Свойства природного камня

 

·   Декоративность Важное свойство горных пород, позволяющее использовать их в качестве облицовочного материала, - декоративность. Имеется в виду эстетическая привлекательность природного камня, в первую очередь его цвет и рисунок.

·   Прочность

По пределу прочности при сжатии (МПа) установлены следующие марки каменных материалов:

ü для тяжелых пород -10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100;

ü для легких пород - 3,5; 5; 7,5; 10; 15;

ü для ракушечника, идущего на кладку стен, - 0,4; 0,7; 1; 1,5; 2,5; 3,5; 5. Если говорить об использовании натурального камня в строительстве, то в этом смысле одним из важнейших его свойств является прочность, от которой зависит износостойкость материала. Чем прочнее камень, тем дольше он прослужит. В зависимости от твердости минералов, входящих в состав горной породы и в значительной степени определяющих ее свойства, камни условно делятся на три группы: 1. прочные - кварциты, граниты, габбро; 2. средней прочности - мрамор, известняки, травертины; 3. низкой прочности - рыхлые известняки, туфы.

·   Плотность

Плотность - это масса единичного объема вещества. От этого показателя зависит вес конструкции: чем выше плотность камня, тем конструкция будет тяжелее.

В зависимости от средней плотности природные каменные материалы подразделяют на:

ü легкие (пористые) (рс < 1800 кг/м3)

ü тяжелые (рс> 1800кг/м3). Плотность зависит от пористости породы и минералов, входящих в ее состав.

·   Пористость Пористость камня, который используется в качестве облицовочного материала, является одной из важнейших его характеристик. От пористости зависит водопоглощение ,соле и кислотостойкость. Это основные показатели, влияющие на долговечность материала. Кроме того, общая пористость определяет прочность, теплопроводность, полируемость, обрабатываемость, декоративность камня и другие характеристики. С повышением общей пористости снижается прочность и объем камня, ухудшается его полируемость, уменьшается вес изделия и улучшается его способность к обработке.

·   Водопоглощение, соле, кислото и морозостойкость

По морозостойкости в циклах замораживания и оттаивания для каменных материалов установлены марки: F10, F15, F25, F35, F50, F100, F150, F200, F300.

По степени водостойкости (коэффициенту размягчения) материалы делят на группы с величиной данного показателя 0,6; 0,75; 0,9 и 1. Другим важным свойством горных пород, является показатель водопоглощения. От него и от минерального состава материала зависит кислото- и солестойкость камня, а также его морозостойкость. Ведь при замерзании вода в порах увеличивается в объеме на 9%, создавая мощное давление. Вода, проникая в поры материалов, оставляет на них после высыхания концентрированные растворы солей. Из них начинается рост кристаллов, создающих огромное кристаллизационное давление. При высоком водопоглощении и низкой пористости под этим давлением в материале образуются трещины. При высокой пористости камня кристаллизационное давление распределяется равномерно, и новые трещины не образуются. Кислотостойкость - свойство пород и материалов реагировать с различными кислотами, разрушая или преобразовывая горные породы. Мрамор реагирует на кислоты, в том числе на пищевые (лимонная, уксусная). Мрамор, травертины, известняки и доломиты разрушаются от действия соляной кислоты. Все это означает, что в наружной отделке зданий лучше использовать породы, которые не разрушаются под воздействием неблагоприятных факторов и долго сохраняют свой внешний вид, гранит <http://www.glavkamen.ru/> и известняк. Известняк хорош для цокольных конструкций Для цоколя можно использовать и гранит, но в этом случае движение солей пойдет по кладочным швам.

 

Таблица. Классификация пород по степени истираемости

Гр. истирае-мости	Породы и материалы	Натуральный износ при интенсивности человекопотока 1 млн. чел. в год (мм)
1	Кварциты и породы группы гранита	менее 0,12
2	Базальты, микрокристал-й мрамор	0,12-0,35
3	Рыхлые базальты, мрамор, песчаники, доломиты	0,35-0,6
4	Мраморизованные известняки, травертины, известняки, туфы	0,6-1,5
5	Рыхлые известняки	1,5-2,5

 

НОМЕНКЛАТУРА

В номенклатуру материалов из природного камня включают:

ü Плиты;

ü Блоки;

ü Камни;

ü Архитектурно-строительные изделия (профильные и плоскостные), включая предназначенные для специальных нужд таких, как: - гидротехнические (речные и морские); - мосты и подземные сооружения (надводные и подводные части мостов, тоннели); - дорожное строительство.

