Материалы и изделия из природного камия

Природные каменные материалы, обладая высокой атмосферостойкостью, прочностью и красивой окраской, широко приме­няют в строительстве в виде блоков для кладки стен и фундамен­тов зданий и сооружений, в виде облицовочных плит и камней • для наружных и внутренних стен зданий и сооружений, при строители, стве дорог, тротуаров, набережных, подпорных стенок и других сооружений, к материалам которых предъявляются осо­бые требования по прочности долговечности и декоративности. В соответствии со СНиПом каменные материалы классифици­руют по следующим признакам:

плотности — обыкновенные (тяжелые) с плотностью 1800 кг/м³ и более, легкие—менее 1800 кг/м³;

пределу прочности при сжатии — для обыкновенных 10... 100 МПа, а для легких 0,4...20 МПа;

степени морозостой­кости — обыкновенные тяжелые имеют марки F15...500; легкие — F10...25;

степени водостойкости (коэффициенту размягчения) — 0,6...1.

Выбор горных пород для производства строительных мате­риалов и изделий производят на основании результатов испыта­ний образцов из них и технико-экономического анализа, целе­сообразности использования данной породы в конкретных усло­виях.

• Для кладки фундаментов и стен подземных частей зданий применяют бутовый, колотый и пиленый камень из плотных изверженных, осадочных и метаморфических горных пород.

Коэффициент размягчения камня, используемого для этих целей, должен быть не менее 0,7, морозостойкость — не ниже F15. В зависимости от формы бутовый камень бывает рваный, посте-

листый и лещадный (рис. 2.9). Бутовый камень имеет размеры 150...500 мм.

Крупные стеновые блоки (рис. 2.10) изготовляют из горных пород с плотностью до 2200 кг/м³ и пределом прочности при сжатии 2,5 МПа и выше. Крупные стеновые блоки, предназна­ченные для механизированной укладки, имеют размеры от 300X800X900 до 3000ХЮ00Х500 мм.

• Облицовочные плиты и камни, элементы лестниц и площадок, парапетов и ограждений изготовляют из блоков природного камня путем их распиливания или раскалывания с последующей механической обработкой. В зависимости от физико-механиче­ских свойств и строения исходной горной породы блоки делят на четыре группы:

I — блоки из гранита, сиенита, диорита, лабра­дорита, габбро, кварцита, базальта, диабаза;

II—блоки из мрамора, брекчии и конгломератов, карбонатных пород и гипсо­вого камня;

III — блоки из известняка и песчаника;

IV — блоки из вулканического туфа.

Горные породы, применяемые для изготовления блоков, долж­ны иметь предел прочности при сжатии не менее 5 МПа, морозостойкость не менее F15, коэффициент размягчения 0,7...0,9.

Плиты, применяемые для настилки полов и облицовки стен, имеют прямоугольную форму и размеры в зависимости от породы и фактуры поверхности камня. Для фактуры «скала» изделия должны иметь толщину не менее 150 мм; для точечной, бороздчатой и рифленой фактуры — не менее 60 мм, а зеркаль­ной поверхности — не менее 12 мм. Плиты изготовляют шириной 200...400 мм и длиной 300... 1000 мм. Из более прочных пород плиты изготовляют больших, а из менее прочных — меньших размеров.

К профильным элементам облицовки стен относятся цоколь­ные плиты и камни для обрамления порталов, пояски карнизов, угловые и подоконные плиты. Их изготовляют из тех же мате­риалов, что и облицовочные плиты, и придают самую разнооб­разную фактуру лицевой поверхности.

Элементы лестниц и площадок, парапеты и ограждения де­лают из мрамора, известняка, туфа, гранита, сиенита и других горных пород. Так же как и облицовочным плитам, лицевой поверхности элементов лестниц и площадок, парапетов и ограж­дений придают самую разнообразную фактуру в зависимости от вида горной породы.

• При изготовлении различных художественных предметов народного потребления, выполнении мозаичных работ и высо­кодекоративных отделок монументальных зданий широко применяют поделочный камень: яшму, родонит (орлец), лазурит, нефрит, малахит, янтарь и др.

