Методы обработки природных каменных материалов кратко

Обновлено: 04.07.2024

Природные каменные материалы и изделия получают из горных пород путем механической обработки (дробления, распиливания, раскалывания и т. п.), после которой почти полностью сохраняется структура и свойства исходной породы.

По виду обработки природные каменные материалы можно разделить на следующие основные виды: грубообработанные каменные материалы (бутовый камень, валунный камень, щебень, гравий и песок); изделия и профилированные детали из природного камня; штучный камень и блоки правильной формы (для кладки стен и др.); плиты с различно обработанной поверхностью (облицовочные для стен, чистого пола и др.); профилированные детали (ступени, подоконники, пояски, наличники, капители колонн и т. п.); изделия для дорожного строительства (бортовой камень, брусчатка, шашка для мощения).

По способу изготовления природные каменные материалы и изделия можно разделить на: пиленые (стеновые камни и блоки, облицовочные плиты и плиты для пола) и колотые (бортовые камни, камни тесаные, брусчатки, шашка для мощения и др.).

Используя ударную и абразивную обработку, природному камню придают ту или иную фактуру — различный характер поверхности.

Ударная обработка заключается в окалывании поверхности камня с помощью камнетесного инструмента со сменными наконечниками: для тески пользуются широким долотом — скарпелью, скалывание неровностей производят спицей — остроконечным долотом, для чистой обработки лицевой поверхности применяют бучарду со средней или мелкой насечкой.

Рис. 30. Виды фактур камня: а — бугристая фактура скалы; б — рифленая; в — бороздчатая; г — точечная

Ударная обработка дает возможность получить следующие фактуры (рис. 30): фактуру скалы с буграми и впадинами, как при естественном расколе породы; рифленую с правильным чередованием гребней и впадин глубиной до 2 мм; бороздчатую — с параллельными прерывистыми бороздками глубиной 0,5 — 1 мм; точечную — шероховатую с точечными углублениями 0,5 — 2 мм.

Абразивная обработка включает распиливание, фрезерование, шлифовку и полировку.

Выпиливание штучных стеновых камней и блоков из пористых пород производят камнерезными машинами. Режущими элементами машин являются дисковые пилы. Быстровращающиеся стальные диски имеют на ободе резцы, армированные твердыми сплавами или алмазами.

Распиливание блоков из мрамора, известняка и других пород ведут при помощи рамных пил, армированных твердосплавными вставками или снабженных алмазными резцами. Алмазные резцы увеличивают скорость резания в 5 — 10 раз и снижают расход электроэнергии в 2 — 2,5 раза по сравнению с резцами карборундовыми или из твердых сплавов. Кроме того, алмазные резцы позволяют значительно увеличить выход готовой продукции. Ширина пропила сокращается примерно в 3 раза, а расход сырья — на 12 — 18%. Алмазными резцами можно изготовлять тонкие плиты толщиной всего 5 — 10 мм, поэтому из 1 м3 камня получают 40 — 45 м2 плит, что обусловливает их низкую себестоимость. К тому же обеспечивается высокая чистота поверхности резания.

Для получения профилированных.изделий (ступеней, поясков, карнизов и т. п.) на камнеобрабатывающих заводах применяют камнефрезерные и универсальные профилирующие машины.

Шлифовку и полировку производят на шлифовально-полировальных станках с вращающимися дисками, которые перемещают по поверхности изделия. Шлифуют с применением зернового абразива: корунда, карборунда или мелких пылевидных алмазов, применение которых, как и при распиливании, увеличивает производительность оборудования. После шлифовки камень имеет гладкую матовую поверхность.

Полировка осуществляется войлочными полировальными дисками с использованием мастик и тонких полирующих порошков из окислов металлов (хрома, олова, железа и др.) или азотнокислого олова. После полировки поверхность плотного камня становится зеркально гладкой.

Абразивная обработка дает фактуры: пиленую — с тонкими штрихами и бороздками глубиной до 2 мм; шлифованную — равномерно шероховатую с глубиной рельефа до 0,5 мм; лощеную — гладкую бархатисто-матовую с выявленным рисунком камня, зеркальную — гладкую с зеркальным блеском.

По виду обработки природные каменные материалы делят на следующие основные виды: грубо обработанные (бутовый камень, валунный камень, щебень, гравий и песок); изделия и профилированные детали из природного камня; штучный камень и блоки правильной формы (для кладки стен и др.); плиты с различно обработанной поверхностью (облицовочные для стен, чистого пола и др.); профилированные детали (ступени, подоконники, пояски, наличники, капители колонн и т. п.); изделия для дорожного строительства (бортовой камень, брусчатка, шашка для мощения).