Рассмотрим, перечисленные выше, виды подробней. Плиты (ширина до 1200 мм, толщина 5-40 мм) используются для наружной и внутренней облицовки. Блоки (объем не менее 0,1 м3) прекрасно подходят для кладки фундаментов и стен. Технология обработки определяет возможные виды блоков - тесаные, колотые или пиленые.

 

Камни (390x190x188, 490x240x188, 390x190x288 мм и т.п.) несут ту же функциональную нагрузку, что и блоки.

Архитектурно-строительные <http://www.naturalstone.ru/article/15> изделия применяют для внутренней и наружной облицовки, оформления лестниц, ограждений и парапетов площадок. В эту, довольно значительную по размерам, группу входят плиты:

ü пиленые,

ü колотые и цокольные;

ü накрывочные колотые и пиленные;

ü подоконные пиленые,

ü ступени колотые,

ü пиленые и цельные ступени,

ü проступи пиленые,

ü парапеты криволинейные и прямоугольные,

ü колонны,

ü порталы,

ü балясины,

ü детали карниза,

ü пояса,

ü шары декоративные

ü камень кордонный.

Разберемся с терминологией. Балясина - это относительно невысокий фигурный столбик в форме тела вращения. Используется в качестве элемента ограждения террас, лестниц и балконов, верхняя часть которых покрыта перилами. Изготавливается преимущественно из мрамора <http://www.naturalstone.ru/>. Портал - это профильное изделие, служащее для обрамления дверных проемов. Чаще всего производится из гранита, лабрадорита, габбро и других изверженных пород. Деталь карниза - профильное изделие в виде декоративного выступа на верхней части наружной облицовки поля стены. Основная функция - защита стены от стекающей на нее с кровли воды. Наиболее используемый для этого материал - изверженные прочные горные породы. Деталь пояса представляет собой выступающий элемент наружной облицовки, который отделяет цокольную часть от вышележащей стены. Для его изготовления используют горные породы, обладающие высокими показателями прочности и плотности. Камень кордонный это профильное изделие верхней части массивного цоколя, как правило, из прочных и плотных пород. Декоративный шар - профильное изделие имеющее сферическую форму. Шары (чаще составные, чем цельные) используют для оформления фасадов зданий, набережных и фонтанов, а также в ландшафтной архитектуре. В качестве традиционно используемого сырья выступает гранит.

Что касается материалов специального назначения, то к ним относят:

− бутовый камень (куски неправильной формы не более 50 мм по наибольшему измерению),

− щебень (куски до 150 мм из дробленого бута),

− плиты для гидротехнических сооружений (из изверженных и осадочных горных пород);

− брусчатку в форме бруска, слегка суживающегося книзу (из однородных мелко и среднезернистых изверженных пород) - используется для мощения дорог;

− бортовые камни высотой до 400 мм (из плотных изверженных пород) - служат для отделения дороги от тротуара;

− плиты для тротуаров (обычно из гнейса) толщиной не менее 40 мм.

Свойства

Когда речь заходит о свойствах природных камней, то на ум прежде всего приходят : прочность и долговечность. При этом важно учитывать, что природный камень <http://www.naturalstone.ru/> - весьма разнообразный по своей структуре материал, нередко сложенный из различных минералов, часто в процессе образования и последующего залегания в земной коре, подвергающийся значительным напряжениям. Кроме вышеперечисленных факторов на свойства природных камней заметное влияние оказывают способы добычи и обработки.

Свойства природных камней можно разделить на:

·   эксплуатационно-технические;

·   эстетические.

Эксплуатационно-технические свойства, впрочем, как и эстетические ,определяются структурой горной породы. При ее оценке важно учитывать непосредственную связь между составом и свойствами породообразующих минералов, которые отличаются самыми разными характеристиками .

С учетом характеристик минералов, характера их расположения, количества и вида цементирующего вещества выделяют следующие основные структуры горных пород:

·   кристаллические,

·   стекловатые,

·   пегматитовые,

·   порфировые.

В ходе определения характера кристаллической структуры горной породы, устанавливают крупность зерен, которые классифицируют в соответствии с их размером.

Принято выделять:

·   крупнозернистые структуры (> 40 мм),

·   среднезернистые (2-10 мм)

·   мелкозернистые (< 2 мм).

При этом у природных камней средней твердости, таких, как мрамор структура, имеющая размер зерна более 1 мм считается крупнозернистой, от 0,25 до 1 мм - среднезернистой и до 0,25 мм - мелкозернистой.

