

Правильный выбор пород для конкретных строительных работ предусматривает их разделение по величинам прочности при сжатии с выделением марок: 4, 7, 10, 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 800 и 1000 (соответственно — от 0,4 до 100 МПа). К легким относятся каменные материалы, маркируемые в интервале включительно от 4 до 200, а к тяжелым — от 300 и выше.

Рис. 8.10. Разновидности применения природного камня в дорожном строительстве. а — Сорговый камень: прямой (/). лекальный (2), для съездов (J); б — брусчатка: шашка (/), мозаика (2)

Такая же маркировка предусмотрена по степени морозостойкости, которая устанавливается числом циклов замораживания и оттаивания: Мрз 10, 15, 25, 35, 50, 100, 200, 300 и 500. По средней плотности выделяют породы тяжелые, со средней плотностью более 1800 кг/м 3 , средние — 1800—1500 кг/м 3 и легкие — со средней плотностью менее 1500 кг/м 3 . Для возможного снижения прочности при увлажнении пород последние маркируют по коэффициенту размягчения (водостойкости) в пределах 0,6; 0,75; 0,9 и 1.

С учетом вышеуказанных марок уточняют выбор пород, предназначенных для определенных видов строительства. Например, для стеновой кладки подходят только те породы, которые характеризуются марками: по морозостойкости — не менее 15, коэффициенту размягчения — не менее 0,6 и прочности — в зависимости от вида породы; для плотных известняков — в пределах не менее 150, для пористых ракушечников — 25—125 и т. д. Аналогичным образом СНиПом предусматриваются конкретные марки камня для наружной отделки зданий и сооружений, каменных материалов специального назначения (кислото- и щелочестойких, огнеупорных), а также материалов, применяемых в гидротехнических сооружениях и т. п.

Материалы и изделия из природного камня отличаются определенными размерами. Для индустриального строительства с применением подъемных кранов для кладки стен используют крупные каменные блоки массой 0,5—1,5 т, длиной 400—3000 мм, шириной 300—500 мм и высотой 800—1000 мм. Крупные стеновые блоки изготовляют размерами 390x190x188; 490x240x188 и 390x190x288 мм. Облицовочные плиты пиленые обычно имеют толщину 12—80 и ширину 200—1000 мм. В настоящее время в связи с переходом на алмазную обработку для облицовки применяют плиты толщиной 10 мм и меньше.

Размеры дорожных штучных изделий из камня изменяются в следующих пределах: бутовый камень в поперечнике достигает 150—500 мм; брусчатка для мостовых делится по высоте на низкую (высотой 100, шириной 120—150 и длиной 150—250 мм); среднюю (высотой 110—130 мм) и высокую (высотой 140—160 мм) и соответственно с аналогичными низкой брусчатке шириной и длиной. Получаемый при дроблении пород щебень является смесью угловатых обломков размером от 5 (иногда от 3) до 70 мм; содержание обломков пластинчатой (лещадок) и игловатой формы допускается в нем не более 15—25% по массе. Вместе со щебнем получают высевки (искусственный дробленый песок) с размерами до 1 мм. Помолом осадочных карбонатных, реже кварцевых, пород изготовляют минеральные порошки с размерами, необходимыми при производстве соответствующих видов ИСК.

Фтористые соли, образовавшиеся при флюатировании, уплотняют поверхностные слои камня и повышают устойчивость его против выветривания.

Химические меры обработки особенно эффективны для карбонатных пород. Кислые породы перед флюатированием пропитывают раствором известковой соли, которая впоследствии образует с флюатом защитный слой из нерастворимых в воде соединений.

Кроме флюатирования поверхность камня может обрабатываться добавками оксида свинца или железистых соединений, увеличивающих погодоустойчивость поверхности. Для аналогичных целей могут использоваться водные растворы и эмульсии, полимерные вещества и водополимерные дисперсии. Так, например, для получения поверхностного уплотнения камня и гидрофобизации его поверхности и пор применяют кремнийорганические соединения: метилсили- конат натрия ГКЖ-94, этилсиликонат натрия ГКЖ-10 и др., а также водный раствор мочевиноформальдегидной смолы. Известны и другие способы защиты камня от выветривания и разрушения, которые продлевают эксплуатационный срок службы каменных материалов и изделий без заметных выцветов и потускнения поверхности или других следов химического выветривания.

Возникающие аморфные или кристаллические новообразования оказываются практически нерастворимыми в воде. Отлагаясь в по-

Каменные материалы в строительстве. Способы их защиты

Как защитить каменные материалы в строительстве.

Каменные материалы в строительстве. Способы их защиты

Природными каменными материалами называют строительные материалы, получаемые из горных пород за счет применения механической обработки (дробление, раскалывание, распиливание, шлифование и полирование).

• глубинные (гранит, диорит, габбро, лаброзит);
• излившиеся (порфиры, диабаз, базальт);

• рыхлые (пепел, пемза);
• цементируемые (туф);

Механического отложения (обломочные):

• рыхлые (песок, гравий);
• цементируемые (песчаник, конгломерат);

Хемогенные (доломит, магнезит, гипс).