По способу изготовления природные каменные материалы и изделия можно разделить на пиленые (стеновые камни и блоки, облицовочные плиты и плиты для пола) и колотые (бортовые камни, камни тесаные, брусчатка, шашка для мощения и др.).

Ударная обработка заключается в обкалывании поверхности камня с помощью камнетесаного инструмента со сменными наконечниками: для тески пользуются широким долотом-скарпелью, скалывание неровностей производят спицей — остроконечным долотом, для чистой обработки лицевой поверхности применяют бучарду со средней или мелкой насечкой.

Ударная обработка дает возможность получить следующие фактуры (рис. 4.1): фактуру скалы с буграми и впадинами как при естественном расколе породы; рифленую с правильным чередованием гребней и впадин глубиной до 2 мм; бороздчатую — с параллельными прерывистыми бороздками глубиной 0,5-1 мм; точечную — шероховатую с точечными углублениями 0,5-2 мм. а) в)

Рис. 4.1. Виды фактур камня: а) бугристая фактура скалы; б) рифленая; в) бороздчатая; г) точечная

Абразивная обработка включает распиливание, фрезерование, шлифовку и полировку.

Распиливание блоков из мрамора, известняка и других пород ведут при помощи рамных пил, армированных твердосплавными вставками или снабженных алмазными резцами. Алмазные резцы увеличивают скорость резания в 5-10 раз и снижают расход электроэнергии в 2-2,5 раза по сравнению с резцами карборундовыми или из твердых сплавов. Кроме того, алмазные резцы позволяют значительно увеличить выход готовой продукции. Ширина пропила сокращается примерно в 3 раза, а расход сырья — на 12-18%. Алмазными резцами можно изготавливать тонкие плиты толщиной всего 5-10 мм, поэтому из 1 м камня получают 40—45 м плит, что обусловливает их низкую себестоимость. К тому же обеспечивается высокая чистота поверхности резания.

Для получения профилированных изделий (ступеней, поясков, карнизов и т. п.) на камнеобрабатывающих заводах применяют камнефрезерные и универсальные профилирующие машины (рис. 4.2).

Шлифовку и полировку производят на шлифовальнополировальных станках с вращающими дисками, которые перемещают по поверхности изделия. Шлифуют с применением зернового абразива: корунда, карбокорунда или мелких пылевидных алмазов, применение которых, как и при распиливании, увеличивает производительность оборудования. После шлифовки камень имеет гладкую матовую поверхность.

Полировка осуществляется войлочными полировальными дисками с использованием мастик и тонких полирующих порошков из оксидов металлов (хрома, олова, железа и др.) или азотнокислого олова. После полировки поверхность плотного камня становится зеркально гладкой.

Абразивная обработка дает фактуры: пиленую - с тонкими штрихами и бороздками глубиной до 2 мм; шлифованную — равномерно шероховатую с глубиной рельефа до 0,05 мм; лощеную — гладкую бархатисто-матовую с выявленным рисунком камня; зеркальную — гладкую с зеркальным блеском.

Для обработки некоторых видов горных пород применяют термический метод, основанный на воздействии струи газа высокой температурой. Она достигается сжиганием бензина в воздушной струе. При обработке бензовоздушными термоотбойниками камень нагревается неравномерно и возникающие термические напряжения вызывают скалывание верхнего слоя. В некоторых случаях с помощью термической обработки оплавляется поверхностный слой камня, что позволяет получить своеобразную глазурованную фактуру и изменить естественный цвет породы.

Оставьте ваши контакты и мы свяжемся с вами

О компании / Полезные статьи / 8 основных видов обработки природного камня: как правильно это делать и зачем

8 основных видов обработки природного камня: как правильно это делать и зачем

Для какой цели использовать натуральный камень зависит не только от его вида, но и от типа обработки. Грамотная порезка, шлифовка или полировка помогают выявить настоящую красоту материала и значительно расширить грани его применения. Обрабатывать природный камень не так уж и легко. Этот процесс должен проходить в строгом соответствии стандартам качества и учитывать плотность породы, ее цвет и текстуру.

Обработка камня, видео: особенности и наиболее популярные способы

8 основных способов обработки натурального камня

Обработка натурального камня имеет кардинальные отличия в зависимости от типа породы и будущего предназначения материала. Так выделяют:

1. Полировку

Такая обработка природного камня придает ему гладкую поверхность и потрясающий блеск. При данном способе прожилки породы способны создавать уникальные узоры, которые смотрятся гораздо насыщеннее, чем до полировки. Для этого метода воздействия используются специальные:

Шлиф. машины с порошковым напылением.
Войлочные круги.