Для проведения физико-механических испытаний и оценки структуры добывают специальные образцы из массива природного камня, еще на этапе геологической разведки. Оценивая структуру природного камня, выбирают куски максимально больших размеров, при этом, с характерным для исследуемой породы расколом. При изучении образца учитываются следующие параметры: - размер; - форма; - характер раскола; - фактура поверхности раскола; - стойкость минералов, т.е. способность к расколу по определенным плоскостям при ударе; - наличие трещин, включений, секреции; - звук от удара молотком.

В ходе определения твердости природных камней используют шкалу Мооса, сравнивая их твердость с твердостью специально выделенных их общего ряда минералов, которые расположены в особом порядке - по мере нарастания твердости, это: тальк, гипс, кальцит, плавиковый шпат, апатит, ортоклаз, кварц, топаз, корунд, алмаз. Более точные данные можно получить, определяя твердость породы с помощью специального прибора (ПМТ-3), чей принцип действия базируется на вдавливании в исследуемый образец алмазной пирамиды.

По твердости природные камни делятся на три группы. По шкале Мооса твердые камни имеют 6-7 ед., средние 3-5 ед., а мягкие - 1-2 ед.

Твердые камни характеризуются большей монолитностью структуры по сравнению с двумя другими группами. Средняя плотность в зависимости от их вида камня, как правило находится в пределах 800-3100 кг/м3.

Эффект от замораживания и разморозки камня, действия воды и механических нагрузок в значительной степени зависит от пористости, которая может изменяться в довольно широких рамках

Водопоглощение твердых природных камней, обычно, находится в пределах 0,01-5%: - гранит, диорит и сиенит - 0,1-1; - габбро - 0,1-0,2; - лабрадорит и тешенит - 0,2-1; - диабаз - 0,01-0,2; - кварцевый порфир - 0,1-5; - базальт - 1-5.

Водопоглощение камней средней твердости 0,1-40%: - мрамор - 0,1-0,7; - известняк - 0,5-40; - песчаник - 0,2-,5; - туфы - 4-40%. Коэффициент указанных выше пород средней твердости, как правило, не менее 0,6.

Морозостойкость природного камня достаточно высока, так твердые породы (гранит, диорит, сиенит, габбро) выдерживают 300 и более циклов лабораторных испытаний; диабаз, базальт - более 50. Камни средней твердости - более 25 циклов, а мягкие - не менее 15.

Предел прочности при сжатии природных каменных материалов зависит от их твердости. Проводя испытания предела прочности при сжатии используют образцы кубической или цилиндрической формы, высверленные из целого изделия. Для опытов с крупными блоками (высота более чем в 1,5 раза превышает толщину) готовят два образка - с нижней и верхней грани.

Важное значение для природных каменных материалов имеет параметр истираемости, поскольку их часто используют для покрытия полов в различных общественных местах. Наименьший показатель истираемости у твердых материалов (не более 0,5 г/см2), в то время, как у большинства природных камней средней твердости этот показатель находится в пределах 1-5 г/см2.

С твердостью так же напрямую связана долговечность. Одни из самых долговечных - мелкозернистые граниты <http://www.naturalstone.ru/>, их первые признаки разрушения при наружной облицовке зданий в российской средней полосе могут проявиться только через 500 лет. У крупнозернистого гранита, сиенита, габбро и лабрадорита первые признаки разрушения могут нередко обнаруживаются только через 200 лет. Третье место занимает песчаник (около 100 лет), а замыкают список - мрамор <http://www.naturalstone.ru/>, гипсовый камень и пористый известняк - в указанных выше условиях первые признаки порчи могут быть заметны менее, чем через 25 лет.

Что касается внутренней облицовки, то здесь природный камень <http://www.naturalstone.ru/> фактически не имеет срока годности - нужен только систематический уход <http://www.naturalstone.ru/architect/41>. Например, некоторые крупнопористые виды природного камня (пористые известняки, туфы) можно сохранить от запыления путем нанесения гидрофобных покрытий.

Области применения

В архитектурно-строительной практике природные каменные материалы используют как конструкционные (блоки для фундаментов, стен), конструкционно-отделочные (плиты для пола, лестниц), отделочные ( плиты, профильные изделия для наружной и внутренней облицовки).

Блоки из природного камня для фундаментов и кладки наружных стен применяются, как правило, как местный материал для двух-, трёх- и пятиэтажных жилых и общественных и промышленных зданий.

