Природные материалы

Природными каменными материалами называют материалы, получаемые из различных горных пород.

Под горными породами понимают природные агрегаты минералов, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору.

По своему происхождению горные породы подразделяются на три группы:

1) изверженные (первичные);

2) осадочные (вторичные);

3) метаморфические (видоизмененные).

Они образованы из расплавленных магматических масс.

В зависимости от условий образования их делят на

- глубинные породы (граниты, сиениты и др.), медленно затвердевшие под большим давлением в толще земли;

- излившиеся , твердевшие на поверхности земли (диабазы, базальты, андезиты и др.). К разновидностям изверженных излившихся горных пород относятся также вулканические обломочные горные породы. Эти породы образовались при быстром охлаждении раздробленной, выбрасываемой при извержении вулканов лавы.

К обломочным горным породам относятся пемза, вулканические пеплы и др .

Гранит Сиенит Диорит Габбро

Магма

Извержение

Сплошными потоками

В виде выплесков и брызг

Массивные породы

Вулканообломочные породы

Остывание в воздухе

Остывание

На поверхности

На глубине

Сцементированные

Рыхлые

Излившиеся

Глубинные

Вулканический туф

Древние

Вулканический песок Вулканический пепел

Новые

Кварцевый порфир Порфирит Ортокласовый порфир Диабаз

Липарит Трахит Андезит Базальт

Они образованы в результате разрушения и отложения горных пород различного происхождения, а также в результате осаждения солей в морских водоемах (химические осадки) и скопления остатков растительного и животного происхождения. Основными породообразующими минералами осадочных горных пород являются кальцит, магнезит, доломит, гипс, ангидрит, каолинит и др.

Метаморфические (видоизмененные) породы. Они образованы в результате изменения (преобразования) изверженных или- осадочных горных пород, состав и структура которых изменились под влиянием температуры, давления и химических воздействий. Как правило, метаморфические породы отличаются сланцевой структурой. К наиболее распространенным метаморфическим горным породам, применяемым в строительстве, относятся гнейсы, глинистые сланцы, мраморы и кварциты.

Осадочные породы (вторичные)

Выветривание

Механический (водой, льдом, ветром)

Перенос

В виде водного раствора

Выпадение из потока

Образование осадка в результате

Механические осадки

(обломочные породы)

жизнедеятельности организмов

физико-химических процессов

Физико-химические

осадки

Сцементированные

Рыхлые

Органогенные

породы

Известковый туф Оолитовый известняк Доломит Магнезит Гипс

Глина Пыль Песок Щебень Гравий Валуны

Песчаник (глинистый, гипсовый, железистый, известковый, кремнистый) Конгломерат Брекчия

животных

растительных

Зоогенные

Фитогенные

Известняк-ракушечник Известняк Мел

Диатомит Трепел Торф

• 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.

изготовляют из блоков, отделенных от массива пород.

Процесс изготовления тесаных плит состоит из развалки монолитов, грубой околки и получистой и чистой тески..

• Фрагмент церкви. Выстроена из рваного камня, но облицована по фасадам тесаными плитами.

— колотые и тесаные бруски камня, по форме приближающиеся к параллелепипеду, с наружной стороной в форме прямоугольника. Верхняя и нижняя плоскости брусчатки, т. е. «лицо» и «постель», параллельны, а боковые грани суживаются книзу. Брусчатку изготовляют из однородных морозостойких каменных пород, имеющих прочность на сжатие не ниже 1000 кГ/см2 и обладающих хорошей обрабатываемостью.

• получают раскалыванием и обрезкой глинистого (кровельного) сланца. Плитки выпускаются размером от 250X150 до 600x350 мм при толщине 4— 8 мм. Прочность их при изгибе должна быть не ниже 150 кГ/см2, морозостойкость не менее 25 циклов. Природный шифер является самым долговечным кровельным материалом, срок службы которого исчисляется сотнями лет.

• Добычу природных каменных материалов осуществляют главным образом открытым способом. Разработку горных пород в карьерах ведут экскаваторами, гидромеханическим способом, камнерезными машинами, взрывным способом и т.д. Современные способы добычи основаны на широкой механизации всех производственных операций.
• Выбор способа добычи природных каменных материалов зависит от вида горной породы, глубины и условий ее залегания, твердости и др.

• По способу получения каменные материалы подразделяют на:
• В зависимости от способа изготовления изделий материалы из природного камня делят на следующие виды:
• пиленые — получаемые из массива камнерезными или камнекольными машинами (блоки-полуфабрикаты, крупные камни);
• пиленые — из блоков-полуфабрикатов с последующей обработкой (облицовочные плиты, цельные ступени, подоконные доски и т.п.);
• колотые — раскалыванием блоков с последующей обработкой (плиты и камни тесаные, бортовой камень, брусчатка и т.п.);
• грубоколотые — направленным раскалыванием блоков без последующей обработки (постелистый камень);
• рваные — взрыванием горной породы и отделением мелких фракций (бутовый камень);
• дробленые — дроблением горной породы с последующим разделением на фракции (щебень, песок искусственный);
• молотые — помолом горной породы (молотый минеральный порошок, каменная мука).
• По характеру обработки поверхности камня, получаемого раскалыванием, различают следующие фактуры:
• «скала»,
• рифленую,
• бороздчатую,
• точеную.
• При обработке камня абразивами получают следующие фактуры:
• шлифованную, имеющую мелкошероховатую поверхность,
• лощеную гладкую,
• бархатисто-матовую поверхность с выявленным рисунком камня,
• зеркальную с гладкой поверхностью и зеркальным блеском.

• — рыхлое скопление обломков горных пород, различно обкатанных. Величина отдельных зерен 5—70 мм.
• Добывают гравий открытым способом экскаваторами различных типов, при добыче со дна рек, морей и озер применяют всасывающие механизмы, которые забирают гравий вместе с водой и транспортируют по трубам к местам отвалов, где происходит его естественное обезвоживание.

• рыхлая горная порода, состоящая из зерен минералов и пород размером 0,14—5 мм. В зависимости от минералогического состава различают пески кварцевые, полевошпатные и карбонатные. Способы добычи песка аналогичны способам добычи гравия.

• смесь угловатых обломков камня различной конфигурации размером от 5 до 150 мм. Изготовляется щебень из горных пород различного качества, что определяет его марку. Качество щебня устанавливается показателем предела прочности при сжатии исходной горной породы в насыщенном водой состоянии, а также показателями ее истираемости и сопротивления удару. Получают щебень дроблением камня в дробилках разных конструкций (щековых, конусных), а мелкий щебень (с величиной кусков менее 25 мм) — на молотковых или валковых дробилках.

• — небольшие валуны (до 300 мм) или расколотые валуны больших размеров. Применяется для покрытия мостовых, дворов и откосов, для каменной наброски при строительстве дамб. Крупный булыжный камень можно применять как бут, мелкий камень перерабатывается на щебень.

•   крупные куски неправильной формы, размером 150—500 мм, весом 20—40 кг, получаемые разработкой известняков, доломитов и песчаников (реже гранита и других изверженных пород).

Рваный бут

Камень, получаемый при взрывных работах, носит общее название рваного камня. Бутовый камень должен быть однородным, без следов выветривания, расслоения и трещин, не содержать рыхлых и глинистых включений.

•   Для кладки лучшим считается бутовый камень в виде плит неправильной формы, так называемый плитняк или постелистный бут . Его получают выколкой из осадочных и метаморфических пород,- имеющих слоистое или сланцеватое строение.

Бутовый камень широко применяется для бутовой и бутобетонной кладки фундаментов, подземных стен и стен неотапливаемых зданий, подпорных стен, ледорезов, отстойников и резервуаров.

• замерзание воды в порах и трещинах,

вызывающее внутренние напряжения;

•   частое изменение температуры и влажности,

вызывающее появление микротрещин;

•    растворяющее действие воды и понижение

прочности при водонасыщении;

•    химическая коррозия, происходящая

под действием газов ( SO 2 , CO 2 и др.),

содержащихся в атмосфере, и веществ,

растворенных в грунтовой или морской воде

Для защиты каменных материалов от разрушения необходимо, прежде всего, предотвратить проникновение воды и ее растворов в глубину материала, для этого применяют так называемое флюатирование. При обработке известняка флюатами (например, кремнефтористым магнием) образуются нерастворимые в воде соли, которые закрывают поры в камне и тем самым повышают его водонепроницаемость и атмосферостойкость.

От воздействия углекислоты и образования сульфатов облицовочные камни предохраняют путем пропитки их на глубину до 1 см горячим льняным маслом. Для предохранения от проникновения воды поверхность камня покрывают слоем раствора воска в скипидаре, парафина в легком нефтяном дистилляте или каменноугольном дегте. Защищают каменные материалы от разрушения также конструктивными мерами, например путем образования хорошего стока воды с поверхности камня, придания камню гладкой поверхности и т.д.

Выполнил Уразбеков Ч.А.

студент группы C - 1 2 -2