Приспособления необходимы, чтобы правильно полировать камень до идеально ровного покрытия.

2. Шлифование

Шлифовочный вид обработки камня полностью снимает с него лицевой слой, позволяя проступить текстуре. После проведенных работ на породе остаются небольшие следы от абразивных кругов, которые практически незаметны.

Готовые изделия из камня удобно использовать для оформления внутренних или внешних ступеней дома. Их можно просверлить или разрезать. Благодаря шероховатой поверхности достигается отличный антискользящий эффект.

3. Распил

Исходя из названия метода понятно, что речь идет о распиливании больших кусков породы на плиты. К обычному разрезанию можно добавить абразивный способ – тогда фактура плиты обретет еще больший рельеф.

В зависимости о того, как распилить камень, можно использовать его для оформления садово-парковых дорожек или фасадов зданий. Одними из наиболее популярных видов пиленного материала стали брусчатка и бордюр.

4. Скол

Эта обработка камня имитирует природный процесс, в котором от одного цельного блока откалывают меньшие по размеру. При этом в породу вставляются специальные клинья, которые под давлением разбивают материал на части. Получившаяся скальная фактура может быть успешно использована в садово-парковом искусстве, при изготовлении памятников и монументов.

Зачастую скольный способ воздействия на породу – это обработка камня своими руками, ведь так можно достичь необходимых габаритов и рельефности материала

5. Обработка щетками

Подобные методы обработки камней – это механическое воздействие на породу водой и специальными щетками. В результате поверхность материала получается гладкой, и в то же время, совершенно не скользкой. Подобная полировка камня позволяет использовать его для создания:

Столешниц.
Ступеней.
Напольного покрытия.

Это обработка торца и кромки натуральной породы до получения неглубоких, хаотичных борозд. Такой способ является более интересным, чем обычная шлифовка камня и позволяет придать материалу особенный вид. Обработанные таким образом поверхности очень часто применяются для изготовления ступеней и цокольных этажей зданий.

7. Античная обработка

Конечно, это вид не демонстрирует, как пилить камень было принято в древние времена, но сможет придать породе искусственно состаренный внешний вид. Чтобы достичь такого эффекта, плиты помещают в кислоту, которая помогает удалить остатки инородных вкраплений и оставляет небольшие канавки после себя.

8. Термическая обработка

Для материалов, применяемых в наружных отделочных работах, этот способ является преимущественным. Он быстрее и проще других, для достижения желаемого эффекта не нужно так много усилий, как полировать камень или шлифовать его.

Стоит отметить, что термообработанные плиты имеют отличные противоскользящие характеристики. Они менее подвержены разрушительному влиянию резких изменений погодных условий

При такой обработке, порода поддается обжигу, впоследствии которого мягкие вкрапления просто выгорают. Наиболее часто такой камень используется для мощения пешеходных дорожек, а также оформления заборов и ворот.

Обработка камня, фото которой Вы видите здесь – это быстрый способ получить отличный материал для строительства, при помощи высокотемпературного нагрева

Стоит ли обрабатывать камень своими руками

Вы уже знаете, как резать камень и обрабатывать его другими методами. Но теперь возникает вопрос, стоит ли делать это самостоятельно. Если у Вас есть лишнее время и желание, то можно. Но всегда лучше заказать готовый камень у проверенной компании и быть уверенным в его качестве. Специализированные производители имеют необходимую технику и условия для проведения любых видов воздействий. Кроме того, материал будет доставлен прямо на Ваш объект.

Тема статьи; Описание основных способов обработки натурального камня

Пиление– достигается распиливанием заготовки. Поверхность спила остается неравномерно-шероховатая, с, так называемыми, бороздками высотой до 2 мм. Пиление с помощью стальной дроби придает дополнительный рельеф, тогда как специальные армированные пластины из твердых сплавов, наоборот, сглаживают. Является как первичной обработкой, после которой следует финальная, так и конечной. Пиленые плиты находят свое применение в ландшафтном дизайне (для оформления прогулочных садовых дорожек и придомовых площадок, искусственных водоемов), в отделочных работах для облицовки цоколей, внутренней облицовки помещений, а так же используется как элемент декора (камины , входные группы, стены).

