книги из ГПНТБ / Александровский А.В. Материаловедение для штукатуров, плиточников, мозаичников учебник

Мелкозернистую терразитовую смесь обозначают буквой М, среднезернистую — С и крупнозернистую— К.

Все горные породы, в том числе и применяемые для получения декоративной крошки и облицовочных плит, в зависимости от усло­ вий их образования в земной коре, разделяют на первичные (магма­ тические), вторичные или осадочные и видоизмененные или мета­

шпата и небольшого количества слюды (рис. 12). Объемная масса гранита 2500—2700 кг/м3-, предел прочности при сжатии 1000— 2500 кгс/см2 и выше. Водопоглощение невелико — около 0,9%, что обеспечивает высокую морозостойкость. По размерам зерен грани­ ты делятся на мелко-, средне- и крупнозернистые. Наибольшей экс­ плуатационной стойкостью обладают мелкозернистые граниты, в ко­ торых преобладает кварц.

Цвет гранита чаще всего серый, голубовато-серый и темно­ красный. Все граниты хорошо обрабатываются — шлифуются и по­ лируются.

Кроме гранита, из глубинных пород в строительстве используют сиенит, диорит и габбро.

С и е н и т — порода, похожая на гранит, но из-за отсутствия кварца более темного цвета и с менее выраженной кристалличе­ ской структурой.

крупнозернистая. Он также хорошо шлифуется и полируется. По сравнению с гранитом он более стоек против истирания и выветри­ вания. Встречаются диориты с вкраплениями пирита (FeS2); их стойкость невелика.

Г а б б р о — преимущественно крупнозернистая порода, на 50% состоящая из полевых шпатов. В зависимости от других составляю­ щих она может быть серого, темно-зеленого, коричнево-зеленого и

100

даже черного цвета. Объемная масса 2900—3000 кг/м3. Предел прочности при сжатии 2000—3500 кгс/см2.

Очень эффективна для отделки поверхностей близкая к габбро горная порода — л а б р а д о р и т . Главной его составляющей яв­ ляется минерал — лабрадор. Благодаря ему полированная поверх­ ность лабрадорита очень красива — она переливается яркими цве­ тами: синим, голубым, зеленым, золотистым и другими. Объемная масса лабрадорита 2900—3000 кг/м3. Предел прочности при сжа­ тии в среднем около 2000 кгс/см2.

В Казахстане добывают хорошо полирующуюся плотную магматиче­ скую породу — а н о р т и з и т светло-. серого и белого цвета. Встречается темно-серый и почти черный анорти­ зит.

Остывание излившихся пород происходило при температуре и дав­ лении, близким к атмосферному. Это лавы, излившиеся при извержении вулканов (новейшие породы), или застывшие близко от земной поверх­ ности (древние породы).

Быстрое остывание препятство­ вало образованию крупных зерен от­ дельных составляющих магмы. По­ этому излившиеся породы имеют

ему химическому составу они аналогичны соответствующим глу­ бинным породам. Примером древних излившихся пород могут слу­ жить порфиры и диабаз.

П о р ф и р ы , в зависимости от химического состава магмы, де­ лят на кварцевые (аналог гранита), бескварцевые (аналог сиени­ та) и порфириты (аналог диорита). Наличие вкрапленных крупных зерен, чаще всего полевого шпата (рис. 13), снижает стойкость порфиров по сравнению с глубинными породами. Поэтому смеши­ вать крошку тех и других для мозаичных полов не следует.

Д и а б а з — аналог габбро. В отличие от порфиров обладает высокой прочностью — до 4500 кгс/см2, большой вязкостью и малой истираемостью. Он представляет собой породу с зернами разной крупности темно-серого или зеленовато-черного цвета. Обладает высокой кислотостойкостью, что позволяет применять его в качест­ ве наполнителя в кислотостойких растворах.

