18. Облицювальні вироби з гірських порід. Різновиди, властивості і особливості.

Багато оздоблювальні та облицювальні матеріали виробляють з природного декоративного каменю будівельного, як одного з видів гірської породи, що представляє скупчення мінералів у вигляді щільних кам'яних тел. Такі гірські породи в силу особливостей освіти за своїм мінералогічним складом досить різноманітні. Їх можна класифікувати за походженням (генетична класифікація), за методами обробки (технологічна класифікація) і по довговічності.

Генетична класифікація

За походженням гірські породи поділяють на:

а) магматичні, або вивержені (глибинні і излившие

ся), що утворилися в надрах землі або на поверхні з

магми, що представляє собою силікатний розплав;

б) осадові, що утворилися шляхом осадження неорганічних

або органічних речовин на дні водних басейнів і повер

хности землі;

в) метаморфічні вивержені і осадові, є про

дуктом глибокої зміни вивержених і осадових за

рід під дією високих температур і тисків.

Технологічна класифікація базується в основному на показник твердості оброблюваного каменю. Кам'яні будівельні матеріали діляться на три групи: тверді, середньої твердості і м'які.

До твердих каменів відносять породи, що включають як обов'язкову частину мінерали, що мають твердість за шкалою Мооса 6-7 (наприклад, кварцит, граніт, сієніти, габро, лабрадоритів та ін). Їх межа міцності при стисненні від 50 до 400 МПа. Такі породи в будівельній практиці частіше використовують в якості облицювального матеріалу. 

 

До каменів середньої твердості відноситься велика група гірських порід, що включає мармур, вапняк, пісковик (на вапняному цементі), деякі види вулканічного туфу, доломіт, сланці й ін. Їх межа міцності при стиску від 20 до 120 МПа.

До м'яких каменів відносять порівняно невелику групу гірських порід, що включає гіпсовий і тальковый камені, деякі різновиди доломіту і вапняку-черепашнику. Вони відрізняються низьким межею міцності при стисненні від 0,6 до 50 МПа.

Класифікація по довговічності

З позиції стійкості атмосферних впливів камені класифіковані на чотири групи

Наведена класифікація досить умовна, так як довговічність каменя у значній мірі залежить від умов експлуатації. Наприклад, при використанні каменю в умовах внутрішнього облицювання його довговічність може виявитися практично необмеженою.

Характеристика облицювального каменю

Фізико-механічні та декоративні показники складових гірську породу мінералів (твердість, колір, блиск, прозорість та ін) і їх просторове розташування в породі впливають на її будівельні якості і в значній мірі визначають область її застосування.

 

Багатство кольорів у камені виключно велика, а численність різновидів відтінків і малюнка робить облицювальний камінь неповторним. Важливим фактором декоративності каменю є блиск складають його мінералів. Він характеризує здатність гірської породи приймати дзеркальну фактуру, в якій повністю виявляються малюнок і всі нюанси забарвлення.

Спайність мінералів - властивість розташовуватися в певних, властивих даному мінералу, напрямках. Площині спайності відрізняються рівністю і блиском, тому при обробці сколюванням порода набуває поверхневий іскристий блиск. Наявність спайності кілька порушує спрямованість руйнування, оскільки під дією удару камінь сколюється не тільки в потрібному напрямку, але і по лінії найменшого опору, що визначається площинами спайності. У цьому випадку поверхня обробки набуває деяку нерівність, характерну для порід, складених з мінералів з яскраво вираженою спайність, тобто виріб отримує своєрідну шорстку поверхню, на якій в ряді випадків і зупиняються.

До складу декоративного каменю входять переважно мінерали, що є солями кремнієвої, вугільної або сірчаної кислот. Основні властивості найважливіших породоутворюючих мінералів наведено в табл. 1.3.

Перераховані в табл. 1.3 основні властивості породоутворюючих мінералів не можуть розкрити характер кожного з них. Деякі з мінералів, наприклад, кварц, у міру підвищення температури проходить ряд кристалографічних модифікацій. Сторонні домішки, навіть в незначних кількостях, можуть змінювати не тільки колір і блиск мінералу, але і відображатися на інших властивостях.

Поєднання альбіту і анортита у співвідношенні 40-60 % носить назва «Лабрадор», який є складовою частиною каменю лабрадориту і надає йому завдяки ирризации високу декоративність.

Присутність слюд у складі гірської породи надає сколу каменю характерний блиск і покращує його декоративність, але при цьому знижується стійкість.