Блоки для кладки стен:

− из песчаника светло-коричневые, жёлтые, красные;

− из известняка - серые, светло-серые, желтые, розовые;

− из туфа - красные, фиолетовые, светло-коричневые, розовые, оранжевые.

Эти цвета, причём различных оттенков, оказывают большое влияние на эстетическую выразительность зданий и сооружений.

Отделочные материалы из природного камня для наружной и внутренней облицовки отличаются прежде всего более высокой долговечностью по сравнению с другими материалами аналогичного назначения.

Обычно восприятие природных каменных материалов в интерьере связывают с ощущением торжественности, чистоты и даже холода (при лощёной и полированной фактурах).

С экологической точки зрения горные породы, и прежде всего твёрдые (гранит и др.), требуют предварительных исследований, позволяющих определить количество природных газообразных радионуклидов (радон), большая концентрация которых небезопасна для здоровья человека.

ЗАПАД

Искусственный отделочный камень - достаточно молодой материал. Свое широкое распространение он получил лишь около двух десятилетий назад, во многом, благодаря американской компании Eldorado Stone Corp., по технологии которой искусственный камень производится сегодня в десятках стран мира. Изначально этот легкий цементно-песочный материал, по внешнему виду неотличимый от натурального камня, был предназначен для облицовки цоколей зданий. Сегодня его применяют практически для любых облицовочных работ: искуственным камнем украшают фасады, заборы, террасы, беседки, гроты и интерьеры.

Примечательно, что на Западе этот материал используют не только для отделочных работ, но и для реставрации памятников архитектуры. В случае, когда какие-либо отдельные фрагменты архитектурных сооружений становятся достоянием музеев, реставраторы часто заменяют изъятые детали аналогичными, но выполненными уже не из натурального, а из искусственного камня. Примерами могут служить фрагменты Букингемского дворца в Лондоне или башни Св. Джеймса в Винздоре. Несмотря на то, что обе резиденции принадлежат королевской семье, для их реставрации был использован искусственный камень, произведенный английской корпорацией Haddon-stone.

Популярность искуственного камня объясняется, прежде всего, его относительно невысокой стоимостью, простотой укладки и отличными декоративными качествами.

На российском рынке декоративный облицовочный камень в импортном исполнении появился примерно пять лет назад. Надо отметить, что поначалу, из-за своей высокой стоимости он был доступен далеко не всем. Однако, сегодня ситуация в корне изменилась благодаря тому, что искусственый камень стали производить и в России.

Ввозить искусственный камень из-за рубежа стало нерентабельным - за последнее время цены на него снизились почти вдвое, и сегодня на нашем рынке представлены, в основном, отечественные материалы. Среди ведущих российских производителей и продавцов искусственного камня можно назвать такие фирмы как "Алькора-Керамика", KAMROCK, "Форланд" и "Эколит".

По качеству отечественный искусственный камень не уступает зарубежным аналогам, он больше приспособлен к эксплуатации в суровых климатических условиях нашей страны, а по цене - доступнее. Поэтому сегодня к основным достоинствам искусственного камня можно отнести и его относительную дешевизну.

 

 

 

Заключение

 

Можно с уверенностью сказать, что природный камень - один из самых древних стройматериалов. Он зарекомендовал себя своей надежностью и долговечностью. Его широко использовали в отделке фасадов. Свидетельство тому - сотни шедевров архитектуры, дошедшие до наших дней.

Положительные моменты

Благодаря долговечности природный камень занимает лидирующие позиции среди других строительных материалов. Это одна из важнейших его характеристик.

Не менее важную роль играет эстетическая привлекательность. Красота природного камня позволяет превратить самые обычные строения в шедевры архитектуры. Здания облицованные , например гранитом, имеют свое "лицо" и отличаются изяществом и аристократизмом. этот материал обледенил в себе тонкость, изящество и в то же время высокую прочность и практичность. Природный камень широко применяется не только в отделке общественных зданий, мостов, набережных. Он пользуется огромной популярность в частном строительстве. Дом с фасадом, облицованным природным камнем, может многое рассказать о своем владельце. В первую очередь он становится показателем благополучия и стабильности. Не удивительно, что все больше людей предпочитают использовать именно природный камень для отделки своих домов. При соблюдении технологи при укладке, облицовка из этого материала прослужит веками.

Спектр применения природного камня очень широк. Он может служить не только облицовочным материалом или напольным покрытием. Оригинальность, определенный шарм и тонкость интерьеру придадут элементы декора, выполненные из природного камня.