Що зробити із природним матеріалом. Природні (натуральні) кам'яні матеріали

2. ПРИРОДНІ КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ

Природними кам'яними будівельними матеріалами називають матеріали, одержувані з необроблених гірських порід, або з порід, що зазнали такої механічної обробки, як розколка, розпилювання, теска, шліфування, полірування, дроблення з подальшим розсіванням і т.д., але без попередньої теплової або хімічної обробки .

Гірські породи є природними скупченнями мінеральних мас, що складаються з одного (мономінеральні породи) або декількох (полімінеральних) мінералів. Мінерал (від латів. minera – руда) – природне тіло, приблизно однорідне за хімічним складом та фізичними властивостями, що утворилося в результаті різних фізико-хімічних процесів, що відбуваються в земної кори. Кожен мінерал має певний хімічним складомта характерними фізико-механічними властивостями.

За походженням гірські породи поділяють три групи: вивержені чи магматичні (первинні), осадові (вторинні) і метаморфічні (від грецьк. metaforfo – перетворювати).

Магматичні гірські породиутворилися в результаті остигання вогненно-рідкої маси - магми, яка розривала земну кору і розливалася на її поверхні. Залежно від умов охолодження магми вивержені гірські породи ділять на глибинні (інтрузивні) і ефузивні.

Глибинні гірські породи(граніти, сієніти, діорити та ін.) утворилися в результаті повільного остигання магми в товщі земної кори під значним тиском верхніх шарів. У таких умовах гірські породи набули рівномірної кристалічної структури внаслідок того, що великі зерна різних мінералів міцно зрослися між собою.

Вилилися гірські породи(базальти, андезити, діабази та інших.) утворилися при швидкому охолодженні магми лежить на поверхні землі. У таких умовах не відбувалася повна кристалізація остигаючої магми. Залежно від умов утворення гірські породи, що вилилися, мають дрібнозернисту, скритокристалічну або аморфну ​​будову. Якщо з в'язкої магми повільно виділялися газоподібні продукти, утворювалася пориста або пемзоподібна структура. Крім того, до вивержених гірських порід належать уламкові породи, які утворилися з найдрібніших частинок роздробленої лави, викинутої на поверхню землі при виверженні вулканів. Ці відкладення залишилися в пухкому стані (вулканічний попіл, пемза) або за наявності природних речовин, що цементують, і під тиском вищележачих шарів перетворилися на щільні цементовані породи (вулканічний туф).

Осадові гірські породиутворилися внаслідок руйнування (вивітрювання) вивержених (первинних) та інших 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 породи (механічні відкладення), глинисті, а також хемо- та органогенні.

Уламкові породи(механічні відкладення) - грубі продукти механічного руйнування вивержених та інших гірських порід під дією різкої зміни температур, впливу води та вітру (брекчії, конгломерати, піски та ін.). Вони являють собою пухку суміш, що складається з окремих зерен первинної гірської породи, що зруйнувалася; часом рихлі суміші піддавалися цементації різними природними речовинами, утворивши у своїй суцільні гірські породи.

Глинисті породи– дисперсні продукти глибокого хімічного перетворення силікатних та алюмосилікатних мінералів материнських порід, що перейшли у нові мінеральні види.

Хімічні опади- Хемогенні гірські породи, що утворилися при осадженні з водних розчинів мінеральних речовин з подальшим їх ущільненням і цементацією (доломіт, магнезит та ін).

Органогенні породиутворилися в результаті відкладення залишків живих (зоогенних) та рослинних (фітогенних) організмів, скелети та панцирі яких містили мінеральні речовини. Такі відкладення, як правило, піддавалися ущільненню та цементації (вапняки, крейда та ін.).

Метаморфічні, або видозмінені, гірські породиутворилися в товщі земної кори внаслідок значної видозміни осадових або магматичних гірських порід під впливом високої температури, високого тиску та інших факторів. У цих умовах відбувалася перекристалізація мінералів без їх плавлення, що сприяла підвищенню щільності порід, що утворилися, в порівнянні з вихідними. Як правило, метаморфічні гірські породи мають сланцювату будову, але іноді можуть зберігати структуру первинних порід.

Для природних кам'яних матеріалів велике значення має їх петрографічна характеристика, яка дає можливість не тільки встановити вид гірської породи та скласти попередні судження про її якість, а й доповнює результати лабораторних випробувань такими важливими даними, як колір, ступінь однорідності та вивітрюваності породи, структура, додавання, характеристика малюнка, характер розколу, властивості поверхні та ін.

Для складання петрографічної характеристики зазвичай користуються молотком, сталевою голкою, лупою, шкалою твердості, лінійкою з міліметровими поділками та 10%-ним розчином соляної кислоти. При цьому із середньої проби вибирають великий шматок породи, який найбільш повно відображає всі характерні риси даної породи. Головним чином звертають увагу такі характеристики.

