Применение горных пород в строительстве реферат
Обновлено: 02.07.2024
Природные (естественные) каменные материалы и изделия получают из горных пород путем механической обработки (дробления, раскалывания, распиливания, тески, шлифовки, полировки). Для строительства используют как рыхлые (например, песок, гравий), так и массивные горные породы (граниты, известняки, песчаники и др.)
Горные породы служат основным сырьем для получения
- природных каменных материалов (бутовый камень, щебень) и изделий (пиленые и тесаные плиты; фасонные детали для облицовки зданий и сооружений; пиленые, тесаные и колотые камни правильной формы; ступени, кровельные плитки и др.);
- вяжущих веществ и искусственных каменных материалов получаемых обжигом горных пород: например, обжигом глин (кирпич), известняков (известь), известковых мергелей или смесей известняков и глин (цемент).
Материалы и изделия из природного камня имеют в строительстве самое разнообразное применение.
Легкие породы
Легкие (пористые) породы используют в виде камней для кладки стен зданий (взамен кирпича) и в раздробленном виде (щебень) для изготовления легких бетонов.
Тяжелые породы
Тяжелые (плотные) породы применяют в виде бутового камня для фундаментов и стен неотапливаемых зданий, а щебень из них — для изготовления тяжелых бетонов.
Штучные
Штучные (пиленые, тесаные, шлифованные, а иногда и полированные) изделия из природного камня употребляют в качестве облицовочных материалов. Такие облицовки служат:
- для защиты сооружений от разрушительных внешних воздействий (конструктивная облицовка гидротехнических сооружений, опор мостов, набережных и т. п.);
- для достижения определенного художественного эффекта (например, внутренняя архитектурная облицовка стен полированными каменными плитами);
- для наружной облицовки цоколей, для частичной или сплошной облицовки наружных стен.
Россия богат месторождениями различных горных пород, в том числе цветных (декоративных), являющихся высококачественным материалом для наружных и внутренних облицовок капитальных зданий и сооружений. Благодаря, систематическим работам по разведке природных богатств были открыты и разрабатываются многочисленные месторождения ценных горных природных каменных материалов пород для строительства.
Строительная классификация каменных материалов
Природные каменные материалы и изделия можно разделить на следующие основные виды.
Грубообработанные каменные материалы
- бутовый камень — куски неправильной формы (рваный бут), размером (в поперечнике) более 150 мм, добываемые при взрывных работах, или же неправильные плиты (постелистый бут и плитняк), получаемые выломкой из слоистых пород (главным образом из известняков и песчаников); бутовый камень получаю также в виде отходов при распиловке известняка, ракушечника, туфов и т. п.;
- щебень - куски размером от 5 до 150 мм, образующиеся при дроблении камня; встречается также природный остроугольный щебень (дресва);
- песок и гравий (гравий окатанный природный щебень), получаемые без обработки или путем просеивания рыхлых горных пород (иногда с промывкой и частичным дроблением излишне крупных кусков)
Изделия и профилированные детали из природного камня
- штучный камень и плиты правильной формы с различно обработанной поверхностью (грубооколотые, тесаные, пиленые, шлифованные, полированные);
- штучные фасонные (профилированные) из делия разной формы с различно обработанной поверхностью (ступени, подоконники, профилированные камни и плиты);
- плитки для кровель (сланцевые), плитки и плиты для полов и т. п
Высокая прочность и твердость большинства горных пород делают их добычу и обработку очень трудоемкой. Поэтому операции по добыче и обработке камня все шире механизируются: советскими инженерами предложены новые способы добычи и ряд механизмов для облегчения и удешевления работ по получению каменных материалов и изделий
Получение каменных изделий
Разрабатывать породы, предназначенные для облицовки сооружений, обычным взрывным способом нельзя, так как при этом в камне образуются тонкие трещины, понижающие его атмосферостойкость.
Разработка этих пород состоит из следующих основных операций:
- а) отделения от массива блоков - сравнительно крупных размеров и по возможности правильной формы;
- б) подготовки блока к разделке выравнивание недостаточно правильных поверхностей);
- в) разделки полученных блоков на изделия требуемой формы или распиливания блоков на плиты;
- г) обработки кромок и поверхностей каменных изделий.
Применение изделий из природного камня
Применение изделий из природного камня дает в этих случаях возможность получить атмосферостойкие и одновременно декоративные облицовки.
Природные каменные материалы из рыхлых пород (песок, гравий), а также щебень используют для получения искусственных каменных материалов — бетонов и растворов, цементируемых различными вяжущими веществами. При строительстве дорог широко применяют природные каменные материалы как в виде песка и гравия, так и в виде околотых или грубо отесанных изделий (брусчатка, шашка, бортовые камни).
Изучение свойств природных каменных материалов существенно облегчается, если основываться на классификации горных пород, учитывающей условия их образования (генезис пород). Принципы такой генетической классификации были установлены еще М. В. Ломоносовым в 1763 г. В дальнейшем, по мере развития геологии, эта классификация совершенствовалась; особенно много в этой области сделано советскими учеными. Условия образования горных пород предопределяют общий характер строения пород данной группы. От строения же зависят основные свойства горных пород, а следовательно, и условия применения природных каменных материалов.
Природные каменные материалы виды
В строительстве наиболее широко используют следующие важнейшие виды горных пород природных материалов
- I. Изверженные (магматические) породы:
- а) глубинные массивные: граниты, сиениты, диориты, габбро;
- б) излившиеся массивные: порфиры, порфириты, диабазы, базальты, андезиты, трахиты;
- в) обломочные рыхлые: вулканические пеплы, пемзы;
- г) обломочные цементированные: вулканические туфы.
- а) химические осадки: гипс, ангидрит, некоторые виды известняков, доломиты, магнезиты, известковые туфы;
- б) органогенные: большинство известняков, мел, ракушечники, диатомиты (трепелы);
- в) обломочные рыхлые: глины, пески, гравий;
- г) обломочные цементированные: песчаники, конгломераты, брекчии.
- а) видоизмененные изверженные породы — гнейсы;
- б) видоизмененные осадочные породы: кварциты, мраморы, сланцы.
Применение природных каменных материалов в нашем строительстве все время увеличивается, организовываются новые районные карьеры с комплексной механизацией добычи и обработки камня, щебня, гравия и песка, а также штучных каменных изделий.
![]()
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.
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 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.
Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!
. Получение изделий из природного камня
. Материалы и изделия из природного камня
.1 Типы и размеры камней стеновых из горных пород
.2 Классификация облицовочного камня по долговечности
.3 Виды и характеристика абразивных фактур облицовочных плит и архитектурно-строительных изделий
.4 Типовые нормы естественной убыли плит декоративных из природного камня при хранении
. Применение и классификация
. Использование отходов камнеобработки
. Разрушение каменных материалов
.Коррозия природного камня и меры защиты от нее
. Перевозка и хранение материалов и изделий из природного камня
9. Контроль качества облицовочных работ плитами из природного камня
11. Список использованной литературы1. Введение В данном реферате рассмотрено использование природного камня. Области применения его очень широки. Горные породы как сырье для получения других строительных материалов рассмотрены в соответствующих разделах. Технические требования к каменным материалам. Как и всякий строительный материал, природные каменные материалы должны удовлетворять ряду требований.
2. Получение изделий из природного камня Получение изделий из природного камня. Строительные материалы и изделия из природного камня получают путем их механической обработки (пиление, дробление, шлифование, полировка и пр.) В результате такой механической обработки природные каменные материалы почти полностью сохраняют физико-механические свойства горной породы, из которой они были получены, а их визуальные преимущества очевидны. Природный камень используют для облицовки зданий и инженерных сооружений.
