Архив ZIP - WinRAR (2) / МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ / Материаловедение / 2 Природ.камен.мат-лы
.docРАЗДЕЛ 2. ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Каменные строительные материалы включают широкую номенклатуру изделий, получаемых из горных пород: рваный камень в виде кусков неправильной формы (бут, щебень и др.), изделия правильной формы (блоки, штучный камень, плиты, бруски), профилированные изделия и др. Исходя из специфики технологии производства их разделяют на три группы. Первую составляют нерудные строительные материалы – это камень, используемый в виде полупродукта, идущий на производство искусственных строительных материалов (бетоны и строительные растворы, асфальтобетон). Под штучным стеновым камнем понимают каменные материалы правильной геометрической формы, полученные непосредственно из горного массива с помощью специальных механизмов. Третью группу составляют облицовочные (декоративные) природные камни, которые по своим эстетическим качествам после соответствующей переработки пригодны для отделочных работ.
По происхождению горные породы делят на три основных вида (рис. 5):
1) магматические, образовавшиеся в результате затвердевания в недрах
земли или на ее поверхности, в основном из природного силикатного расплава – магмы.
2) осадочные, образовавшиеся путем осаждения неорганических и орга-
нических веществ на дне водных бассейнов и на поверхности земли.
3) метаморфические, являющиеся продуктом изменения магматических и
осадочных пород под действием высоких температур и давлений.
Рисунок 5 – Классификация горных пород
Необходимо более детально остановить внимание на понятиях “горная
порода” и “минерал”. Горные породы – это природные образования более или менее определенного состава и строения, образующие в земной коре самостоятельные геологические тела. Минералами называют однородные по своему составу и физическим свойствам составные части горной породы. Горные породы могут быть мономинеральными, состоящими из одного минерала, и полиминеральными, состоящими из нескольких минералов.
Используемые горные породы для производства материалов и изделий
должны обладать достаточной прочностью, определенными физическими свойствами (плотностью, пористостью, водопоглощением), минимально допустимой маркой по морозостойкости, а в отдельных случаях достаточной истираемостью.
Прочность камня зависит от его строения и сил межзерновых связей сла-
гающих его минералов. Так, прочность при сжатии у мелкозернистых пород выше, чем у крупнозернистых. Прочность при растяжении горных пород невысока и порой в 6-10 раз меньше прочности при сжатии.
Средняя плотность используемых камней изменяется в широких пределах
(от 300-500 кг/м3 доля пористых пород (пемзы, туфа, известняка и др.) до 2600-3300 кг/м3 для плотных пород типа гранита, габбро, диабазов, мрамора и др.)
Наименьшей пористостью обладают кварциты (0,7%) и граниты (1-3,3%), наибольшей – известняки (до 30%) и вулканические туфы (до 65%).
Водопоглощение характеризует способность горной породы впитывать и
удерживать в себе воду. Водопоглощение гранита – 0,1 – 0,8%, а туфа и известняка–ракушечника – до 40 % по массе.
Морозостойкость зависит от строения и пористости горной породы. Для большинства изделий из природного камня ее минимальную величину нормируют. Так, минимальная величина марки по морозостойкости для облицовочного камня F 15 (известняк-ракушечник, вулканический туф).
Истираемость горной породы нормируется у облицовочных материалов,
применяемых для устройства полов, лестниц, тротуаров и др.
Виды природных каменных материалов и их применение в
строительстве
Все каменные материалы, используемые в строительстве, делятся на две группы: материалы, используемые в первоначальном виде и материалы, требующие обработки.
К первой группе относятся:
Бутовый камень. Это крупные куски камня неправильной формы весом от 20 до 40 кг. Он используется для бутовой и бутобетонной кладки фундаментов, подземных стен и стен неотапливаемых зданий.
Гравий. Он представляет собой скопление обломков горных пород с величиной зерен от 5 до 70мм. Гравий применяют как заполнитель для бетонов, а также как фильтрующий материал в дренажных системах.
Песок. Это рыхлая горная порода, состоящая из частиц размером от 0,16 до 5 мм. Песок применяют как заполнитель для бетонов и растворов, а также при изготовлении керамики, стекла и других строительных материалов.
К материалам второй группы, требующим обработки, можно отнести следующие:
Щебень. Он представляет собой угловатые обломки горных пород размером от 5 до 70 мм , образовавшиеся при дроблении горных пород. Его применяют как заполнитель для бетонов, а также при строительстве автомобильных и железных дорог.
Стеновые камни и блоки. Это штучные каменные материалы правильной геометрической формы, изготовленные из известняков, туфов и других горных пород. Масса камней до 40-45кг. Блоки отличаются от камней большими размерами и массой (более 100кг). Их используют для кладки стен. Широкое применение местного природного камня в строительстве городов и сел Армении, Грузии, Молдавии и Крыма создало неповторимый колорит и своеобразие их архитектуры. Наиболее известный образец использования стенового природного камня – Мавзолей Ленина, в строительстве которого использованы камни и блоки из гранита, кварцита, лабрадорита и габбро.
Облицовочные каменные материалы. Они представляют собой широкую номенклатуру плит, плиток, фасонных и профильных элементов облицовки для наружной и внутренней отделки стен, полов, подоконников, карнизов и др. Лицевая поверхность облицовочных материалов может иметь самую разнообразную фактуру, которая придается им ударной или абразивной обработкой. Ударная обработка заключается в откалывании поверхности камня с помощью камнетесного инструмента и дает возможность получить следующие фактуры: фактуру скалы с буграми и впадинами, как при естественном расколе породы; рифленую с правильным чередованием гребней и впадин; бороздчатую – с параллельными прерывистыми бороздками; точечную - шероховатую с точечными углублениями. Абразивная обработка включает распиливание, шлифовку и полировку. Распиливание осуществляют камнерезными машинами, шлифовку и полировку производят на шлифовально-полировальных станках с применением абразивных материалов и войлочных полировальных дисков. Абразивная обработка дает фактуры: пиленую – с тонкими штрихами и бороздками, шлифованную – равномерно шероховатую, лощеную – гладкую бархатисто-матовую с выявленным рисунком камня, зеркальную – гладкую с зеркальным блеском.
Бортовые камни. Их изготовляют методом обколки и обтески каменных пород. Применяют для устройства дорожных покрытий.
Брусчатка. Она представляет собой колотые и тесаные бруски камня, которые применяют для устройства мостовых.