Органогенные (известняк, ракушечник, мел, диатомит).

• Измененные магматические (гнейсы);
• Измененные осадочные (мрамор, кварциты).

Эти материалы широко применяются в строительстве, также являются основным сырьем для получения минеральных вяжущих веществ, сырьем для искусственных каменных материалов.

Применяется в строительстве в виде кусков горной породы неправильной формы (рваный бут).

Получают из осадочных горных пород взрывным способом.

Плиты получают из слоистых горных пород. Масса отдельных бутовых камней достигает 20-40 кг. Предел прочности не менее 10 МПа. Коэффициент размягчения не ниже 0.75. В них не должно быть трещин, расслоений и рыхлых прослоек. Служит для кладки фундаментов, стен не отапливаемых зданий, подпорных стенок. Отходы при заготовке бутового камня дробят и используют в виде щебня для бетона.

Стеновые камни и блоки получают из известняков, вулканических туфов с плотностью до 2200 кг/м³. Размеры камней для ручной кладки 390х190х190. Правильную геометрическую форму получают методом выпиливания из массива, а неправильную — взрывом. Горные породы для стеновых камней и блоков должны иметь прочность не ниже 25 МПа, а коэффициент размягчения не ниже 0.6.

Облицовочные камни и плиты из природного камня получают распиливанием или раскалыванием с последующей механической обработкой. Для наружной облицовки должны быть атмосферостойкими, без трещин, без следов выветривания, иметь красивую и неизменяемую окраску.

Из отходов облицовочных камней делают мозаику.

Конструктивные — обеспечить правильный и быстрый сток воды с поверхности камня, шлифование и полирование до плотной и гладкой поверхности.

Химическая пропитка поверхности пористого камня специальными составами (флюсты и гигрофорбирующие растворы).

Различные механические способы обработки делят природные каменные материалы на следующие основные виды:

• Гравий, песок (добываются при просеивании и промывании горных пород с рыхлой структурой);
• Бутовый натуральный камень (извлекается в открытых карьерах таких осадочных пород, как песчанки, известняки при помощи направленных взрывов);
• Щебень (получают при дроблении пород);
• Камни и блоки (их распиливают непосредственно при добыче в карьере камнерезными машинами из таких легких пород, как ракушечники и туфы);
• Фасонные изделия, камни для облицовки, плиты (получают на предприятиях, специализирующихся на камнеобработке, из пород с высокими декоративными свойствами — мрамора, известняка, гранита).

Природным каменным материалам надо соответствовать различным требованиям СНиП и ГОСТ, которые предъявляются в зависимости от вида их назначения или использования (например, отделка зданий внутри или снаружи, область дорожного строительства или сооружения гидротехнического характера).

К наиболее широко используемым материалам относятся гравий, песок и щебень. Их повсеместно используют для изготовления строительных растворов и смесей как наполнители. Бутовый камень используется наиболее часто при закладке фундамента различных зданий или стен с подпорной функцией и т.д. Пиленные блоки или камни применяют чаще всего для возведения стен при местном строительстве. Материалы, обладающие высокими декоративными свойствами и долговечностью (фасонные изделия, облицовочные камни, плиты) обладают различной характерной поверхностью или фактурой. Такие природные каменные материалы широко применяются для настилки полов, при сооружении ограждений и парапетов, изготовления ступеней, для отделки здания снаружи и внутри. Эти фактурные материалы (тесанные, полированные, колотые, шлифованные) применяются так широко в результате не только декоративных свойств, но и постепенным снижением их себестоимости в результате использования таких последних методов добычи, как механизированное раскалывание, применение алмазных инструментов, термообработки.

Известняки — это осадочная порода, сформированная главным образом кальциевым карбонатом или кальцитом, имеет четко выраженное слоистое строение, которое приобретает в процессе образования. Часто известняки содержат большое количество другой формы кальциевого карбоната — арагонита, также в малых количествах присутствует двойной карбонат магния (кальция) или различные переходные формы между доломитом, известняком и доломитовым изветняком. В процессе образования известняков водой приносятся глиняные частицы, что размывает отчетливые границы между такими породами, как глинистый известняк, глинистый сланец или известняк. Кремень тоже достаточно часто сопровождает известняк в виде кремниевых конкреций (желваков) или явно или неявно выраженных слоев. В процессе глубинного метаморфизма известняк — эта мягкая, легко царапающаяся ножом порода — образует мрамор. При метаморфизме под воздействие высоких температур и большого давления, кальций постепенно проходит стадию перекристаллизации и образует мозаичную структуру. При этом процессе образуются изометричные, с четкими границами, зерна, примерно одинакового размера, слагающие плотные агрегаты.

Известняк имеет объемную плотность 2,2-2,7, с разбавленной кислотой вступает в бурную реакцию. Преобладающий цвет — серый, белый, коричневатые оттенки, по может иметь различную окраску, включая черную.

Известняк по степени использования уступает только песчаникам и гравийным отложениям, так как легко обрабатывается, обладает прекрасными химическими свойствами и широко распространен.

