Природные каменные материалы и изделия
Группу природных каменных материалов составляют изделия, приобретаемые из горных пород. Горные породы употребляются как в природном виде, так и по окончании соответствующей механической обработки (разделения, распиливания, тесания, шлифования и т. д.).
Состоят горные породы из одного либо нескольких минералов. Порода, складывающаяся из одного минерала, именуется несложной, а складывающаяся из двух и более минералов — сложной.
Наиболее значимыми минералами, входящими в состав горных пород, являются кварц (Si02), полевой шпат, слюда, каолинит (А1203—2Si02-2H20), кальцит (СаС03), магнезит (MgC03), доломит (CaC03-MgC03), гипс (CaS04-2H20) и др.
От строения и состава горных пород зависят их главные физико-механические и другие свойства. Большая часть горных материалов и пород из них владеют высокой плотностью, прочностью, атмосферной и морозоустойчивостью, малым водопоглощением и т. д. Исходя из этого они употребляются для облицовки и кладки фундаментов, стен разных строений, облицовки и постройки гидротехнических сооружений (мостов, плотин и т. д.), дорожных покрытий и устройства насыпи, металлических и дорог , и для производства вяжущих веществ, безобжиговых и керамических изделий, стекла и т. д. Очень легкие породы используются в качестве теплоизоляционных засыпок.
строение и Состав горных пород зависят от условий их образования. Все горные породы по происхождению подразделяются на три группы: изверженные, осадочные и видоизмененные.
Изверженные породы. Изверженные породы появились в следствии отвердевания и охлаждения огненно-жидкой массы — магмы, вставшей из глубин почвы. Они являются алюмосиликатные массы, складывающиеся из кварца, полевых шпатов, слюд и других темноокрашенных минералов, придающих цвет породе.
Изверженные породы делятся на массивные и обломочные.
Породы, имеющие плотное строение, относятся к массивным, более рыхлые породы относятся к обломочным.
Массивные породы делятся на глубинные и излившиеся.
Глубинные породы появились при медленном охлаждении и высоком давлении магмы в глубине земной коры, что помогало процессу кристаллизации их минералов. Исходя из этого они имеют сильно выраженное кристаллическое строение, громадную объемную массу — 2,6—3,2 г/см3, большую прочность на сжатие — 130—350 МПа, плотность и атмосферостойкость, прекрасно шлифуются и полируются до зеркального блеска. К ним относятся: гранит, сиенит, диорит, габбро и лабрадорит.
Используются они для внешней облицовки и фундамента строений, сооружений, дорожных покрытий, получения щебня для бетонов и во многих вторых случаях, где требуется атмосферостойкость и высокая прочность.
Излившиеся породы появились в следствии стремительного охлаждения магмы, уже излившейся на поверхность либо находящейся близко к поверхности. По химическому и свойствам и минералогическому составу они подобны глубинным породам, но отличаются от последних скрытокристаллическим строением. К ним относятся: порфиры — аналоги гранита, трахиты — аналоги сиенитов, андезиты — аналоги диоритов, базальты и диабазы — аналоги габбро.
Используются они для мощения дорог, откосов набережных, при получении щебня для изготовления и бетонов последовательности изделий для химической индустрии (плиток, сосудов и др.) способом литья.
Обломочные породы являются небольшие частицы магмы, выкинутой на поверхность почвы при извержении вулканов. Они целятся на рыхлые и сцементированные. Породы, оставшиеся в том виде как они появились, именуются рыхлыми, а породы, подвергшиеся влиянию цементирующих веществ и давлению, — сцементированными.
Первые характеризуются высокой пористостью, малой невысокой прочностью и объёмной массой на сжатие. К ним относятся вулканические пеплы — небольшие порошкообразные частицы размером до 5 мм, вулканические пески — частицы от 5 до 30 мм. Используются они в качестве теплоизоляционных засыпок, а также в качестве щебня для производства легких бетонов.
Сцементированные породы имеют громадную высокую прочность и объёмную массу на сжатие. К ним относятся вулканические туфы, появившиеся из песков и пеплов, лава, появившаяся за счет пепла и попадания песка в массу до ее остывания. Характеризуются они большим содержанием и высокой пористостью кремнезема в активной форме.
Используются для кладки стен (в виде пиленых камней), в производстве вяжущих веществ (в виде гидравлических добавок), в качестве щебня для легких бетонов.
Осадочные породы. Эти породы появились в следствии разрушения изверженных пород под действием воды, ветра, температуры, давления, углекислого газа и других атмосферных факторов.