Карбонатні породи, що складаються в основному з кальциту, володіють характерною ознакою: при дії соляної кислоти вони «скипають» внаслідок виділення вуглекислого газу через розкладання утворюється нестійкої вуглекислоти. Багато карбонатні породи містять гіпс, ангідрит з домішками заліза, що різко змінює декоративні властивості.

Для облицювання будівель використовують широке розмаїття гірських порід. Наявність алмазного інструменту і термообробки дозволяє з успіхом обробляти такі «тверді» камені, як лабрадорит, днорит, габро, базальт, граніти з високим вмістом кварцу.

Твердий камінь (граніт, гнейс, діорит, сієніти, габро, лабрадорит та ін) характеризується високою монолітністю, що дозволяє отримувати великі блоки, придатні для виготовлення не тільки оздоблювальних деталей, але і створення монолітів. Забарвлення твердого каменю, хоча досить різноманітні, але все ж обмежені. У ахроматическом ряду відомі чорні і свегло-сірі різновиди каменю з обмеженим числом переходу тони, яскраво-червоні, жовтувато-рожеві, коричневі, блакитно-сірі. Характерною ознакою цих порід є наявність рівномірно розподілених дрібних і великих включень.

Обмежені декоративні можливості твердих каменів розширюються шляхом надання його поверхні заданого рельєфу або дзеркальною гладкості. Основним призначенням таких каменів є зовнішня облицювання (цокольна частина будівель, стилобат, сходів, оздоблення набережних та ін), схильна до механічних впливів.

Граніт - багата кремнекислотой зерниста порода. Має, як правило, полнокристаллическое будова, що забезпечує тривалість експлуатації в спорудах навіть при несприятливих умовах більше 1000 років. Монолітне будівництво дозволяє отримувати блоки великих розмірів, придатні тому числі і для монументальних деталей.

Гнейс відрізняється від граніту наявністю сланцеватости, і це дозволяє легко отримувати з масиву матеріал у вигляді плит. З-за сланцеватости знижена і погодостійкість гнейсу, тому в облицюваннях плити доцільно встановлювати таким чином, щоб сланцеватость була паралельна площині стіни.

Діорит добре чинить опір стирання і погано полірується, даючи жирний блиск без чіткого відображення. Його бажано використовувати для виготовлення ступенів і плит для підлоги з інтенсивним рухом. Досить довговічний і придатний для зовнішніх оздоблень в будь-яких кліматичних умовах.

Сієніт. Повна відсутність або незначна присутність кварцу робить гірську породу порівняно легко обробляється порівняно з гранітом. Добре полірується і приймає дзеркальний блиск. Достатньо погодоустойчива і може застосовуватися для зовнішнього облицювання.

Габро. Середньо - і дрібнокристалічні різновиди досить погодостойки. Тому гірська порода, придатна для зовнішньої обробки будівель, але зустрічається значно рідше граніту і, як правило, утворює невеликі масиви.

Лабрадорит. Деякі різновиди мінералу - Лабрадора, вхідні до складу гірської породи, володіють властивістю высокодекоративным ирризации, тобто синім або зеленувато-синім відблиском в зламі або на полірованої поверхні. Гірська порода має відносно невисоку міцність внаслідок крупнокристалічних структури.

Тешенит - порода відноситься до сімейства лужних габроїдів, але має відносно невисоку блочність в родовищах.

Діабаз. Особливою декоративністю має гірська порода з ура-литовой роговою обманкою. Вона набуває зеленувате забарвлення. Відрізняється великою в'язкістю і малої стираністю.

Кварцовий порфір. Изверженная излившаяся гірська порода, близька за складом до граніту. Присутність кольорових мінералів з групи амфіболітів, піроксенів і слюд робить її досить декоративною. Добре полірується.

Базальт. В залежності від умов охолодження гірська порода може бути скловатою (витробазальт) або полнокристаллической (до-лорит). Погодостійкість залежить від петрографічного складу і характеру пір. Пористі різновиду базальту добре обробляються і використовуються для деталей зовнішніх облицювань ускладненої форми.

Мармур - метаморфічна гірська порода, утворена в внаслідок дії високих температур і тиску на масиви вапняку і доломіту. Мармур добре обробляється всіма видами інструментів, у тому числі і алмазним інструментом. Це дозволяє за допомогою спеціальних прийомів обробки значно збагатити його широку палітру кольорів.

