Загальні відомості про природний камінь і його властивості - оздоблення фасадів

Головна → Статті

Загальні відомості про природний камінь і його властивості

В результаті механічної дії на гірські породи і їх обробки отримують кам'яні матеріали і вироби з природного каменю. Всі гірські породи в залежності від умов утворення поділяються на три групи: первинні (вивержені), вторинні (осадові) і видозмінені (перетворені або метаморфічні).

Вивержені гірські породи утворилися безпосередньо з магми, а осадові гірські породи - в результаті фізичного, хімічного і органічного вивітрювання (руйнування) вивержених порід, а також з продуктів життєдіяльності рослинних і тваринних організмів, що населяли великі водні басейни. Метаморфічні гірські породи утворюються в результаті впливу високої температури, тиску і хімічних процесів на вивержені і осадові гірські породи, які мають гарний колір чи малюнок, сприймають обробку, що додає їм декоративний вигляд, і за своїми фізико-механічними властивостями придатні для використання при облицюванні будівель і споруд.

Матеріали і вироби з природного каменю, що застосовуються в будівництві, поділяються залежно від геологічного походження і мінералогічного складу гірських порід, фізико-механічних показників, способу виготовлення, обробки, декоративних особливостей і призначення.

Найбільш часто для облицювання будівель і споруд використовуються породи: - виверження вулканів: граніти, сиеніти, діорити, габро, ла-брадоріти, порфіри, андезити, вулканічні туфи; - осадові: вапняки, доломіт, травертини, гіпсові камені, пісковики; - метаморфічні: мармури, мармурозовані вапняки, кварцити, гнейси.

Природний камінь, який використовується для обробки будівель, характеризується такими показниками, як об'ємна маса, межа міцності, морозостійкість, водопій-глощеніе, пористість, размягчаемость, розчинність, твердість, кислото- і лугостійкість, стираність, опір удару.

Для гірських порід встановлені марки за межі міцності при стисненні (МПа) - 0,47; 1,0; 1,5; 2,5; 3,5; 5,0; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 30; 40; 50; 60; 80 і 100; по морозостійкості (Мрз) - 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200, 300, 400 і 500 (Кмрз повинен бути не менше 0,75); по водостійкості (/ Сразм) - 0,60, 0,70; 0,90 і 1,00; по об'ємній масі (кг / м3) - важкі (більше 1800) і легкі (1800 і менше).

Гірські породи, що використовуються для виготовлення елементів облицювання, призначені забезпечити не тільки довговічність будівель і споруд, а й їх архітектурну виразність. Тому вони повинні володіти не тільки високими характеристиками міцності і тривалим терміном служби, а й певними декоративними якостями (забарвлення та малюнок).

Основними показниками декоративності каменю є фактура лицьової поверхні, колір, малюнок, структура гірської породи. Камінь, який використовується в якості матеріалу для обробки будівель і споруд, називають облицювальною. Облицювальний камінь класифікують за чотирма основними ознаками: походженням, оброблюваності, терміну служби в зовнішнім облицюванні будівлі або споруди, декоративності.

В основу технологічної класифікації покладена твердість мінералів, з яких складається камінь. Знання технологічної класифікації дозволяє обґрунтовано визначати способи та трудомісткість обробки різних порід облицювального каменю. Крім твердості, на трудомісткість обробки каменю істотно впливають його однорідність і структура.

Обробляється камінь тим легше, чим менше його опір стирання. Корозійна стійкість виробів з природного каменю оцінюється якісно по зміні фізико-механічних властивостей (міцність, проникність і т. Д.).

До всіх камінню, використовуваним при облицюванні будівель і споруд, висуваються вимоги щодо довговічності, ступеня декоративності, мінералогічного складу, структурі і текстурі.

Під довговічністю облицювального каменю мається на увазі його здатність зберігати первинні якості в процесі експлуатації будівлі або споруди.