Состоят они чаще, всего из кремнезема в аморфной и кристаллической форме, силикатов алюминия, и из углекислых, сернокислых и других солей- Все они имеют сложное строение, прочность и малую плотность. Они активно используются в строительных работах, являясь местным стройматериалом. Эти породы являются исходным сырьем для производства керамических изделий (глина, песок), стекла, минеральных вяжущих веществ (цемент, гипс, известь и др.), неестественных безобжиговых изделий (бетон, силикатный кирпич и т. д.).
В зависимости от условий и вида образования осадочные породы делятся на механические отложения, органогенные отложения и химические осадки.
Механические отложения — это рыхлые либо цементированные вещества, оставшиеся на месте разрушения либо перенесенные водой на новое место.
К рыхлым относятся гравий либо природный щебень (куски размером от 5 до 70 мм), песок (зерна от0,15 до5 мм), глина, каолин, бентонит, размер частиц которых менее 0,005 мм, и др. Употребляются они для производства керамических изделий, бетонов, устройства ЖД насыпей и т. д.
Цементированные вещества — это рыхлые породы, связанные каким-либо природным цементом. К ним относятся песчаник (сцементированный песок), брекчий (сцементированный гравий либо Щебень) и др. Употребляются они для бортовых камней, облицовки, получения бетонов и т. д.
Химические осадки образуются при выделении и испарении из водных растворов тех либо иных минералов. Химические осадки значительно чаще переносятся водой на новое место, где и образуют отложения. К ним относятся гипс (CaS04-2H20), ангидрит (CaS04), магнезит (MgC03) и доломит (CaC03-MgC03).
Используются они для производства вяжущих огнеупоров и веществ (магнезит, доломит).
Органогенные отложения появились при осаждении продуктов отмирания растительных и животных организмов, пребывавших в воде. Состоят они из углекислых солей кальция, кремнезёма и магния. К ним относятся: известняки, мел, диатомиты, трепелы и т. д. Употребляются они в качестве сырья для производства вяжущих веществ, красок, замазок, для тепло- и звукоизоляции; известняки — для получения бутового камня, облицовочных плит, плит для полов, камня для стенку, и щебня для дорожных покрытий и бетона.
Видоизмененные породы. Видоизмененные (метаморфические) породы появились из изверженных и осадочных пород в следствии действия на них давлений и высоких температур. От начальных пород они отличаются слоистым строением (легко разделяются на узкие слои), владеют высокой плотностью, атмосферостойкостью и прочностью.
Они делятся на видоизмененные изверженные и осадочные породы.
К видоизмененным изверженным породам, появившимся из гранитов, относятся гнейсы. Используются они в тех же случаях, что и граниты-
К видоизмененным осадочным породам относятся глинистые сланцы, кварцит и мрамор. Глинистые сланцы (природный шифер) образуются из глин, легко раскалываются на узкие плитки (4— 8 мм), каковые используются для кровли. Мрамор образуется из известняка, имеет плотность и высокую прочность, прекрасно шлифуется и полируется.
Используется он для внутренней облицовки помещений, изготовления перил, подоконных досок, лестничных ступеней и других декоративных отделочных изделий. Для наружной облицовки его использовать запрещено, он нестоек к сернистым и вторым газам. Кварцит образуется из песчаников, имеет весьма высокую твердость, прочность и плотность.
Используется для опор, наружной облицовки (в виде камней и плит), бетона и получения щебня и для дорожных работ.
изделия и Материалы из горных пород. Из горных пород методом разных видов механической обработки (пиления, раскалывания, шлифования, полирования и др.) приобретают материалы и готовые изделия, каковые делятся на следующие группы и предназначены для кладки (стеновые блоки и бутовый камень); наружной и внутренней отделки (плиты облицовочные, профильные изделия, ступени, подоконники, балясины и др.); кровли (плитки кровельные); дорожных покрытий (булыжник, брусчатка, бортовой камень, гравий, щебень, песок и др.); производства бетона и других безобжиговых материалов (гравий, щебень, песок и др.).
По характеру обработки они делятся на грубообработанные и обработанные. К грубообработанным относятся материалы неправильной формы с неровной, шероховатой поверхностью (булыжник, бутовый камень, гравий и т. д.). Материалы верной формы, с ровной, время от времени до зеркального блеска поверхностью именуются обработанными.
По объемной массе (кг/м3) они делятся на тяжелые (более 1800) и легкие (до 1800). По пределу прочности на сжатие (МПа) они подразделяются на марки: легкие — от 0,4 до 20 и тяжелые — от 10 до 100; по морозоустойчивости (числу оттаивания и циклов замораживания) от МрзЮ до Мрз500.
Материалы для каменной кладки. К ним относятся блоки и бутовый камень стеновые, приобретаемые из изверженных и осадочных горных пород.
Бутовый камень неправильной формы размером от 150 до 500 мм, весом от 20 до сорока килограмм, имеет прочность на сжатие до 100 МПа. В зависимости от метода добычи он не редкость рваным и постелистым.
Рваный камень приобретают взрывным методом.
Постелистый камень приобретают выколкой из слоистых пород: он имеет верную форму и более ровную поверхность. Бутовый камень, благодаря большой прочности, морозо- и влагостойкости используется для кладки фундаментов, стен неотапливаемых строений, напорных башен, колодцев водонапорной сети, водостоков и т. д. и перерабатывается на щебень для бетона.
Стеновые блоки изготовляют из легких осадочных (объемная масса не более 2,2 г/см3) и менее прочных пород (прочность на сжатие до 50 МПа) —ракушечника и туфа. Пиленые камни в связи с их малой теплопроводностью используются для кладки наружных и внутренних стен и перегородок жилых строений. Размер блоков (мм): протяженность 40—300, высота 30—50 и ширина 80—100-
Материалы для наружной и внутренней облицовки имеют приятный внешний вид, верную форму, ровную, время от времени полированную поверхность, владеют высокой морозо- и атмосферостой-достаточной прочностью и костью. Изготавливают их из прочных и плотных изверженных, осадочных и видоизмененных пород. К ним относятся фасонные изделия и облицовочные плиты.
Облицовочные плиты приобретают методом распиливания горных пород. Они имеют верную форму и ровную, значительно чаще полированную поверхность, используются как для наружной, так и для внутренней отделки. Для наружной отделки применяют более толстые плиты (40—80 мм), изготавливаемые из изверженных пород, для внутренней облицовки — менее толстые (10—40 мм), в большинстве случаев, с полированной поверхностью, каковые изготовляют из осадочных и видоизмененных пород (мрамора, гипса, известняка И др.).
Фасонные штучные изделия приобретают методом обработки изверженных и видоизмененных пород на особых станках. Их изготовляют, в большинстве случаев, из пород с прекрасным строением (гранита, мрамора и др.). Поверхность их должна быть полированной, без трещин, пятен и легко разрушающихся включений.
К фасонным изделиям относятся подоконники, ступени, поручни, перила, балясины, карнизы, розетки, орнаменты и многие другие художествен-но-декоративные изделия.
Материал для кровли — кровельные плитки приобретают из глинистого сланца, раскалывая его на отдельные пластины прямоугольной и ромбовидной формы. Производят их размером от 250X Х150 до 600?350 мм и толщиной 4—8 мм. Они владеют высокой водо- и морозоустойчивостью (не меньше 25 циклов) и используются для кровли жилых, административных и промышленных строений-Срок работы кровли из этих плиток исчисляется сотнями и десятками лет.
Материалы для дорожных покрытий. Для дорожных покрытий применяют разные материалы с высокой плотностью, прочностью, водо- и высоким сопротивлением и морозостойкостью к истиранию. К ним относятся бортовой камень, булыжник, брусчатка, и щебень, песок и гравий.
Их приобретают из плотных и прочных изверженных и осадочных пород. Бортовой камень производят длиной от 70 до 200 см, высотой 30 и 40 см и шириной 10, 15 и 20 см; морозоустойчивостью не меньше 25 циклов; прочность на сжатие не меньше 40 МПа. Камень неправильной формы размером до 300 мм, полученный методом раскалывания, именуют булыжником.
Используется он чтобы получить щебень для дорожных покрытий и бетонов.
В случае если камню придать форму параллелепипеда, легко суживающегося книзу, то таковой камень будет именоваться брусчаткой. Выпускается брусчатка размером от 90X150 до 150?250 мм и высотой 100—160 мм, с прочностью на сжатие не меньше 100 МПа. Используется брусчатка для устройства верхнего полотна дорожного покрытия.
щебень и Гравий — более небольшие куски камня размером от 5 до 70 мм. Гравий образуется в следствии разрушения горных пород и встречается в природе. Щебень приобретают разделением булыжника либо бутового камня.
Он имеет остроугольную форму и более шероховатую поверхность. щебень и Гравий используют для устройства и железнодорожных насыпей дорогв смеси с цементом либо битумом и в качестве заполнителя при производстве бетона-
Песок — мелкозернистый рыхлый материал с размером зерен от 0,15 до 5 мм, образуется при разрушении горных пород. Он не редкость речной, морской, овражный и т. д. Лучшим для строительных целей есть речной песок с меньшим числом гипса и примесей глины. В смеси с гравием либо щебнем, цементом либо битумом он активно используется для асфальтовых либо цементных дорожных покрытий.
Песок употребляется в стекольном производстве, при получении бетона, силикатного кирпича.