Білий мармур являє собою найбільш довговічний матеріал з карбонатних порід, оскільки він позбавлений сторонніх включень, порушують однорідність структури. Найбільш цінними видами білого мармуру вважають його так звані «статуарные» різновиди - білий напівпрозорий теплого тону, міцної будови, позбавлений або з малюнком слабовыраженным світло-сірого кольору, непомітного при тонко шліфованих фактурах

Сірий мармур в більшості випадків має шарувату забарвлення, що дозволяє отримати в залежності від напрямку різу однотонно забарвлену поверхню (розріз уздовж шару) або поверхню з шаруватої забарвленням (поперек шару).

Кольоровий мармур включає власне мармури, мармуроподібні вапняки і доломіти.

Забарвлення мармуру обумовлена наявністю в його складі оксидів заліза, марганцю, углистого речовини і металів. Він має складний малюнок, не дає великих блоків, невисокою погодоустойчиво-сті і тому в зовнішніх оздобленнях його не використовують.

Мармуроподібні кольорові вапняки мають високу міцність, різноманітне забарвлення і складний малюнок з частими вкрапленнями фауни і флори.

Конгломерати і брекчії утворюються з природним скріплених клеєм у монолітну масу гальки або щебеню. Різноманітність форм, розмірів складових його елементів, а також широкий діапазон кольорів надають породі виняткову декоративність.

Вапняки по своїм фізико-механічним характеристикам діляться на малостійкі грубопористые, більш міцні дрібно - і середовищ-непористі щільні і міцні.

Особливу цінність становлять вапняки білого і світло-сірого кольору з невеликими домішками оксидів заліза, що додають йому коричневі або рожеві, теплі відтінки.

На погодостійкість вапняків в різній мірі впливає ступінь чистоти їх складу. До шкідливих домішок відносять глину (свьпне 3 %) кристали піриту, що є осередком руйнування породи.

Піщаник за складом цементуючої речовини ділиться на вапняний, доломітовий, глинистий, кварцовий, гіпсовий та ін., а за крупності класичних зерен - на дрібно-, середньо - та крупнозернистий. В залежно від складу цементуючого речовини показники його фізико-механічних властивостей мають досить значний розкид навіть у межах одного родовища. Колір пісковика - темно-сірий, проте відомі також зеленувато-сірі, коричневі, жовтуваті, червоні і інші його різновиди.

Вулканічний туф - продукт цементації і ущільнення раніше накопиченого вулканічного матеріалу В більшості випадків це дрібний уламковий матеріал, спечений під впливом високих температур або зцементований природним сполучною. Вулканічні туфи досить декоративні, володіють різним кольором з красивим малюнком.

В останні роки вулканічний туф зарекомендував себе першокласним обробним матеріалом.

Вапняні туфи, відомі під назвою травертин, володіють хорошою оброблюваністю, високою декоративністю і відмінною погодоустойчивостью, тому їх досить широко використовують у будівництві. Характерна особливість - його пористе складання, що дозволяє в розрізі отримувати декоративну поверхню, крім того, він досить морозостійкий (до F50).

Слюдяні сланці утворилися під впливом високих температур і тисків з глинистих сланців. У безпосередній близькості від застывающей магми вони піддаються повної перекристалізації навіть з утворенням нових мінералів (кордієрит, ставролит та ін). У разі збереження сланцевости утворюються слюдяні сланці - матеріал, придатний для виготовлення зовнішніх і внутрішніх облицювань. Слюдяні сланці можна застосовувати без фактурної обробки лицьової поверхні, так як поверхня розколу дуже декоративна.

Камені м'які. До цієї групи відносять гірські породи з твердість за шкалою Мооса менше 3, а саме - гіпсовий камінь, талько-хлорит і слабкі вапняки-черепашники.

Гіпсовий камінь і ангідрит у багатьох своїх різновидах дуже декоративні, мають рожевий, білий, сірий і блакитний кольори з різними малюнками. Придатні для внутрішніх оздоблень. Дуже добре обробляються, приймають хорошу полірування, при якій чітко виявляється їх малюнок.

Тальковый камінь - метаморфічна гірська порода різних відтінків. Камінь декоративно пофарбований і має красивий малюнок. Добре обробляється і тому використовується для виробів.

Вапняки-черепашники мають досить велике поширення. Мають высокопористой структурою, мають невисоку міцність і у ряді випадків досить високу погодоустоичивость (з морозостійкістю F35 і вище). Легко піддаються розпилюванню на плити і блоки, але погано поліруються.