Гравий — это рыхлая горная порода, сложенная обломками различных минералов и пород размером, по разным данным, 1 — 10 мм или 2 — 20 мм в поперечнике. По фракции гравий делиться на:

• мелкий (1 -2,5 мм);
• средний (2,5 – 5 мм);
• крупный (5 – 10 мм).

Виды происхождения гравия различны:

Часто гравий под воздействием глиняных частиц и воды цементируется и образует гравелиты.

Применение гравия: дорожное строительство, наполнитель бетона, строительный материал.

Гранит — образуется в следствии гранитизации самых различных пород под влиянием метаморфизма, магматизма и часто имеет смешанное происхождение. Гранитные массивы преобладают в земной коре (больше континентальной), это горная порода является наиболее распространенной. Структура породы явнокристаллическая, может изменяться от мелкозернистой до крупнозернистой, что является следствием очень медленного застывания изверженных магматических пород на большой глубине.

Облицовочные природные и искусственные каменные материалы

Природные каменные материалы по своему происхождению могут быть разделены на изверженные (магматические), осадочные, образовавшиеся путем осаждения древних мелких минеральных и органических частиц, и метаморфические — вторично изменившиеся магматические и осадочные породы. В строительстве используются все виды этих пород.

Гранит — магматическая изверженная глубинная порода, обладающая хорошими строительными и декоративными качествами, имеет прочность 120–250 мПа и объемную массу 2600–2700 кг/м³. Из карьерного камня без определенных форм и размеров, выпиливают или вытесывают блоки и плиты требуемой величины и формы. Гранит используется в основном на облицовку цоколей и других наружных частей здания.

Туф — магматическая излившаяся пористая порода с объемной массой 700–1400 кг/м³. Прочность 5–20 мПа. Камень морозостоек, обладает малой теплопроводностью, декоративен. Для облицовки фасадов зданий применяется в виде колотых и пиленых блоков и плит.

Известняк — осадочная горная порода обладает прочностью 10–100 мПа и объемной массой 1800–2600 кг/м³. Материал поддается декоративной обработке, морозостоек и долговечен. Применяется как облицовочный камень для наружных стен и цоколей зданий.

Мрамор — метаморфическая порода, легко поддающаяся обработке и полировке, имеет прочность 100–300 мПа и объемную массу 2000–2500 кг/м³, но имеет невысокую морозостойкость. Обладающая высокими декоративными свойствами она чаще применяется в отделке внутренних стен и полов зданий, реже — для наружной отделки.

В настоящее время большую популярность приобретает отделка фасадов зданий искусственными материалами: бетонными и керамическими плитами, мозаикой, крупноразмерными листовыми материалами, искусственным мрамором, плиткой из стекла и др.

Искусственный камень производится из портландцемента, легковесных наполнителей и минеральных красителей, то есть всех тех составляющих, что входят в состав природных камней, а также специальных добавок, увеличивающих прочность и морозостойкость изделий. Искусственный камень привлекателен в работе, он не нуждается в дополнительной обработке; гораздо легче натурального камня, поэтому не требует усиления фундамента и конструкций, для его установки не надо специальных навыков. Гарантия на продукцию по заверениям фирм-производителей — не менее 40 лет.

Среди российских и зарубежных производителей и продавцов можно назвать Foreland («Дикий камень»), Kamrock, Eurokam, Эколит Консорциум, Chelsea Group, Villa da Vinchi, Deco Stone и др. Отделочный камень, выпускаемый этими компаниями, на глаз практически неотличим от натурального базальта, песчаника, известняка или любых других пород природного материала. Фактура облицовочного искусственного камня зависит от способа его формирования и обработки. Она может быть гладкой (шлифованной), рельефной и имитирующей природный камень. Сегодня существует несколько категорий, на которые подразделяются искусственные каменные материалы в зависимости от его фактуры.

Дикий бутовый камень — имитация необработанного камня, разного по величине, с сохраненным природным рисунком (рис. 56). Создает впечатление нарочито грубой кладки. Камень естественной (природной) формы, не имеющий постоянных и правильных геометрических размеров и тем более прямых углов. Камень в основном имитирует известняки, необработанный мрамор и кварц, а также булыжник и галечник. Стандартных размеров нет и быть не может — каждый производитель придумывает элементы со своими параметрами, легко образующие композицию.

рис. 56. Бутовый камень

Слегка обработанный камень — на отесанном прямоугольном основании сохраняется объем с дикой поверхностью (в основном имитирует рыхлые известняки и песчаники). Отличается четкой геометрией и прямыми углами (рис. 57). При взгляде на этот камень, кажется, что глыбу распилили на квадраты и прямоугольники, а наружную поверхность оставили в первозданном виде.

рис. 57. Слегка обработанный камень

Грубый скол имитирует черновую обрубку камня в бруски (рис. 58). Его поверхность как будто набрана из отдельных тонких пластин, соединенных в композицию. Облицованная поверхность напоминает скалу, выкрошенную временем и непогодой.

рис. 58. Грубый скол камня

Тонкая обработка — тщательно отесанные камни (рис. 59).

рис. 59. Камень тонкой обработки «керамический гранит»

Речной камень — обкатанные водой речные камни (рис. 60).

рис. 60. Речной камень