Розмір та форма шматківдуже різноманітні. Відібраний шматок породи вимірюють за трьома лінійними розмірами і таким чином визначають його форму - вона може бути правильною або неправильною, кубоподібною, плитоподібною, паралелепіпедною, ромбічною, кулястою та ін.

Форми зразків породи допомагають визначити можливість здобуття того чи іншого виду кам'яного матеріалу.

Коліргірських порід залежить від їхнього мінералогічного складу, домішок і ступеня вивітреності. Зазвичай гірські породи ділять за кольором на шість груп: білі (майже безбарвні), від жовтого до червоного, зеленого, від блакитного до фіолетового, від темно-сірого до чорного, з кольоровим забарвленням (строкаті).

Білий колір зазвичай мають вапняки та гіпси; наявність у них глини та домішок надає породі жовті та бурі відтінки. Граніти та сієніти зазвичай характеризуються сірим або червоним кольором забарвлення; Темніші відтінки цих кольорів вказують на присутність у породі слюди-біотиту. При описі кольору відзначають наявність кольорових плям, жилок та ін.

Блискокремих мінералів, що становлять гірську породу, характеризує свіжість породи та її малюнок. Умовно розрізняють блиск яскравий (скляний), перламутровий (відливає райдужними квітами), жирний, тьмяний (миготливий) і матовий (без блиску). Скляний блиск зазвичай властивий кварцу, перламутровий слюде, жирний тальку. Бляклий тьмяний вид мінералів з іржавими тонами свідчить про велику вивітреність породи.

Колір породи, його однорідність та блиск дають можливість встановити види мінералів, що становлять гірську породу.

Мінералогічний складпороди визначають за зовнішніми ознаками найголовніших мінералів, що становлять гірську породу, за величиною їх включень та рівномірності розподілу, а також за видом цементуючої речовини та її розташування.

Структурупороди визначають оглядом свіжого зламу; вона може бути кристалічною щільною та зернистою, з різною крупністю кристалів (дрібно-, середньо-, крупно- та грубозернисті) - у граніту, сієніту, флюориту та ін; порфована - у порфірів; скловата - у обсидіанів; оолітова - у вапняків, зерниста - у пісковиків.

Текстуру (додавання)породи та її однорідність визначають також по свіжому зламу породи. Вона може бути щільною - сланцюватої, лускатої та волокнистої складання або пористої - комірчастої, дірчастої та землістої складання, з дрібними або великими порами. Одночасно визначають наявність тріщинуватості, розмір та напрямок тріщин, а також наявність у породі різних включень.

Спайність ця властивість характеризує здатність деяких кристалічних мінералів при ударі розколюватися по певних гладких площинах, останні називаються площинами спайності.

Різні мінерали мають неоднакову спайність: дуже досконала спайність - мінерали, що легко розщеплюються (наприклад, слюда розшаровується на тонкі листочки в одному напрямку); досконала спайність - мінерали розколюються по певних площинах, утворюючи рівні та блискучі поверхні (наприклад, кальцит має спайність у трьох напрямках, а польові шпати - у двох); недосконала спайність виражена дуже слабко (наприклад, апатит); спайність відсутня - мінерал розколюється за невизначеними напрямами і дає нерівні поверхні зламу (наприклад, кварц). Аморфні матеріали немає спайності.

Спайність знижує міцність гірської породи та ускладнює механічну обробку природних кам'яних матеріалів.

При розколюванні шматка гірської породи молотком звертають увагу на звук, що виходить під час удару; ясний, глухий або деренчливий звук дає уявлення про щільність породи та наявність прихованої тріщинуватості.

Поверхня розколуможе бути рівною, нерівною, хвилястою, рваною, незграбною, раковистою, кулястою. Крім того, треба вказати характер розколу - гладкий, волокнистий, шорсткий, землистий та ін.

Шорсткість площини розколу і характер ребер є суттєвими показниками властивостей виробів з гірської породи, що визначають складність її обробки та зчеплення її з цементним каменем.

Присутність карбонатіву зразку гірської породи визначають дією на нього 10%-ним розчином соляної кислоти, яка викликає "закипання" на поверхні зразка породи, що містить карбонати.

Твердість здатність матеріалу чинити опір проникненню в нього іншого більш твердого тіла. Ця властивість має важливе значення при механічній обробці кам'яних матеріалів.

Твердість однорідних кам'яних матеріалів визначають за шкалою твердості, де десять спеціально підібраних мінералів розташовані в такій послідовності, коли наступний по порядку мінерал залишає межу (подряпину) на попередньому, а сам їм не прокреслюється (табл. 1).

Таблиця 1

Шкала твердості матеріалів

Наприклад, якщо випробуваний матеріал креслиться апатитом, а сам залишає межу (подряпину) на плавиковому шпаті, його твердість відповідає 4,5.

Щоб мати достовірні дані про твердість каменю, необхідно випробувати не менше трьох окремих зразків, зробивши для кожного зразка три визначення, як зазначено вище. За петрографічними характеристиками зразка гірської породи та даними табл. 2 можна визначити мінералогічний склад досліджуваної гірської породи, а потім за вмістом мінералів, за їх кольором, структурою та спайністю можна встановити вид гірської породи та по табл. 3  її властивості.