Шлифование — процесс выравнивания твердого материала с помощью абразивов до равномерно – шероховатой поверхности (видны следы обработки). Выполняется в несколько этапов (от 3 до7). На каждом этапе используются разные шлифовальные насадки с постепенным уменьшением зерен абразива. Максимально допустимая неровность — до 0,5 мм. На качество шлифования влияет такая характеристика, как обрабатываемость (см ст Качественные характеристики натурального камня). Шлифованные плиты применяют там, где необходимо увеличить трение, тем самым снизив скольжение, а это лестничные марши, полы, пешеходные площадки

Лощение (тонкая шлифовка) – максимальное сглаживание плоскости шлифовальным инструментом с напылением микрошлифпорошков. Другими словами – улучшенное, гладкое шлифование или полировка без блеска. Следы от инструмента не видны, поверхность матовая с небольшим бархатным мерцанием, хорошо просматривается природный узор. Лощение широко применяется для изготовления напольных плит и плит для внешней/ фасадной облицовки здания.

Полировка – максимальное сглаживание поверхности до зеркального блеска и четкого отражения деталей предметов (без следов предыдущей обработки). Существует химическая полировка и механическая. При химической, применяют специальные соединения — пасту ГОИ (оксид хрома) или азотнокислое олово, а при механической полировке – войлочные или фетровые круги. У каждого камня существует свой показатель предельного блеска, при достижении которого качество полировки не становится лучше. Эталоном принято считать придельный блеск стекла, который составляет 200 единиц. Полируемость может быть:

Отличная– 170-200 ед. – полнокристаллические мраморы, мелкозернистые граниты, кварциты.
Хорошая – 140-170 ед. – граниты, мраморизованные известняки.
Средняя – 70-140 ед. – базальты, известняки, доломиты.
Плохая – менее 70 ед. – туфы, рыхлые известняки. (см ст Качественные характеристики натурального камня)

Полировка выявляет природную/естественную фактуру камня – цвет и рисунок. Самый частовстречаемый вид обработки, подходит как для внутренней, так и для внешней отделки помещений

Термообработка/ Обожжение/ Оплавление — Обработка поверхности камня (преимущественно гранита) пламенем высокой температуры (2300 -2700ºС) до достижения шероховатой поверхности со следами шелушения. В процессе воздействия огня часть минералов плавятся и выгорает, вследствие чего образуются впадины и бугры небольших размеров. Зернистость получаемой фактуры зависит от размеров кристаллов гранита и продолжительности воздействия пламени на поверхность.
Термообработанный камень чаще применяют в дорожном строительстве, обустройстве придомовой территории в ландшафтном дизайне, а так же для оформления входных групп и лестничных маршей, то есть так, где необходимо снизить скольжение.

Бучардирование – способ обработки для придания равномерно-шероховатой поверхности с максимально допустимыми неровностями рельефа до 5мм. Обработка производится на машинах с ударным воздействием и с применением специальных насадок – бучарды (исторически бучарда – молоток с рабочей поверхностью в виде зубцов, предназначенный для ударного скалывания поверхности натурального камня; сегодня бучарда – спец насадка для камнеобрабатывающей машины, повторяющая суть исторического молотка). Этот метод обработки применяется когда необходимо снять верхний изношенный слой камня для обновления, а так же в отделочных работах в виде напольного покрытия, там где необходимо снизить скольжение.

Браширование– суть обработки та же что и при бучардированние — придание равномерно шероховатой поверхности и эффекта состаривания, но достигается с помощью специальных щеток, а не бучарды.

Галтовка – процесс обработки камня в специальных галтовочных барабанах или галтовочных вибромашинах. Камни вместе с наполнителем (арбазивом ) помещают в машины, там они при воздействии острые углы и края обкалываются, сглаживаются. Получается гладкая поверхность со сглаженными гранями – эффект камня, долгое время находившегося в подвижной воде. Результатом природной галтовки является галька.

Пескоструйная и водоструйная обработка – методы абразивного воздействия при которых песок или иной мелкий абразивный материал распыляется либо струей воздуха под высоким давлением, либо струей воды, очищая поверхность и придавая ей равномерную шероховатость.

Расщепление — древнейший способ взаимодействия с камнем и его обработки, основанный на отщиплении/ отделении плитоподобного куска породы от основной массы по естественным волокнам, а так же расщеплении каменного сырья на более тонкие и удобные в дальнейшей работе плитки (плитняк ). Подходит не для всех горных пород, а скорее только для ряда определенных, имеющих слоистую текстуру. Большой популярностью плитняк пользуется в ландшафтном дизайне при оформлении дорожек, беседок, водоемов, облицовке забора и других придомовых построек; в оформлении фасадов зданий, а так же из интерьерах – обрамляют входные группы, камины, декоративные панно.

Травление — воздействие на поверхность камня химическими реагентами. Применяется для удаления верхнего слоя породы, очищения, придания шероховатой поверхности.

Гидрофобизация – обработка химическими растворами, вследствие чего поверхность становиться несмачиваемой.