В наше время характерно бурное развитие промышленности строительных материалов. C традиционными материалами все шире применяются новые, а также природные, такие как травертин . Наличие широчайшего спектра искусственных материалов на рынке связано в том числе и с тем, что механические способы переработки сырья все более вытесняются современными физико-химическими методами. Однако надо признать, что природный камень благодаря своим разнообразным свойствам, высокой прочности, долговечности, неповторимой цветовой палитре и неограниченным запасам был и остается на сегодняшний день широко применяемым материалом. До наших дней сохранились неповторимые сооружения из природного камня: храмы, арены, соборы, акведуки и многое другое. Остановимся на одном из таких удивительных природных камней - травертине. Истоки его применения уводят нас в древние времена. Некоторые сооружения, в которых использовался травертин (Римский Колизей) сохранились и по сей день, и радуют нас своей необычайной теплотой, неповторимым величием и великолепием. Сфера его применения разнообразна и охватывает внешнюю и внутреннюю облицовку. Изделия из травертина: карнизы, колонны, балясины, столешницы, ступени, вазы, фонтаны и многое другое широко использовались и используются в настоящее время. Травертин является пористым известняком. Его скопления образуются в результате осаждения карбоната кальция из холодных или горячих источников. Травертин - это прекрасный и удобный строительный и отделочный материал. Его твердость невелика и он хорошо поддается обработке. Он абсолютно безопасен для человека,
Горные породы являются главным источником для получения строительных материалов, их используют в промышленности строительных материалов как сырье для изготовления керамики, стекла, теплоизоляционных и других материалов, а также для производства неорганических вяжущих веществ - цементов, извести и строительного гипса. Сотни миллионов кубометров песка, гравия и щебня применяют ежегодно в качестве заполнителей для бетонов и растворов.
Работа содержит 1 файл
природные каменные строительные материалы конечный результат.docx
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.
Стеновые камни получают из туфов и пористых известняков путем вьшиливания механизированным способом из массива горной породы или распиловки блоков-заготовок. Камни применяют для кладки наружных и внутренних стен и перегородок.
Для наружных стен применяют камни плотностью не более 2300 кг/м 3 . 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 атмосфе-ростойких 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.
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 изностойкостью 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 кислоупорными, 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).
Таблица 2. Государственные стандарты на изделия из природных каменных материалов.
Продукция
Область применения продукции
Номер и наименование нормативно-технической документации
Технико-экономические показатели.
Из общего количества добываемого камня как технологического сырья 75% используется в качестве заполнителей бетона и 25%—для получения минеральных вяжущих и флюсов. Капиталовложения в добычу и переработку природных каменных материалов составляют 10% общих капиталовложений в промышленность строительных материалов.
Стоимость заполнителей в общей стоимости бетона составляет примерно 30%. Эта довольно большая цифра объясняется недостаточным уровнем механизации карьерных работ и низким выходом полезного продукта из горной породы, а также значительной средней дальностью перевозки каменных материалов. Внедрение комплексной механизации карьерных работ, а также рациональное расположение железобетонных заводов и карьеров позволяют снизить транспортные расходы. Значительно снижается себестоимость горных пород при добыче способом гидромеханизации. По сравнению с обычным этот способ добычи нерудных материалов обеспечивает снижение капитальных затрат примерно на 20—25% и сокращает сроки строительства подсобных предприятий на 20—30%. Повышение себестоимости песка, гравия и щебня при этом объясняется более высоким качеством получаемых материалов, а также увеличением выпуска более дорогих, но наиболее эффективных материалов. Покрытие дефицита и получение экономии в производстве стеновых материалов возможны за счет эффективного развития производства легких камней. Общие запасы их составляют, например, в Молдавской ССР 0,55 млрд. м 3 , Украинской ССР 0,3 млрд. ж 3 , Азербайджанской ССР 0,2 млрд. ж 3 .
Весьма эффективны облицовочные материалы, изготовленные из горных пород. Они требуют в 5—6 раз меньше расходов на эксплуатацию, чем цветные растворы, бетоны и т. п.
Строительные каменные материалы составляют обширную группу.
Каменные материалы были известны еще в древности, как крепкий и долговечный продукт. Из него строили дома, соборы, храмы и дворцы.
Благодаря высоким строительным качествам (долговечности, прочности, морозостойкости и др.), распространённости и неограниченным запасам природного сырья, каменные материалы широко применяются в современном строительстве. Они являются основными строительными материалами для возведения жилых, общественных, промышленных зданий и различных инженерных сооружений.
Читайте также:
