13Материалы и изделия из природного камня. Области применения

В зависимости от областей применения декоративно-облицовочные камни подразделяются на три группы:

— камни, не несущие значительных механических нагрузок (плиты, применяемые для внешней и внутренней облицовки зданий); — камни, предназначенные для больших механических нагрузок (плиты для полов, ступени и др.); — камни, идущие для сооружения монументальных памятников и крупных декоративных архитектурных деталей (колонны, пилоны и т. д.).

Облицовочные материалы и изделия из горных пород изготавливают в виде плит и камней, элементов лестниц и площадок, парапетов и блоков для ограждений. В зависимости от применения их главными характеристиками являются: цвет, фактура и атмосферостойкость. Блоки добывают механизированным способом из горных пород, не затронутых выветриванием.

Блоки облицовочные подразделяются на четыре группы. Такие блоки должны иметь форму прямоугольного параллелепипеда (возможно отклонение не более 5°); на гранях блоков допускаются следы шпуров и другие неровности глубиной до 50 мм; блоки не должны иметь сквозных трещин, видимых на смежных гранях; тонкие извилистые трещины, выходящие на две смежные грани, допускаются только в блоках из цветного мрамора .

На некоторых заводах плиты укладывают непосредственно на поддон формы панели, с их тыльной стороны вводят пружинные закрепы, которые после заполнения формы бетоном и его затвердевания прочно связывают облицовочные плиты с конструкцией. Такой индустриальный метод снижает стоимость установки 1 м2 облицовочного камня в 5 ... 6 раз.

В ряде стран широко распространен способ крепления плит на откосе стены: алюминиевую вспомогательную конструкцию закрепляют на стене здания или сооружения; плиты, имеющие пазы, вдвигают между горизонтальными алюминиевыми направляющими.

Плиты и камни облицовочные изготавливают путем раскалывания или распиливания блоков из природного камня с последующей обработкой лицевой поверхности или без обработки. Наиболее распространены облицовочные плиты и камни, полученные путем распиливания. Колотые плиты и камни изготавливают путем раскалывания некондиционных блоков из гранита, диорита, габбро и сходных с ними пород, обладающих хорошей раскалываемостью. Выбор фактуры лицевой поверхности производят в соответствии с требованиями проекта.

Плиты и камни выполняют прямоугольной формы, а предназначенные для настилки полов — квадратной. На них не должно быть сквозных трещин, видимых на смежных гранях.

Плиты для настилки полов из природного камня обладают высокой долговечностью. Поэтому их рекомендуют применять в помещениях общественных зданий с интенсивными людскими потоками (станции метрополитена, вокзалы и др.). Чаще используют крупноразмерные квадратные плиты, сочетая при этом более светлые или темные разновидности камня (например, лабрадорита или габбро) с серыми и красными гранитами. Кроме того, для полов применяют плиты типа «брекчия», изготовляемые на железобетонной основе из отходов камня, а также на полимерной основе.

Для наружной и внутренней отделки зданий и сооружений применяют также тонкие плиты из природного камня. Их изготавливают путем распиливания алмазными дисками блоков из природного камня (мрамора, известняка, туфа, травертина и т.д.). Ширина таких плит — 50... 400 мм, толщина — 6... 20 мм, длина — в пределах отношения ширины (высоты) к длине от 11 до 15. Тонкие облицовочные плиты изготавливают с тонкошлифованной и полированной фактурами.

Кроме перечисленных материалов для облицовки стен используют каменную наборную мозаику, а также материалы на основе природного камня.

Для изготовления декоративной мозаики мрамор распиливают на тонкие пластинки толщиной 4... 5 мм, кромки которых тщательно пришлифовывают одну к другой, что дает возможность получать незаметные швы. Пластинки приклеивают клеем, например казеиновым, к асбестоцементным плитам, которые в дальнейшем на растворе устанавливают на облицовываемую поверхность .

Живописную мозаику выполняют по заранее заданному рисунку. Камни распиливают на тонкие пластинки толщиной 4... 5 мм, которым на шур-шайбе придается требуемая форма. Если необходимо придать пластинкам криволинейное очертание, их наклеивают на шаблон и обрабатывают на заточном станке с карборундовым кругом. Подготовленные пластинки наклеивают на лист дюралюминия. Качество мозаики зависит от тщательности и достаточной выразительности подбора пластинок камня по цвету, тону, рисунку.