Флюатирование – обработка химическими растворами, в результате чего происходит уплотнение пор и капилляров и как следствие уменьшается водополгощение, повышается прочность и морозостойкость.

Надеемся, нам удалось передать нюансы способов обработки поверхности, охарактеризовав их с технической стороны исполнения и с точки зрения достигаемого результата.
Напомним, что не каждый способ является подходящим для любого вида горной породы и подходящим для любого изделия или использования.

05.10.2017, 21802 просмотра.

Внимание ! Добавлен новый сервис - Строительные калькуляторы online

1. Общие сведения

Природный камень служил основным строительным материалом еще первобытному человеку.

Все древние постройки: храмы, дворцы, крепости, мосты, акведуки, ритуальные сооружения возводились из природного камня и поражают современного человека, как удивительные "Чудеса Света".

Во многих странах: Египте, Мексике, Греции, Италии, Китае, Камбодже, Индии сохранилось большое количество выдающихся памятников каменного зодчества, являющихся архитектурно-строительной составляющей древнейших цивилизаций, существовавших на Земле.

Каменные природные материалы очень прочны, долговечны, огнестойки, изготовлены из местного сырья.

В наше время природные плотные каменные материалы уже не используются для возведения стен, арок, куполов, колонн и других несущих конструкций, т.к. они трудоемки, обладают большой массой и высокой теплопроводностью.

Но из-за положительных эксплуатационных и эстетических качеств продолжают широко применяться для облицовочных работ, устройства полов, дорожных покрытий и пр.

Пористые природные материалы применяются в конструкциях стен жилых и общественных зданий в виде стеновых камней и блоков.

Отходы горнодобывающей и камнеобрабатывающей промышленности используются в качестве заполнителя для бетонов, изготовления других искусственных каменных изделий на минеральном и органическом вяжущем.

2. Обработка природных каменных материалов

По виду обработки природные каменные материалы делят на следующие основные виды :

- грубо обработанные (бутовый камень, валунный камень, щебень, гравий и песок);

- изделия и профилированные детали из природного камня;

- штучный камень и блоки правильной формы (для кладки стен и др.);

- плиты с различно обработанной поверхностью (облицовочные для стен, чистого пола и др.);

- профилированные детали (ступени, подоконники, пояски, наличники, капители колонн и т.п.);

- изделия для дорожного строительства (бортовой камень, брусчатка, шашка для мощения).

По способу изготовления природные каменные материалы и изделия можно разделить на :

- пиленые (стеновые камни и блоки, облицовочные плиты и плиты для пола);

-колотые (бортовые камни, камни тесаные, брусчатка, шашка для мощения и др.).

Используя ударную и абразивную обработку, природному камню придают ту или иную фактуру - различный характер поверхности.

Ударная обработка заключается в обкалывании поверхности камня с помощью камнетесаного инструмента со сменными наконечниками: для тески пользуются широким долотом-скарпелью, скалывание неровностей производят спицей - остроконечным долотом, для чистой обработки лицевой поверхности применяют бучарду со средней или мелкой насечкой.

Ударная обработка дает возможность получить следующие фактуры: фактуру скалы с буграми и впадинами, как при естественном расколе породы; рифленую с правильным чередованием гребней и впадин глубиной до 2 мм; бороздчатую - с параллельными прерывистыми бороздками глубиной 0,5-1 мм; точечную - шероховатую с точечными углублениями 0,5-2 мм.

Виды фактур камня:

а) бугристая фактура скалы; б) рифленая; в) бороздчатая; г) точечная

Абразивная обработка включает : распиливание, фрезерование, шлифовку и полировку.

Выпиливание штучных стеновых камней и блоков из пористых пород производят камнерезными машинами.

Режущими элементами машин являются дисковые пилы.

Быстровращающиеся стальные диски имеют на ободе резцы, армированные твердыми сплавами или алмазами.

Распиливание блоков из мрамора, известняка и других пород ведут при помощи рамных пил, армированных твердосплавными вставками или снабженных алмазными резцами.

Алмазные резцы увеличивают скорость резания в 5-10 раз и снижают расход электроэнергии в 2-2,5 раза по сравнению с резцами карборундовыми или из твердых сплавов.

Кроме того, алмазные резцы позволяют значительно увеличить выход готовой продукции.

Ширина пропила сокращается примерно в 3 раза, а расход сырья - на 12-18%.

Алмазными резцами можно изготавливать тонкие плиты толщиной всего 5-10 мм, поэтому из 1 м камня получают 40-45 м плит, что обуславливает их низкую себестоимость.

К тому же обеспечивается высокая чистота поверхности резания.

