Природные каменные материалы и изделия – Промышленные материалы

Природные каменные материалы: свойства и виды.

Природный камень служил основным строительным материалом еще первобытному человеку.

Все древние постройки: храмы, дворцы, крепости, мосты, акведуки, ритуальные сооружения возводились из природного камня и поражают современного человека, как удивительные «Чудеса Света».

Во многих странах: Египте, Мексике, Греции, Италии, Китае, Камбодже, Индии сохранилось большое количество выдающихся памятников каменного зодчества, являющихся архитектурно-строительной составляющей древнейших цивилизаций, существовавших на Земле.

Каменные природные материалы очень прочны, долговечны, огнестойки, изготовлены из местного сырья.

В наше время природные плотные каменные материалы уже не используются для возведения стен, арок, куполов, колонн и других несущих конструкций, т.к. они трудоемки, обладают большой массой и высокой теплопроводностью.

Но из-за положительных эксплуатационных и эстетических качеств продолжают широко применяться для облицовочных работ, устройства полов, дорожных покрытий и пр.

Пористые природные материалы применяются в конструкциях стен жилых и общественных зданий в виде стеновых камней и блоков.

Отходы горнодобывающей и камнеобрабатывающей промышленности используются в качестве заполнителя для бетонов, изготовления других искусственных каменных изделий на минеральном и органическом вяжущем.

Свойства природных каменных материалов

Среди многообразия физико-механических свойств природных каменных материалов обычно выделяют плотность, предел прочности при сжатии, морозостойкость, по величине которых оценивают их качество и делят на марки.

По плотности в сухом состоянии каменные материалы разделяют на тяжелые (более 1800 кг/м 3 ) и легкие (менее 1800 кг/м 3 ).

По пределу прочности при сжатии установлены следующие марки: для тяжелых каменных материалов — от 10 до 100, а для легких — от 1 до 20.

По степени морозостойкости в циклах замораживания (Мрз) для каменных материалов установлены марки от 10 до 500.

По степени водостойкости (коэффициенту размягчения) материалы разделяют на группы с величиной данного показателя 0,6; 0,75; 0,9 и 1.

К каменным материалам, предназначенным для дорожных покрытий, полов промышленных зданий, предъявляют дополнительные требования (высокая стойкость к истиранию, износу и др.). Для природного камня, из которого изготовляют облицовочные плиты, большое значение имеют внешний вид, цвет и текстура.

Выбирают горные породы для тех или иных каменных материалов и изделий на основании результатов испытаний образцов, оценки внешнего вида, а также с учетом эксплуатационных условий.

Виды природных каменных материалов и изделий

В строительстве используют различные виды природных каменных материалов и изделий: бутовый камень, стеновые камни и блоки, облицовочные камни и плиты, кровельные плитки и др.

Бутовый камень применяют в строительстве в виде кусков горной породы неправильной формы (рваный бут) или неправильных плит. Рваный бут получают из осадочных горных пород (известняков, доломитов, песчаников) взрывным способом, а плиты (постелистый бут и плитняк) добывают из слоистых горных пород при помощи клиньев, ударных механизмов и др. Масса отдельных бутовых камней колеблется в пределах 20-40 кг. Бутовый камень должен иметь предел прочности при сжатии не менее 10 МПа, а коэффициент размягчения не ниже 0,75. В нем не должно быть трещин, расслоений и рыхлых прослоек, снижающих его строительные свойства.

Бутовый камень служит материалом для кладки фундаментов, стен не отапливаемых зданий и сооружений, подпорных стенок и др. Отходы при заготовке бутового камня дробят и используют в виде щебня для бетонов.

Стеновые камни и блоки изготовляют из известняков, вулканических туфов и других горных пород плотностью до 2200 кг/м 3 . Размеры камней для ручной кладки 390х190х190 мм, размеры укрупненных блоков для механизированной кладки устанавливают исходя из прочности породы и грузоподъемности кранов. Правильную геометрическую форму и требуемые размеры камней и блоков получают, как правило, выпиливая их из массива при помощи камнерезных машин; значительно реже выпускают колотые штучные камни. Лицевая поверхность стеновых камней и блоков должна отвечать требованиям декоративности.

Горные породы, применяемые для изготовления стеновых камней и блоков, должны иметь предел прочности при сжатии не ниже 25 МПа, морозостойкость не ниже Мрз 15, коэффициент размягчения не ниже 0,6.

Камни и блоки из легких горных пород являются в ряде районов нашей страны местными материалами. Стены жилых и общественных зданий из легких природных камней и блоков значительно дешевле кирпичных и имеют красивый внешний вид.

Облицовочные камни и плиты изготовляют из блоков природного камня путем их распиливания или раскалывания с последующей механической обработкой. Горные породы для получения блоков-полуфабрикатов следует выбирать с учетом эксплуатационных условий, в которых будут находиться изготовленные из них облицовочные изделия. Так, горные породы, предназначенные для наружной облицовки, должны быть атмосферостойкими, без трещин и следов выветривания, иметь красивую и неизменную окраску. Для этой цели применяют : граниты, сиениты, диориты, габбро, лабрадориты, кварциты, плотные известняки, туфы, песчаники. Горные породы, используемые для внутренней облицовки, должны иметь красивую окраску и легко полироваться. Чаще всего для внутренней облицовки применяют мрамор.

Облицовочные камни и плиты бывают пилеными и тесаными. Пиленые изделия, как правило, дешевле и долговечнее тесаных, так как при распиловке горных пород удается получать сравнительно тонкие изделия без микротрещин, которые возникают при теске камня.

Плиты для облицовки стен и настилки полов должны иметь прямоугольную форму и заданные размеры. Кроме того, лицевой поверхности плит придают различную декоративную фактуру. В зависимости от способа выполнения фактуры делят на : ударные, получаемые скалыванием частиц камня (фактура «скалы», бугристая, бороздчатая, точечная, рифленая), и абразивные, получаемые путем истирания поверхности различными абразивами (пиленая, шлифованная, лощеная, зеркальная).

Плиты и камни из изверженных горных пород (граниты, лабрадориты, габбро и др.) применяют для наружных облицовок цоколей и фасадов монументальных зданий, долговечных и декоративных полов в помещениях общественных зданий с интенсивными людскими потоками, например, на станциях метрополитена, вокзалах и в универмагах, а также для облицовки набережных, гидротехнических сооружений и др. В последние годы внутреннюю облицовку монументальных зданий довольно часто выполняют из экономичных малоразмерных мраморных плиток толщиной 8-12 мм, лицевая поверхность которых имеет зеркальную фактуру.

При производстве мраморных плит получают большое количество отходов в виде обрезков, которые используют для устройства мозаичных полов.

Из природного камня, кроме облицовочных плит, изготовляют профильные детали, например плинтусы, угловые детали и детали граненых и каннелированных облицовок, а также ступени, подоконники и др.

Кровельные плитки из глинистого (кровельного) сланца весьма долговечный кровельный материал для сельского строительства. Раскалывая и отрубая материал, ему придают прямоугольную или ромбическую форму.

В дорожном строительстве широко применяют разнообразные изделия из природного камня, например брусчатку, колотый или булыжный камень, бортовые камни. Эти изделия изготовляют из изверженных или осадочных горных пород, которые должны иметь высокую прочность, низкое водопоглощение, хорошо сопротивляться ударным и истирающим нагрузкам, быть морозостойкими, а также не должны быть затронуты выветриванием. Такие же требования предъявляют к каменным материалам (граниту, диориту, диабазу, габбро), предназначенным для защитных плит-оболочек гидротехнических сооружений. Материалы и изделия из природного камня (базальта, диабаза и др.) используют также для конструкций, работающих при высоких температурах. Кроме того, материалы и изделия из гранита, диорита, кварцита, базальта, диабаза и кремнистого песчаника в виде облицовочных камней и плит правильной формы применяют для защиты конструкций зданий и аппаратов от воздействия кислот.

При транспортировании и хранении пиленые и тесаные облицовочные плиты устанавливают на ребро с прокладками, а полированные укладывают в специальные контейнеры лицевой стороной внутрь, прокладывая между ними бумагу. Архитектурные детали и подоконники перевозят в решетчатой таре.

êàìåíü áóòîâûé

Магматические горные породы образовались в результат остывания огненно-жидкой массы – магмы, которая разрывала земную кору и разливалась на ее поверхности. В зависимости от условий остывания магмы изверженные горные породы делят на глубинные (интрузивные) и излившиеся (эффузивные).

Глубинные горные породы (граниты, сиениты, диориты и др.) образовались в результате медленного остывания магмы в толще земной коры под значительным давлением верхних слоев. В таких условиях горные породы приобрели равномерную кристаллическую структуру в результате того, что крупные зерна различных минералов прочно срослись между собой.

Излившиеся горные породы (базальты, андезиты, диабазы и др.) образовались при быстром остывании магмы на поверхности земли. В таких условиях не происходила полная кристаллизация остывающей магмы. В зависимости от условий образования излившиеся горные породы имеют мелкозернистое, скрытокристаллическое или аморфное строение. Если же из вязкой магмы медленно выделялись газообразные продукты, образовывалась пористая или пемзообразная структура. Кроме того, к изверженным горным породам относятся обломочные породы, которые образовались из мельчайших частиц раздробленной лавы, выброшенной на поверхность земли при извержении вулканов. Эти отложения остались в рыхлом состоянии (вулканический пепел, пемза) либо при наличии природных цементирующих веществ и под давлением вышележащих слоев превратились в плотные цементированные породы (вулканический туф).

Осадочные горные породы образовались в результате разрушения (выветривания) изверженных (первичных) и других горных пород под воздействием внешних условий или в результате осаждения веществ из какой-либо среды. По характеру образования и составу осадочные горные породы делят на обломочные породы (механические отложения), глинистые, а также хемо- и органогенные.

Обломочные породы (механические отложения) – грубые продукты механического разрушения изверженных и других горных пород под действием резкой смены температур, воздействия воды и ветра (брекчии, конгломераты, пески и др.). Они представляют собой рыхлую смесь, состоящую из отдельных зерен разрушившейся первичной горной породы; в ряде случаев рыхлые смеси подвергались цементации различными природными веществами, образовав при этом сплошные горные породы.

Глинистые породы – дисперсные продукты глубокого химического преобразования силикатных и алюмосиликатных минералов материнских пород, перешедших в новые минеральные виды.

Химические осадки – хемогенные горные породы, образовавшиеся при осаждении из водных растворов минеральных веществ с последующим их уплотнением и цементацией (доломит, магнезит и др.).

Органогенные породы образовались в результате отложения остатков живых (зоогенные) и растительных (фитогенные) организмов, скелеты и панцири которых содержали минеральные вещества. Такие отложения, как правило подвергались уплотнению и цементации (известняки, мел и др.).

Pereosnastka.ru

Обработка дерева и металла

Группу природных каменных материалов составляют изделия, получаемые из горных пород. Горные породы используются как в природном виде, так и после соответствующей механической обработки (дробления, распиливания, тесания, шлифования и т. д.).

Состоят горные породы из одного или нескольких минералов. Порода, состоящая из одного минерала, называется простой, а состоящая из двух и более минералов — сложной.

Важнейшими минералами, входящими в состав горных пород, являются кварц (Si02), полевой шпат, слюда, каолинит (А1203—2Si02-2H20), кальцит (СаС03), магнезит (MgC03), доломит (CaC03-MgC03), гипс (CaS04-2H20) и др.

От состава и строения горных пород зависят их основные физико-механические и другие свойства. Большинство горных пород и материалов из них обладают высокой плотностью, прочностью, атмосферной и морозостойкостью, малым водопоглощением и т. д. Поэтому они используются для кладки и облицовки фундаментов, стен различных зданий, постройки и облицовки гидротехнических сооружений (мостов, плотин и т. д.), устройства насыпи и дорожных покрытий, железных и шоссейных дорог, а также для производства вяжущих веществ, безобжиговых и керамических изделий, стекла и т. д. Особо легкие породы применяются в качестве теплоизоляционных засыпок.

Состав и строение горных пород зависят от условий их образования. Все горные породы по происхождению подразделяются на три группы: изверженные, осадочные и видоизмененные.

Изверженные породы. Изверженные породы образовались в результате охлаждения и отвердевания огненно-жидкой массы — магмы, поднявшейся из глубин земли. Они представляют собой алюмосиликатные массы, состоящие из кварца, полевых шпатов, слюд и других темноокрашенных минералов, придающих цвет породе.

Изверженные породы делятся на массивные и обломочные.

Породы, имеющие плотное строение, относятся к массивным, более рыхлые породы относятся к обломочным.

Массивные породы делятся на глубинные и излившиеся.

Глубинные породы образовались при высоком давлении и медленном охлаждении магмы в глубине земной коры, что благоприятствовало процессу кристаллизации их минералов. Поэтому они имеют ярко выраженное кристаллическое строение, большую объемную массу — 2,6—3,2 г/см3, высокую прочность на сжатие — 130—350 МПа, атмосферостойкость и плотность, хорошо шлифуются и полируются до зеркального блеска. К ним относятся: гранит, сиенит, диорит, габбро и лабрадорит. Применяются они для фундамента и внешней облицовки зданий, сооружений, дорожных покрытий, получения щебня для бетонов и во многих других случаях, где требуется высокая прочность и атмосферостойкость.

Излившиеся породы образовались в результате быстрого охлаждения магмы, уже излившейся на поверхность или находящейся близко к поверхности. По химическому и минералогическому составу и свойствам они аналогичны глубинным породам, но отличаются от последних скрытокристаллическим строением. К ним относятся: порфиры — аналоги гранита, трахиты — аналоги сиенитов, андезиты — аналоги диоритов, диабазы и базальты — аналоги габбро.

Применяются они для мощения дорог, откосов набережных, при получении щебня для бетонов и изготовления ряда изделий для химической промышленности (плиток, сосудов и др.) методом литья.

Обломочные породы представляют собой мелкие частицы магмы, выброшенной на поверхность земли при извержении вулканов. Они целятся на рыхлые и сцементированные. Породы, оставшиеся в том виде как они образовались, называются рыхлыми, а породы, подвергшиеся влиянию цементирующих веществ и давлению, — сцементированными. Первые характеризуются высокой пористостью, малой объемной массой и невысокой прочностью на сжатие. К ним относятся вулканические пеплы — мелкие порошкообразные частицы размером до 5 мм, вулканические пески — частицы от 5 до 30 мм. Применяются они в качестве теплоизоляционных засыпок, а также в качестве щебня для производства легких бетонов.

Сцементированные породы имеют большую объемную массу и высокую прочность на сжатие. К ним относятся вулканические туфы, образовавшиеся из пеплов и песков, лава, образовавшаяся за счет попадания песка и пепла в массу до ее остывания. Характеризуются они высокой пористостью и большим содержанием кремнезема в активной форме. Применяются для кладки стен (в виде пиленых камней), в производстве вяжущих веществ (в виде гидравлических добавок), в качестве щебня для легких бетонов.

Осадочные породы. Эти породы образовались в результате разрушения изверженных пород под воздействием воды, ветра, температуры, давления, углекислого газа и других атмосферных факторов.

Состоят они чаще, всего из кремнезема в аморфной и кристаллической форме, силикатов алюминия, а также из углекислых, сернокислых и других солей- Все они имеют сложное строение, малую плотность и прочность. Они широко применяются в строительстве, являясь местным строительным материалом. Эти породы служат исходным сырьем для производства керамических изделий (глина, песок), стекла, минеральных вяжущих веществ (цемент, гипс, известь и др.), искусственных безобжиговых изделий (бетон, силикатный кирпич и т. д.).

В зависимости от вида и условий образования осадочные породы делятся на механические отложения, химические осадки и органогенные отложения.

Механические отложения — это рыхлые или цементированные вещества, оставшиеся на месте разрушения или перенесенные водой на новое место.

К рыхлым относятся гравий или природный щебень (куски размером от 5 до 70 мм), песок (зерна от0,15 до5 мм), глина, каолин, бентонит, размер частиц которых менее 0,005 мм, и др. Используются они для производства керамических изделий, бетонов, устройства железнодорожных насыпей и т. д.

Цементированные вещества — это рыхлые породы, связанные каким-либо природным цементом. К ним относятся песчаник (сцементированный песок), брекчий (сцементированный гравий или Щебень) и др. Используются они для бортовых камней, облицовки, получения бетонов и т. д.

Химические осадки образуются при испарении и выделении из водных растворов тех или иных минералов. Химические осадки чаще всего переносятся водой на новое место, где и образуют отложения. К ним относятся гипс (CaS04-2H20), ангидрит (CaS04), магнезит (MgC03) и доломит (CaC03-MgC03). Применяются они для производства вяжущих веществ и огнеупоров (магнезит, доломит).

Органогенные отложения образовались при осаждении продуктов отмирания растительных и животных организмов, находившихся в воде. Состоят они из углекислых солей кальция, магния и кремнезема. К ним относятся: известняки, мел, диатомиты, трепелы и т. д. Используются они в качестве сырья для производства вяжущих веществ, красок, замазок, для тепло- и звукоизоляции; известняки — для получения бутового камня, облицовочных плит, плит для полов, камня для стен, а также щебня для бетона и дорожных покрытий.

Видоизмененные породы. Видоизмененные (метаморфические) породы образовались из изверженных и осадочных пород в результате действия на них высоких температур и давлений. От первоначальных пород они отличаются слоистым строением (легко разделяются на тонкие слои), обладают высокой плотностью, прочностью и атмосферостойкостью. Они делятся на видоизмененные изверженные и осадочные породы.

К видоизмененным изверженным породам, образовавшимся из гранитов, относятся гнейсы. Применяются они в тех же случаях, что и граниты-

К видоизмененным осадочным породам относятся глинистые сланцы, мрамор и кварцит. Глинистые сланцы (природный шифер) образуются из глин, легко раскалываются на тонкие плитки (4— 8 мм), которые применяются для кровли. Мрамор образуется из известняка, имеет высокую прочность и плотность, хорошо шлифуется и полируется. Применяется он для внутренней облицовки помещений, изготовления перил, подоконных досок, лестничных ступеней и других декоративных отделочных изделий. Для наружной облицовки его применять нельзя, он нестоек к сернистым и другим газам. Кварцит образуется из песчаников, имеет очень высокую твердость, плотность и прочность. Применяется для опор, наружной облицовки (в виде плит и камней), получения щебня и бетона и для дорожных работ.

Материалы и изделия из горных пород. Из горных пород путем различных видов механической обработки (пиления, раскалывания, шлифования, полирования и др.) получают готовые изделия и материалы, которые делятся на следующие группы и предназначены для кладки (бутовый камень и стеновые блоки); наружной и внутренней отделки (плиты облицовочные, профильные изделия, ступени, подоконники, балясины и др.); кровли (плитки кровельные); дорожных покрытий (булыжник, брусчатка, бортовой камень, гравий, щебень, песок и др.); производства бетона и других безобжиговых материалов (гравий, щебень, песок и др.).

По характеру обработки они делятся на грубообработанные и обработанные. К грубообработанным относятся материалы неправильной формы с неровной, шероховатой поверхностью (булыжник, бутовый камень, гравий и т. д.). Материалы правильной формы, с гладкой, иногда до зеркального блеска поверхностью называются обработанными.

По объемной массе (кг/м3) они делятся на тяжелые (более 1800) и легкие (до 1800). По пределу прочности на сжатие (МПа) они подразделяются на марки: легкие — от 0,4 до 20 и тяжелые — от 10 до 100; по морозостойкости (числу циклов замораживания и оттаивания) от МрзЮ до Мрз500.

Читайте также:  Отделка сайдингом дачного дома: -инструкция - как обшить своими руками, цена, фото

Материалы для каменной кладки. К ним относятся бутовый камень и блоки стеновые, получаемые из изверженных и осадочных горных пород.

Бутовый камень неправильной формы размером от 150 до 500 мм, весом от 20 до 40 кг, имеет прочность на сжатие до 100 МПа. В зависимости от способа добычи он бывает рваным и постелистым.

Рваный камень получают взрывным способом.

Постелистый камень получают выколкой из слоистых пород: он имеет правильную форму и более ровную поверхность. Бутовый камень, благодаря высокой прочности, морозо- и водостойкости применяется для кладки фундаментов, стен неотапливаемых зданий, напорных башен, колодцев водонапорной сети, водостоков и т. д. и перерабатывается на щебень для бетона.

Стеновые блоки изготовляют из легких осадочных (объемная масса не более 2,2 г/см3) и менее прочных пород (прочность на сжатие до 50 МПа) —туфа и ракушечника. Пиленые камни в связи с их малой теплопроводностью применяются для кладки наружных и внутренних стен и перегородок жилых зданий. Размер блоков (мм): длина 40—300, ширина 30—50 и высота 80—100-

Материалы для наружной и внутренней облицовки имеют приятный внешний вид, правильную форму, гладкую, иногда полированную поверхность, обладают высокой морозо- и атмосферостой-костью и достаточной прочностью. Изготавливают их из прочных и плотных изверженных, осадочных и видоизмененных пород. К ним относятся облицовочные плиты и фасонные изделия.

Облицовочные плиты получают путем распиливания горных пород. Они имеют правильную форму и гладкую, чаще всего полированную поверхность, применяются как для наружной, так и для внутренней отделки. Для наружной отделки используют более толстые плиты (40—80 мм), изготавливаемые из изверженных пород, для внутренней облицовки — менее толстые (10—40 мм), как правило, с полированной поверхностью, которые изготовляют из осадочных и видоизмененных пород (мрамора, гипса, известняка И др.).

Фасонные штучные изделия получают путем обработки изверженных и видоизмененных пород на специальных станках. Их изготовляют, как правило, из пород с красивым строением (гранита, мрамора и др.). Поверхность их должна быть полированной, без трещин, пятен и легко разрушающихся включений. К фасонным изделиям относятся подоконники, ступени, поручни, перила, балясины, карнизы, розетки, орнаменты и многие другие художествен-но-декоративные изделия.

Материал для кровли — кровельные плитки получают из глинистого сланца, раскалывая его на отдельные пластины прямоугольной и ромбовидной формы. Выпускают их размером от 250X Х150 до 600×350 мм и толщиной 4—8 мм. Они обладают высокой водо- и морозостойкостью (не менее 25 циклов) и применяются для кровли жилых, административных и промышленных зданий-Срок службы кровли из этих плиток исчисляется десятками и сотнями лет.

Материалы для дорожных покрытий. Для дорожных покрытий используют различные материалы с высокой плотностью, прочностью, водо- и морозостойкостью и высоким сопротивлением к истиранию. К ним относятся бортовой камень, булыжник, брусчатка, а также щебень, гравий и песок.

Их получают из плотных и прочных изверженных и осадочных пород. Бортовой камень выпускают длиной от 70 до 200 см, высотой 30 и 40 см и шириной 10, 15 и 20 см; морозостойкостью не менее 25 циклов; прочность на сжатие не менее 40 МПа. Камень неправильной формы размером до 300 мм, полученный путем раскалывания, называют булыжником. Применяется он для получения щебня для бетонов и дорожных покрытий.

Если камню придать форму параллелепипеда, слегка суживающегося книзу, то такой камень будет называться брусчаткой. Выпускается брусчатка размером от 90X150 до 150×250 мм и высотой 100—160 мм, с прочностью на сжатие не менее 100 МПа. Применяется брусчатка для устройства верхнего полотна дорожного покрытия.

Гравий и щебень — более мелкие куски камня размером от 5 до 70 мм. Гравий образуется в результате разрушения горных пород и встречается в природе. Щебень получают дроблением булыжника или бутового камня. Он имеет остроугольную форму и более шероховатую поверхность. Гравий и щебень применяют для железнодорожных насыпей и устройства шоссейных дорог в смеси с цементом или битумом и в качестве заполнителя при производстве бетона-

Песок — мелкозернистый рыхлый материал с размером зерен от 0,15 до 5 мм, образуется при разрушении горных пород. Он бывает речной, морской, овражный и т. д. Лучшим для строительных целей является речной песок с меньшим количеством примесей глины и гипса. В смеси с гравием или щебнем, цементом или битумом он широко применяется для асфальтовых или бетонных дорожных покрытий.

Песок используется в стекольном производстве, при получении бетона, силикатного кирпича.

Природные каменные материалы

Природными каменными материаламиследует называть конструкционные материалы, изделия из которых изготовляют механической обработкой горных пород.

Горная порода –природный минеральный агрегат, имеющий эксплуатационные свойства, подходящие для изготовления каких-либо элементов конструкции сооружения, изделия.

Минералы –природные кристаллические вещества с относительно постоянным составом и высоким уровнем свойств: прочности, твёрдости, обрабатываемости, долговечности.

2) Классификация природных каменных материалов

По виду поверхности после механической обработки:

грубообработанные – бутовый камень, щебень, гравий. песок;

точнообработанные – штучный камень и блоки правильной формы для кладки стен и тому подобное;

гладкообработанные – плиты облицовочные, для пола и тому подобное;

профилированные детали – ступени, подоконники, пояски, наличники, колонны.

По способу изготовления изделий:

колотые – тёска широкими (скарпель) и остроконечными (спица) пневматическими долотами и последующая зачистка специальными напильниками (бучарда);

пиленые – рамные пилы, снабжённые твёрдосплавными или алмазными резцами;

фрезерованные – на камнефрезерных станках вращающейся фрезой с твёрдосплавными пластинами;

шлифованные – на станках с вращающимся с большой частотой абразивным кругом из корунда;

полированные – на станках с вращающимся с большой частотой войлочным диском, содержащим тонкие абразивные порошки.

плотность– 1800. 3000 кг/м 3 ;

теплопроводность – высокая;

электроизоляционность– высокая;

Химическая стойкость – высокая:

от действия воды, кислот и щелочей не разрушаются;

стойкость к пару и газам –не проницаемы.

прочность – на сжатие 10. 500 МПа, на растяжение и изгиб 6. 10 МПа.

твёрдость – 1. 6 единиц по шкале Мооса.

Технологические – обрабатываются алмазным и твёрдосплавным режущим инструментом, шлифуются и полируются абразивными и сверхтвёрдыми материалами.

морозостойкость – 100. 1000 циклов замерзания-оттаивания;

огнестойкость – 700. 900 °С.

бутовый камень – куски неправильной формы размерами не более 500 мм. Бывает объёмный и постелистый (плоский);

щебень – куски дроблёного бутового камня размерами до70 мм и до 150 мм (гидротехнические сооружения);

гравий – окатанные куски камня размером до 70 мм;

песок – мелкие зёрна минералов размером до 5 мм;

штучные камни и блоки для стен – имеют пиленую или фрезерованную поверхность и стандартные размеры: 390*190*188 мм и другие;

облицовочные камни – имеют шлифованную или полированную поверхность и стандартные размеры: от 20*20 мм до500*500 мм и толщину 12. 40 мм.

4) Природные каменные материалы применяются при строительстве гидротехнических, промышленных и уникальных архитектурных сооружений.

4.7 Каменное литьё

1) Сущность и достоинства конструкционных материалов из каменного литья

Все природные каменные материалы являются веществами кристаллическими и имеют такое физическое свойство, как температура плавления. После расплавления и медленного остывания по специальной технологии при отверждении каменные материалы улучшают свою структуру и повышают природные свойства, такие как прочность, химическую стойкость и морозостойкость, снижаются хрупкость, водопоглощение и истираемость, которые присущи всем натуральным каменным материалам,. Кроме того, изделию из каменного литья сразу придают требуемую конфигурацию, заливая расплав в литейную форму, что позволяет не производить дальнейшей механической обработки.

2) Сырьё – базальт, диабаз, доломит, известняк.

3) Технология изготовления изделий из каменного литья

Плавление производят в электродуговых печах при температуре 1350. 1450 °С. Расплав выливают в металлическую литейную форму, нагретую до 900 °С и выдерживают при этой температуре в течение времени, необходимого для полной кристаллизации отливки, после чего дают медленно остыть (несколько часов) для снятия внутренних напряжений.

плотность– 2700. 3000 кг/м 3 ;

теплопроводность – высокая;

электроизоляционность– высокая;

Химическая стойкость – высокая:

от действия воды, кислот и щелочей не разрушается;

стойкость к пару и газам –не проницаемо.

прочность – на сжатие 250. 500 МПа, на растяжение и изгиб 30. 50 МПа.

твёрдость – от 6 до 7 единиц по шкале Мооса.

Технологические – обрабатывается алмазным и твёрдосплавным режущим инструментом, шлифуется и полируется абразивными и сверхтвёрдыми материалами.

морозостойкость –1000 циклов замерзания-оттаивания;

огнестойкость – 700. 900 °С.

5) Литые каменные материалы применяются при строительстве гидротехнических, промышленных и уникальных архитектурных сооружений, где требуются высокие эксплуатационные свойства: прочность, влагонепроницаемость химическая стойкость, сопротивление истиранию, морозоустойчивость, диэлектрические свойства.

Керамика

Керамикойназывают конструкционные материалы, изготовленные из глины путём формования в сыром виде и последующего обжига при 1000 °С для спекания её частиц между собой, и в результате приобретшие свойства камня.

Глазурь – стеклянное прозрачное или цветное покрытие керамики, прошедшей обжиг (придаёт блеск).

Ангоб – глиняное цветное покрытие формованного изделия до обжига (придаёт матовость).

2) Классификация керамических изделий

стеновые – кирпичи и камни (блоки);

кровельные – черепица (плоские рельефные пластины);

облицовочные – покрытая глазурью плитка настенная и напольная;

электроизоляционные изделия – детали розеток, изоляторы;

изделия бытового назначения – покрытые глазурью или ангобами посуда, вазы, сосуды для жидкостей и сыпучих веществ;

санитарно-технические изделия – покрытые глазурью раковины, канализационные трубы и т. п.;

порошковые насыпные материалы – керамзит и аглопорит.

По виду структуры керамического материала:

пористые – у которых водопоглощение более 5 % по массе;

плотные – у которых водопоглощение менее 5 % по массе.

По огнестойкости керамического материала:

легкоплавкие – имеют температуру плавления ниже 1350 °С;

тугоплавкие – имеют температуру плавления 1350. 1580 °С;

огнеупорные – имеют температуру плавления свыше 1580 °С.

3) Свойства керамических материалов

плотность–1600. 1900 кг/м 3 ;

теплопроводность – высокая у плотного, у пористого ниже в 4 раза;

электроизоляционность– высокая;

пористость – объём пор 10. 40% общего объёма изделия;

паропроницаемость – высокая у пористого, у плотного ниже в 5 раз;

Химическая стойкость – высокая:

обычные – в воде не растворяются, от действия кислот и щелочей разрушаются;

кислотоупорные от действия кислот и щелочей не разрушаются;

прочностьна сжатие – пористые до 30 МПа, плотные до 100 МПа, на изгиб – 5. 10 МПа,

твёрдость – пористые 5, плотные 7 единиц по шкале Мооса;

плотная керамика имеет хорошую обрабатываемость резанием (пиление алмазным инструментом, точение твёрдыми сплавами);

пористая керамика имеет хрупкость (ломается ударным инструментом).

морозостойкость – пористые – 15. 50, плотные – 50. 100 циклов замерзания-оттаивания;

огнестойкость – пористые – 900 °С, плотные – 1500. 1700 °С.

Бетоны

Бетонная смесь –вязкийкомпозиционный материал, изготовляемый перемешиванием портландцемента, песка, щебня и воды в определённых пропорциях, имеющий способность отвердеть по истечении времени.

Бетонное изделие – продукт отверждения бетонной смеси, залитой в литейную форму или изготовляемой (замешиваемой) сразу в литейной форме.

Бетон –отвердевший из бетонной смеси композиционный конструкционный материал, из которого изготовлено бетонное изделие.

Портландцемент –тонкийтёмно-серый порошок из веществ, смесь которых имеет возможность отвердеть в смеси с водой по истечении времени, используемый в качестве вяжущего вещества для замешивания бетонной смеси.

2) Классификации бетонов

По виду заполнителей:

на специальных (для придания особых свойств).

По величине объёмной массы:

особо тяжёлые – более 2500 кг/м 3 (заполнители: магнезит, барит, чугунный скрап);

тяжёлые – 2200. 2500 кг/м 3 (заполнители: песок, гравий, щебень);

облегчённые – 1800. 2200 кг/м 3 (заполнители: песок, гравий, щебень с добавкой керамзита);

лёгкие – 500. 1800 кг/м 3 (заполнители: песок, керамзит);

особо лёгкие (газо- и пенобетон) – менее 500 кг/м 3 (заполнители: тонкодисперсный песок, газы или пена в порах).

объёмная масса – 250. 5000кг/м 3 ;

теплопроводность – высокая у плотного, у пористого ниже в 4 раза;

электроизоляционность– высокая;

пористость – объём пор 10. 40% общего объёма изделия;

водопоглощение – у плотного 10. 20% по объёму, у пористого выше до 4,5 раз;

Химическая стойкость – высокая:

обычные – в воде не растворяются, от действия кислот и щелочей разрушаются;

кислотоупорные от действия кислот и щелочей не разрушаются;

прочностьна сжатие – пористые до 5 МПа, плотные до 80 МПа, на изгиб – 5. 7 МПа,

твёрдость – плотные 5 единиц по шкале Мооса;

хорошая обрабатываемость резанием (пиление твёрдыми сплавами);

высокаяхрупкость (ломается ударным инструментом).

морозостойкость – 25. 1000 циклов замерзания-оттаивания (самая высокая у особолёгких);

огнестойкость – тяжёлые 900 °С, жаростойкие до 1700 °С.

4) Состав бетонной смеси обозначают в виде расхода материалов на 1 м 3 уплотнённой смеси. Например: портландцемента – 300 кг, мелкого заполнителя (песка) – 600 кг, крупного заполнителя (щебня или гравия) – 1200 кг, воды – 180 кг. Итого: вес 1 м 3 бетонной смеси – 2280 кг.

5) Применение различных видов бетонов

Особо тяжёлые – специальные бетоны: огнеупорные (футеровка печей), кислотоупорные (промышленные и канализационные сооружения), морозоустойчивые (сооружения в районах крайнего севера). Марки: М400; М500; М600; М800; М900; М1000.

Тяжёлые, облегчённые – в строительстве промышленных и жилых сооружений. Марки: М50; М75; М100; М150; М200; М250; М300; М350.

Лёгкие, особолёгкие – для утепления жилых и других строительных сооружений. Марки: М15; М25; М30; М35.

Обозначение марки: М – марка бетона по прочности на сжатие, число – прочность на сжатие в кг/см 2 (для перевода в МПа следует умножить на 10 -1 ).

Стекло

Стекломназывают конструкционные материалы, обладающие оптическими свойствами: светопропускание, светоотражение, рассеивание света.

Оптика –раздел физики, изучающий процессы излучения света, его распространения и взаимодействия с веществами.

Оптический –зрительно воспринимаемый человеком результат распространения света.

2) Классификации стекла как конструкционного материала

По химическому составу:

кварцевое ( SiO2 – 99%);

силикатное (SiO2 –75%; Na2O – 15%; CaO – 10%);

термостойкое (SiO2 – 80%; MgO – 0,5%; CaO – 10%).

строительное – листовое оконное, витринное, стеклоблоки, облицовочное, профильное, армированное;

техническое – полированное, закалённое, эмалированное;

специальное – пропускает ультрафиолетовые лучи, с высокой термо- и химической стойкостью, изменяет силу светового потока, поглощает отдельные части светового спектра;

тарно-бытовое – посуда, ёмкости для хранения жидкостей.

3) Свойства стекла (минимальные числовые значения свойств – для неспециальных видов стекла)

цвет –для большей прозрачности стекло изготовляют бесцветным, для окрашивания при варке в массу добавляют оксиды металлов (хром – зелёный, медь – красный, кобальт – синий, серебро – жёлтый);

плотность– 2500. 6000 кг/м 3 ;

теплопроводность – низкая;

электроизоляционность– высокая;

температура плавления – конкретная величина отсутствует, так как стекло является веществом аморфным.

стойкость к кислотам – не разрушается от действия кислот (кроме плавиковой и фосфорной);

стойкость к воде и щелочам – высокая (процесс разрушения идёт очень медленно);

стойкость к пару и газам –практически не проницаемы.

прочностьна сжатие – 700. 1000 МПа, на растяжение – 35. 85 МПа, на изгиб – 50. 150 МПа, на ударный изгиб – 0,2 МПа;

твёрдость – 5-7 единиц по шкале Мооса;

хрупкость – у неспециальных видов стекла чрезвычайно высока. Её обусловливает кристаллический стеклообразующий компонент SiO2.

все виды стекла имеют хорошую обрабатываемость резанием (пиление алмазным инструментом, точение твёрдыми сплавами, абразивное шлифование и полирование);

все виды стекла поддаются формованию (пластическому деформированию) при температуре 800. 1000 °С.

4) Виды специального стекла:

отражающее – для уменьшения нагрева солнечными лучами. Бывает двух типов: «под золото» и «под серебро», в дневное время изнутри прозрачно;

«увиолевое» – пропускает ультрафиолетовые лучи (до 75%);

теплопоглощающее – задерживает 70. 75% инфракрасных лучей, что в 2-3 раза выше, чем у обычного стекла;

закалённое– имеет в 5-7 раз более высокую прочность на изгиб и ударный изгиб, чем обычное. Термообработка закаливанием производится быстрым охлаждением потоком воздуха после нагрева до 540. 650 °С. При разрушении оно рассыпается на мелкие кубические кусочки;

армированное – внутри листового стекла находится металлическая сетка, удерживающая осколки от разлетания;

ламинированное– находящийся внутри листового стекла слой полимерной плёнки (триплекс), обеспечивает удержание осколков от разлетания, два слоя плёнки между тремя слоями стекла обеспечивают пуленепробиваемость.

5) Виды изделий из стекла:

листовое оконное– толщина 2,0 – 6,0 мм марки М1 до М5;

листовое витринное – толщина 8 – 12 мм, марки М6 до М8 (чем больше число в марке, тем выше прочность);

пустотелые блоки – размеры 190*190*80 мм и 190*190*100 мм, хорошо рассеивают свет, сохраняют тепло и задерживают звук, имеют различный цвет;

стеклянные трубы – диаметр 40 – 150 мм, длина 1500 – 3000 мм, имеют высокую химическую стойкость;

различные виды рельефного стекла –фары, изоляторы и тому подобное.

|следующая лекция ==>
Термореактивные пластмассы|Лабораторная работа №3

Дата добавления: 2017-03-29 ; просмотров: 636 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

2.4 Материалы и изделия из природного камня

2.4.1 Технические требования к материалам и изделиям

Важнейшими характеристиками природных каменных материалов являются средняя плотность, прочность при сжатии, истираемость, износ, морозостойкость, водостойкость, теплопроводность.

По средней плотности каменные материалы подразделяются на тяжелые со средней плотностью 1800 кг/м 3 и более, легкие со средней плотностью менее 1800 кг/м 3 . Тяжелые применяются в дорожном строительстве, для изготовления облицовочных материалов, полов, легкие – для изготовления стеновых материалов, в качестве легких заполнителей для бетонов. По прочности при сжатии они имеют марки 0,4; 0,7; 1; 1,5; 2,5; 3,5; 5,0; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 30; 40; 50; 60; 80; 100, что соответствует пределу прочности породы при сжатии, МПа, в сухом состоянии. По морозостойкости каменные материалы делятся на марки 10; 15; 25; 35; 50; 100; 150; 200; 300;500. По водостойкости – на группы с коэффициентом размягчения Кр не ниже 0,6; 0,75; 0,9; и 1,0. Для стеновых материалов важнейшей характеристикой является теплопроводность. Так, для известняка-ракушечника и вулканического туфа она составляет 0,5–0,8 Вт/(м·°С).

2.4.2 Основные виды природных каменных материалов

Природные каменные материалы подразделяются на сырьевые (полуфабрикаты) и готовые материалы и изделия (фабрикаты). Это подразделение в некоторой степени условное, так как отдельные материалы могут быть полуфабрикатами и фабрикатами. Так, щебень для бетонов выступает как полуфабрикат. Он же, применяемый для балластного слоя железнодорожного пути, является готовым материалом.

Читайте также:  Пример расчета треугольной фермы

К сырьевым материалам относятся щебень, гравий и песок, применяемые в качестве заполнителей для бетонов и растворов; известняк, мел, гипс, доломит, магнезит, глина, мергели и другие горные породы – для изготовления строительной извести, гипсовых вяжущих, магнезиальных вяжущих, портландцементов.

Готовые каменные материалы и изделия подразделяются на материалы и изделия для дорожного строительства, для мостов и тоннелей, гидротехнических сооружений, стен и фундаментов, облицовки зданий и сооружений.

Каменные материалы для дорожного строительства. К ним относят булыжный, колотый, брусчатый и бортовые камни; щебень, гравий, песок. Их получают из изверженных и прочных осадочных горных пород. К этой группе следует отнести также скальные и нескальные грунты.

Булыжный камень представляет собой зерна горной породы с овальными поверхностями размером до 300 мм.

Колотый камень должен иметь форму, близкую к многогранной призме или усеченной пирамиде с площадью лицевой поверхности не менее 100 см 2 для камней высотой до 160 мм, не менее 200 см 2 при высоте до 200 мм и не менее 400 см 2 при высоте до 300 мм. Верхняя и нижняя плоскости камня должны быть параллельными.

Колотый камень изготавливают из хорошо обрабатывающихся горных пород с пределом прочности при сжатии не менее 100 МПа.

Булыжный и колотый камни применяют для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог, крепления откосов насыпей и каналов.

Камень брусчатый для дорожных покрытий имеет форму прямоугольного параллелепипеда. По размерам подразделяется на высокий (БВ) длиной 250, шириной 125 и высотой 160 мм, средний (БС) с размерами соответственно 250, 125, 130 мм и низкий (БН) с размерами 250, 100 и 100 мм. Верхняя и нижняя плоскости камня параллельные, боковые грани для БВ и БС сужены на 10 мм, для БН – на 5 мм. Изготавливают его из гранита, базальта, диабаза и других горных пород с пределом прочности при сжатии 120–140 МПа. Применяют для мощения площадей, улиц.

Камни бортовые из горных пород применяются для отделения проезжей части дорог от разделительных полос тротуаров, пешеходных дорожек и тротуаров от газонов и т.п. По способу изготовления подразделяются на пиленые и колотые. По форме бывают прямоугольные и криволинейные. Имеют высоту от 200 до 600, ширину – от 80 до 200 и длину – от 700 до 2000 мм. Изготавливаются из изверженных глубинных горных пород прочностью более 100 МПа, из изверженных излившихся и осадочных пород прочностью более 60 МПа.

Щебень – рыхлый материал, получаемый дроблением горных пород, гравия и валунов, попутно добываемых вскрывших и вмещающих пород или некондиционных отходов горных предприятий по переработке руд и неметаллических ископаемых других отраслей промышленности, он имеет рваную угловатую поверхность.

Гравий – рыхлый материал, образовавшийся при естественном разрушении горных пород. Имеет окатанную (округлую) форму. Получают его рассевом гравийно-песчаных смесей.

Средняя плотность зерен щебня и гравия составляет от 2,0 до 3,0 г/см 3 . Выпускают их в виде отдельных фракций с крупностью зерен от 5 до 150 мм. Для гидротехнических массивных сооружений при введении непосредственно в бетонную смесь блока возможно введение щебня крупностью свыше 150 мм. Применяют щебень и гравий в качестве заполнителя для тяжелого бетона, для дорожных и других видов строительных работ.

Песок – рыхлый материал с размером зерен до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения или полученный искусственным дроблением горных пород.

Применяют для подстилающих слоев дорожных одежд, для приготовления бетонов и растворов на минеральных и органических вяжущих.

Щебень для балластного слоя железнодорожного пути получают дроблением горных пород, гравия и валунов. Выпускают две фракции щебня 25–60 и 5–25 мм. Щебень фракции 25–60 мм применяют для балластировки главных путей, фракция 5–25 мм предназначена для балластировки станционных, а также малодеятельных главных и подъездных путей. Щебень называют «тяжелым» балластом. Он имеет повышенную несущую способность и обеспечивает наиболее благоприятную работу балластного слоя. Его применяют на линиях с большой грузонапряженностью и высокими скоростями движения поездов.

Гравийный и гравийно-песчаный балласт являются природными смесями, образовавшимися в результате естественного разрушения горных пород. Гравийный балласт имеет размеры зерен до 60 мм, гравийно-песчаный – 20 мм. Наибольшей несущей способностью при устройстве балластной призмы железнодорожного пути обладает гравийный балласт, а затем гравийно-песчаный. Их применяют на малодеятельных главных и станционных путях, а также для устройства подушки.

Готовые щебеночно-песчаные, гравийно-песчаные, щебеночно-гравийно-песчаные смеси. Их применяют для устройства покрытий, оснований, дополнительных слоев оснований автомобильных дорог, оснований аэродромов и укрепления обочин автомобильных дорог.

Смеси для покрытий с наибольшим размером фракции 20 и 40 мм, смеси для оснований – с непрерывной гранулометрией с наибольшей крупностью зерен 20, 40, 80 и 120 мм, смеси для оснований с полупрерывистой грануляцией – с наибольшей крупностью зерен 20, 40 и 80 мм.

Смеси песчано-гравийные для строительных работ. Смеси подразделяются на 5 групп: с содержанием зерен свыше 15 мм до 25 %; свыше 25 мм – до 35 %; свыше 35 мм – до 50 %; свыше 50 мм – до 65 % и свыше 65 мм – до 75 %; с размерами зерен не менее 10 мм и не более 70 мм. Могут выпускаться с наибольшей крупностью зерен до 150 мм.

Природные смеси применяются для устройства дорожных покрытий, верхнего слоя оснований под покрытия, для дренирующих слоев и других целей.

Смеси щебеночно-песчаные, гравийно-песчаные, щебеночно-гра-вийно-песчаные, обработанные минеральными вяжущими материа-лами. Размер зерен смесей до 40 мм. Их смешивают с портландцементом и другими минеральными вяжущими и водой в карьерных смесителях. Применяют в дорожном и аэродромном строительстве.

Смеси органоминеральные получают смешиванием щебня, гравия, песка и их смесей с органическими вяжущими или органическими вяжущими совместно с минеральными. Они подразделяются на крупнозернистые с зернами размером до 40 мм, мелкозернистые – с зернами до 20 мм и песчаные с зернами до 5 мм. Применяются для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

Порошки минеральные для асфальтобетонных смесей получают из известняков, доломитов, доломитизированных известняков и других карбонатных горных пород. Зерновой состав их от 0,071 до 1,25 мм. Могут быть активированными и неактивированными. Являются структурной составляющей и совместно с битумом образуют асфальтовое вяжущее вещество, скрепляющее минеральные частицы асфальтобетона в единый монолит.

Земляное полотно устраивают из скальных и нескальных грунтов.

Скальные грунты применяются в виде естественных массивов в выемках или искусственных (разрушенных) массивов в насыпях. Скальные грунты могут быть слабо- и сильновыветривающимися. Они бывают изверженного (магматического), осадочного и метаморфического происхождения.

Нескальные грунты подразделяются на крупнообломочные, песчаные, глинистые, биогенные (сапропели, заторфованные). При содержании в грунте более 40 % песчаного или более 30 % глинистого компонента их называют гравийно-песчаными, гравийно-глинистыми.

Для насыпей применяют все грунты, кроме глинистых избыточно увлажненных или засоленных, торфов, ила, заторфованных грунтов с содержанием органических примесей 10–50 %, грунтов с содержанием органических включений от 3 до 10 % или грунтов с влажностью на границе текучести WL≥0,4; грунтов с содержанием гипса 20–30 %.

Для укрепления откосов земляного полотна применяются крупнообломочные грунты. Если откосы подтопляемые, применяют каменные наброски из разрыхленных слабовыветривающихся скальных грунтов.

Каменные материалы для мостов и тоннелей. При строительстве мостов в суровых климатических условиях при мощном ледоходе и в городских мостах из архитектурных соображений облицовку опор выполняют камнем. Она одновременно служит и опалубкой. При отсутствии ледохода выполняют навесную опалубку из плит.

На станциях метрополитенов, подземных переходов полы настилаются каменными плитами. Облицовочными плитами отделываются стены.

Каменные материалы для гидротехнических сооружений. В гидротехнических сооружениях: плотинах, причалах, шлюзах, молах, пирсах защитную облицовку в зоне переменного уровня воды, подвергающуюся разрушающему воздействию воды и знакопеременных температур, выполняют из изверженных горных пород прочностью 80–100 МПа. Из них же выполняют каменную наброску наружной зоны плотин. Для внутренней зоны можно применять камень из осадочныхгорных пород прочностью30–60 МПа с коэффициентом размягчения не ниже 0,7–0,8.

Каменные материалы и изделия для фундаментов и стен

К каменным материалам и изделиям для фундаментов и стен относят бутовый камень, камни стеновые из горных пород, крупные стеновые блоки.

Бутовый камень представляет собой штучный камень размером 150–500 мм и массой 20–40 кг. По форме он подразделяется на рваный, постелистый и плитняковый. Рваный камень представляет собой куски неправильной формы с бугристой поверхностью. Постелистый имеет не менее одной небугристой грани, плитняковый – две параллельные грани. Получают бутовый камень из изверженных, осадочных и метаморфических горных пород. Применяют для устройства бутовых и бутобетонных фундаментов, подземных стен, стен неотапливаемых зданий.

Камни стеновые из горных пород – материал в виде прямоугольного параллелепипеда размером 390х190х188, 490х240х188 и 390х190х288 мм. Изготавливают из горных пород со средней плотностью до 2200 кг/м 3 в основном из известняков и туфов. Применяют для кладки стен, перегородок и других частей зданий и сооружений.

Крупные стеновые блоки изготавливают выпиливанием из горных пород со средней плотностью до 2200 кг/м 3 (вулканических туфов, известняков, доломитов). Применяют их для кладки наружных стен.

Облицовочные материалы и изделия. К облицовочным материалам и изделиям из природного камня относят плиты облицовочные пиленые, архитектурно–строительные изделия, плиты декоративные.

Плиты облицовочные пиленые получают из природного камня распиливанием каменных блоков. Они имеют длину от 150 до 1500, ширину от 150 до 1200 и толщину от 8 до 30 мм. Применяют их для наружной и внутренней отделки зданий и сооружений. Для облицовки стен изготавливают плиты из гранита, сиенита, диорита, лабродорита, базальта, мрамора, известняка, туфа и других горных пород. Настилка полов выполняется плитами из гранита, лабродорита и реже мрамора. Плиты из мрамора можно склеивать.

Архитектурно-строительные изделия из природного камня получают из блоков или непосредственным выпиливанием из горных пород. Предназначены для наружной и внутренней облицовки зданий и сооружений, устройства парапетов, ограждений лестниц. Изготавливают их из гранита, мрамора, плотного известняка, доломита, песчаника и других горных пород.

Цокольные пиленые и колотые плиты имеют длину от 500 до 1500, ширину – от 200 до 1200, толщину – от 40 до 60 для пиленых и от 100 до 300 мм для колотых. Фактура поверхностей может быть пиленая, обработанная ультразвуком, шлифованная, лощенная, полированная, «скала», точечная, термообработанная.

Накрывочные пиленые и колотые плиты имеют длину от 500 до 1500, ширину от 200 до 500 и толщину от 15 до 40 для пиленых и от 100 до 150 мм для колотых. Фактура такая же, как и для цокольных плит, за исключением «скалы».

Подоконные пиленые плиты имеют длину от 600 до 1500, ширину от 220 до 400 и толщину от 20 до 40 мм со шлифованной, лощеной или полированной структурами.

Цельные пиленые и колотые ступени изготавливают длиной от 600 до 1500, шириной от 260 до 400 и толщиной от 80 до 120 у пиленых и от 120 до 200 мм у колотых. Фактура поверхности может быть пиленая, шлифованная, лощеная, полированная или термообработанная. У колотых ступеней – точечная.

Проступи пиленые имеют длину от 600 до 1500, ширину от 300 до 400 и толщину от 20 до 40 мм. Фактура поверхности – пиленая, шлифованная, полированная, термообработанная или точечная.

Парапеты пиленые прямые и криволинейные изготавливают длиной от 500 до 1500, шириной от 80 до 200 и высотой от 500 до 1200 мм, парапеты колотые – длиной от 500 до 1500, шириной от 200 до 400 и высотой от 500 до 1200 мм. Имеют пиленую, шлифованную, полированную, термообработанную или точечную фактуру.

Кроме перечисленных, выпускаются сложнопрофильные архитектурные изделия: колонны, балясины, детали обрамления порталов, детали карниза, междуэтажные пояса, камни кардонные.

Плиты декоративные на основе природного камня получают из природного камня и минеральных или полимерных связующих. Изготавливают с мозаичной, брекчиевидной, или орнаментной поверхностью. Имеют прямоугольную форму длиной от 200 до 1500, шириной от 200 до 1200 и толщиной от 10 до 40 мм. Предназначены для наружной и внутренней облицовки зданий и сооружений.

Химически-стойкие материалы и изделия, не разрушаются кислотами, щелочами, солями, агрессивными газами, воздействием высоких и резко меняющихся температур и давлений. Применяют для изготовления плит, брусков, фасонных изделий. Ими футеруют установки и аппараты.

Кислотостойкие материалы и изделия изготавливают из гранита, сиенита, диорита, диабаза, трахита, андезита, базальта, кварцита, кварцевого песчаника. После дробления и помола их применяют в качестве заполнителей и наполнителей в кислотоупорных бетонах и кислотоупорных цементах. Из диабаза, базальта делают литые изделия необходимой формы и размеров: кислотоупорные трубы и желоба, детали для аппаратуры в химической промышленности.

Щелочестойкие материалы и изделия изготавливают из плотных известняков, мрамора, магнезита, доломита, известнякового песчаника.

2.4.3 Защита каменных материалов от коррозии

Каменные материалы в сооружениях подвержены разрушениям. Одни в течение тысячелетий и столетий, другие в течение нескольких лет. Долговечность материалов зависит от химико-минералогического состава и структуры горной породы, из которой они изготовлены, и условий эксплуатации.

Кварц имеет высокую химическую стойкость. Его разрушает только плавиковая кислота. Кальцит взаимодействует с кислотами. Магнезит и доломит взаимодействует с горячими кислотами, гипс растворяется с водой.

Отдельные минералы имеют разные коэффициенты расширения. При нагревании и охлаждении в результате внутренних напряжений образуются трещины. В граните могут возникать трещины через 30 лет. Замерзание воды в порах и трещинах камня создает внутренние напряжения, которые разрушают природные каменные материалы.

Многократное увлажнение и высушивание камня приводит к набуханию и усадке, что расшатывает его структуру.

Загрязненная атмосфера городов содержит кислые газы, которые с водой образуют кислоты. Например, сернистая кислота интенсивно разрушает мрамор.

В природных, сточных водах содержатся кислоты, соли. К примеру в болотных водах имеется гуминовая, фульвовая, угольная кислоты, в морской воде хлористые и сернокислые соли, которые разрушают камень.

Корни мхов, лишайников, деревьев проникают через трещины, поры в камень, извлекают для питания щелочные соли, выделяют кислоты и вызывают биологическое разрушение камня.

Долговечность облицовочного камня оценивается в годах до появления начала и окончания разрушения и по этому показателю классифицируется на четыре группы, приведенные в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Классификация облицовочного камня по долговечности

Природные каменные материалы

Забор выполненный из блоков ракушняка

Природные каменные материалы применяются для строительства домов и составных частей здания.Для возведения составных частей дома,такие как фундаменты, цоколи, стены, печи применяются различные природные каменные материалы.

Содержание статьи:

2. Изверженные породы.

3. Основные виды строительных материалов относящиеся к группе осадочных горных пород.

4. Основные виды строительных материалов относящиеся к группе метаморфических пород.

5. Природные строительные каменные материалы и изделия.

Природные каменные материалы и изделия получают из различных горных пород, которые подразделяют на изверженные, осадочные и метаморфические.

Изверженные породы

Среди изверженных пород ( магматические горные породы )особое место занимает гранит, так как это наиболее распространенная тяжелая глубинная изверженная горная порода. Представляет собой сплав кварца, полевого шпата и небольшого количества слюды. Гранит морозостоек, хорошо шлифуется и полируется. Кроме гранита, из тяжелых глубинных пород в строительстве используют габбро, сиениты, диориты и другие.

К легким изверженным породам относятся пемза, туфовые лавы и вулканические туфы.

Пемза представляет собой серовато-белого до коричневого цвета излившаяся вулканическая сыпучая порода губчатого строения, которая состоит из кислого вулканического стекла. Крупнейшие месторождения пемзы находятся на Северном Кавказе, в Армении на Камчатке и в других районов. В зависимости от физико-механических свойств пемзы и по петрографическому составу, пемзы подразделяют на :

1. Пемзы анийского типа (Анийского, Ириндского и Пемзашенского месторождений).

2. Литоидные пемзы (Пусаванского, Джараберского и Гюмушского месторождений).

От литоидных пемзы анийского типа отличаются прежде всего большей пористостью, пониженной прочностью и легкостью.

Таблица -5. Основные свойства вулканических пемз

Большинство разновидностей природных пемз характеризуются своим составом а именно большим содержанием SiO2-68…72%; Al2O3-13…18% и щелочей в пределах 4…9%. Для пемзы коэффициент размягчения составляет 0,85…0,45.В строительстве пемзы анийского типа используются в производстве конструкционно-теплоизоляционных а также в теплоизоляционных легких бетонов имеющие среднюю плотность в пределах 500…1400 кг/м³ и прочность при сжатии от 1 до 10 МПа. Пемзы анийского типа также используются в строительстве и в качестве теплоизоляционных засыпок.

Имеющие повышенную прочность пемзы литоидного типа используются как заполнитель в конструкционных легких бетонах классов В 10…В 30 средней плотностью 1400…1800 кг/м³.

Туф

Туф-представляет собой пористая каменная порода, которая образовалась из продуктов вулканических выбросов в виде песка, пепла, щебня и других более крупных кусков уплотнившихся и скрепленных между собой. Туфы имеют различную качественную характеристику в зависимости от условий их образования. Спекшиеся туфы обладают наилучшими показателями, так как они образовались из отложений размягченного под действием очень высокой температуры и насыщенного газами мелкообломочного материала без какого-либо цементирующего вещества.

Другие туфы отличаются от спекшихся прежде всего низкими показателями, так как они образовались из обломочного материала скрепленного между собой природным цементом различного состава. Наиболее крупные месторождения вулканических туфов находятся в Армении, Грузии, Бурятии, Хабаровском и Приморском краях, на Камчатке в Закарпатье и в других местах.

По петрографическому составу и физико-механическим показателям туфы Армении подразделяются на пять типов:

артикский, ереванский, анийский, бюроканский и фельзитовый. По химическому составы они близки к пемзам. Туфы Армянских месторождений используются в качестве несущего стенового и облицовочного материала. Туфы фельзитового типа в строительстве применяют главным образом для облицовки зданий. Отходы от каменной обработки используют в качестве пористых заполнителей для легких бетонов преимущественно конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных классов В 2,5…В 25 средней плотностью 1400…2000 кг/м³.

Осадочные горные породы

К осадочным породам относятся известняки, песчаники и глины. Известняки состоят в основном из карбоната кальция (CaCO3). Различают пористые известняки (мел, ракушечник, известковые туфы) и плотные. Песчаники представляют собой зерна кварцевого (чаще всего ) песка, сцементированные окисью кальция, водным или безводным кремнеземом, водными окислами железа или глиной.

Читайте также:  Дизайн туалета в квартире: фото

Глина -осадочная горная порода в виде смеси частиц песка размером 0.15-5 мм, пылевидных частиц величиной 0,005-0,15 мм и собственно глинистых частиц размером менее 0,005 мм. Частицы величиной 0,001 мм и даже меньше (тонкодисперсные) сообщают глинам способность во влажном состоянии образовывать пластичное тесто. легко принимающее заданную форму и сохраняющее ее после высыхания. а при обжиге превращается в камневидное тело.

Из глины получают кирпич, черепицу, облицовочные плитки и пустотелые керамические камни. Глину используют также в качестве вяжущего вещества для приготовления строительных растворов. Более обширную информацию о глине вы сможете получить в статье сырье для производства керамики.

Среди сыпучих природных каменных материалов, которые относятся к осадочным горным породам можно выделить песок. Песок это природный каменный материал, который в зависимости от происхождения и условий залегания бывает горный( овражный), речной и морской. Плотность песка составляет (2,54…2,65)·10³ кг/м³ и зависит от преобладающих в нем минералов.По крупности зерен песок делится на мелкий, средний и крупный-от 0,15…5 мм.

На объемную массу песка влияют его гранулометрический (зерновой) и минералогический составы, степень уплотнения и особенно влажность. Считается что объемная масса песка в среднем равна 1550 кг/м³, но в отдельных случаях она достигает 1400 и 1700 кг/м³. Примеси ухудшают строительные качества песка.

К наиболее вредным примесям относятся слюда, соединения серы , пылевидные, глинистые и илистые частицы а также органические примеси. Для бетона смешивают песок с крупными и мелкими зернами в пропорциях, которые зависят от крупности и окатанности зерен песка.Таким образом достигается наивысшая крепость бетонной смеси, правильным (оптимальным) подбором составных частей песка.

Для подбора оптимального состава песка, следует просеять песок сначала через сито с ячейками 2,5 мм. Затем, то что прошло через него пропускают через сито с ячейками 1,2 мм и получают первую фракцию песка. Далее, то что прошло через сито 1,2 мм просеивают через сито 0,3 мм и получают вторую фракцию. Для приготовления оптимальной песчаной смеси берут 20-50 % первой фракции и 50-80% второй.

Если песок крупно загрязнен то его промывают.Содержание в нем глинистых и прочих примесей не должно быть больше пяти-семи процентов.Песок применяется преимущественно как заполнитель для бетонных смесей и растворов различного вида,в качестве подстилочных слоев под подушки фундамента дома,под разного вида дорожек и тротуаров.

Наиболее распространены такие представители метаморфических горных пород как мрамор, роговики и кварциты а также сланцы, гнейсы разнообразные милониты и катаклазиты. Мрамор представляет собой перекристаллизовавшиеся известняки, при этом мрамор хорошо шлифуется и полируется. Физико-механические свойства состав метаморфических горных пород варьирует в довольно широких пределах.

Мрамор полнокристаллическая метаморфическая карбонатная горная порода которая образовалась в результате перекристаллизации доломита или известняка. Для строительных нужд используют в качестве мрамора такие породы как плотный доломит, мраморизованный известняк, карбонатные брекчии и карбонатные конгломераты, офикальц.

Мрамор содержит довольно большое количество примесей других минералов, таких как полевой шпат, гематит, хальцедон, лимонит, кварц, пирит и органических соединений влияющие на его качество. Например содержание примеси кварца затрудняет распиловку и полировку мрамора. Мрамор имеет следующие физические свойства:

плотность в зависимости от количества примесей от 1900 до 2800 кг/м 3 ; сопротивление излому 10-30 МПа; сопротивление сжатию 100-250 МПа;пористость не более 1%; водопоглощение в пределах 0,15…0,50 %; твердость 3-4. Наиболее прочен и хорошо полируется мелкокристаллический мрамор с зубчатой связью зерен.Отличаются мраморы исключительным разнообразием рисунка и окраски. Окраска мрамора зависит от примесей.

Кварциты-представляют собой метаморфическая горная порода сложенная в основном из зерен кварца, неразличимыми макроскопически между собой которые сливаются в сплошную плотную массу с раковистым или занозистым изломом. Образование кварцита связывают с перекристаллизацией кварцевых песчанников в процессе регионального метаморфизма.

Также к кварцитам относят перекристаллизованные горные породы которые образовались из кремнеземистых гелей хемогенного происхождения. Они составляют основную часть образований железистых кварцитов, которые даже при сильном метаморфизме сохраняют высокую пористость в отличие от кварцитов обломочного происхождения и легко разрушаются. Кварциты хемогенного происхождения характеризуются большим (до 95-99%) содержанием SiO2 , высокой (до 1710-1770°С) огнеупорностью и механической прочностью.

Кварциты с высоким содержанием SiO2 (до 98…99 %) используются для получения металлического кремния и его сплавов, для изготовления огнеупорных динасовых изделий, в качестве флюса в металлургии. Кварциты используются широко в качестве облицовочного и декоративного строительного материала.

Природные каменные материалы и изделия

Стена выполненная из бутового камня

Природные каменные материалы и изделия получают из горных пород путем дробления, раскалывания, распиливания, обтесывания, шлифования и полирования. Добывают их в карьерах а обрабатывают на специальных заводах. На строительство изделия из природного камня поступают в виде бутового камня, щебня, песка или стеновых камней и блоков, плит и профилированных изделий.

Бутовый камень -это куски каменных пород неправильной формы, массой 15-40 кг, состоящие главным образом из известняка и песчанника. Применяют их для кладки фундаментов, стен как подземной, так и наземной частей здания. Стеновые камни и блоки получают выпиливанием из известняков и туфов . Камни применяют для кладки стен зданий, мостовых опор и облицовки.

Из блоков изготовляют плиты по заданным размерам с фактурной обработкой лицевых поверхностей. Профилированные изделия -ступени, подоконники, детали карнизов-получают обрабатывая блоки и плиты на специальных станках.

Среди множества различных видов природных каменных материалов применяемых сегодня в строительстве частных домов, особое место занимает известняк ракушечник. Такие дома выполненные из известняка ракушечника можно встретить часто в южных странах СНГ,в частности на Украине,в Грузии и Армении.

Для кладки стен также применяют природный каменный материал из известняка.Его еще называют бутовый камень,может быть рваным,плитчатым или постелистым. Используемый на строительстве стен камень должен быть чистым , без трещин, расслоений и других дефектов.

Гравий это продукт естественного разрушения горных пород, состоящий из окатанных кусков. Как и песок, гравий может быть овражный, речной и морской.

Гравий, галька-это сыпучие каменные материалы.Они представляют собой небольшие камешки разной формы и цвета. Гравий встречается с размерами камушков от пяти до восьмидесяти миллиметров. Если размеры гравия до двадцати миллиметров- то его относят к мелкому гравию, если от двадцати до сорока миллиметров-то к среднему и от сорока до восьмидесяти -к крупному.

Щебень получают путем дробления более крупных камней в специальных камнедробилках. Его выпускают таких же размеров как и гравий и применяют в качестве заполнителя для бетонных смесей. куски щебня имеют остроугольную форму. Прежде чем использовать щебень и гравий предварительно промывают водой. Природные каменные материалы отличаются высокими показателями,морозоустойчивы и износостойки

***** РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!

Технологии разработки каменных материалов и получение из них строительных изделий

Современная индустрия стройматериалов по праву может считаться одной из наиболее быстроразвивающихся. Сегодня уверенно ориентироваться в растущей номенклатуре строительных товаров может только специалист. Рядовым потребителям остается только сравнивать многочисленные предложения и пытаться определить, какие же разрекламированные новинки помогут воплотить в жизнь задуманный интерьер дома или офиса.

Однако есть материалы, актуальность которых исчисляется тысячелетиями, а надежность и долговечность проверена величайшими зодчими современности и прошедших эпох. В отличие от синтетических продуктов современных технологий, натуральный камень способен создать в вашем доме положительную ауру, привнести в него чувство уверенности и защищенности. Недаром камень издревле был для человека символом стабильности и престижа; мрамор и гранит использовали для строительства и отделки наиболее выдающихся сооружений, призванных продемонстрировать величие и могущество их владельца.

Сегодня сфера применения натурального камня существенно расширилась. Благодаря красоте, долговечности и отличным эксплуатационным характеристикам мрамор и гранит применяют всюду — от жилых домов и офисных зданий до выставочных центров, аэропортов и станций метро.

Что же это такое — природный камень? Как рождаются в недрах земли мрамор, гранит и др.? Для чего их применяют?

Материалы из природного камня

Природный камень – первое добытое человеком полезное ископаемое.

Наиболее древние сооружения, сохранившиеся до наших дней, были построены из природного камня.

На протяжении тысяч лет основными зданиями из природных каменных материалов были монументальные культовые, где масса преобладала над внутренним пространством.

Массивные культовые сооружения ( ступы, храмы ) в древней Индии, древних майя ( пирамиды, дворцы ) имели на поверхности каменных материалов разнообразную резьбу.

Среди отдельных ярких мазков на огромной картине древней мировой архитектуры из природного камня можно отметить творения мастеров Византии, Сербии, Армении, Грузии и, конечно, Руси. Дмитриевский собор в г. Владимир – яркий пример самобытного русского каменного храма с великолепной резьбой. (приложение 1)

В современном же строительстве из природного камня путем обработки получают стеновые и фундаментные блоки для возведения различных по назначению сооружений, бордюрный камень для ограждения дорог, облицовочные плиты для внутренней и наружной отделки зданий. Монументальный камень для изготовления колонн и крупных архитектурных деталей. Каменная облицовка повышает долговечность зданий и избавляет от необходимости ремонта наружных стен на многие десятилетия. При применении более сложных технологий из горных пород получают каменное литье и минеральную вату.

Условия образования горных пород предопределяют их минералогический состав и общий характер строения. Именно от состава и структуры зависят их основные свойства, а следовательно, применение в строительстве.

По условиям образования горные породы разделяют на три основные группы (подробнее см.приложение 2):

ь Магматические (изверженные)

ь Осадочные (вторичные)

ь Метаморфические (видоизмененные)

Магматические (изверженные) горные породы образовались из расплавленной магмы, поднявшейся из глубины земной коры и отвердевшей при остывании. В зависимости от скорости и места охлаждения магмы они в свою очередь могут быть глубинными или излившимися.

Глубинные породы остывали медленно, под значительным давлением толщи земной коры. Эти условия обеспечили полную кристаллизацию составляющих минералов. Поэтому такие породы имеют крупнокристаллическую структуру, высокие плотность (2600. 33ОО кг/м3) и прочность на сжатие (100. 500 МПа), морозостойкость (более F200), низкое водопоглощение (О,1. 1,5 %), большую теплопроводность. К ним относятся граниты, габбро, диорит и др.

Граниты — самые распространенные магматические породы на Земле. Они имеют зернисто-кристаллическое строение, обеспечивающее им высокую прочность на истирание. Цвет гранита зависит от цвета входящего в его состав полевого шпата и чаще всего бывает серым, голубовато-серым, но может быть и темно-красным, и даже зеленым. Граниты хорошо обрабатываются (обтесываются, шлифуются и полируются). В строительстве используют облицовочные плиты для стен и пола, бордюрные камни, щебень для высокопрочных бетонов. Граниты применяют для облицовки гидротехнических сооружений, набережных, цоколей зданий, а также для выполнения фундаментов монументальных сооружений.

Габбро – кристаллическая крупнозернистая горная порода, устойчивая к выветриванию. Ее камень используют в качестве облицовочных плит, для покрытия дорог и получения высокопрочного щебня для бетонов. Одна из разновидностей габбровых пород — лабрадорит — имеет серую и черную окраску с красивыми мерцающими вкраплениями в синих и зеленых тонах, его используют для особо ценных облицовок.

Диорит — крупнокристаллическая среднезернистая горная порода, обладающая повышенной ударной вязкостью и устойчивостью к выветриванию, хорошо полируется. Эти свойства позволяют использовать диориты в качестве материалов, противодействующих различным вибрационным воздействиям, например для фундаментов мостовых сооружений. По строительным свойствам диорит не уступает граниту, его применяют при облицовочных работах и в дорожном строительстве.

Излившиеся горные породы образовались при быстром остывании магмы. В случае отвержения у поверхности земли породы близки по своим свойствам к глубинным, но в отличие от них имеют мелкокристаллическую, скрытокристаллическую или частично стекловатую, аморфную структуру. К плотным породам относят андезиты, диабазы и базальты, отличающиеся высокой кислотостойкостью. При быстром охлаждении лавы, выброшенной под давлением газов на поверхность земли или высоко в воздух, образуются соответственно высокопористая вулканическая пемза или рыхлый вулканический пепел, который с течением времени спрессовывается и образует вулканический туф.

Диабазы имеют скрытокристаллическую структуру, обладают высокой прочностью, большой ударной вязкостью, малой истираемостью, способностью раскалываться на куски сравнительно правильной формы. Используют диабаз для изготовления дорожных материалов, щебня для бетона, облицовочных плит, а также в качестве сырья для получения кислотоупорных изделий — каменного литья.

Базальт – представляет собой плотную тяжелую породу, имеющую скрытокристаллическое или аморфное строение. Большая твердость и хрупкость базальтов затрудняют их обработку. Эта горная порода обладает кислоупорными и электроизоляционными свойствами, а также является ценным сырьем для получения кислостойкого каменного литья в виде облицовочных плит и труб. Используя специальную технологию, из базальта получают каменную вату.

Осадочные породы имеют вторичное происхождение, так как

Образуются в результате физического и химического разрушения изверженных пород. Например, гранит разрушается с образованием природного щебня, кварцевого песка и глины. Общим признаком осадочных пород является одинаковая форма залегания в виде пластов, поэтому их еще называют пластовыми.

Основными причинами разрушения являются:

Ш Физические – нагревание солнцем, резкие перепады температур, ветер, замерзание влаги в порах;

Ш Химические – воздействие различных кислот и солей, находящихся в воде и воздухе (углекислота, серный и сернистый ангидрид);

Ш Органические – влияние продуктов жизнедеятельности мхов, лишайников, и других простейших растений и микроорганизмов.

В зависимости от условий образования осадочные породы делят на три основные группы: механические, химические осадки и органогенные.

Механические отложения образовались в результате физического разрушения изверженных пород. Их в свою очередь подразделяют на рыхлые (гравий, щебень, песок, глина), оставшиеся на месте разрушения или перенесенные водой, льдом или ветром, и сцементированные (песчаники, брекчии, конгломераты). Цементирующим веществом в этих породах может служить раствор карбоната кальция, кремнезема, оксидов железа или глины. В песчаниках цементируемой породой является песок, в брекчиях — щебень, конгломератах — гравий, имеющий округлую форму. Сцементированные породы, обладающие высокой плотностью, прочностью и морозостойкостью, используют для кладки фундаментов, стен неотапливаемых помещений, облицовки зданий, ступеней и тротуаров.

Химические осадки образовались в результате выпадения из пересыщенных водных растворов вследствие изменения температуры различных кристаллических веществ. Основными представителями этой группы материалов, нашедшими широкое применение в строительстве, являются карбонатные (известняк, магнезит, доломит) и сульфатные (гипс, ангидрит) породы. Все эти природные каменные материалы служат сырьем при изготовлении минеральных вяжущих веществ (извести, портландцемента, каустического магнезита, гипса), которые используют для получения строительных растворов и бетонов.

Органогенные отложения образовались в результате скопления отмирающих водорослей, раковин, моллюсков и их спрессовывания толщей воды.

Для строительных целей наибольшее применение нашли мел, известняк – ракушечник, диатомиты и трепелы.

Мел — мягкая порода, сложенная мельчайшими частицами водорослей и скелетов одноклеточных животных. Его используют в цементной, стекольной промышленности, при производстве извести, в качестве наполнителя пластмасс, красочных составов и резиновых изделий.

Известняк-ракушечник представляет собой сцементированные обломки раковин. Это относительно пористая порода с водопоглощением до ЗО %, прочностью 10…60 МПа. Используют этот материал в качестве бутового камня, щебня, стеновых блоков, облицовочных плит, сырья для получения вяжущих.

Диатомиты и трепелы — близкие по структуре, составу и свойствам породы. Они высокопористы, огнеупорны, кислотостойки, плохо проводят звук и тепло. Их применяют при изготовлении теплоизоляционного легкого и огнеупорного кирпича и в качестве активных минеральных добавок в цемент.

Метаморфические породы образуются в толще земной коры в результате более или менее глубокого преобразования изверженных или осадочных горных пород при действии высоких температур и давления, а также возможном химическом воздействии. Метаморфические породы отличаются от исходных структурой и свойствами. По структуре их разделяют на массивные или зернистые (мрамор, кварцит) и сланцеватые (гнейсы сланцы).

Мрамор – наиболее распространенная метаморфическая порода, широко используемая в строительстве. Это название объединяет плотные карбонатные породы, часто весьма заметно отличающиеся по свойствам. Основная область применения мрамора — внутренняя отделка при этом учитывают, что многие разновидности мрамора имеют сравнительно высокую истираемость, что ограничивает их применение для покрытия пола.

Более широкое применение природных материалов и изделий в строительстве представлено в таблице (см. приложении 3)

Блоки камня, полученные в карьере, поступают на камнеобрабатывающие предприятия для переработки. Процесс в результате которого камню придают требуемую форму, размер и фактуру лицевой поверхности, включает ряд операций, выполняемых в определенной последовательности разнообразными камнеобрабатывающими станками. На современных предприятиях камень обрабатывают механизированным способом. В зависимости от характера используемого инструмента различают три основных вида обработки: резанием, шлифованием и скалыванием. Каждый из этих видов, в свою очередь, делится на две стадии: придание камню формы и размеров выпускаемого изделия и фактурную обработку. Для этого лицевой поверхности изделия придают заданную степень рельефа.

Обработка резанием – наиболее современный процесс обработки камня: этот способ высокопроизводителен, дает меньше отходов и в наибольшей степени допускает автоматизацию производства. В зависимости от твердости камня используют стальные и твердосплавные резцы ( для камня мягких пород и средней твердости) или алмазный и карборундовый инструменты ( для пород средней твердости и твердых) специальной конструкции.

Обработка скалыванием – также широко используемый способ, однако в большинстве случаев он сопряжен с постоянным оператора и поэтому более трудоемок. Ударная обработка камня механизирована и автоматизирована не полностью.

Придание камню требуемой формы независимо от принятого способа обработки выполняют в две стадии: сначала изделию придают форму, грубо приближающуюся к заданной, и лишь затем изделие получает окончательную форму в соответствии с проектом. Такое разделение операции повышает производительность оборудования, дифференцируя его работу: каждая работа выполняется на специализированных станках.

При получении требуемой фактуры абразивную обработку производят, как правило, на шлифовально-полировальных станках.

Шлифование поверхности камня позволяет достичь высокой степени ее гладкости, вплоть до зеркального блеска. Процесс шлифования останавливают при получении поверхности с заданной степенью шероховатости.

Фактура камня, обрабатываемого при помощи скалывающих инструментов, может характеризоваться наличием глубокого (до 50 мм и более) рельефа, создающего четкую светотень, повышающую декоративный эффект. Более сложна фактура неглубокого рельефа, которая достигается последовательной обработкой поверхности специальными инструментами.

К достижениям камнеобрабатывающей промышленности относится получение тонкопиленых плит природного камня для облицовки толщиной не более 10 мм. Внедрение ультразвуковой, плазменной, лазерной обработки материала, что позволяет увеличить выпуск материалов при одновременном снижении их себестоимости и повышении качества.

Ссылка на основную публикацию