По довговічності природні камені діляться на чотири групи: високодолговечние, довговічні, щодо довговічні і недовговічні.

Відповідно за ступенем декоративності облицювальний камінь підрозділяють на високодекоративний, декоративний, малодекоративні і недекоративних.

Під терміном «структура каменю» мають на увазі отроеніе каменю, обумовлене формою, величиною і кількісним співвідношенням складають породу мінералів. До структурних ознак належать: ступінь кристалізації, форма і розміри зерен мінералів, так само-мернозерністость. Структури підрозділяються на повнокристалічні, скритокрісталліческіе і стекловатиє. Залежно від величини зерен розрізняють також структури грубозернисті, середньозернисті і дрібнозернисті.

Структура істотно впливає на властивості каменю. Камінь з дрібнозернистою структурою міцніше і довговічніше крупнозернистого каменю. Таким чином, нерівномірно-зерниста структура менш стійка до атмосферних впливів, так як у різних за величиною зерен мінералів відповідно різні коефіцієнти лінійного розширення, а при зміні температур це призводить до утворення тріщин в камені. Лід, що утворився в тріщинах, сприяє їх розширенню і руйнування каменю.

Під терміном «текстура каменю» мають на увазі просторове розташування складових частин гірської породи в її обсягах. До текстурованим ознаками відносять рівномірність розташування зерен мінералів і наявність пустот. Розрізняють масивні текстури з рівномірним щільним розташуванням зерен: смугасті - з чергуванням в камені ділянок різного мінерального складу або різної структури і шлакові - з видимими порожнечами. Довговічність каменя і якість виготовлених з нього облицювальних матеріалів залежать від фізичних і механічних властивостей гірських порід.

До фізичних властивостей каменю, що визначає можливість його застосування для облицювання будівель і споруд, відносяться об'ємна маса, пористість, тріщи-Новато, водопоглинання і морозостійкість.

Пористість - ступінь заповнення обсягу каменю порами, визначається як процентне відношення об'єму пор до всього обсягу каменю.

Тріщинуватість - показник наявності тріщин в камені.

Водопоглинання - здатність матеріалу вбирати і утримувати в порах воду, визначається як процентне відношення маси зразка каменю, насиченого водою, до маси його в абсолютно сухому стані.

Морозостійкість - здатність каменя в насиченому водою стані витримувати багатократне поперемінне заморожування і відтавання без видимих ​​ознак руйнування (тріщини, розшарування, викришування) і значного зниження механічної міцності і маси.

Основними механічними властивостями каменю є міцність, крихкість, твердість і стирання.

Міцність - здатність каменя чинити опір раз-рушення під дією зовнішніх навантажень. За межу міцності матеріалу приймається напруга, відповідне навантаженні, при якій відбувається руйнування матеріалу. Камінь добре пручається стиску і значно гірше розтягування (табл. 3).

Крихкість - властивість матеріалу під дією зовнішніх сил руйнуватися відразу, не виявляючи значних деформацій. Плити з граніту, мармуру та інших порід погано пручаються удару.

Твердість - здатність каменя чинити опір проникненню в нього більш твердих тіл. Твердість каменю орієнтовно оцінюють за шкалою твердості Мооса, в разі ж необхідності точного визначення використовують спеціальний прилад - склерометр.

Стираність - здатність каменю зменшуватися в масі і об'ємі в результаті истирающих впливів. Вона характеризується втратою маси каменю (г), віднесеної до квадратного сантиметра стирається поверхні.

Крім того, досить важливою характеристикою природного каменю є його оброблюваність, під якою розуміється його здатність піддаватися впливу інструментів для додання каменю заданої форми і фактури. Вона вимірюється кількістю витрат праці на одиницю продукції.

Фізико-механічні властивості (механічна міцність, стиранність, морозо-, кольорово і атмосферостой-кістка, труднощі обробки) зумовили відмінності в області застосування природних каменів для обробки будівель і споруд.