Камнерезная машина с дисковыми пилами

Для получения профилированных изделий (ступеней, поясков, карнизов и т.п.) на камнеобрабатывающих заводах применяют камнефрезерные и универсальные профилирующие машины.

Шлифовку и полировку производят на шлифовально-полировальных станках с вращающими дисками, которые перемещают по поверхности изделия.

Шлифуют с применением зернового абразива : корунда, карбокорунда или мелких пылевидных алмазов, применение которых, как и при распиливании, увеличивает производительность оборудования.

После шлифовки камень имеет гладкую матовую поверхность.

После полировки поверхность плотного камня становится зеркально гладкой.

Абразивная обработка дает фактуры :

- пиленую - с тонкими штрихами и бороздками глубиной до 2 мм;

- шлифованную - равномерно шероховатую с глубиной рельефа до 0,05 мм;

- лощеную-гладкую бархатисто-матовую с выявленным рисунком камня;

- зеркальную-гладкую с зеркальным блеском.

Для обработки некоторых видов горных пород применяют термический метод, основанный на воздействии струи газа с высокой температурой.

Она достигается сжиганием бензина в воздушной струе.

При обработке бензовоздушными термоотбойниками камень нагревается неравномерно и возникающие термические напряжения вызывают скалывание верхнего слоя.

В некоторых случаях с помощью термической обработки оплавляется поверхностный слой камня, что позволяет получить своеобразную "глазурованную" фактуру и изменить естественный цвет породы.

3. Классификация природных каменных изделий

По показателям плотности природные камни делятся на легкие и тяжелые. Легкие камни плотностью не более 1,8 г/см имеют пористое строение (вулканический туф, пемза, известняк-ракушечник) и поэтому применяются преимущественно в виде штучного камня и блоков для стен зданий и щебня для легких бетонов.

Тяжелые камни плотностью более 1,8 г/см (из гранита, сиенита, диорита и т.п.) служат облицовкой и используются в виде плит пола, материалов и изделий для гидротехнического и дорожного строительства.

Прочность. По пределу прочности при сжатии образцов в воздушно-сухом состоянии природные каменные материалы делят на марки (МПа): 0,4; 0,7; 1,5; 2,5; 3,5; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 30; 40; 50; 60; 80 и 100. Марки с 0,4 до 20 свойственны легким камням различной пористости.

Морозостойкость. По числу циклов попеременного замораживания и оттаивания, выдержанных образцами в условиях стандартного испытания, природные каменные материалы разделяют на марки по морозостойкости: 10; 15; 35; 100; 150; 200; 300 и 500.

Высокую морозостойкость имеют плотные камни с равномерно-зернистой структурой. Камни с неравномерным порфировым

Строением быстрее растрескиваются при резких изменениях температуры вследствие различия коэффициентов температурного расширения мелкокристаллической массы и крупных вкрапленников.

Свежедобытые известняки, доломиты, песчаники, туфы легко разрушаются от мороза вследствие того, что их поры заполнены "горной влагой" и коэффициент насыщения пор водой близок к 1.

После естественной просушки они оказываются достаточно морозостойкими и более прочными.

Водостойкость. Коэффициент размягчения камня, применяемого для гидротехнических сооружений и фундаментов, должен быть не менее 0,8, для наружных стен зданий - не менее 0,6.

Истираемость и износ. Эти свойства природного каменного материала имеют важное значение при устройстве дорожных покрытий, полов, лестниц и т.п.

Мелкокристаллические материалы при истирании становятся слишком скользкими, поэтому для лестниц, полов и дорожных покрытий следует применять средне-зернистые материалы, которые при истирании остаются немного шероховатыми.

При выкрашивании крупных зерен в процессе истирания в камне образуются выбоины.

Огнестойкость зависит от минерального состава камня.

Некоторые материалы при повышенной температуре разлагаются (гипс при 100 °С, известняк при 900 °С), другие (например, гранит, порфиры) растрескиваются при пожаре вследствие различного теплового расширения составляющих их минералов.

В зависимости от назначения и условий применения природные каменные материалы оценивают также по твердости, стойкости химическому воздействию внешней среды и т.п.

4. Характеристика и применение природных каменных изделий

Грубообработанные каменные изделия

Бутовый камень (бут) - куски камня неправильной формы, размером не более 50 см по наибольшему измерению.

Бутовый камень может быть рваный (неправильной формы) и постелистый.

Для получения рваного бута и щебня разработку пород осуществляют преимущественно взрывным способом.

Плитняковый бут получают из пород пластового залегания.

Крупные отдельности такой породы, ограниченные трещинами, отделяют экскаватором с последующей развалкой кусков до требуемых размеров камнекольным инструментом.

