Природные каменные материалы
Забор выполненный из блоков ракушняка
Природные каменные материалы применяются для строительства домов и составных частей здания.Для возведения составных частей дома,такие как фундаменты, цоколи, стены, печи применяются различные природные каменные материалы.
Содержание статьи:
2. Изверженные породы.
3. Основные виды строительных материалов относящиеся к группе осадочных горных пород.
4. Основные виды строительных материалов относящиеся к группе метаморфических пород.
5. Природные строительные каменные материалы и изделия.
Природные каменные материалы и изделия получают из различных горных пород, которые подразделяют на изверженные, осадочные и метаморфические.
Изверженные породы
Среди изверженных пород (магматические горные породы)особое место занимает гранит, так как это наиболее распространенная тяжелая глубинная изверженная горная порода. Представляет собой сплав кварца, полевого шпата и небольшого количества слюды. Гранит морозостоек, хорошо шлифуется и полируется. Кроме гранита, из тяжелых глубинных пород в строительстве используют габбро, сиениты, диориты и другие.
К легким изверженным породам относятся пемза, туфовые лавы и вулканические туфы.
Пемза представляет собой серовато-белого до коричневого цвета излившаяся вулканическая сыпучая порода губчатого строения, которая состоит из кислого вулканического стекла. Крупнейшие месторождения пемзы находятся на Северном Кавказе, в Армении на Камчатке и в других районов. В зависимости от физико-механических свойств пемзы и по петрографическому составу, пемзы подразделяют на :
1. Пемзы анийского типа (Анийского, Ириндского и Пемзашенского месторождений).
2. Литоидные пемзы (Пусаванского, Джараберского и Гюмушского месторождений).
От литоидных пемзы анийского типа отличаются прежде всего большей пористостью, пониженной прочностью и легкостью.
Таблица -5. Основные свойства вулканических пемз
Большинство разновидностей природных пемз характеризуются своим составом а именно большим содержанием SiO2-68…72%; Al2O3-13…18% и щелочей в пределах 4…9%. Для пемзы коэффициент размягчения составляет 0,85…0,45.В строительстве пемзы анийского типа используются в производстве конструкционно-теплоизоляционных а также в теплоизоляционных легких бетонов имеющие среднюю плотность в пределах 500…1400 кг/м³ и прочность при сжатии от 1 до 10 МПа. Пемзы анийского типа также используются в строительстве и в качестве теплоизоляционных засыпок.
Имеющие повышенную прочность пемзы литоидного типа используются как заполнитель в конструкционных легких бетонах классов В 10…В 30 средней плотностью 1400…1800 кг/м³.
Туф
Туф-представляет собой пористая каменная порода, которая образовалась из продуктов вулканических выбросов в виде песка, пепла, щебня и других более крупных кусков уплотнившихся и скрепленных между собой. Туфы имеют различную качественную характеристику в зависимости от условий их образования. Спекшиеся туфы обладают наилучшими показателями, так как они образовались из отложений размягченного под действием очень высокой температуры и насыщенного газами мелкообломочного материала без какого-либо цементирующего вещества.
Другие туфы отличаются от спекшихся прежде всего низкими показателями, так как они образовались из обломочного материала скрепленного между собой природным цементом различного состава. Наиболее крупные месторождения вулканических туфов находятся в Армении, Грузии, Бурятии, Хабаровском и Приморском краях, на Камчатке в Закарпатье и в других местах.
По петрографическому составу и физико-механическим показателям туфы Армении подразделяются на пять типов:
артикский, ереванский, анийский, бюроканский и фельзитовый. По химическому составы они близки к пемзам. Туфы Армянских месторождений используются в качестве несущего стенового и облицовочного материала. Туфы фельзитового типа в строительстве применяют главным образом для облицовки зданий. Отходы от каменной обработки используют в качестве пористых заполнителей для легких бетонов преимущественно конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных классов В 2,5…В 25 средней плотностью 1400…2000 кг/м³.
Осадочные горные породы
К осадочным породам относятся известняки, песчаники и глины. Известняки состоят в основном из карбоната кальция (CaCO3). Различают пористые известняки (мел, ракушечник, известковые туфы) и плотные. Песчаники представляют собой зерна кварцевого (чаще всего ) песка, сцементированные окисью кальция, водным или безводным кремнеземом, водными окислами железа или глиной.
Глина -осадочная горная порода в виде смеси частиц песка размером 0.15-5 мм, пылевидных частиц величиной 0,005-0,15 мм и собственно глинистых частиц размером менее 0,005 мм. Частицы величиной 0,001 мм и даже меньше (тонкодисперсные) сообщают глинам способность во влажном состоянии образовывать пластичное тесто. легко принимающее заданную форму и сохраняющее ее после высыхания. а при обжиге превращается в камневидное тело.
Из глины получают кирпич, черепицу, облицовочные плитки и пустотелые керамические камни. Глину используют также в качестве вяжущего вещества для приготовления строительных растворов. Более обширную информацию о глине вы сможете получить в статье сырье для производства керамики.
Среди сыпучих природных каменных материалов, которые относятся к осадочным горным породам можно выделить песок. Песок это природный каменный материал, который в зависимости от происхождения и условий залегания бывает горный( овражный), речной и морской. Плотность песка составляет (2,54…2,65)·10³ кг/м³ и зависит от преобладающих в нем минералов.По крупности зерен песок делится на мелкий, средний и крупный-от 0,15…5 мм.
На объемную массу песка влияют его гранулометрический (зерновой) и минералогический составы, степень уплотнения и особенно влажность. Считается что объемная масса песка в среднем равна 1550 кг/м³, но в отдельных случаях она достигает 1400 и 1700 кг/м³. Примеси ухудшают строительные качества песка.
К наиболее вредным примесям относятся слюда, соединения серы , пылевидные, глинистые и илистые частицы а также органические примеси. Для бетона смешивают песок с крупными и мелкими зернами в пропорциях, которые зависят от крупности и окатанности зерен песка.Таким образом достигается наивысшая крепость бетонной смеси, правильным (оптимальным) подбором составных частей песка.
Для подбора оптимального состава песка, следует просеять песок сначала через сито с ячейками 2,5 мм. Затем, то что прошло через него пропускают через сито с ячейками 1,2 мм и получают первую фракцию песка. Далее, то что прошло через сито 1,2 мм просеивают через сито 0,3 мм и получают вторую фракцию. Для приготовления оптимальной песчаной смеси берут 20-50 % первой фракции и 50-80% второй.
Если песок крупно загрязнен то его промывают.Содержание в нем глинистых и прочих примесей не должно быть больше пяти-семи процентов.Песок применяется преимущественно как заполнитель для бетонных смесей и растворов различного вида,в качестве подстилочных слоев под подушки фундамента дома,под разного вида дорожек и тротуаров.
Наиболее распространены такие представители метаморфических горных пород как мрамор, роговики и кварциты а также сланцы, гнейсы разнообразные милониты и катаклазиты. Мрамор представляет собой перекристаллизовавшиеся известняки, при этом мрамор хорошо шлифуется и полируется. Физико-механические свойства состав метаморфических горных пород варьирует в довольно широких пределах.
Мрамор полнокристаллическая метаморфическая карбонатная горная порода которая образовалась в результате перекристаллизации доломита или известняка. Для строительных нужд используют в качестве мрамора такие породы как плотный доломит, мраморизованный известняк, карбонатные брекчии и карбонатные конгломераты, офикальц.
Мрамор содержит довольно большое количество примесей других минералов, таких как полевой шпат, гематит, хальцедон, лимонит, кварц, пирит и органических соединений влияющие на его качество. Например содержание примеси кварца затрудняет распиловку и полировку мрамора. Мрамор имеет следующие физические свойства:
плотность в зависимости от количества примесей от 1900 до 2800 кг/м3; сопротивление излому 10-30 МПа; сопротивление сжатию 100-250 МПа;пористость не более 1%; водопоглощение в пределах 0,15…0,50 %; твердость 3-4. Наиболее прочен и хорошо полируется мелкокристаллический мрамор с зубчатой связью зерен.Отличаются мраморы исключительным разнообразием рисунка и окраски. Окраска мрамора зависит от примесей.
Кварциты-представляют собой метаморфическая горная порода сложенная в основном из зерен кварца, неразличимыми макроскопически между собой которые сливаются в сплошную плотную массу с раковистым или занозистым изломом. Образование кварцита связывают с перекристаллизацией кварцевых песчанников в процессе регионального метаморфизма.
Также к кварцитам относят перекристаллизованные горные породы которые образовались из кремнеземистых гелей хемогенного происхождения. Они составляют основную часть образований железистых кварцитов, которые даже при сильном метаморфизме сохраняют высокую пористость в отличие от кварцитов обломочного происхождения и легко разрушаются. Кварциты хемогенного происхождения характеризуются большим (до 95-99%) содержанием SiO2 , высокой (до 1710-1770°С) огнеупорностью и механической прочностью.
Кварциты с высоким содержанием SiO2 (до 98…99 %) используются для получения металлического кремния и его сплавов, для изготовления огнеупорных динасовых изделий, в качестве флюса в металлургии. Кварциты используются широко в качестве облицовочного и декоративного строительного материала.
Природные каменные материалы и изделия
Стена выполненная из бутового камня
Природные каменные материалы и изделия получают из горных пород путем дробления, раскалывания, распиливания, обтесывания, шлифования и полирования. Добывают их в карьерах а обрабатывают на специальных заводах. На строительство изделия из природного камня поступают в виде бутового камня, щебня, песка или стеновых камней и блоков, плит и профилированных изделий.
Бутовый камень -это куски каменных пород неправильной формы, массой 15-40 кг, состоящие главным образом из известняка и песчанника. Применяют их для кладки фундаментов, стен как подземной, так и наземной частей здания. Стеновые камни и блоки получают выпиливанием из известняков и туфов . Камни применяют для кладки стен зданий, мостовых опор и облицовки.
Из блоков изготовляют плиты по заданным размерам с фактурной обработкой лицевых поверхностей. Профилированные изделия -ступени, подоконники, детали карнизов-получают обрабатывая блоки и плиты на специальных станках.
Среди множества различных видов природных каменных материалов применяемых сегодня в строительстве частных домов, особое место занимает известняк ракушечник. Такие дома выполненные из известняка ракушечника можно встретить часто в южных странах СНГ,в частности на Украине,в Грузии и Армении.
Для кладки стен также применяют природный каменный материал из известняка.Его еще называют бутовый камень,может быть рваным,плитчатым или постелистым. Используемый на строительстве стен камень должен быть чистым , без трещин, расслоений и других дефектов.
Гравий это продукт естественного разрушения горных пород, состоящий из окатанных кусков. Как и песок, гравий может быть овражный, речной и морской.
Гравий, галька-это сыпучие каменные материалы.Они представляют собой небольшие камешки разной формы и цвета. Гравий встречается с размерами камушков от пяти до восьмидесяти миллиметров. Если размеры гравия до двадцати миллиметров- то его относят к мелкому гравию, если от двадцати до сорока миллиметров-то к среднему и от сорока до восьмидесяти -к крупному.
Щебень получают путем дробления более крупных камней в специальных камнедробилках. Его выпускают таких же размеров как и гравий и применяют в качестве заполнителя для бетонных смесей. куски щебня имеют остроугольную форму. Прежде чем использовать щебень и гравий предварительно промывают водой. Природные каменные материалы отличаются высокими показателями,морозоустойчивы и износостойки
*****