Приклади опису зовнішніх ознак та петрографічної характеристики зразків гірських порід:

А. Зразок неправильної форми, близької до паралелепіпедної, розміром 120 180 270 мм. Забарвлення світло-сіре. Порода з білого ортоклазу зі скляним блиском, мусковита, кварцу. Кварц і мусковіт рівномірно розподілені в кількості приблизно 20% кожного. Порода щільна, середньокристалічної будови. Розкол близький до правильного, середньої шорсткості, гострі ребра. За петрографічними зовнішніми ознаками досліджувана гірська порода – граніт.

Б. Зразок кубоподібної форми розміром 160 170 190 мм сірого рівномірного забарвлення. Порода однорідна, цупка. Твердість 5. Розкол правильний зі слабкою поверхнею, ребра гострі. Ознаки вивітрювання не виявлено. На поверхні зразка крапля розчину соляної кислоти викликала "закипання". За петрографічними зовнішніми ознаками досліджувана гірська порода - вапняк.

Таблиця 2

ХАРАКТЕРИСТИКА МІНЕРАЛІВ ГІРНИЧИХ ПОРІД

Таблиця 3

ОСНОВНІ ПОКАЗНИКИ ВЛАСТИВОСТЬ ГІРНИЧИХ ПОРІД

Паркан виконаний з блоків ракушняка

Природні кам'яні матеріализастосовуються для будівництва будинків та складових частин будинку. Для зведення складових частин будинку, такі як фундаменти, цоколі, стіни, печі застосовуються різні природні кам'яні матеріали.

2. Вивержені породи.

3. Основні види будівельних матеріалів, що належать до групи осадових гірських порід.

4. Основні види будівельних матеріалів, що відносяться до групи метаморфічних порід.

5. Природні будівельні кам'яні матеріали та вироби.

Природні кам'яні матеріали та вироби одержують із різних гірських порід, які поділяють на вивержені, осадові та метаморфічні.

Вивержені породи

Найбільш поширені такі представники метаморфічних гірських порід як мармур, роговики та кварцити, а також сланці, гнейси, різноманітні милоніти та катаклазити. Мармур являє собою вапняки, що перекристалізувалися, при цьому мармур добре шліфується і полірується. Фізико-механічні властивості склад метаморфічних гірських порід варіює у досить широких межах.

Мармур повнокристалічна метаморфічна карбонатна гірська порода, що утворилася в результаті перекристалізації доломіту або вапняку. Для будівельних потреб використовують як мармур такі породи як щільний доломіт, мармуризований вапняк, карбонатні брекчії і карбонатні конгломерати, офікальці.

Мармур містить досить велику кількість домішок інших мінералів, таких як польовий шпат, гематит, хальцедон, лимоніт, кварц, пірит та органічних сполук, що впливають на його якість. Наприклад вміст домішки кварцу ускладнює розпилювання та полірування мармуру. Мармур має такі фізичні властивості:

щільність в залежності від кількості домішок від 1900 до 2800 кг/м3; опір зламу 10-30 МПа; опір стиску 100-250 МПа; пористість трохи більше 1%; водопоглинання не більше 0,15…0,50 %; твердість 3-4. Найбільш міцний і добре полірується дрібнокристалічний мармур із зубчастим зв'язком зерен. Забарвлення мармуру залежить від домішок.

Кварцити-являють собою метаморфічна гірська порода складена в основному із зерен кварцу, нерозрізняються макроскопічно між собою, які зливаються в суцільну щільну масу з раковистим або занозистим зламом. Утворення кварциту пов'язують із перекристалізацією кварцових пісковиків у процесі регіонального метаморфізму.

Також до кварцитів відносять перекристалізовані гірські породи, що утворилися з кремнеземистих гелів хемогенного походження. Вони становлять основну частину утворень залізистих кварцитів, які навіть за сильного метаморфізму зберігають високу пористість на відміну кварцитів уламкового походження і легко руйнуються. Кварцити хемогенного походження характеризуються великим (до 95-99%) вмістом SiO 2 високою (до 1710-1770 ° С) вогнетривкістю і механічною міцністю.

Кварцити з високим вмістом SiO 2 (до 98...99 %) використовуються для отримання металевого кремнію та його сплавів, для виготовлення вогнетривких динасових виробів як флюс у металургії. Кварцити використовуються широко як облицювальний і декоративний будівельний матеріал.

Природні кам'яні матеріали та вироби

Стіна виконана з бутового каменю

Природні кам'яні матеріали та вироби отримують з гірських порід шляхом дроблення, розколювання, розпилювання, обтісування, шліфування та полірування. Видобувають їх у кар'єрах, а обробляють на спеціальних заводах. На будівництво надходять у вигляді бутового каменю, щебеню, піску або стінового каміння та блоків, плит та профільованих виробів.