К новейшим излившимся горным породам относятся базальт, трахит и андезит. Б а з а л ь т , как и диабаз, представляет собой ана­ лог габбро.

Это одна из самых распространенных излившихся пород. Цвет sero большей частью темно-серый. Структура может быть скрытно-

101

кристаллистической или стекловидной. Объемная масса 2900— 3300 кг/м3. Прочность на сжатие зависит от наличия трещин и ко­ леблется от 1000 до 5000 кгс/см2. Прочность плавленного базальта

серого цвета. Объемная масса близка 2200 кг/м3. Предел прочности при сжатии 500—900 кгс/см2. Из-за низкой прочности к истиранию и выветриванию его можно применять только для отделки стен внутренних помещений.

А н д е з и т (аналог диорита) — порода серого цвета. Объемная масса в зависимости от пористости находится в пределах от 2200

до 2700 кг/м3.

Кроме перечисленных выше плотных излившихся пород, в от­ делочных работах используют рыхлые и сцементированные продук­ ты извержений. К первым относятся пемза и вулканический пепел; они рассматриваются ниже в разделе легких природных наполни­ телей. Для получения декоративной крошки и облицовочных плит используют в у л к а н и ч е с к и е туфы, которые представляют уплотненные и сцементированные вулканические пепел и песок.

В зависимости от происхождения принято различать собственно туфы и трассы, туфолавы и фальзитовые туфы. Из уплотненных туфов наиболее известны пемзовые, бюроканские и ереванские. Пемзовые туфы содержат большое количество обломков лавы в основном желто-оранжевого цвета и многочисленные включения пемзового стекла. Бюроканский туф иногда называют пламенным. Он малинового цвета с включениями стекловидного материала чер­ ного цвета, похожими на языки пламени. Ереванский туф — плот­ ная порода и представляет собой в основном вулканическое стекло. Цвет кирпично-красный, бурый и черный.

К плотным вулканическим туфам относится и трасс — светлая, желтая, серая или бурая пористая горная порода. Наиболее изве­ стен плотный карадагский трасс. Туфолавы образовались при по­ падании вулканического пепла и песка в жидкую расплавленную лаву. Они представляют собой стекловидную массу с включениями пористого пемзошлакового материала. Цвет его розовый, розовато­ фиолетовый, светло-серо-фиолетовый. Объемная масса 750— 1400 кг/м3, предел прочности при сжатии 60—100 кгс/см2.

Фельзитовые туфы — также результат извержения вулканов, но выпадение и дальнейшее туфообразование происходило в воде. Они

горных пород под действием ветра, воды, колебаний температуры, ледников и других факторов. В зависимости от условий образова­ ния осадочные породы подразделяются на механические отложения, химические осадки и органогенные отложения.

К механическим отложениям относятся рыхлые (природные гравий, пески и глины) и сцементированные (песчаники). Для из­

02

готовления крошки и облицовочных плит используют песчаники (рис. 14)— пески, сцементированные в плотное тело природными вяжущими. В зависимости от вяжущего вещества различают изве­ стковые и кремнистые песчаники: первые сцементированы кальци­ том, а вторые кремнеземом. Наиболее плотными и стойкими яв­ ляются кремнистые песчаники. Они имеют объемную массу до 2700 кг/м3 и предел прочности при сжатии до 2500 кгс/см2.

кальция пористого, скорлуповатого или ноздреватого сложения. Предел

прочности его при сжатии составляет до 800 кгс/см2. Он легко обра­ батывается и хорошо шлифуется. Благодаря глухому характеру пор он достаточно морозостоек.

Органогенные осадочные породы образовались в результате жизнедеятельности и отмирания организмов, живших в морских и пресных водах. В отделочных работах из этих пород применяют известняки, мел, диатомиты, трепел и опоки. Для получения обли­ цовочных плит, каменной крошки и муки используют плотные из­ вестняки. Мел применяется как белый пигмент и как наполнитель для мастик; диатомиты, трепел и опока чаще всего применяются как легкий заполнитель.