• Материалы и изделия для дорожного строительства — бор­товые камни, брусчатку, колотый или булыжный камень, щебень, песок и минеральный порошок — получают из изверженных и осадочных горных пород. Изверженные горные породы должны обладать следующими свойствами: предел прочности при сжатии глубинных горных пород — не менее 100, излившихся — не ме­нее 60 МПа, коэффициент размягчения — не менее 0,9, водо-поглощение — не более 1,0%, морозостойкость — не менее F25, сопротивление удару—не менее 150 Н-см/см³, плотность — 2300 кг/м³ и более. Осадочные горные породы должны иметь плотность 2100 кг/м³, коэффициент размягчения не менее 0,75, водопоглощение не более 4%, морозостойкость не ме­нее F25 и сопротивление удару 150 Н-см/см³. Горные породы не должны быть за­тронуты выветриванием.

Бортовые камни, Брусчатка, Колотый булыжный камень

• Для подземных сооружений и мостов применяют плиты и кам­ни из изверженных и осадочных горных пород. Для облицовки туннелей и надводных частей мостов используют гранит, диорит, габбро, диабаз, базальт с пределом прочности при сжатии не ниже 100 МПа. Морозостойкость указанных горных пород для этих целей F150._;.500. При изготовлении облицовочных плит из плотного известняка или песчаника их прочность должна быть не ниже 60, а морозостойкость не менее F100. Для облицовки подводных частей мостов применяют изделия из гранита, диорита, базальта и диабаза с пределом прочности при сжатии не менее 100 МПа и морозостойкостью не менее F150. Лицевые камни и облицовочные плиты для туннелей и мостов обрабатывают под фактуры «скала», бороздчатую или рифленую. Размеры и формы плит и камней устанавливают проектом.

Камни для гидротехнического строительства, используемые для внутренней части набросанных плотин, могут быть из осадоч­ных пород прочностью 60...80 МПа с коэффициентом размягче­ния не менее 0,7...0,8.

• Жаростойкие и химически стойкие материалы и изделия изготовляют из горных пород, не затронутых выветриванием. Для материалов и изделий, работающих в условиях высоких температур, используют хромит, базальт, диабаз, андезит, туф. Для защиты конструкций зданий от кислот (кроме плавиковой и кремнефтористоводородной) применяют облицовочные плиты из гранита, сиенита, диорита, кварцита, андезита, трахита, ба­зальта, диабаза и кремнистого песчаника. Защита от щелочей достигается применением изделий из плотных известняков, доло­митов, мрамора, магнезита и известкового песчаника. Для защи­ты от действия высокой температуры и агрессивных сред исполь­зуют камни правильной формы и фасонные, плиты облицовочные и плиты для полов (гладкие и рифленые), камень, щебень и песок для бетонов и растворов, а также тонкомолотые порошки в качестве наполнителя для бетонов, растворов, мастик, зама­зок, шпаклевок и грунтовок.

Щебень получают дроблением различных горных пород до размера 5(3)...70 мм.

Гравий — это рыхлое скопление обломков горных пород раз­мером 5(3)...70 мм, обкатанных в различной степени.

Песок — рыхлая масса, состоящая из зерен минералов и пород размером 0,16...5 мм. В зависимости от минералогического состава различают кварцевые, полевошпатовые, карбонатные пески. Применяют их для приготовления растворов и бетонов, для устройства оснований дорожных покрытий, дренажных сооружений.

Методы защиты природных каменных материалов от разрушения

Разрушение каменных материалов может происходить под действием воды как растворителя. Особенно активно действует на карбонатные породы вода, содержащая углекислоту, сернистые и другие кислотные соединения. Каменные материалы раз­рушаются также при переменном действии воды и мороза. Если горная порода состоит из нескольких минералов, то разрушение ее может происходить от изменения температуры вследствие того, что коэффициент линейного расширения разных минералов не одинаков.

Горные породы разрушаются также от воздействия органи­ческих кислот. Частицы пыли неорганического и органического происхождения, являющиеся бытовыми или промышленными отходами города, оседают на поверхности и в порах камня; при смачивании их водой возникают бактериологические процессы с зарождением микроорганизмов, которые разрушают камень за счет образования органических кислот. Скорость разрушения горной породы зависит также от качества и структуры ее, выра­жающихся в наличии микротрещин, микрослоистости и размо­кающих и растворимых веществ.

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.

1) конструктивная защита

2) нанесение гидрофомизирующих составов

3) флюатирование

4) покрытие олигомерными смолами

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.