Ковровая мозаика дает возможность использовать отходы камня. В небольшую разборную форму с бортами укладывают куски плит лицевой стороной вниз, закрывают арматуру и заливают цементным раствором. После того, как раствор схватится, форму разбирают, плиту шлифуют, а при необходимости полируют. На пол такую плиту укладывают на растворе так же, как и обыкновенные плиты из природного камня.

Мраморок — мраморная крошка на основе полимера. Применяют в четырех вариантах в зависимости от крупности зерен мрамора. Гамма цветов позволяет достигать особых эстетических эффектов. Используют для облицовки внутренних стен, интерьеров и фасадов зданий. Поставляют материал рулонами шириной 95 см и длиной до 10 м.

Гранулят — гранулы мрамора или кварца на основе полимера. Облицовка из гранулята устойчива к действию плесени, паразитической растительности и низких температур; имеет повышенную прочность, эластичность, атмосферостойкость, водонепроницаемость.

Конгломерат — наполнителем служит природный камень, в качестве связующего используют акрилаты.

Профильные элементы для облицовки стен — цокольные плиты и кордонные камни, обрамление порталов, пояски, карнизы, угловые плиты, подоконные плиты, плинтусы и др. Их изготавливают механизированным способом из пиленых плит. Они имеют отделочную лицевую плоскость и одну или две боковые грани, которые могут быть плоскими или профильными. Профильные элементы из твердых пород в наружных облицовках применяют для выполнения цоколей и порталов; из мрамора — для внутренней облицовки.

К элементам лестниц относятся ступени цельные, облицовки проступи, подступенки. Размеры элементов площадок, парапетов и ограждений устанавливают проектом с учетом размеров добываемых блоков. Ступени мраморные облицовочные изготавливают из плит белых и серых мраморов. При большой ширине марша ступени делают составными. Для создания впечатления массивных ступеней вертикальные швы проступей и подступенков должны совпадать . Ступени лестниц и плиты для площадок из твердых пород должны иметь шероховатую поверхность. По форме поперечного сечения различают два типа ступеней: прямоугольные (в виде массивных плит) и с подрезкой.

Изделия из природного камня в процессе службы в сооружениях подвергаются постепенному разрушению, которое происходит под действием воды, газов, микроорганизмов, колебания температур и др. Многочисленные факторы, способствующие разрушению горных пород, можно разбить на три группы: физические — колебания температуры, растворяющее действие воды, расширяющее действие воды при замерзании, механическое воздействие песчаных частиц, перенесенных ветром; химические — гидролитическое действие воды, ее растворяющее действие при наличии в ней газов и кислот, действие различных газов, находящихся в атмосферном воздухе; органическое выветривание — влияние жизнедеятельности некоторых низших организмов (лишайников, грибов).

Для предохранения изделий из горных пород от коррозии применяют ряд мер: выбирают породу, которая была бы достаточно устойчивой в течение сроков нормальной службы сооружения; используют конструктивную защиту — придают изделиям ровную и гладкую поверхность путем шлифования и полирования, чтобы агрессивная среда не могла задерживаться на них; повышают стойкость путем пропитывания поверхностного слоя на достаточную глубину составами, затрудняющими проникновение в него воды и газов; в результате на поверхности образуются трудно растворимые в воде вещества.

Эффективные средства предохранения камня от коррозии:

1. Пропитка поверхности растворами магниевых, цинковых и других солей кремнефтористоводородной кислоты или растворами этой кислоты (флюатирование) с предварительной обработкой поверхности раствором извести или без обработки (для известняков, мраморов). Получающиеся новообразования практически нерастворимы в воде, они отлагаются в порах, уменьшают смачиваемость поверхности и препятствуют загрязнению облицовки пылью. 2. Покрытие органическими веществами — битумом, дегтем и др. 3. Пропитка растворимым стеклом и хлористым кальцием, в результате чего на поверхности камня образуются нерастворимые соединения, закрывающие поры. 4. Обработка поверхности камня синтетическими полимерами, главным образом, кремнийорганическими.

Кроме того, горные породы находят применение в промышленности строительных материалов как сырье для изготовления керамики (глины, каолины), стекла (кварцевый песок, известняк), теплоизоляционных изделий (базальт, диабаз, диатомит, трепел, опока, доломит, хризотил — асбест), огнеупоров (доломит, кварцит). Для производства неорганических вяжущих веществ применяют различные виды известняков, глину, мергель, мел, доломит, гипс, ангидрит, опоку, трепел, вулканические туфы, трассы. В качестве заполнителей для растворов и бетонов используют песок, гравий и щебень (из гранита, диабаза, базальта, известняка).