И з в е с т н я к и образовались на дне морских бассейнов из ос­ татков животных и частично из химических осадков. Под давле­ нием воды они уплотнялись и, кроме того, цементировались угле­ кислым кальцием. Цвет известняков белый, желтоватый, сероватый, красноватый, бурый и др. Объемная масса в зависимости от степе­ ни уплотнения находится в пределах 1700—2600 кг/м3. Предел прочности при сжатии зависит от степени уплотнения и присутст­ вия кремнезема и составляет от 80 до 2000 кгс/см2.

Видоизмененные или метаморфические породы образовались из осадочных или изверженных пород под воздействием высоких тем­ ператур и давлений. Происходило это тогда, когда они в резуль­

103

тате горообразовательных процессов перемещались с поверхности в глубь земной коры. Из метаморфических пород в отделочных ра­ ботах чаще всего используют мрамор и кварцит.

менее крупные кристаллы в основном кальцита прочно соединены между собой без всякого цементирующего вещества. Предел проч­ ности мрамора при сжатии около 1200 кгс!см2, а в отдельных слу­ чаях может достигать 3000 кгс/см2. Он бывает белого, розового, желтоватого, красного, серого, чер­ ного и других цветов, часто с узор­ чатым рисунком и различными про­ жилками на поверхности. Мрамор легко пилится, хорошо шлифуется и полируется. Особенно хорошо поли­ руются мелкокристаллические мра­ моры. Недостаток мрамора — слабая устойчивость к воздействию газов (сернистого газа, сероводорода), в результате чего он теряет цвет и блеск. Поэтому мрамор применяют в основном для отделки внутренних

помещений.

Кроме мраморов, в природе часто встречаются известняки, в которых процесс кристаллизации полностью

не закончился. Под микроскопом в них среди плотной массы видны отдельные кристаллы. Такие породы называют мраморовидными известняками. По своим свойствам они занимают промежуточное положение между известняками и мраморами.

К в а р ц и т — видоизмененные кремнистые песчаники с перекристаллизовавшимися зернами кварца. Очень плотная горная порода. Предел прочности при сжатии около 4000 кгс/см2. При от­ сутствии примесей кварцит белого цвета, а при их наличии может быть красным, фиолетовым или темно-вишневым.

Для придания отделочному слою блеска к заполнителям в не­

гие пластинки, которые в свою очередь расщепляются на более тонкие листочки. Вследствие этого свойства прочность и морозо­ стойкость слюды невелики, чем и объясняется ограничение ее при­ менения. Хороший блеск и приятную игру цвета дает крошка, по­ лученная от боя стекла. Однако об ее острые грани легко поранить­ ся, поэтому из штукатурки со стеклянной крошкой устраивают от­ дельные вставки на фасаде зданий. При работе с растворами, в ко­ торые введена крошка, проявляют особую осторожность.

104

Несколько меньшую игру цвета дает гранулированное стекло — стеклянная крошка с закругленными гранями, имеющая крупность зерен от 2 до 5 мм. Для получения гранулированного стекла бой цветных стекол и отходы стекольного производства пропускают через молотковую дробилку или бегуны, после чего отсеивают нуж­ ную фракцию. Добавка стекла и слюды в смеси, предназначенные отделкой шлифованием, не допускается.

Для декоративной отделки поверхностей набрасыванием крош­ ки при помощи пневматических аппаратов применяют, кроме крош­ ки из горных пород, керамики и стекла, крошку, полученную дроблением цветных полимеров.

Очень большие возможности для получения крошки разного цвета дает предварительный обжиг крошки различных осадочных пород. Такая крошка может быть использована и в наборно-моза­ ичных работах.