Бутовый камень получают разработкой местных осадочных и изверженных пород, отвечающих проектным требованиям в отношении прочности, морозостойкости, водостойкости.

Бут из осадочных пород (известняков, доломитов, песчаников) не должен содержать примесей глины, рыхлых прослоек и включений пирита.

Из бута возводят плотины и другие гидротехнические сооружения, его применяют для подпорных стенок, кладки фундаментов и стен неотапливаемых зданий. Большое количество бутового камня перерабатывается в щебень.

Щебень - куски камня размером 5-70 мм (для гидротехнического строительства до 150 мм). Получают его дроблением бутового камня. Для обеспечения нужного зернового состава щебня процесс дробления осуществляют в несколько стадий. Встречается и природный щебень, называемый дресвой.

Гравий состоит из окатанных зерен тех же размеров, что и у щебня. Его получают просеиванием рыхлых осадочных пород, в необходимых случаях применяют промывку для удаления вредных примесей (глины, пыли).

Песок состоит из зерен различных минералов (кварца, полевого шпата, слюды и др.) с размерами 0,16-5 мм. Применяют природные и искусственные (дробленые) пески.

Щебень, гравий и песок используют в качестве заполнителей для бетонов. Предприятия-поставщики на эти материалы должны выдавать сертификат радиационно-гигиенической оценки о содержании естественных радионуклидов.

Камни и плиты

Стеновые камни получают из туфов и пористых известняков путем выпиливания механизированным способом из массива горной породы или распиловки блоков-заготовок. Камни применяют для кладки наружных и внутренних стен и перегородок.

Целесообразно изготовлять и применять стеновые блоки объемом не менее 0,1 м из туфа, известняка, доломита, песчаника или пористого андезита.

Укрупнение камней уменьшает затраты труда, позволяет перейти к индустриальным методам строительства. Стены из мелкопористого природного камня не требуют наружной штукатурки или облицовки.

а) колотый; б) тесаный; в) пиленый

Для наружных стен применяют камни плотностью не более 2300 кг/м.

Водопоглощение камня должно быть не более 30%, морозостойкость - не менее 15.

Для облицовки гидротехнических сооружений, набережных, устоев мостов, цокольной части монументальных зданий применяют камни и плиты из гранита и других изверженных пород, которым свойственна высокая морозостойкость, прочность и твердость.

Камни для облицовки могут быть плитообразные (толщиной 15-25 см), утолщенные пирамидального вида (толщиной 30 см и более).

Наружная облицовка зданий может выполняться из атмосферостойких осадочных пород (известняков, доломитов, песчаников, туфов), которые легче поддаются обработке и экономнее гранитных пород.

Для внутренней облицовки общественных зданий и сооружений (например, станций метрополитена) широко используют плиты, получаемые из хорошо распиливающихся пород: мрамора, ангидрида, гипса.

Плиты для наружной облицовки имеют толщину 4-8 см, для внутренней - 1,2-4 см.

Применение алмазных резцов позволяет изготовлять тонкие (5-10 мм) экономичные плиты, стоимость которых в 2-4 раза ниже, чем обычных.

Тонкие плиты находят широкое применение, особенно для внутренней облицовки.

Специальные облицовки применяют для защиты от коррозии и действия высоких температур. Для защиты от растворов кислот (кроме плавиковой и кремнефтористоводородной) используют андезит, гранит, сиенит, диабаз, кварцит, кремнистый песчаник и другие кислотостойкие породы.

Цокольные плиты, а также детали карнизов, поясков и других выступающих частей сооружений изготовляют из стойких пород. Эти изделия не должны иметь волосных трещин, им придается такая форма, чтобы на них не задерживалась вода от дождя и тающего снега.

Плиты для полов и каменных ступеней внутренних лестниц должны иметь высокие износостойкость и декоративные свойства, соответствующие архитектуре интерьера.

Природные каменные материалы применяют в больших количествах для гидротехнических сооружений.

В зоне переменного уровня воды условия службы материала особенно неблагоприятны: камень испытывает многократное замораживание и оттаивание в насыщенном водой состоянии.

Защитную облицовку в этой зоне устраивают из плотных изверженных пород, имеющих водопоглощение не более 1%, марку по прочности - не ниже 80-100 МПа и по морозостойкости - 150-500 в зависимости от класса сооружения, климатических и других условий эксплуатации.

Соответствующим требованиям должны удовлетворять и материалы для каменных набросных плотин.

Внутренние части набросок можно сделать из камня, полученного из осадочных пород марок 30-60 МПа с коэффициентом размягчения не менее 0,7-0,8. Каменные материалы проверяют на влияние веществ, растворенных в воде (морской, грунтовой, речной, болотной).