Бутовий камінь це шматки кам'яних порід неправильної форми, масою 15-40 кг, що складаються головним чином з вапняку і пісковика. Застосовують для кладки фундаментів, стін як підземної, і наземної частин будинку. Стінові камені та блоки отримують випилюванням з вапняків та туфів. Камені застосовують для кладки стін будівель, мостових опор та облицювання.

З блоків виготовляють плити за заданими розмірами із фактурною обробкою лицьових поверхонь. Профільовані вироби – сходи, підвіконня, деталі карнизів – отримують обробляючи блоки та плити на спеціальних верстатах.

Серед безлічі різних видів природних кам'яних матеріалів, що застосовуються сьогодні в будівництві приватних будинків, особливе місце займає вапняк черепашник. Такі будинки виконані з вапняку черепашника можна зустріти часто в південних країнахСНД, зокрема на Україні, в Грузіїта Вірменії.

Для кладки стін також застосовують природний кам'яний матеріал з вапняку. Його ще називають бутовий камінь, може бути рваним, плитчастим або постелістим. Камінь, що використовується на будівництві стін, повинен бути чистим, без тріщин, розшарування та інших дефектів.

Гравій - це продукт природного руйнування гірських порід, що складається з обкатаних шматків. Як і пісок, гравій може бути яружний, річковий та морський.

Гравій, галька-це сипкі кам'яні матеріали. Вони являють собою невеликі камінці різної форми та кольору. Гравій зустрічається з розмірами камінчиків від п'яти до вісімдесяти міліметрів. Якщо розміри гравію до двадцяти міліметрів- то його відносять до дрібного гравію, якщо від двадцяти до сорока міліметрів до середнього і від сорока до вісімдесяти -до великого.

Щебінь отримують шляхом дроблення більших каменів у спеціальних каменедробілках. Його випускають таких же розмірів як і гравій і застосовують як заповнювач для бетонних сумішей. шматки щебеню мають гострокутну форму. Перш ніж використовувати щебінь та гравій попередньо промивають водою. Природні кам'яні матеріали відрізняються високими показниками, морозостійкі та зносостійкі.

Гірські породи – це природні утворення, складові різноманітні геологічні тіла, у тому числі побудована земна кора (літосфера). Вони є закономірними поєднання або механічні сумішірізних за складом кристалічних мінеральних зерен, поряд з якими можуть бути аморфна речовина та органічні залишки; до гірських пород відносяться суміші рідких мінеральних речовин (неорганічних і органічних), що зустрічаються в земній корі.

За походженням гірські породи поділяються на три групи: магматичні (ефузивні та інтрузивні), осадові та метаморфічні. Магматичні гірські породи - це породи, що утворилися безпосередньо з магми (розплавленої маси переважно силікатного складу, утвореної в глибинних зонах Землі), внаслідок її надходження у верхні горизонти Землі, охолодження та застигання. Залежно та умовами застигання розрізняють інтрузивні (глибинні) эффузивные (виливаються) гірські породи.

Осадові гірські породи (ОГП) - гірські породи, що існують в термодинамічних умовах, характерних для поверхневої частини земної кори, що утворюються в результаті перевідкладення продуктів вивітрювання та руйнування різних гірських порід, хімічного та механічного випадання осаду з води, життєдіяльності організмів або всіх трьох процесів одночасно .

Метаморфічні гірські породи - гірські породи, утворені в товщі земної кори внаслідок зміни (метаморфізму) осадових та магматичних гірських порід внаслідок зміни фізико-хімічних умов. Завдяки рухам земної кори, осадові гірські породи та магматичні гірські породи піддаються впливу високої температури, великого тиску та різних газових та водних розчинів, при цьому вони починають змінюватись.

Природний камінь – натуральний будівельний матеріал. Натуральним каменем називають усі гірські породи, що використовуються у будівництві. Наприклад: мармур, граніт, туф, сланець, пісковик, вапняк та онікс.

Природний камінь є одним із найдавніших матеріалів, які використовуються людьми для будівництва будинків або облицювання фасадів. Завдяки красі, міцності та довговічності природний камінь є окрасою палаців, храмів, садиб або звичайних будинків. Найчастіше натуральне каміння використовують при облицюванні будівель, як зсередини, так і зовні. Для внутрішнього облицювання використовують спеціальні мармурові або гранітні шпалери. Поєднання мозаїчних малюнків та візерунчастих структур надають зовнішньому вигляду краси та багатства. Також дуже популярне облицювання фасадів природним каменем. По-перше, це привабливий зовнішній вигляд, а по-друге, це дуже екологічний і дуже міцний матеріал. Також природний камінь зносостійкий, морозостійкий і майже не вбирає вологу. Недолік цього матеріалу - відносна дорожнеча.

Історія освіти

У пізніші геологічні епохиКоли земна кора досягла вже значної товщини, магма виливалася на поверхню в незначних кількостях, головним чином при вулканічних виверженнях. У процесі вулканічного виверження магма викидалася в повітря під великим тиском і, остигаючи, дуже швидко пронизувалася газами, що розширюються. Деяка частина магми розтікалася поверхнею землі тонкими шарами, швидко остигаючи і насичуючи газами. В результаті виходили породи аморфної будови з високою пористістю у вигляді скупчення пухких частинок або у вигляді суцільних масивів. Такі породи одержали назву пухких вулканічних чи вулканічних зціментованих.

Всі первинні або вивержені гірські породи глибинні, що вилилися і вулканічного походження, піддаючись дії атмосферних явищ (зміні температур, вологості, вітру тощо), зазнають процесу вивітрювання (руйнування). Процес руйнування торкнувся і багато мінералів, що утворюють вивержені гірські породи. У руйнуванні первинних гірських порід взяв участь і органічний світ (рослинний та тваринний) та хімічні процеси. В результаті вивітрювання вивержених гірських порід утворилися нові гірські породи, що мають назву вторинних або осадових. Більша частинаверхніх шарів земної кори в наш час складається з осадових гірських порід і вони відіграють більшу роль, ніж вивержені. Утворення осадових порід йшло різними шляхами. Деякі з них являють собою ті ж вивержені породи, але розпалися на частини та розсортовані водою за частинками або за їхньою вагою. Такі породи називаються: уламкові чи механічні відкладення.

Види природних кам'яних матеріалів

Усі кам'яні матеріали, що використовуються у будівництві, можна розділити на дві основні групи: 1) матеріали, що застосовуються у вихідному вигляді (без обробки); 2) матеріали, придатні для будівельних цілей лише після відповідної обробки

Мармур.Назва «мармур» походить від грецького «мармарос», що означає – блискучий. Ця зернисто-кристалічна порода з'явилася внаслідок перекристалізації вапняку та доломіту під впливом високої температури та тиску. Але у будівництві словом «мармур» називають не лише цей камінь, а й інші породи, схожі на нього. Наприклад, мармуроподібні вапняки та доломіти. У переважній більшості мармур добре піддається обробці будь-якими інструментами, що дозволяє розширити і так багатий спектр його кольорів. Наприклад, полірування посилює малюнок і колір мармуру, шліфування знижує його яскравість та чіткість, а фактура сколювання абсолютно приховує малюнок, але значно освітлює загальне тло.

За декоративними властивостями, можливостями обробки та широтою застосування мармур ділять на білий, сірий та кольоровий. Білий мармур практично не містить домішок, тому він часто однорідний, має дрібно та середньозернисту структуру. Цей мармур легко піддається обробці. Найбільш цінним вважається дрібнозернистий білий мармур, який славиться теплим тоном і тим, що він просвічується. Цей камінь також називають статуарним, оскільки його широко використовують у скульптурі. Білий мармур вважається дуже примхливим, домашнім каменем, що пов'язано з його особливою структурою: він слабо захищений від утворення плям та пожовтіння. Це стосується насамперед недорогих сортів. Такий мармур слід обережно застосовувати при облицюванні фасадів. Безумовно, його технічні характеристикидозволяють переживати і люті морози, і механічні пошкодження, проте через деякий час він може втратити свою красу і блиск, потьмяніти і покритися жовтими плямами.

Сірий мармур найчастіше неоднорідний має шаруватий колір. Характерний малюнок сірого мармуру – «хмарний» та «снігово-пейзажний». Цей вид мармуру легко обробляється та полірується. Його так само як і білий мармур використовують для зовнішнього та внутрішнього облицювання. Серед кольорового мармуру рідкісними вважаються синьо-блакитні різновиди. Усі вони добре піддаються поліруванню. Теплостійкі якості мармуру дозволяють застосовувати цей камінь для зовнішнього облицювання камінів або приміщень, пов'язаних із підвищеною температурою. Коефіцієнт водопоглинання мармуру так само, як у граніту досить низький, тому його можна використовувати при будівництві басейнів, ванн і фонтанів.

Граніти.Граніт (від латинського «гранум» – зерно) – найпоширеніша гірська порода. Має яскраво виражену зернисто-кристалічну структуру і складається переважно з польових шпатів, кварцу, слюди та інших мінералів. За величиною зерен граніти поділяються на дрібнозернисті, середньозернисті, крупнозернисті. Колірна палітра граніту надзвичайно багата. Найчастіше зустрічається сірий граніт різних відтінків – від світлого до темного. Буває також рожевий, помаранчевий, червоний, блакитно-сірий і іноді блакитно-зелений граніт. Винятково рідкісні граніти з блакитним кварцом. Найбільш цінними в декоративному відношенні вважаються такі різновиди гранітів: дрібнозернисті світло-сірі з блакитним відтінком, насичено темно-червоні та зеленувато-блакитні.

Граніт добре полірується, зберігаючи дзеркальний блиск поверхні протягом тривалого часу, легко піддається теску, що дозволяє створювати різні фактури. Для створення декоративних ефектів деякі різновиди гранітів піддають термічній обробці. Світло-сірі граніти набувають після цього ніжного цукрово-білого відтінку. Завдяки своїм високим механічним показникам та експлуатаційним властивостям граніт широко застосовується у будівництві цокольних конструкцій, в облицювання набережних, фасадів будівель, а також підлоги. Дрібнозернистий граніт використовують у скульптурі (оскільки його структура дозволяє проводити ударну обробку), а крупнозернистий – для зведення монументальних споруд. Дуже часто до гранітів відносять сієніти, які відрізняються від гранітів менш вираженою зернистістю та відсутністю кварцу (завдяки цьому вони краще піддаються обробці). Сієніти темніші за граніти: зазвичай вони мають сірий, темно-сірий, сіро-блакитний, темно-рожевий кольори. Застосовуються в будівництві так само, як і граніти.

Туф- легка, сцементована, пориста гірська порода. Маючи високі декоративні властивості, є цінним оздоблювальним будівельним матеріалом. За способом геологічного утворення розрізняють основні типи туфів: вулканічні, вапняні та крем'янисті. Вапняні та крем'янисті туфи утворюють, на відміну від вулканічних туфів, групу гірських порід, об'єднаних генезисом - відкладенням карбонату кальцію або крем'янистої речовини з розчину в місцях виходу на земну поверхню. мінеральних джерел. В результаті вивітрювання гірських порід води розчиняють хімічні сполуки, утворюючи розчин, з якого потім відбувається вторинне випадання опадів та утворення нових гірських порід. Якщо відкладення відбуваються внаслідок неорганічних хімічних процесів, утворюються «накипи» та туфи. У місцях виходу на земну поверхнюводних джерел падає тиск і розчину видаляється вуглекислий газ, внаслідок цього розчинені у воді сполуки розпадаються і випадає осад у вигляді вапняних або крем'янистих туфів.

Сланці– це гірські породи з орієнтованим розташуванням складових мінералів і добре вираженої сланцюватістю, тобто. здатністю розколюватися на тонкі платівки. Це дуже різний на вигляд і властивості камінь. Швидше можна говорити про цілу групу оздоблювального каміння, об'єднаного під загальною назвою – сланець. Наприклад, твердість. У сланцю вона коливається від 2 до 6 балів за шкалою Моосу. Це приблизно відповідає твердості гіпсу (2) та ортоклазу (6). У коефіцієнті водопоглинання також великий розкид – від 0,01 до 3 %. Поєднує всі види сланцю одне - міцна шарувата (сланцева) структура цього матеріалу, яка і створює унікальну, виразну фактуру поверхні. Тому цей камінь дозволяє не створювати однотипних інтер'єрів.

Піщаник- Це осадова гірська порода, яка утворюється в результаті впливу вологи, вітру, перепадів температур, що надають руйнівну дію. Пісок буває дрібний та великий. Під впливом часу можливий і зворотний процес, коли такий матеріал твердне, для цього потрібна наявність речовини, що скріплює, і тиску. Піщаник буває наступних різновидів (за мінеральним складом): олігоміктовий та поліміктовий. Коли основу цієї сировини становить кварц (90% від маси і більше) то він відноситься до групи олігоміктових, так само є піввошпатово-кварцові, слюїсто-кварцові та інші різновиди цього матеріалу (в них масова частка кварцу від 60% і до 90%) . Так само він буває або однорідним, або шаруватим. У разі, коли в цьому матеріалі переважає польовий шпат над кварцом або, наприклад, складніші суміші, де присутній і цемент з тонокотернистого уламкового матеріалу - цей різновид відноситься до поліміктових видів.

У будівництві цей вид сировини широко застосовується як як бутовий камінь, так і в облицювальних роботах. Він стійкий до впливу різного роду середовища, перепадів температур, вологи, морозостійкий. Він є екологічно чистим продуктом і має бактерицидну дію. При зрізі має химерний, завжди індивідуальний візерунок. У декорі як елемент інтер'єру або екстер'єру використовується для оздоблення камінів, облицювання цоколів, підлог, тротуарів, содових доріжок, сходів. При цьому є кілька способів обробки пісковика: галтування – коли йому надають форму каменю з окатаними краями, або проведення одинарного чи подвійного сколу на лицьовій стороні. Використання природного матеріалу у декоративних роботах завжди гарантує унікальність та неповторність об'єкта.

Вапняк- осадова гірська порода органічного, рідше хемогенного походження, що складається з CaCO 3 (карбонату кальцію) у формі кристалів кальциту різного розміру. Він складається переважно з раковин морських тварин та їх уламків, що називається черепашником. Карбонат кальцію, що входить до складу вапняку, здатний розчинятися у воді, а також повільно розкладатися на вуглекислий газі відповідні основи; перший процес - найважливіший фактор утворення карсту, другий, що відбувається на великих глибинах під дією глибинного тепла землі, дає джерело газу для мінеральних вод. При метаморфізмі вапняки перекристалізуються та утворюють мармури. Вапняк широко застосовувався як будівельний матеріал, дрібнозернисті різновиди використовували до створення скульптур. Випалювання вапняку дає негашене вапно - стародавній в'яжучий матеріал, який до цього часу застосовується в будівництві. Одним з основних будівельних матеріалів, що одержуються з вапняку, є вапняковий щебінь, який широко використовується у дорожньому будівництві та у виробництві бетонів.

Онікс- мінерал, халцедоновий (волокнистий) різновид кварцу, в якому незначні за кількістю домішки створюють плоскопаралельні пофарбовані шари. Смугасто-забарвлений різновид мармуру часто називають мексиканський онікс або алжирський онікс. Колір - коричневий з білими та чорними візерунками, червоно-коричневий, коричнево-жовтий, медовий, білий з жовтуватими або рожевими прошарками. Для оніксу особливо характерні плоско-паралельні шари різного кольору. Агатовий і сердоліковий онікс (сардонікс, сард) використовувався людьми з доісторичних часів для виготовлення невеликих різьблених художніх виробів (гліптика), а також різьблених циліндричних печаток. Це один із найбільш цінних виробних каменів. Кальцитові (мармуровий та ін) види оніксів широко поширені і відносяться до найбільш доступних і недорогих декоративно-виробних матеріалів. Як раніше, так і тепер вони широко використовуються в серійних побутових і великих виробах: це різноманітна дрібна і середня пластика, оніксові вази, скриньки, свічники, стільниці. Застосовується також у мозаїці та облицювання. Порівняно недорогий виробний камінь.

До категорії: Облицювання каменем

Природні кам'яні матеріали

Матеріали та вироби, що видобуваються та виготовляються гірських порід методами механічної обробки, називаються природними кам'яними матеріалами. Прикладами таких матеріалів можуть бути облицювальні плити з граїїту, мармуру, вапняку, а також щебінь.

Гірські породи- це значні за обсягом скупчення мінералів у земній корі, що мають більш менш постійний склад.

Мінералами називають продукти природних реакцій, які мають певний хімічний склад і характерні фізичні властивості.

Мінерали, що у освіті гірської породи, називають породообразующими цієї породи. Залежно та умовами утворення гірські породи діляться на вивержені (первинні), осадові (вторинні) і метаморфічні (видозмінені).

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%.

Тріщинуватість - наявність тріщин у гірській породі, це характерна властивість усіх без винятку гірських порід. Тріщинуватість буває відкрита, закрита, зімкнена і прихована. При обробці каменю враховують різновид тріщинуватості і хибну шаруватість каменю, тобто здатність породи розколюватися по паралельних площинах.

Оброблюваність- це здатність гірської породи набувати заданої форми і фактури лицьової поверхні при дії різними інструментами.

Абразивна гірська порода характеризується зношуванням каменеобробного інструменту в процесі тертя. Вона залежить від вмісту у породі природних абразивних мінералів (кварц, польові шпати, кремінь, корунд, гранат). Крупнозернисті породи з гострокутними зернами мають більш високу абразивність, ніж дрібнозернисті з окатаною формою зерен.

Анізотропність- це здатність гірських порід (особливо гранітів) легше розколюватися за певними напрямами. Анізотропність великою мірою проявляється у слюдах, які у гранітах.

Анізотропність породи враховують щодо відстані між гніздами для клинів при розколюванні блоків.

Природні кам'яні матеріали. Їх одержують із гірських порід. Вони мають високу атмосферостійкість, міцність і красиве забарвлення.

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.

Облицювальні плити та камені виготовляють розпилюванням або розколюванням блоків природного каменю з подальшою механічною обробкою. Гірські породи, що застосовуються для виготовлення облицювальних плит, повинні мати межу міцності на стиск не менше 5 МПа, морозостійкість не менше 15 мрз. Плити великих розмірів (до 3 м2) виготовляють із міцніших порід, а менших розмірів (до 1 м2) - з менш міцних. Облицювальним плитам надають різноманітну фактуру лицьової поверхні - дзеркальну, шліфовану, пиляну, точкову, борозенчасту, рифлену. Висока довговічність облицювання з кам'яних плит вимагає в 5...8 разів менше витрат на експлуатацію, ніж обробка кольоровими розчинами або силікатними та вапняними фарбами. Особливо економічно ефективним є застосування граніту, мармуру, вапняку, туфу в районах, де ведеться видобуток цих гірських порід.

Мінеральні в'яжучі речовини. Їх одержують шляхом випалу в печах із природних кам'яних матеріалів (гіпсу, ангідриду, доломіту, магнезиту, вапняків). Шматки, отримані після випалу, шляхом помелу перетворюють на порошок. Чим менший розмір зерен після помелу (тонкість помелу), тим вища активність в'яжучого. Порошок при змішуванні з водою переходить у рідкий (тістоподібний) стан, потім поступово твердне, перетворюючись на каменеподібну речовину. Процес твердіння в'яжучих називається схоплюванням. Термін схоплювання відраховують від моменту замішування в'яжучого водою.

Речовина повинна схоплюватися тільки після того, як вона буде покладена у форму. В'яжучі речовини можуть тверднути на повітрі або у воді. В'яжучі, що твердіють на повітрі, називаються повітряними, у воді – гідравлічними.

Повітряні в'яжучі - повітряне вапно, будівельний гіпс. Вапно надходить на будівництво негашеним. У такому вигляді вона називається кшелком. При гасінні вапна водою вона розпадається в тонкий білий порошок - пушонку. При замішуванні пушонки водою виходить вапняне тісто, яке використовують для приготування розчинів кладок і штукатурних. Будівельний гіпс одержують шляхом випалу природного гіпсу з подальшим розмелюванням у тонкий порошок. При змішуванні гіпсу з водою утворюється гіпсове тісто, яке поступово густіє і перетворюється на каменеподібний стан. При впливі вологи міцність гіпсу, що затвердів, значно знижується, тому його застосовують для штукатурки внутрішніх стін, виготовлення перегородок, архітектурних деталей.

Гідравлічні в'яжучі - портландцемент, глиноземистий, вапняно-пуцолановий і вапняно-шлаковий цементи - використовують для приготування бетонів і розчинів. У будівництві будівель частіше застосовують портландцемент. Його одержують шляхом випалу суміші вапняків та глин. Після випалу виробляють помел суміші, що спеклася - клінкеру - в тонкий порошок. Порошок, зачинений водою, перетворюється на тісто, схоплюється і починає тверднути. Протягом перших семи днів твердість і міцність швидко підвищуються, потім уповільнюються та досягають розрахункових значень на 28 добу. Нормальне твердіння цементного тесту відбувається за температури плюс 15 °С у вологій атмосфері. При температурі 0СС і нижче цементне тісто замерзає і наростання міцності не відбувається. На заводах під час виготовлення виробів з бетону штучно прискорюють його твердіння шляхом підігріву (термічної обробки) парою чи іншими способами. За добу термообробки досягається 50-70%-на розрахункова міцність бетону. Такий виріб може відпускатися із заводу та укладатися у справу. Набір решти 50 - 30% міцності завод гарантує протягом 28 діб після виготовлення виробу. Міцність цементу характеризується його маркою. Марку встановлюють за межі міцності при згинанні спеціальних зразків. Зразки виконують із цементного розчину складу 1: 3 (за масою) і випробовують їх через 28 діб після виготовлення. Цементна промисловість випускає портландцемент марок 300, 400, 500 та 600.

Затверділий портландцемент, що знаходиться під постійним впливом води (наприклад, у фундаментах будівлі), виявляється нестійким і руйнується, особливо якщо води, що омивають його, містять розчинені солі і кислоти. У цих випадках бетон готують з глиноземистого цементу, вапняно-пуццоланового портландцементу та шлакопортландцементу.

Транспортують цемент у спеціальних залізничні вагонита автомобілях-цементовозах, обладнаних пристроями для пневматичного навантаження та розвантаження, а також у багатошарових паперових чи целофанових пакетах; зберігають у бункерах, силосах або закритих приміщеннях з підлогою, що піднімається над землею. При цьому слід враховувати, що при зберіганні навіть у найсприятливіших умовах активність цементу знижується через три місяці на 20%, а за рік до 40%.

Природними кам'яними матеріалами називають матеріали та вироби, що отримуються механічною обробкою (дробленням, розколюванням, розпилюванням) гірських порід. Таким чином отримують облицювальні плити, каміння та блоки для кладки стін, щебінь. Деякі гірські породи (пісок, глину, гравій) використовують без обробки. Усі ці види будівельних матеріалів називають нерудними.

Завдяки різноманітним властивостям, високій міцності, довговічності та необмеженим запасам камінь з давнини був універсальним будівельним матеріалом. До наших днів збереглися монументальні споруди із природного каменю: єгипетські піраміди, грецькі та римські храми, арени та акведуки, собори Стародавньої Русі.

З появою штучних кам'яних матеріалів (бетону, кераміки) та індустріальних методів зведення будівель та споруд роль природного каменю у будівництві значно змінилася. В даний час природний камінь в основному використовують як заповнювач в бетонах, як сировину для отримання кераміки, в'яжучих речовин, скла та ін, а також для облицювання будівель та інженерних споруд, як місцевий будівельний матеріал для кладки стін.

Природні кам'яні матеріали класифікують за щільністю (важкі щільністю понад 1800 кг/м3 та легкі густиною менше 1800 кг/м3); межі міцності при стисканні (на марки від 4 до 1000, причому легкі кам'яні матеріали мають марки до 200, а важкі - від 100 і вище) і за морозостійкістю.

Технічні вимоги до природних кам'яних матеріалів та виробів встановлюються відповідними ГОСТами та ТУ залежно від призначення матеріалу та умов роботи споруди чи конструкції.

За ступенем обробки розрізняють грубооброблені кам'яні матеріали (пісок, гравій, щебінь, бутовий камінь) та штучні вироби (пиляні штучні камені та блоки для стін, плити та профільні вироби для зовнішнього та внутрішнього облицювання будівель та споруд).

Природні кам'яні матеріали