Заполнители для щелоче- и кислотостойких растворов

Для приготовления щелоче- и кислотостойких растворов приме­ няют кварцевый природный песок или песок, полученный дробле­ нием невыветренных изверженных, метаморфических или плотных карбонатных осадочных пород.

Предел прочности при сжатии этих пород в насыщенном водой состоянии должен быть не менее 400 кгс/см2. Кроме того, песок для растворов, подвергающихся в процессе эксплуатации воздей­ ствию растворов кислот, должен иметь кислотостойкость не мень­ ше 94% по массе. Песок для щелочностойких растворов должен содержать не более 1 % пылевидных и глинистых частиц.

Заполнители для рентгенозащитных растворов

Для приготовления рентгенозащитных растворов используют песок, полученный дроблением особо тяжелых горных пород — ба­ рита, магнетита, лимонита и др. Насыпная объемная масса песка

Кроме песка из тяжелых пород, для рентгенозащитных раство­ ров можно применять мелкоизмельченный чугунный скрап и чу­ гунную дробь с частицами размером от 0,8 до 2 мм. Насыпная объ­ емная масса такого заполнителя должна быть не менее 4500 кг/м3. Все заполнители при хранении следует оберегать от засорения и загрязнения.

§ 25. ЛЕГКИЕ ЗАПОЛНИТЕЛИ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ

Легкие заполнители делятся на неорганические природного или искусственного происхождения, представляющие собой мелкопори­ стые материалы, и органические — отходы или специально перера­ ботанные материалы органического происхождения.

105

Неорганические легкие заполнители

По происхождению пористые неорганические заполнители под­ разделяются на две группы: природные (естественные) и искус­ ственные.

К песку из природных пористых заполнителей относят песок из пористых горных пород, получаемый рассевом или частичным

песок с объемной массой около 550 кг/м3, который после более тон­

карбонатных и кремнеземистых пород.

Из карбонатных пород используют пористые известняки, в том числе известняки-ракушечники, известковые туфы и пористые до­ ломиты, из кремнеземистых — диатомиты, трепел и опоки. Все эти породы осадочного органогенного происхождения.

Д и а т о м и т ы (рис. 16)— рыхлая порода, состоящая преиму­ щественно из скопления микроскопических панцирей диато­ мовых водорослей. В них также присутствуют ил и глина. Плот­ ность диатомитов колеблется от 1,84 до 2,40 г/см3, а объемная мас­ са находится в пределах 120—1250 кг/м3.

С течением времени диатомиты уплотнялись, кремнезем пан­ цирей превращался в аморфный гидрат кремнезема и отдельные зерна скреплялись между собой кремнистым цементом. Такие по­

106

ет — 2,5. Объемная масса трепелов зависит от степени уплотнения и находится в пределах 300—900 кг/м3.

При дальнейшем уплотнении под давлением вышележащих слоев трепел превращается в опоку . Опока плотная, прочная по­ рода тонкозернистого строения, которая почти вся состоит из аморфного кремнезема.

Благодаря большому содержанию аморфного кремнезема эти породы широко используют в качестве активных гидравлических добавок к вяжущим материалам.

Искусственный пористый песок получают путем термической обработки силикатного сырья и рассева. В некоторых случаях по­ лученный продукт перед рассевом подвергают дроблению в специ­ альных машинах — дробилках.

В зависимости от исходного продукта различают искусственный песок, полученный из отходов промышленности или специально изготовляемый.

Из отходов промышленности для получения пористого песка используют в основном топливные и отвальные металлургические шлаки.

Т о п л и в н ы м и ш л а к а м и называют остатки, образующиеся после сжигания твердого топлива, главным образом каменного угля. Строение и свойства шлаков зависят от вида и сорта угля, его состава, способа сжигания топлива (в кусках или пылевидном состоянии), режима горения.

Шлаки представляют собой пористые куски различной вели­ чины, образовавшиеся из неорганических примесей угля.

Объемная масса в россыпи легких вспененных шлаков состав­ ляет примерно 400, тяжелых— 1200—1600 кг/лг3.