Бортовые камни, отделяющие проезжую часть дороги от тротуара, изготовляют из плотных изверженных пород (гранита, диабаза и т.п.), отличающихся высокой морозо- и износостойкостью и прочностью.

Бортовые камни бывают прямые и лекальные, высокие - до 40 см и низкие - до 30 см. Эти камни применяют вместо бетонных при соответствующем технико-экономическом обосновании.

Брусчатка для мощения дорог имеет форму бруска, слегка суживающегося книзу. Брусчатку изготовляют механизированным способом из однородных мелко- и среднезернистых пород (диабаза и др.). Из таких пород изготовляют шашку для мозаиковой мостовой (приближающуюся по форме к кубу) и шашку для мощения (в виде усеченной пирамиды).

Тротуарные плиты изготовляют из гнейсов и подобных ему слоистых горных пород. Они имеют форму прямоугольной или квадратной плиты со стороной 20-80 см с ровной поверхностью, толщиной не менее 4 см и не более 15 см.

Каменные кислотоупорные изделия

Некоторые магматические и метаморфические (кварциты) горные породы используют для футеровки разнообразных установок и аппаратов, подвергающихся действию кислот, щелочей, солей и агрессивных газов, а также испытывающих влияние высоких и резко меняющихся температур и давлений.

Кислотоупорные породы идут на изготовление тесаных плит, кирпичей, брусков и фасонных изделий, а в дробленном и размолотом виде служат в качестве заполнителей и наполнителей в кислотоупорном бетоне, являются составными частями кислотоупорных цементов.

В соответствии с назначением применяемые горные породы должны удовлетворять определенным требованиям, а именно : быть кислотоупорными, т.е. хорошо сопротивляться воздействию различных кислот и других реагентов; это свойство оценивается по растворимости порошка породы в концентрированных кислотах (соляной, серной) при нагревании; иметь высокую огнеупорность; обладать достаточным сопротивлением сжатию и изгибу, а также вязкостью; выдерживать резкие колебания температур.

Из изверженных горных пород кислотоупорными являются главным образом кислые мелкокристаллические, к которым относятся бештаунит, андезиты, граниты и некоторые туфы, а из метаморфических - кварциты.

Применение кислотоупорного штучного камня ограничено его высокой стоимостью, обусловленной трудностью добычи и обработки, а также малым выходом готовой продукции из горной массы.

Полноценным заменителем камня служит значительно более дешевый кислотоупорный бетон.

Со штучным тесаным камнем соперничает также искусственный литой камень (базальтовый, диабазовый).

5. Предохранение каменных материалов от разрушения

Основные причины разрушения природных каменных материалов в сооружениях: замерзание воды в порах и трещинах, вызывающие внутренние напряжения; частое изменение температуры и влажности, вызывающее появление в материале микротрещин; растворяющее действие воды и понижение прочности при водонасыщении; химическая коррозия, происходящая под действием газов, содержащихся в атмосфере (SO, СО и др.), и веществ, растворенных в грунтовой или морской воде.

Конструктивную защиту открытых частей сооружений (цоколей, карнизов, поясков, столбов, парапетов) сводят к приданию им такой формы, которая облегчает отвод воды. Этому же способствует гладкая полированная поверхность облицовки и профилированных деталей.

Стойкость пористых каменных материалов, которые не полируются, повышают путем пропитки поверхностного слоя уплотняющими составами и нанесения на лицевую поверхность гидрофобизующих (водоотталкивающих) составов.

Кремнефторизацию (или флюатирование) применяют для повышения стойкости наружной облицовки и других материалов, полученных из карбонатных пород.

При пропитывании известняка раствором флюата (соли кремнефтористоводородной кислоты) происходит химическая реакция

2СаСО + МgSiF = 2СаF + МgF + SiO + 2 СO

Полученные нерастворимые в воде вещества СаF, МgF и SiO отлагаются в порах и уплотняют лицевой слой камня. В результате этого уменьшается его водопоглощение и возрастает морозостойкость; облицовка из камня меньше загрязняется пылью.

Некарбонатные пористые каменные материалы предварительно обрабатывают водными растворами кальциевых солей (например, СаСl), а после этого пропитывают флюатами.

Гидрофобизация, т.е. пропитка гидрофобными составами (например, кремнийорганическими жидкостями), понижает проникновение влаги в пористый камень, в частности, при капиллярном подсосе.

Применяют для защиты камня от коррозии пленкообразующие полимерные материалы - прозрачные и окрашенные.

Также пропитывают поверхность камня мономером с последующей его полимеризацией.

Читайте также: