Який природний матеріал можна використовувати для виробів. Цікаві відомості про природне каміння

На початковому етапі свого формування наша планета складалася з кам'яних порід, води, вогню, а формувалася серед рову вулканів, блискучих блискавок та постійних зіткнень один з одним літосферних плит. Гори, наповзаючи одна на одну, руйнували, кришили й нещадно калечили один одного, внаслідок чого малі та великі камені відколювалися від молодих скель і котилися вниз, руйнуючи все на своєму шляху.

Згодом планета почала потихеньку заспокоюватися, але процес дроблення гірських порід досі не завершився: земля періодично здригається, руйнуючи скелі і перемелюючи їх на малі та великі камені.

Натуральним камінням називають тверді шматки гірських порід, що з'явилися в результаті дроблення. За своєю структурою, фактурою та складом вони сильно відрізняються один від одного, а тому їх видів надзвичайно багато: це і мармур, і граніт, і вапняк, а також сланці, черепашник, базальт.

Одні були утворені на суші, інші – під впливом прісної чи морської води. Наприклад, деякі брили були сформовані завдяки молюскам, які вмираючи, опускалися на дно, встилаючи його раковинами та панцирями. Згодом шар ставав товстішим, щільнішим і через якийсь час руйнувався, не витримуючи власної ваги, внаслідок чого частинки раковин перемішувалися і утворювали брили.

Натуральне каміння, являють собою залишки:

• Зруйнованих осадових порід (75%), які були сформовані внаслідок різних ерозійних процесів, насамперед – вивітрювання та руйнування гірських порід, механічного чи фізичного випадання з води осаду, життєдіяльності організмів. Серед найбільш відомих назвкаміння – вапняк (природний камінь білого кольору, що складається з карбонату кальцію), піщаник (складається з частинок кварцу) та мармур – природний камінь, який з'явився при перетворенні вапняку та доломіту;
• Метаморфічних порід (близько 20%) – магматичні та осадові породи, що були утворені всередині планети та змінилися під впливом різних фізико-хімічних процесів, насамперед тиску водних та газових розчинів та високої температури. Найвідоміший натуральний камінь цього виду є кварцит, що складається із слюди та кварцу;
• Магматичних порід, що були викинуті вулканами назовні з надр Землі. Найвідомішим видом є граніт – одна з найбільш твердих, міцних та щільних порід. Колір цього каменю дуже різноманітний: сірий, червоний, коричневий, зелений.

Процес добування

Добувають природний камінь всюди і всіх материках. Зазвичай транспортування обходиться недешево (на вартість впливає як якість породи, а й метод видобутку і витрат за перевезення: видобуваючи камені Землі дуже важливо зберегти вид гірської породи).

Оскільки натуральні камені мають різну міцність і твердість, для їх видобутку використовують різні методи та обладнання.

Для цього родовище розкривають, створюючи вертикальну шахту, яка веде всередину кар'єру. Багато країн використовують буровибуховий спосіб і метод повітряної подушки: за допомогою бурів роблять отвір, закладають заряд або закачують повітря.

В результаті порода розпадається на шматки (хоч ці способи дешеві, цінні властивості породи губляться, тому що вона сильно дробиться, що веде до значних втрат сировини). Більш дорогим, хоч і ефективним методом є каменерізний: він дозволяє видобувати природний камінь без особливих втрат.

Розміри

Натуральне каміння буває різних розмірів: найбільший камінь - це скеля (утворюється після того, як руйнується гора, що має велику кількість тріщин), за ним йдуть брили, блоки, моноліти і дрібніші камінці. Ті, що використовують у будівництві, можуть мати як малі розміри, так і бути справжніми гігантами: великий камінь нерідко має розміри, що перевищують 10 кубічних метрів (ці моноліти особливо цінні через складність видобутку та транспортування). Великі камені, які не мають тріщин, ділять на:

• Блоки – великі камені прямокутної форми, розмір яких перевищує десять кубометрів, їх використовують при закладанні фундаментів, циклопічної кладки, монументальних пам'ятниках;
• Монументальний – від 5 до 10 м3, із нього виготовляють пам'ятники, скульптури, перекриття;
• Унікальний – розмір 2х1х1,5 м, із нього створюють пам'ятники, скульптури, колони;
• Штучний розмір перевищує 1 м3, виготовляють квадриги, скульптури, вази, чаші, а також блоки, камені, бордюрний натуральний камінь.

На цьому класифікація за розмірами не закінчується, наприклад, висота валунів становить від 20 см до 10 м, щебінь має від 5 до 15 см, галька – від 1 до 10 см, а найменшими вважаються тонкі пластини (їх використовують для облицювання, у мозаїках) та вітражах) – від 1 до 10 мм.

Твердість породи

Ще однією важливою характеристикою кам'яних природних матеріалів є такі властивості, як їхня міцність і довговічність, тобто здатність зберігати свої якості незалежно від зовнішнього впливу. За цим показником натуральні камені ділять на:

• Високодовговічні – починають руйнуватися через шістсот років, до них відносять кварцити та дрібнозернисті граніти;
• Довговічні - починають кришитися через два століття (великозернисті граніти);
• Щодо довговічні – руйнація починається через сто років (білий мармур, щільний вапняк, доломіт);
• Недовговічні - розсипатися починають вже через чверть століття (кольоровий мармур, пористий вапняк, гіпс).

Даючи характеристику породі, враховують також її структуру: розміри та форму мінеральних зерен, ступінь кристалізації, зернистість (наскільки рівномірно розподілені мінеральні зерна і чи є порожнечі). Наприклад, щоб дізнатися, який камінь довговічніший, досить подивитися на його складові: дрібнозерниста структура міцніша за породу з великими зернами або нерівномірною структурою.

Великий камінь, зерниста структура якого нерівномірна, погано стійкий до впливів довкілля: різної величини зерна мінералів при зміні температурного режимурозширюються по-різному, через що велике каміння тріскається, а якщо в тріщини потрапляє вода, натуральне каміння продовжує руйнуватися.

Облицювальні матеріали

Якщо в колишні часи великий камінь нерідко використовували для зведення грандіозних, довговічних споруд (наприклад, пірамід), то в даний час ним більше користуються як оздоблювальним матеріалом, прикрашаючи палаци, храми, садиби, звичайні будинки: природний камінь зносостійкий, стійкий до морозів та практично не вбирає воду.

Звичайно, такий природний камінь повинен добре подаватися обробці, приймаючи потрібну форму, а також повинен бути красивим (з цієї причини для облицювання підходить далеко не кожен вид).

У цьому випадку важливу роль відіграють такі властивості каменів, як малюнок, фактура та колір каменю. Варто зауважити, що кожен шматок має унікальний малюнок, а тому в природі навряд чи знайдеться дві однакові брили. Сталося це тому, що вони є різними поєднаннями і сумішами різних за складом кристалічних мінеральних зерен, аж до вкраплень органічних і неорганічних залишків.

Щоб досягти необхідного вигляду, облицювальні матеріали піддаються обробці (метод обробки залежить від зернистості та кольору). Облицювальний камінь є дорогим матеріалом через те, що в процесі видобутку повинні зберігатися всі його властивості, отже, витрати як на видобуток, так і на обробку, чималі (і це незважаючи на те, що залягає облицювальний натуральний камінь неглибоко).

Видобувають його акуратно, блоками, роблячи все можливе, щоб не з'явилися тріщини. При видобутку використовують найдорожчий метод: породу ріжуть каменерізними машинами або, якщо вона дуже легко руйнується, використовують термоструминний метод, вирізаючи з масиву за допомогою терморізаків блоки, після чого їм надають потрібну форму.

Передмова

Природні кам'яні матеріалинайчастіше застосовуються у будівництві, так як вони довговічні і не потребують додаткового сайдингу. Крім того, практично всі види натурального каміння і досить прості в монтажі.

Природні кам'яні матеріали найчастіше застосовуються в будівництві, тому що вони довговічні і не потребують додаткового сайдингу. Крім того, практично всі види натурального каміння і досить прості в монтажі. Фото, які бувають каміння, а також що таке бут, валун і галька і як ці природні матеріали використовуються в будівництві, ви дізнаєтеся з матеріалу, розміщеного на цій сторінці.

Кам'яні матеріали - це вихідний будматеріал природи, основа та початок всього матеріально-речового різноманіття на нашій планеті. Всі види будівельного каміння — це і пам'ять про минуле планети, її кам'яний літопис, з якого можна дізнатися історію Землі та її мешканців. Земна кора в тій чи іншій формі зберігає сліди великих подій минулих епох і не лише геологічних.

Одна з важливих властивостей природних кам'яних матеріалів – їхня міцність і довговічність. Усі види кам'яних матеріалів, мінерали, кристали утворювалися у різних чи однакових умовах, процесах. Ці умови поділяються на три великих групи: ендогенні, екзогенні та метаморфічні процеси. Ендогенні процеси протікають у земної кори, і пов'язані з діяльністю магм різного складу.

Екзогенні процеси протікають поблизу земної поверхнів умовах невисоких температур та нормального атмосферного тиску. Метаморфічні процеси відбуваються при гороутворення породи, коли гірські породи, що залягали на землі, переміщуються в глиб земної кори, де вони під впливом високих температур, величезних тисків і різних розчинів перетворюються на нові породи. В результаті цих трьох процесів ми маємо сьогоднішню земну кору, яка щедро наділяє нас своїм камінням і камінням.

Кожна наступна структура включена до попередніх. Це означає, що в літосфері багато геопліт, в тій чи іншій геоплит багато геоблоків і так далі. Всі ці геоблоки, літопалити та інші частини розділені між собою тріщинами. Ці тріщини, що гілкуються, утворюються в глибині земної кори при охолодженні магми, коли відбувається кристалізація основних породоутворюючих матеріалів, при повільному падінні температури з 1000°С до 350°С. Охолоджуючись, порода стискається і рветься на свої складові — плити, блоки, брили тощо. Тріщини, що часто утворилися, заповнюються залишковими розплавами, які міцно пов'язують собою породи, утворюючи в них так звані пегматитові жили. Але процеси тріщиноутворення продовжуються: відбуваються землетруси, оживають і згасають вулкани, видавлюються на поверхню гірські масиви. І при цьому каміння продовжує дробитися. Картину утворення каменів завершують сонце, вітер, вода та мороз. Зрештою, виходить велика різноманітність каміння та будівельних матеріалів, які успішно і не дуже використовують люди.

Які бувають фракції (розміри) природного будівельного каміння (з фото)

Якщо продовжити наше знайомство з камінням за принципом від великого до малого, то на поверхні землі найбільшим камінням будуть скелі, а потім — брили.

Візьмемо до уваги, що гори складаються з майбутніх скель, тобто коли руйнується гора, що має безліч тріщин, утворюються скелі, брили і малі камені.

Фракція каменю- Це розмір природного каменю, виражений у міліметрах. У каменоломнях, якщо вони знаходяться не в горах, найбільшим камінням будуть блоки. Які бувають розміри природного каміння, що видобувається для каменеобробної промисловості – питання досить об'ємне. Вони бувають різними. Розрізняють кам'яні будівельні матеріали, що є справжніми пам'ятниками розмірами від 5 до 10 кубічних метрів. Такі природні кам'яні матеріали мають неабияку цінність через труднощі видобутку та транспортування. Вони призначені для монументальних пам'яток чи архітектурних конструкцій. Їх ще називають монолітами.

Нерідко моноліти досягають довжини 30 метрів. Іноді монолітні різновиди природного каміння можуть бути відпалою частиною скелі, тобто довгастою.

Види та різновиди каміння для будівництва

Види каміння для будівництва розмірами 2х 1×1,5 метра умовно вважаються унікальними, якщо вони не мають тріщин. Вони призначаються на будівництво монументальних споруд, пам'ятників, скульптур, декоративних рельєфів, монолітних колон тощо.

Види каміння для будівництва розмірами більше одного кубічного метра називаються штучним камінням. Їхнє призначення досить різноманітне.

Говорячи про те, які бувають види каміння, назви штучний камінь, унікальний камінь та монументальний камінь використовуються фахівцями каменеобробної промисловості, архітекторами та скульпторами.

Глибами називають грубоуламкові камені, що мають ребра розмірами, що перевищують 50-100 сантиметрів. Як правило, вони поліедричні, тобто багатогранні та багатокутні. Глиба може бути дуже великою. Від скелі її відрізняє те, що вона лежить на поверхні ґрунту. Не має тріщин брила може стати заготівлею для того чи іншого монумента.

Такі природні кам'яні матеріали у будівництві, як базальтові блоки на вертикальні стовпи, що мають п'ять чи шість граней, раніше використовувалися для виготовлення захисних споруд. Бувають також стовпи - псевдоморфози, скам'янілості, але вони є нечастим явищем у гірських породах.

Далі, трохи осторонь цього списку, стоять камені осадових гірських порід, які також мають свої блоки (або скелі), брили, але в більшості випадків, завдяки своїй пластовій будові, вони поділяються на плити, плитняк і пластини. З ними ми ознайомимося трохи згодом.

Камені, що видобуваються в каменоломнях, що мають розміри менше, ніж у штучного каміння, використовуються для виробництва блоків, плит, бруківки, шашки, бордюрного або бортового каменю та багато іншого.

Усі камені, які залишаються осторонь виробництва такого геометричного кам'яного матеріалу, є бутом, гравієм, (гранотсівом) або брекчією — обрізками і осколками нарізаних плит.

Побутовий камінь – що це таке?

Бут - бутовий камінь також у багатьох знаходиться в горах у вигляді уламків брил, скель і гір.

Найчастіше у будівництві використовується бут. То що це таке – бутовий камінь, і яка сфера його застосування? Бутовий камінь (бут) – це великі шматки, уламки неправильної форми з довжиною ребра 150-500 міліметрів. Бутовий камінь розрізняють по породах та міцності. По міцності бутовий камінь буває: низькоміцний (25-100 МПа), середньої міцності (150400 МПа) та високоміцний – понад 500 МПа. Бутовий камінь застосовується для кладки фундаментів, стін, підпірних стінок, каналізаційних каналів, гідротехнічних споруд, для облицювання цегляних стін та спорудження багатьох малих архітектурних форм.

Різновид бутового каменю- ( , Галечник з довжиною ребра до 300 мм).

Зверніть увагу на фото цього будівельного каменю: камінь характеризується тим, що він має закруглені сторони, але разом з тим у нього можуть бути деякі гострі ребра. Іноді він є частиною валунів. Такий камінь також має фракцію від 15 до 30 сантиметрів, він добірний - вибирається з русла струмків і річок. Якщо частина валуна має розміри ребер більше півметра, такий камінь іноді називають булыгой. Камінь камінь це ще не камінь, але, як і камінь, він здавна використовується для мощення доріг. Камінь каміння — це продукт не дуже довготривалого оброблення водою бутового каменю.

Щебінь і гравій - види натурального каміння

Багатокутне, багатогранне каміння, що має розміри менше 15 сантиметрів, а точніше від 5 до 15 см, називаються щебенем. Він виходить дробленням та розсіванням гірських порід, шлаків тощо. Природний щебінь називається деревом. Щебінь застосовують як заповнювач бетону, баласту залізничних колій, при влаштуванні автомобільних доріг, для утворення дренують верств тощо. Відповідно до призначення щебеню пред'являються різні вимоги щодо міцності, крупності, зернового складу, наявності домішок.

Камені менших розмірів називаються гравієм. Гравій (від французького Gravier) - це окатані уламки гірських порід, розміром від 1-2 до 10-20, рідше 50 міліметрів. Гравій застосовується як заповнювач бетону, для влаштування дорожнього одягу та баластного шару, залізницьдля водопровідних фільтрів, зворотних фільтрів гідротехнічних споруд і т.д.

Валун – це вид кам'яних матеріалів

Обкатані льодовиками або бурхливими гірськими потоками річок, або морськими прибоями, каміння стає кругляком — валунами, галечником і галькою. До кругляка також відносяться округлі камені, утворені іншими природними процесами.

Спочатку розберемо, що таке валун і як його застосовують у будівництві. Валун - це уламок гірської породи, головним чином гранітів і вапняків, зазвичай трохи закруглений, розміром від 20 см до 10 метрів і більше в діаметрі. Іноді у літературі первісний розмір валуна дається з десяти сантиметрів.

Слід зазначити, що наведені початкові розміри валунів морально застаріли, якщо можна висловитися у цій тематиці. Психологічно розміри валунів у свідомості людей асоціюються з півметровими та більш округлими каменями. Безглуздо, наприклад, називати валуном обточений водою плоский камінь, навіть якщо його довжина становить 50 сантиметрів. Таке каміння може швидше асоціюватися з галечником. Валун може отримати своє закруглене тіло та завдяки процесам вивітрювання. Як видно з характеристики валунів, вони можуть бути дуже вражаючих мас, як і брили.

Великі валуни, явних округлих форм, що знаходяться на скелях, називаються неваляшами.

Особливо вони привабливі, коли їх можна хитнути людською силою. Частини, уламки більш малих валунів, приблизно до метра в довжину, як повідомлялося, іноді називають булыгами. Булига може бути і частиною, що відокремилася, розмивається річкою гірської породи. Така «свіжа» булыга внаслідок обточування водою (багато дрібних камінців, крихти і піску, що у воді) з часом знову стає валуном — тобто повністю округленої форми. Валуни застосовуються в ландшафтному дизайні як кам'яні домінанти, тобто центральні камені того чи іншого місця пейзажу. Міцні валуни затребуваних порід використовуються у скульптурній справі, а також можуть стати сировиною для виробних потреб.

Галечник – це кам'яний будівельний матеріал

Галечник- це уламки твердої гірської породи овальної, кулястої, еліпсоїдної форм діаметром від 10 до 20 сантиметрів і більше, окатані дією текучої води. Галечник - це результат обробки каменів водою в гірських струмках, річках та на морських, океанічних узбережжях. Галечник завжди гладкий, якщо він не розколотий. Існує чимало різночитань у визначенні круглого каміння таких розмірів (фракцій). Іноді в подібних випадках йдеться про кругляк, іноді про голяка. Мабуть, тут зіграли свою роль діалекти та традиції.

Що ж до голяка, то цей будівельний камінь справді є справжнім галечником і до того ж для деяких країв це улюбленіше слівце. Однак якщо подивитися в суть назви, то голяка іноді правомірно визначати як голяка, а не галечник. Його назва говорить сама за себе, вона гола. Виходить так: голий галечник – це голяка. Голя гол від так званої «сорочки». Сорочка каміння - це їх забарвлення, що є результатом лежання на суші під сонцем - тобто вицвітанням. Вицвілий, збляклий зовнішній шар валунів і галечника має товщину від міліметра до декількох міліметрів. Камінь же, що постійно або часто у воді, не втрачає свого початкового забарвлення, він постійно підшліфовується водою і піщинками.

Галечник застосовується в основному як декоративно-облицювальний кам'яний матеріал. При відповідній підготовці з галечника роблять вимощення, бруківки, малі архітектурні форми тощо.

Галька – це вид будівельного каміння

Галька- це уламки твердої породи овальної, кулястої або яйцеподібної форми, діаметром від 1 до 10 сантиметрів, обгорнуті дією текучої води (річок, струмків, гірських і льодовикових потоків або морських прибережних хвиль). Говорячи про те, що таке галька, не можна не відзначити, що морська галька, в середньому, має більш плоску форму, ніж річкова. Плоскую гальку ще називають лещадною. Така галька застосовується в декоративному облицюванні малих архітектурних форм та мозаїках. Неплоска галька також застосовується в облицюваннях, дренованих шарах і комбінованих кладках.

Подивіться на фото, що таке галька, і як використовується у будівництві:

Які бувають круглі камені та їх фото

Можна ознайомитися з цілим рядом незвичайних круглих каменів, що зустрічаються в природі, але через свою рідкість не вживаються у традиційних будівельних справах.

Насамперед, це кам'яні кулімайже ідеальних форм. Ці кулі є загадкою природи, вони бувають різних розмірів і як мінімум трьох порід: піщаникові, обсидіанові та гранітні. Такі нерозгадані кам'яні знайди стають експонатами музеїв та національних заповідників.

Іншим видом кам'яних округлих тіл є так звані в геології «нецьку», названі на кшталт японських та китайських мініатюрних статуеток. Нецьку - це бугристі утворення осадових порід, які, по суті, є зліпками з газових порожнин у м'яких гірських породах. Згодом вони тверднуть і на світ з'являються дуже примітні кам'яні тіла, що нагадують абстрактні пластичні фігури.

Таке каміння стає окрасою ландшафтів, парків, садів.

Подібно до нецку в м'яких гірських породах утворюються різноманітні жовна, виконані польовим шпатом або кварцполівошпатовими агрегатами, фосфоритами та іншими подібними мінералами. Жовна мають різноманітні округлі форми. Розміри жовна невеликі, нецке ж можуть бути розмірами більше метра в діаметрі.

Зовсім інакше утворюються звані вулканічні бомби. Вони мають найрізноманітніші округлі, шорсткі тіла з застиглої лави. Лата, що вилітає з кратерів вулканів, обертається в повітрі подібно до закручених дзиги, завдяки чому встигає значно затвердіти в польоті. Падаючи на ґрунт вулканічні бомби, розбиваються або деформуються, часто залишаючись округлими негладкими каменями. Лава ж, що потрапляє у воду, має схильність до утворення подушечноподібних форм. А на Гавайських островахвулканічна лава утворює зовсім екзотичні утворення, які називають «пахоехое». Вони являють собою форми, що нагадують бухти канатів або уривки канатів. Це відбувається через те, що лава повільно сповзає по пологих схилах вулкана і одночасно остигає і закручується подібно до рулонів матерії.

Маленькі застигли лавові камені називаються лапіллі. Вони бувають як круглих форм, і рваними шматками лави. Серед найменших округлих каменів, що рідко зустрічаються в природі, можна виділити так звані сфероліти. Вони схожі на перлини, тільки не мають подібних перлів сяйва. Утворюються сфероліти з кальциту, що капає зі стель печер у калюжі. Цей самий кальцит, що несеться ґрунтовими водами, поступово утворює в печерах всім відомі сталактити і сталагміти. Стактити, що зростаються між собою, і сталагміти утворюють так звані сталагнати, схожі на кам'яні стовбури.

Види кам'яних природних матеріалів, їх класифікація та властивості

Говорячи про класифікацію кам'яних матеріалів не можна не згадати про самоцвіти, жеоди з халцедонами, елтиші (окремо трапляються на зарослому ґрунті круглі камені), метеорити, скам'янілості, конкреції і, наприклад, тектити, які підкорюють красою і дивують формами.

Осідаючи на дні річок та озер, морів та океанів маленькі частинки утворюють нові камені — гірські породи осадового походження. Деякі гірські породи осадового походження виникають завдяки життю тих чи інших мікроорганізмів. Осідаючи шарами, вони утворюють пласти осадових порід. Чим нижче занурюються такі пласти, тим твердіше вони стають. Внаслідок цього з'являються нові кам'яні матеріали. І вони цікаві з погляду їхніх форм.

Осадові породи дають нам свої блоки, брили, валуни. Усі грубоуламкові камені осадових порід стають бутом, щебенем, гравієм або валунами, булыгами, галечником, галькою, якщо вони потрапляють під природну обробку водою. Осадові породи, що мають у своїй окремості менші пласти, дають нам плити, плитняк і пластини.

Природні (натуральні) кам'яні матеріали у будівництві

Кам'яні плити можуть бути різної товщини. Добре всім відомі стародавні дольмени складені з плит завтовшки до сорока сантиметрів. Розламані більш тонкі пласти або плити дають як блоковий камінь, так і постільний камінь, або плитняк і пластини.

Блоковий природний каміньхарактеризується більш-менш рівними сторонами та паралелепіпедоподібністю. Розміри такого каменю варіюються по ребрах від 10 до 100 сантиметрів. Більше каміння вже відомі нам як блоки. Блоковий камінь завжди постелістий, це означає, що якісь дві протилежні його сторони приблизно паралельні та рівні. У блокового каменю, як правило, всі протилежні сторони рівні і відносно паралельні. Постелість каменю — це його здатність «стелитися», тобто стійко укладатися завдяки своїй формі. Блоковий камінь – чудовий матеріал для будівництва.

Постелистий каміньвідрізняється від блокового тим, що він має, як правило, лише дві рівні паралельні сторони, тому він схожий на уламки плит. Постелистий камінь завдяки шпильці може стати блоковим, тому це гарний кам'яний матеріал для будівництва.

Плитнякхарактеризується своєю абсолютною схожістю на уламки нетовстих кам'яних плит. Товщина плитняку від одного сантиметра до п'яти-десяти сантиметрів. Цей вид каменю своїми пласкими сторонами показує ті чи інші неправильні багатокутні фігури. Плитняк є відмінним матеріалом для облицювання стін, вимощення та сходів.

Пластини- Це тонкий кам'яний матеріал, назва якого говорить сама за себе. Товщина пластин менше одного сантиметра. Пластини зручні при облицюванні стін, стель, у наборі мозаїчних візерунків та панно.

Осадові гірські породидають не тільки плити, плитняк, постелістий камінь та пластини, але й вищеописані брили, бут, щебінь, гравій та різноманітний кругляк, але й не тільки це. Потрапляючи під вплив ґрунтових вод, осадові гірські породи, насамперед вапняк, дають так званий карстовий камінь.

Карстовий каміньхарактеризується масовою наявністю у своїх формах дірок та вищірбин. Це своєрідний неміцний декоративний кам'яний матеріал.

Які бувають види та різновиди природного каміння (таблиця)

Загальна таблиця різновидів природних каміння, придатних для будівельних справ, може виглядати так:

Назва	Розміри	Основні характеристики	Застосування
Блоки	Понад 10 кубічних метрів	Має відносно прямокутні форми та приблизно паралельні сторони	У фундаментах, гігантських кладках, монументальних пам'ятниках і в каменеобробній промисловості.
Монументальне каміння	Від 5 до 10 м3		Виготовлення пам'ятників, скульптур, стел, колон, перекриттів
Унікальне каміння	Від 2х 1 х 1,5 метра	Не мають тріщин. Відрізняються міцністю та декоративним забарвленням	Виготовлення пам'ятників, скульптур, стел, колон, квадр, плит. Використання в циклопічних кладках
Штучне каміння	Більше 1 м3	Не мають тріщин. Відрізняються міцністю порід та декоративним забарвленням	Виготовлення пам'ятного каміння, скульптур, квадриг, ваз, чаш тощо, а також блоків, каменю, бортового та бордюрного каменю.
Глиби	Від 50 см до 10 метрів і більше	Мають неправильні форми, багато граней, іноді з тріщинами	Великі брили іноді служать сировиною для каменеобробної промисловості та пам'ятників. Малі брили використовуються в фундаментах, великих кладках та ландшафтному дизайні.
Стовпи	За кілька метрів	Мають відносно рівні сторони, іноді 5-6 граней.	Використовуються як сировина для блокового каменю та ін.
Валуни	Від 20 см до 10 м завдовжки	Мають закруглені форми	Використовуються як сировина для скульптур та у ландшафтному дизайні.
Плити	Товщина від 10 см і більше	Характеризуються наявністю двох відносно рівних та паралельних сторін	Суто ексклюзивне. Можуть бути використані як сировина для каменеобробної промисловості.
Бут	Від 15 до 50 см	Губокоуламковий кам'яний матеріал	У кладці фундаментів, стін, малих архітектурних форм
Плитняк	Товщина плит від 1 до 10 см	Міцні уламки нетовстих кам'яних плит	Облицювання стін, вимощення, сходів. Кладка підпірних стінок, парканів та стовпів
Галечник	Від 10 до 20 см	Уламки гірських порід овальних, шароподібних, еліпсоїдних форм з гладкою поверхнею	Облицювання стін, стовпів, парканів, басейнів та вимощення. Зведення малих архітектурних форм
Щебінь, дерево	Від 5 до 15 см	Кутасте невелике каміння	У бутових кладках, у дренюючих шарах, у бетоні як заповнювач
Гравій	До 50 мм	Маленькі уламки гірських порід	Використовується як заповнювач бетону, в дорожніх насипах, в дренованих шарах і т.д.
Галька	Від 1 до 10 см	Має овальну, кулясту або яйцеподібну форму	У декоративних облицюваннях, що дренують шарах і як заповнювач бетону.
Пластини	Товщина від 1 до 10мм	Тонкі, тендітні кам'яні окремості	В ексклюзивних облицюваннях, мозаїках та у вітражах

Природними кам'яними матеріалами називають будівельні матеріали та вироби, що отримуються з гірських порід методами механічної обробки (подрібненням, розколюванням, розпилюванням). Внаслідок такої обробки природні кам'яні матеріали майже повністю зберігають фізико-механічні властивості гірської породи, з якої вони були отримані.

Гірська порода - скупчення мінералів більш менш постійного складу і властивостей. Гірські породи можуть складатися з одного або кількох мінералів.

Мінерал - природна хімічна сполука, однорідна за складом, будовою та фізичними властивостями, що утворилася в результаті різних фізико-хімічних процесів, що відбуваються в земній корі.

За походженням розрізняють магматичні (вивержені), осадові та метаморфічні (змінені) гірські породи.

Магматичні породи утворилися в результаті охолодження та кристалізації магми - розплавленої маси переважно силікатного складу, що утворюється у глибинах земної кори. Залежно та умовами остигання магми вивержені гірські породи діляться на глибинні - інтрузивні (граніт, діорит, габро, лабрадорит) і ефузійні (порфіри, діабаз, базальт).

Осадові породи утворилися в результаті руйнування (вивітрювання) гірських порід під впливом зовнішніх умов або внаслідок осадження речовин із будь-якого середовища. За характером утворення та складом осадові гірські породи ділять на уламкові - механічні відкладення (піски, гравій, піщаник), глинисті, хемо та органогенні (доломіт, гіпс, магнезит, вапняк, крейда, діатоміт, трепел).

Метаморфічні породи (гнейси, мармур, кварцит, глинисті сланці) утворилися в товщі земної кори в результаті видозміни осадових або магматичних порід під дією температур, тиску та ін.

Трудомісткість обробки природного каменю та якість виробів, що одержуються з нього, залежать від мінералогічного складу, будови (структура, текстура, пористість, тріщинуватість, оброблюваність, абразивність, анізотропність) та фізико-механічних властивостей породи.

Структура гірської породи характеризується особливостями будови, зумовленими розмірами, формою і співвідношенням мінералів, що її утворюють. Структури бувають повнокристалічні, неповнокристалічні, напівкристалічні та скловаті. Структура значною мірою визначає декоративні якості гірської породи.

Текстурою гірської породи називають відносне розташування та розподіл у ієн породоутворюючих мінералів. Текстури бувають масивні, лінійно-паралельні, смугасті, шаруваті, пористі.

Пористість гірської породи визначають ставленням обсягу порожнин до обсягу гірської маси. Найменшу пористість мають вивержені породи. Так, пористість гранітів становить 1,2%, діабазів та габро – 1%, кварцитів – 0,8%. Пористість осадових гірських порід сягає 20-25%.

Гірські породи ділять на три основні групи: первинні, вторинні та метаморфічні.

Первинні (вивержені) гірські породи утворилися шляхом остигання розплавленої магми. До них відносяться граніт, сієніт, діорит, лабрадорит, габро, базальт, діабаз. Ці матеріали мають щільну структуру, велику вагу, високі механічну міцність та теплопровідність. Пористий різновид вивержених порід - вулканічний туф - при невеликій щільності (1000-1500 кг/м3) має значну механічну міцність і хороші теплоізоляційні властивості. Перелічені кам'яні матеріали застосовують для приготування щебеню, кладки фундаментів будівель, облицювання стін та підлоги, виготовлення сходів.

Вторинні гірські породи утворилися від на первинні породи води, льоду, змінної температури, газів (уламкові і пухкі породи), і навіть у результаті осадження на дні водойм раковин і панцирів найпростіших організмів (осадові породи).

При руйнуванні первинних порід утворюються гравій та пісок, які служать сировиною для виготовлення бетонів та розчинів. До осадових порід належать гіпс, доломіт, вапняні туфи.

Вапняки застосовують як сировину для виготовлення в'яжучих, а також як стіновий і облицювальний матеріал.

Метаморфічні гірські породи - мармур, гнейси, кварцити - вийшли у результаті на них різних зовнішніх чинників. Наприклад, мармур є вапняком, який отримав внаслідок тиску та високої температури кристалічну щільну будову. Метаморфічні породи використовують для облицювання стін будівель, настилання підлог у торгових залах великих торгових підприємств.

Видобуток природного каменю здійснюється в корінних (наприклад, граніти, пісковики, вапняки та ін.) або пухких (жвір, піски, глини) родовищах, які називають кар'єрами. Залежно від умов залягання, якості та запасів гірських порід, географічне положеннярозрізняють: промислові кар'єри з великими запасами якісної природної сировини терміном дії понад десять років. Вони не пов'язані з будівельними об'єктами, добре оснащені обладнанням та під'їзними шляхами; притрасові місцевого значеннякар'єри, розташовані в районі будівництва об'єктів з терміном дії менше 10 років та вищою собівартістю продукції порівняно з промисловими.

Залежно від умов залягання розробка порід може проводитися відкритим способом, у кар'єрах, рідше підземним (наприклад, розробка органогенних вапняків у штольнях) або підводним, за неглибокого залягання порід від поверхні води в річці, озері. Для відкритої розробки найбільш зручні горизонтально або порожнисті пласти природного каменю, які можуть знаходитися вище або нижче денної поверхні або бути на одному рівні з нею. Найбільш "економічною вважається розробка виходів порід (оголень) на схилах з невеликим обсягом розкривних робіт, порівняно легким переміщенням видобутої породи вниз по схилу та відсутністю необхідності відведення атмосферних і ґрунтових вод від фронту розробки. При розробці порід враховуються також їх міцність і тріщинуватість, яких визначається спосіб відділення породи від масиву.Наприклад, механічним способом (екскаваторами) розробляються осадові породи, розбиті тріщинами на невеликі окремо, відділення брил шаруватих, тріщинуватих, стовпчастих порід проводиться також механічними засобами - клинами, лопатами, слабкі м'які породи ) добувають шляхом розпилювання їх товщ каменерізними машинами на блоки певних розмірів і форми Масивні магматичні породи розробляються із застосуванням вибухових речовин з попереднім пробурюванням свердловин (шпурів, бурок) по рядах з подальшим закладенням у них вибухових речовин і ретельним закладенням кожної свердловини. Буровибуховим способом можна отримувати моноліти великих розмірів, а також рваний камінь (бут) і щебінь у масовій кількості.

Використовуються способи розпилювання твердих порід (гранітів, мармурів та ін) за допомогою механічних дискових пилок, армованих пластинками твердих сплавів або абразивними порошками. Замість дискових пилок застосовують барові машини з ланцюговими пилками, забезпеченими алмазними або переможними ріжучими насадками, а для відділення блоків порід від масиву застосовують машини з канатними пилками, при яких як абразив використовується кварцовий пісок з водою. Вода при цьому сприяє утворенню в масиві мікротріщин за принципом "клина". У Останніми рокамизнаходить застосування термогазоструйний апарат для розробки масивів кварцових порід типу гранітів на блоки та інші штучні вироби. Робота апарату заснована на термічній дії гарячого струменя (понад 2500°С) на породу, яка виходить при згорянні гасу в кисні і викидається із сопла камери. При такій високій температурі виникають величезні внутрішні напруження, що викликають різкі структурні деформації, що супроводжуються механічним роздробленням породи.

Природний камінь, доставлений з кар'єрів, піддається подальшій обробці, розпилюванню та оздобленню для отримання різних видів поверхні: грубої або порівняно гладкої, зокрема із застосуванням шліфування та полірування. У процесі обробки використовуються пневматичні інструменти та верстати, за допомогою яких отримують необхідну фактуру (вигляд поверхні): бугристу, рифлену, борозенчасту та ін.

Для отримання щебеню, кам'яної крихти, дробленого піску і мінерального порошку породи після їх видобутку з родовищ піддають дробленню і подрібненню в каменедробилках, камені-крошилках з наступними операціями з фракціонування, збагачення, промивання та ін. матеріалів направляються відходи, одержувані у кар'єрах чи каменедробильных заводах і установках. Особливо цінними відходами є побічні продукти при розпилюванні та обробці природного декоративного каменю (мармурів, граніту, кварциту та ін.); застосовуючи цементи, їх виробляють великі блоки, декоративні плити.

Міцність каменю залежить від його будови і сил міжзернових зв'язків мінералів, що його складають. Так, міцність при стисканні у дрібнозернистих гірських порід вище, ніж у крупнозернистих. Міцність при розтягуванні гірських порід невисока і часом у 6-10 разів менша за міцність при стисканні.

Загальні відомості

Сировиною для отримання природних кам'яних матеріалів є гірські породи. Гірські породи - це значні за обсягом накопичення мінералів у земній корі, що утворилися під впливом однакових умов.

Мінерали - це речовини, які є продуктами фізико-хімічних процесів, що відбуваються в земній корі, і мають певний хімічний склад, однорідну будову і характерні фізичні властивості. У природі відомо кілька тисяч мінералів, але у освіті гірських порід беруть участь лише близько 50, їх називають породоутворюючими. Гірські породи можуть складатися з одного мінералу (мономінеральні) або кількох (полімінеральні).

Природні кам'яні матеріали та вироби отримують шляхом механічної обробки гірських порід, тобто дроблення, розколювання, розпилювання, отески, шліфування (щебінь, плити, штучне каміння, архітектурно-декоративні деталі) або навіть без обробки (пісок, гравій). Властивості гірської породи, з якої вони отримані, зберігаються майже порожнистістю. Будівельні властивості гірських порід та кам'яних виробів з них значною мірою визначаються хімічним складом та фізичними та механічними властивостями породоутворюючих мінералів.

p align="justify"> Великий вплив на властивості порід надає і їх будова (структура), що зумовлюється умовами утворення кожної групи порід. Тому для оцінки властивостей та визначення доцільних умов обробки та застосування природних матеріалів у будівельних конструкціях необхідно познайомитися зі складом та будовою гірських порід, з яких вони отримані. Знання цих питань є важливим і тому, що гірські породи широко використовують також у промисловості будівельних матеріалів як сировину для виготовлення в'яжучих речовин (повістки, гіпсу, цементу), штучних кам'яних матеріалів (керамічних, теплоізоляційних, бетонів та ін.).

Широкий діапазон фізико-механічних властивостей та поширеність природних кам'яних матеріалів зумовили їх широке застосування у будівництві для різних цілей. Їх використовують для зведення фундаментів і стін будівель, захисних та декоративних облицювань будівельних конструкцій, підлог і сходів, як дорожні покриття та ін. при будівництві залізниць та автомобільних доріг.

Гірською породою називається мінеральна маса, що складається з одного (мономінеральна порода) або кількох (полімінеральна порода) мінералів.

Мінералом називають природне хімічно та структурно індивідуалізоване тіло, приблизно однорідне за хімічним складом та фізичними властивостями - продукт фізико-хімічних процесів, що відбуваються в земній корі. Мінерали є складовими гірських порід, руд та інших мінеральних тіл, що становлять земну кору.

Залежно від умов освіти всі гірські породи поділяються на три види: первинні чи вивержені, вторинні чи осадові та видозмінені чи метаморфічні.

Утворилися при охолодженні та затвердінні магми.

Утворилися в результаті подальших змін первинних та вторинних порід, пов'язаних зі складними фізико-хімічними процесами, що відбувалися у земній корі.

Вторинні (пластові) породи утворилися внаслідок руйнування вивержених та інших порід під впливом температурних коливань, дії води та вітру. Переміщувані водними потокамина значні відстані, продукти руйнування осідали в місцях менш інтенсивного перебігу води та у водоймах (морях та озерах) у вигляді пластів. Вплив вітру і рух льодовиків також впливали на переміщення зруйнованих порід. Розчинні у воді мінерали та продукти їх руйнувань згодом брали в облогу з водного розчину. До складу осадових порід входять також мінеральні речовини та продукти життєдіяльності організмів, що населяли водні басейни.

Видозмінені породи утворилися внаслідок глибоких змін вивержених та осадових порід під впливом високих температур або великих тисків. Під впливом фізико-хімічних процесів, що протікають в таких умовах, змінювався хімічний і мінералогічний склад порід, відбувалася перекристалізація мінералів і видозмінювалася їх структура, в результаті чого утворилися нові породи, що істотно відрізняються від початкових.

Ця геологічна класифікація гірських порід складена з урахуванням робіт академіків Ф. Ю. Левінсона-Лессинга, А. П. Карпинського та інших учених.

Серед великої різноманітності природних мінералів лише невелика їх частина бере участь у освіті гірських порід. До цих мінералів, званих породоутворюючими, відносяться кварц, польові шпати, слюди, карбонати, сульфати і залізистомагнезіальні мінерали.

Від мінералогічного складу гірських порід значною мірою залежить їх будівельні характеристики. Одні мінерали відрізняються високою міцністю, твердістю та хімічною міцністю, наприклад, кварц, інші мають незначну міцність, недостатню хімічну стійкість, здатні значно поглинати воду (гіпс); окремі мінерали мають здатність легко розщеплюватися по площинах (наприклад, слюда), знижуючи цим міцність породи, до складу якої вони входять. Ці властивості, а також хімічний складмінералів визначають призначення утворених ними порід у будівництві. Більша частинамінералів знаходиться в твердому стані і має переважно кристалічну форму.

До найголовніших глибинних порід, що застосовуються у будівництві, відносяться граніт, сієніт, лабрадорит, габро і діорит.

Граніт- Одна з найпоширеніших у земній корі гірських порід. Це складна кисла порода, що складається з кварцу (20-40%), калієвого польового шпату ортоклазу (40-70%) та слюди мусковита або частіше біотиту (5-20%). Іноді до складу граніту входять авгіт або рогова обманка, що заміняють слюду, тоді до назви граніту додають слова роговообманковий або авгітовий залежно від мінералу. Внаслідок великого вмісту ортоклазу колір граніту найчастіше сірий, блакитно-сірий, темно-червоний. Структура граніту (7) ясно виражена зернисто-кристалічна. Об'ємна вага граніту 2600-2700 кг/м5, межа міцності при стисканні коливається від «1000 до 2500 кг/см2 і вище.

Граніт, Уфа	Червоний граніт, Україна	Омелянівський граніт, Україна,	Граніт Капустинського родовища

Кращими будівельними властивостями мають граніти, що містять більше кварцу і менше слюди. За розмірами зерен граніти діляться на дрібно-, середньо- та крупнозернисті. Дрібнозернисті граніти краще опираються механічним впливам, рівномірніше зношуються при стиранні, стійкіше проти вивітрювання і менше розтріскуються при нагріванні, ніж середньо-і крупнозернисті. Завдяки невисокій пористості та малому водопоглинанню (зазвичай 0,9%) граніти морозостійкі та витримують до 200 і більше циклів заморожування та відтавання.

Граніти добре обробляються – обтісуються, шліфуються та поліруються. Їх використовують переважно для зовнішнього облицювання будівель та споруд, особливо громадських та гідротехнічних.

Сієнітвідрізняється від граніту тим, що не містить кварцу, тому загальний вміст SiC>2 у ньому менший, ніж у граніті. Зовні Сієніт нагадує граніти, але в ньому менш чітко виражена зернистість структури і забарвлення його темніше. За міцністю сієніт дуже близький до граніту, але менш стійкий проти вивітрювання. Зустрічаються сієніти значно рідше, ніж граніти. Їхні родовища є на Уралі.

Діоріт- зерниста масивна порода- складається майже на 75% з польових шпатів (плагіоклазів), містить також рогову обманку, авгіт і біотит, іноді кварц (такий діорит називається кварцовим). Колір діориту сірий чи темно-зелений, об'ємна вага 2800-3000 кг/м3, межа міцності при стисканні 1500-2800 кг/см2. Діорит має високу в'язкість, добре полірується і стійкий проти вивітрювання (остання різко знижується за наявності включень піриту). Діорит застосовують головним чином для покриттів доріг та для облицювання.

Габбро-основна гірська порода - складається з польових.шпатів (до 50%, переважає анортит), авгіту та олівіну. Структура габро гранітна переважно крупнозерниста, колір сірий, темно-зелений, коричнево-зелений або чорний, об'ємна вага 2900-3300 кг/м3, межа міцності при стиску від 2000 до 3500 кг/см2. Габро застосовують для покриттів, доріг, облицювання та для приготування щебеню.

Лабрадорит- порода з сімейства габро, істотною складовою якої є мінерал Лабрадор, що володіє характерною для нього ірнзацією - яскравими переливами квітів: синього, блакитного, зеленого, золотистого та ін. Лабрадорит широко використовують у будівництві як облицювальний камінь.

Найголовніші породи, що вилилися.

Порфіриподіляються на кварцовий порфір – аналог граніту, безкварцовий порфір – аналог сієніту та порфірит – аналог діориту. Будівельні властивості порфірів близькі до властивостей глибинних порід, але внаслідок нерівномірності структури та наявності «вкрапленників» (частіше великі зерна польового шпату) стійкість їх проти вивітрювання нижче і верхні шари в родовищах часто вивітрюються. Порфіри значно слабше опираються стирання, ніж глибинні породи.

Діабаз(аналог габро)-гірська порода із зернами різної крупності темно-сірого або зеленувато-чорного кольору, що має високу міцність (до 4500 кг/см2). Має велику в'язкість і порівняно малу стирання і тому застосовується як матеріал для покриття доріг різного виду, а також як сировина для кам'яного лиття.

До нових пород, що вилився, відносяться трахіт, андезит і базальт.

Трахіт(Аналог сієніту)-пориста гірська порода: об'ємна вага близько 2200 кг/м3, межа міцності при стисканні 500-900 кг/см2, колір частіше світло-жовтий або сірий. У будівництві застосовується як стіновий матеріал та як заповнювач (щебінь) для бетону. Трахіт сильно зношнватся при стиранні, а його опір вивітрюванню низька. На Кавказі є різновид трахітів - ештауніт, що часто використовується як заповнювач для кислотостійких бетонів.

Андезіт(Аналог діориту)-порода сірого кольору з об'ємною вагою від 2200 до 2700 кг/м3 і межею міцності при стиску від 600 до 2400 кг/см2. Більш кислі та щільні андезити застосовують як кислотостійкий матеріал у вигляді облицювальних плит та щебеню для кислототривкого бетону. Деякі андезити пористі. Від трахітів дуже відрізняються великим змістом темнозабарвлених мінералів.

Базальт(аналог габро)-найпоширеніша вилилася (вулканічна лава) гірська порода. Залежно від умов розташування структура базальту скловата або прихована кристалічна. Об'ємна вага його близька до питомої (2900-3300 кг/м3), межа міцності при стисканні досягає 5000 кг/см2. За наявності тріщин і доби міцність базальту сильно знижується, іноді до 1000 кг/см2.

Велика твердість і крихкість базальтів ускладнює обробку, їх використовують головним чином як матеріал для дорожніх покриттів, для мощення укосів набережних, щебеню для бетону, а також як сировина для лиття. Плавлений базальт має дуже високу міцність (до 8000 кг/см2) і застосовують його для виготовлення кислототривкої хімічної апаратури, труб, облицювальних матеріалів та ін. Родовища базальту є на Далекому Сході, на Кавказі та інших місцях.

Базальти настільки складні в обробці, що досі найбільшу загадку є навіть не єгипетські піраміди, а ідеально оброблені базальтові саркофаги ціна в Долина Царей |

Крім зазначених вище масивних порід до вивержених гірських пород відносяться уламкові - продукт перевідкладення та цементації пухкого матеріалу, що викидається вулканами; вони поділяються на пухкі - вулканічні попели, пісок, пемза і цементовані - вулканічні туфи, траси, туфова лава.

Вулканічними попеламиназивають неправильною форми порошкоподібні частинки вулканічної лави, викинутої у роздробленому стані; Найбільші частки називають вулканічними пісками.

Пемза- дуже пориста порода (до 80% обсягу займають пори). Це вулканічне скло, яке утворилося при швидкому охолодженні лави на повітрі, що супроводжувалося бурхливим виділенням газів. Розмір частинок пемзи від 5 до 30 мм, середня об'ємна вага (розсип) близько 500 кг/м3.

Внаслідок наявності досить великих і замкнутих пір водопоглинання пемзи значно нижче її пористості. Пемза морозостійка та негігроскопічна. Вона має низький коефіцієнт теплопровідності (0,12-0,2 ккал/м-ч-град), тому є добрим теплоізоляційним матеріалом; межа міцності при стисканні 20-30 кг/см2. Пемзу та пемзові піски застосовують у вигляді щебеню та піску для приготування легких бетонів та у вигляді порошку для теплоізоляції, а також як шліфувальний (абразивний) матеріал. Пемза.і інші пористі вулканічні породи видобуваються у Вірменії, і навіть на Північному Кавказі, Камчатці та інших районах Росії

Вулканічні туфи- пористі породи, що у процесі ущільнення вулканічного попелу; ступінь ущільнення їх сильно коливається залежно від умови залягання. До найбільш ущільнених вулканічних туф відносяться траси. Туфи, траси і пемзу використовують у тонкоподрібненому вигляді, як і вулканічний попіл, як гідравлічні добавки до мінеральних в'яжучих (повістки, цементів).

Туфова лава утворилася в результаті попадання вулканічного попелу та піску в розплавлену лаву до її остигання. Туф має об'ємну вагу 750-1400 кг/м3, межу міцності при стисканні 60-100 кг/см2 і вище, коефіцієнт теплопровідності (в середньому) 0,3 ккал/м-год-град, колір рожево-фіолетовий різних відтінків. Туф має високу морозостійкість. З туфової породи випилюють каміння правильної форми для кладки стін, а щебінь використовують як великий заповнювач для легкого бетону.

Вихідним матеріалом освіти осадових порід є продукти руйнації гірських порід різного походження.

Гірські породи руйнуються внаслідок вивітрювання. Найважливішими факторами вивітрювання є вода, вітер та температурні зміни. Вода проникає в тріщини, поступово розмиває та розчиняє складові гірських порід, а при замерзанні внаслідок збільшення в обсязі руйнує їх. Внаслідок різких температурних змін монолітність порід порушується, вони розтріскуються і від них відокремлюються шматки різної величини. Вітер видує і забирає частки зруйнованих порід, виточує в них поглиблення (ніші). Продукти руйнування переносяться вітром великі відстані.

Вивітрювання проявляється у вигляді фізичних процесів (механічного руйнування), а й у результаті взаємодії складових частин гірських порід з різними речовинами, що у атмосфері (хімічне руйнація). Так, польові шпати (наприклад, ортоклаз) під дією води та вуглекислого газу руйнуються, утворюючи мінерал каолініт (цей процес називається каолінізації):

К2О А12О3 6SiO2 + 2Н2О + СО2 = К2СО3 + 4SiO2 + А12О3 2SiO2 2Н2О.

(ортоклаз) => (поташ) => (каолініт)

В результаті фізичного вивітрювання гірських порід утворюються шматки великих розмірів (уламки)-брили, дерева, дрібніші (обстругані) шматки - щебінь (природний) і дрібні зерна - пісок, головним чином кварцовий. Результатом хімічного руйнування польовошпатових порід є утворення каолініту, який, змішуючись із піском та іншими продуктами руйнування, дає різноманітні глини. Ці продукти руйнування залишаються дома, утворюючи гірський пісок і первинну глину, або переносяться водою, льодовиками, вітром і відкладаються у інших місцях (як вторинних глин).

Осадження і накопичення продуктів руйнування призводить до утворення осадових порід, які залежно від умов освіти поділяються на такі основні групи: уламкові (механічні опади), хімічного походження (хімічні опади) та органогенні, які у результаті життєдіяльності та відмирання організмів, що населяють водні басейни. Особливістю осадових порід є їх шаруватість – результат поступового осадження продуктів руйнування. Осадові породи залягають у вигляді пластів, тому їх називають пластовими.

Уламкові породи

Уламкові породи (пухкі) поділяються за розмірами уламків на крупноуламкові -розмір шматків більше 2 мм (жвір з обкатаними зернами та великі піски), середньоуламкові - розмір шматків 2- 0,1 мм (піски), дрібноуламкові - розмір зерен 0,1-0 ,01 мм (пилуваті частинки) і тонкоуламкові - розмір зерен менше 0,01 мм (глини-землисті полімінеральні суміші, найтонший мул - відкладення, нанесені водою, судьба - відкладення, нанесені вітром, що складаються з дрібних зернят кварцу, вапняку, глини).

Уламкові породи, пов'язані між собою якоюсь речовиною (глиною, кальцитом, кремнеземом та ін), називаються цементованими породами. З них найбільше значення у будівництві мають пісковики (8), тобто цементовані кварцові піски.

Залежно від цементуючої речовини розрізняють пісковики глинисті, мергелисті, вапняні, крем'янисті, бітумні та ін. Забарвлення піщаникам надають речовини, що цементують. Для будівництва найчастіше використовують крем'янисті та вапняні пісковики; перші зціментовані кремнеземом, другі – кальцитом. Найбільш стійкі та міцні крем'янисті пісковики, що мають межу міцності при стисканні до 2500 кг/см2.

Велика об'ємна вага (до 2700 кг/м3) та високий коефіцієнт теплопровідності пісковиків дають можливість застосовувати їх тільки для стін неопалюваних будівель, фундаментів, підпірних стінок, набережних, для влаштування сходів та тротуарів, а особливо стійкі – для облицювання будівель та споруд (опор мостів). та ін.). Пісковики використовують також у вигляді щебеню та буту; щебінь застосовують для приготування бетону (як великий заповнювач), для будівництва шосейних доріг, баластування залізничних колій та інших цілей. Піщаники дуже поширені.

Органогенні породи

Органогенні породи утворюються в результаті життєдіяльності та відмирання організмів, що знаходяться в морських та прісних водах. До органогенних пород відносять різні карбонатні та крем'янисті породи.

Для будівельних цілей використовують вапняки, вапняки-черепашники, крейда (в яких основною речовиною є кальцит) до діатомітів і трепелів (в яких основною речовиною є водний кремнезем).

Вапнякискладаються головним чином із кальциту СаСО3. Вони утворилися в морських басейнах переважно із залишків тваринного світу (зоогенні породи), і навіть частиною з допомогою хімічних опадів (внаслідок випадання з розчину вуглекислого кальцію). Пухкі скупчення раковин та їх уламків ущільнювалися тиском води і скріплювалися вуглекислим кальцієм у більш менш щільну породу.

Вапняки мають твердість близько 3 за шкалою твердості. При великій домішки кремнезему їхня твердість і міцність підвищується, що ускладнює обробку. Об'ємна вага вапняків 1700-2600 кг/м3, вони бувають білого кольору або в залежності від домішок (глини, кварцу, окису заліза та ін) жовтуватого, сірого, червоного, бурого та ін. Великий вміст у вапняках глин і піриту робить на них шкідливий вплив. Так, при вмісті більше 3% глини вапняки стають вологоємними та недостатньо морозостійкими.

Залежно від відносного вмісту СаСО3 вапняки називаються чистими (не менше 98% СаСО3) та мергелистими (не менше 90% СаСОз).

Мергеліявляють собою природну тонку механічну суміш вапняку та глини в різних співвідношеннях, будова мають землісте до щільного, міцність невелику, легко вивітрюються. При вмісті СаСО3 не менше 75% мергелі називають вапняними, не менше 40% мергелями і не менше 10% глинистими мергелями; Мергелі певного складу використовуються для. виготовлення портландцементу.

Межа міцності вапняків при стисканні коливається від 80 до 2000 кг/см2, залежно від щільності та складу. Вони зазвичай залягають пластами, розділеними прошарками глинисто-суглинистих і піщаних порід.

Мармурові вапнякиє перехідними породами від вапняків до мармурів. Вони під мікроскопом серед маси рівномірної щільності видно кристалічні зерна вапняного шпату (кальцита).

Вапняк щільнийзастосовують у вигляді оброблених плит та фасонних деталей для облицювання стін, виготовлення сходових сходів, підвіконь, цоколів та карнизів; плити неправильної форми використовують для бутової кладки. Вапняк використовують також для приготування щебеню для бетону, у виробництві портландцементу, з нього випалом отримують вапно та ін.

Пористі вапнякиі вапняк-черепашник легко піддаються розпилюванню на штучний камінь певних розмірів і використовуються для кладки стін та перегородок. Вапняк-черепашник (у якому видно уламки раковин) широко поширений на Північному Кавказі. Тут багато будинків побудовано з цього матеріалу. Об'ємна вага вапняку-черепашника становить від 600 до 1500 кг/м3, межа міцності при стисканні від 4 до 50 кг/см2.

Крейдамає той самий хімічний склад, як і вапняк СаСО3, складається з дрібних частинок раковин найпростіших організмів; міцність його менша, ніж вапняку. Використовують крейду для отримання вапна, приготування фарб, замазок та ін., а також у виробництві цементу.

Діатомітиі трепелиявляють собою багаті на аморфний кремнезем, слабо або зовсім нецементовані, пухкі або землісті маси білого, жовтого, сірого, рожевого кольору. Діатоміти утворюються з панцирів діатомових водоростей, що живуть у прісній та солоній воді. Після відмирання рослин панцирі опускаються на дно водойм, ущільнюються, між ними осаджуються найтонший мул і глина.

Трепел - порода більш раннього походження, в якій панцирі перетворилися на дрібні кульки опала, що зціментували опаловий цемент.

У діатоміті та трепелі вищих сортів міститься від 75 до 96% SiO2. Їхній хімічний склад та фізичні властивості дуже близькі: об'ємна вага від 350 до 950 кг/м3, коефіцієнт теплопровідності 0,15-0,2 ккал/м ч град. Діатоміт і трепел широко використовують як теплоізоляційні матеріали і як активні гідравлічні добавки до в'язких.

З часом під тиском вищележачих шарів трепел перетворюється на щільну, міцну, важко розмокає породу-опоку, що майже повністю складається з аморфного кремнезему.

Породи хімічного походження

Магнезіт- Поширений мінерал, карбонат магнію MgCO3. Назва від області Магнесія (Фесалія, Греція), де був вперше виявлений; відомий з глибокої давнини.

Використовують для отримання вогнетривких матеріалів і в'яжучого магнезіального - каустичного магнезиту. Найбільш багате родовище магнезиту є на Уралі.

Кристали рідкісні. Зазвичай щільні різної зернистості агрегати до фарфороподібних. Фарфороподібний магнезит часто містить домішки опала та силікатів магнію. Тендітний. Твердість 4-4,5 у фарфороподібного - до 7 (за рахунок тонкодисперсної домішки опала). Колір білий, сірий, рідше жовтуватий. Зустрічається в гідротермальних родовищах або як продукт вивітрювання ультраосновних гірських порід.

Доломітскладається переважно з мінералу тієї самої назви СаСОз* MgCO3. За властивостями доломіт близькі до щільних вапняків, а іноді мають і більше високими якостями. Застосовують їх як будівельний камінь і щебеню для бетону, а також для отримання вогнетривких матеріалів і в'язкої речовини (каустичного доломіту). Доломіт широко поширені в Росії.

Гіпс CaSO4'2HoO, що складається з мінералу тієї ж назви, використовують головним чином для виготовлення гіпсових в'яжучих речовин і як добавка при виробництві портландцементу.

Ангідрит CaSO4, що складається з мінералу тієї ж назви, застосовують для отримання в'яжучих, а також виготовлення плит для внутрішнього облицювання. Зовні ангідрит помітно не відрізняється від гіпсу і зазвичай залягає разом з ним.

Вапняні туфиутворилися в результаті випадання СаСО3 з холодних та гарячих підземних вуглекислих вод. Дуже пористі вапняні туфи використовують як матеріал для декоративних будівель (гроти та ін) як сировину для приготування вапна, а щільні з дрібними рівномірно розташованими порами і межею міцності при стисканні до 800 кг/см2 - для зовнішнього облицювання будівель.

З метаморфічних поріду будівництві застосовують гнейси, мармури, кварцит і глинисті сланці.

Гнейсиза мінералогічним складом подібні до гранітів, з яких вони утворилися в результаті перекристалізації під великим тиском. Гнейси мають так звану сланцювату будову, характерні тим, що складові мінерали витягнуті в напрямку, перпендикулярному до тиску. За об'ємною вагою та міцністю в напрямку, перпендикулярному до сланцюватості, гнейси мало відрізняються від гранітів. Сланцевість полегшує видобуток і обробку гнейсів, але зменшує їх міцність вздовж шарів.

Гнейси порівняно легко розколюються по площинах сланцюватості та можуть розшаровуватися при поперемінному заморожуванні та відтаванні. Сланцевість знижує стійкість гнейсів проти вивітрювання. Призначення гнейсів у будівництві переважно те саме, що й гранітів, але використовують їх переважно у вигляді плит для облицювання каналів та набережних, кладки фундаментів, устрою тротуарів та ін.

Глинисті сланці- тверда глиниста порода сланцюватого додавання, що вийшла з глин, що сильно ущільнилися і частково перекристалізувалися під впливом великого тиску.

Глинисті сланці значно твердіші за глин, не розмокають у воді і при змішуванні з нею не переходять у пластичний стан. Складаються вони з дуже дрібних глинистих частинок, а також листочків слюди, дрібного пилу, польових шпатів, зерен кварцу та інших мінералів; колір мають переважно темно-сірий; легко розколюються на тонкі рівні плитки, що застосовуються як довговічний покрівельний матеріал, відомий під назвою природний шифер.

ПРИРОДНІ КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ.

Природними кам'яними матеріалами називаються матеріали та вироби, що отримуються механічною обробкою (подрібненням, розколюванням, розпилюванням тощо) гірських порід.

Природний камінь поряд з деревиною був першим будівельним матеріалом, використовуваним людиною. З глибини століть прийшли пам'ятники архітектури, зведені з природного каменю: одне з найдавніших спорудСтоунхендж в Англії, піраміди в Єгипті, храми Стародавню Грецію. Середньовічні замкиі храми, збудовані з природного каменю, можна знайти у кожній країні.

Природний камінь, що застосовується безпосередньо як будівельний матеріал, приваблює своєю декоративністю та довговічністю.

У вигляді облицювання його застосовували архітектори 18-19 століть, всі царські палати були облицьовані родонітом, малахітом, привезеним з Уралу. Висока стійкість природних кам'яних матеріалів робить їх незамінними для гідротехнічних споруд, дорожнього та мостового будівництва та у багатьох інших випадках. Коли необхідно забезпечити високу довговічність споруди.

Пористі камені, такі як черепашник або вулканічний туф, дуже ефективні як місцевий матеріал для зведення стін замість цегли та інших штучних стінових матеріалів, оскільки енерговитрати на їх видобуток незрівнянно менші, ніж випал цегли або виготовлення бетонних панелей і блоків (з урахуванням виробництва цементу та арматури).

Також природні кам'яні матеріали грають роль сировини: його застосовують у кераміки, при виготовленні скла, при виробництві портландцементу та інших в'яжучих. Величезна кількість піску, гравію та щебеню використовується для приготування бетонів та розчинів як заповнювача.

Загальна частка витрат у будівництві на ці матеріали, які називають «нерудними матеріалами», перевищує 20%.

Знайомство з природними кам'яними матеріалами доцільно розпочинати вивчення властивостей основних гірських порід і мінералів.

Гірська порода– це природний мінеральний агрегат, що складається з одного мінералу (мономінеральна порода) або кількох мінералів (полімінеральна порода)

Мінерал(Від лат. minera– руда) - це фізично та хімічно однорідна речовина, що утворилася внаслідок складних фізико-механічних процесів на поверхні та в глибинах землі.

У природі знайдено понад 3 тис. мінералів, але лише деякі з них утворюють великі скупчення; такі мінерали називають породотворчими.

КЛАСИФІКАЦІЯ ПРИРОДНИХ КАМ'ЯНИХ МАТЕРІАЛІВ.

Для того, щоб легше розібратися в різноманітті гірських порід та виявити причини у відмінності їх властивостей, доцільно скористатися класифікацією гірських порід, основою якої є їх походження (генезис). Принципи такої класифікації були запропоновані ще, а в сучасному виглядівона була доопрацьована російськими вченими-Лессінгом, та ін.

Генетична класифікація гірських порід враховує умови їх утворення, які визначають будову і, отже, властивості порід. Природні кам'яні матеріали за походженням поділяються на групи.

Магматичні	Опадові	Метаморфічні
Масивні	Уламкові	Хімічні опади	Органогенні відкладення	Мех-ие опади	Продукт перекристалізації магмат. порід	Продукт перекристалізації осадових порід
Глибинні Граніт, сієніт, габро	Вилилися Порфір, базальт.	Вулканічні попели, пемзи, туфи.	Гіпс, вапно.	Крейда, черепашник, діатоміти, трепели, опоки.	Пісок, гравій, глина Сцементовані СаО × Аl2O3 та особливістю твердіння глиноземистого цементу є його твердіння тільки при помірних температурах не вище 250С При твердінні глиноземистого цементу протікають наступні реакції: 2(СаО × Al2O3) + 11H2O = 2CaO× Al2O3× 8H2O+ 2Al(OH)3 гідроалюмінат кальцію, що утворюється і надає міцність глиноземистому цементу. Властивості. Марка глиноземистого цементу визначається так само як і звичайного портландцементу, але не в 28-ми добовому, а в 3-х добовому віці, тому що глиноземистий цемент твердне дуже швидко. Марки М400, М500 та М600. Терміни схоплювання такі ж, як і у звичайного портландцементу. Тепловиділення в 1,5 рази вище, ніж у звичайного портландцементу. Особливістю глиноземистого цементу є його підвищена жаростійкість до 15000С. Глиноземистий цемент добре протистоїть корозійної стійкості 1-го виду і магнезіальної корозії, але погано протистоїть впливу кислот і лугів. Застосування. Глиноземистий цемент застосовується для швидкотвердіючих та жаростійких бетонів та розчинів. На основі глиноземистого цементу виготовляють розширювальні та безусадкові цементи, які використовують при