Предел прочности при сжатии легких шлаков 25—50, тяже­ лых —до 400 кгс/см2.

Дроблением кусков шлака получают шлаковый песок, применя­ емый в теплоизоляционных и обычных штукатурных растворах, и шлаковый щебень, из которого изготовляют стеновые камни и блоки.

Г о р е л ы е п о р о д ы — продукт естественного обжига, проис­ ходящего в результате самовозгорания кусков пустой породы в от­ валах на угольных шахтах.

Для применения , в строительстве наибольшую ценность имеют

На песке из горелых пород можно приготовлять растворы ма­ рок до 100. Производство и применение такого песка часто оказы­ вается экономически оправданным в угольных районах, где нет залежей чистого природного песка.

Техническими условиями ограничивается содержание несгорев­

107

шего топлива в песке из топливных шлаков и горелых пород. Оно не должно превышать следующего количества (в % по массе):

Кискусственным пористым пескам относятся: керамзитовый, из шлаковой пемзы (термозита), аглопоритовый, из гранулированного шлака, перлитовый и вермикулитовый.

Ке р а м з и т . Исходным сырьем для получения керамзита слу­ жат легкоплавкие глины, обладающие способностью благодаря наличию веществ, переходящих при нагреве в газообразное состоя­ ние, при обжиге увеличиваться в объеме (вспучиваться) в 2—4 ра­ за с образованием пористой структуры. Из сырьевой смеси надле­ жащего состава на дырчатых вальцах формуют шаровидные гра­ нулы, которые обжигают во вращающихся печах. Керамзит состоит

из округлых зерен коричневого цвета. Его объемная масса 300— 900 кг1м3, предел прочности при сжатии 6—30 кгс/см2. Керамзито­ вый песок может быть округлый, получаемый рассевом керамзита, и дробленый, получаемый дроблением и рассевом керамзитового гравия. В последнем случае он имеет серый цвет, близкий к чер­ ному.

Легким и прочным заполнителем является ш л а к о в а я п е м ­ за (термозит, пеношлак), получаемая вспучиванием расплавов ме­ таллургических шлаков водой, паром или их смесью. Перерабаты­ вают шлак в шлаковую пемзу на специальных механизированных установках.

Из глыб термозита получают на дробильных установках термо* зитовые щебень и песок (ГОСТ 9760—61).

108

жженные горелые породы серого и красного цветов подвергают аг­ ломерации. Процесс агломерации состоит в том, что указанные материалы в раздробленном виде смешивают с небольшим коли­ чеством глиняного молока и затем спекают на агломерационных решетках. После охлаждения агломерата его дробят и рассорти­ ровывают (рассеивают) на крупный и мелкий заполнитель.

Аглопоритовый песок подразделяется на 4 марки: 500; 700; 900 и 1100. Насыпная объемная масса песка для отнесения к той или иной марке должна удовлетворять требованиям табл. 12.

Т а б л и ц а 12

Насыпная объемная масса аглопоритового песка

Кроме шлаков и горелых пород, для получения аглопорита можно использовать легкоплавкие глины, суглинки, супеси, угле­

зернышко) представляют собой смесь округлых пористых зерен размером от 0,5 до 1 мм. Получают их при быстром охлаждении металлургического шлака водой или водой и воздухом.

Благодаря быстрому охлаждению шлак сохраняет некоторое количество химической энергии, которая в дальнейшем при соот­ ветствующих условиях затрачивается на кристаллизацию химиче­ ских соединений. Это позволяет получить из гранулированного

мый при термической обработке дробленых вулканических стекол, содержащих связанную воду.

Перлитовый песок (ГОСТ 5.1282—72) широко применяется как легкий заполнитель. Насыпная объемная масса вспученного пер­

литового песка составляет менее 75 кг/м3. Размер зерен не более

1,2 мм.

109