Натуральные строительные материалы сообщение

Обновлено: 28.06.2024

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

  1. 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.);
  2. 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:

  1. для защиты сооружений от разрушительных внешних воздействий (конструктивная облицовка гидротехнических сооружений, опор мостов, набережных и т. п.);
  2. для достижения определенного художественного эффекта (например, внутренняя архитектурная облицовка стен полированными каменными плитами);
  3. 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

  1. 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.;
  2. щебень - куски размером от 5 до 150 мм, образующиеся при дроблении камня; встречается также природный остроугольный щебень (дресва);
  3. 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

  1. штучный камень и плиты правильной формы с различно обработанной поверхностью (грубооколотые, тесаные, пиленые, шлифованные, полированные);
  2. штучные фасонные (профилированные) из делия разной формы с различно обработанной поверхностью (ступени, подоконники, профилированные камни и плиты);
  3. 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.

    В настоящее время потребность в более устойчивом способе строительства уже не является вопросом личного выбора, и в настоящее время этот сектор регулируется в целях осуществления мер, направленных на улучшение экологической ситуации в инфраструктуре и зданиях.

    Здания потребляют 20 - 50% физических ресурсов.

    Мы ошибаемся, рассматривая транспортные средства как единственный загрязняющий фактор, так как здания потребляют 20 - 50% физических ресурсов, в зависимости от окружающей среды.

    Строительная торговля является крупным потребителем природных ресурсов, таких как древесина, минералы, вода и энергия.

    Кроме того, здания, после их строительства, по-прежнему являются непосредственной причиной загрязнения из-за выбросов, производимых в них, или их воздействия на землю.

    Устойчивая архитектура учитывает использование ресурсов (энергии, природных ресурсов), их воздействие на окружающую среду и конкретные риски для безопасности людей. Для ответственного использования ресурсов при строительстве, какие продукты должны быть выбраны? Это экологические материалы, которые могут сделать архитектуру устойчивой.

    Экологически чистые материалы или зеленые строительные материалы

    В строительстве экологически чистые материалы (также известные, как зеленые строительные материалы) – это те, в которых для их производства, размещения и обслуживания выполняются действия, оказывающие минимальное воздействие на окружающую среду.

    Они должны быть долговечными, пригодными для повторного использования или переработки, включать в свой состав перерабатываемые материалы и должны быть получены из ресурсов того района, где будет проводиться строительная деятельность - они должны быть из местных материалов.

    Эти материалы также должны быть натуральными (почва, кирпич, дерево, пробка, бамбук, солома, опилки и т.д.) и не должны быть испорчены холодом, теплом или влажностью.

    Экологически рациональные технологические материалы и продукты

    Они должны быть высокопрочными и могут включать в себя различные технологии, такие как улавливание энергии, улавливание C02 и удаление загрязнений. Они используются, когда в долгосрочной перспективе имеют более низкую экологическую стоимость, чем природные материалы.

    Какие экологически чистые материалы наиболее широко используются в строительстве?

    Экологически рациональные строительные материалы, такие, как древесина является материалом с наименьшим воздействием на окружающую среду в процессе производства и жизненного цикла. Она должна быть сертифицирована, чтобы мы могли быть уверены в ее устойчивом производстве и происхождении.

    Природный камень служил основным строительным материалом еще первобытному человеку.

    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.

    Свойства природных каменных материалов

    Среди многообразия физико-механических свойств природных каменных материалов обычно выделяют плотность, предел прочности при сжатии, морозостойкость, по величине которых оценивают их качество и делят на марки.

    По плотности в сухом состоянии каменные материалы разделяют на тяжелые (более 1800 кг/м 3 ) и легкие (менее 1800 кг/м 3 ).

    По пределу прочности при сжатии установлены следующие марки: для тяжелых каменных материалов — от 10 до 100, а для легких — от 1 до 20.

    По степени морозостойкости в циклах замораживания (Мрз) для каменных материалов установлены марки от 10 до 500.

    По степени водостойкости (коэффициенту размягчения) материалы разделяют на группы с величиной данного показателя 0,6; 0,75; 0,9 и 1.

    К каменным материалам, предназначенным для дорожных покрытий, полов промышленных зданий, предъявляют дополнительные требования (высокая стойкость к истиранию, износу и др.). Для природного камня, из которого изготовляют облицовочные плиты, большое значение имеют внешний вид, цвет и текстура.


    Выбирают горные породы для тех или иных каменных материалов и изделий на основании результатов испытаний образцов, оценки внешнего вида, а также с учетом эксплуатационных условий.

    Виды природных каменных материалов и изделий

    В строительстве используют различные виды природных каменных материалов и изделий: бутовый камень, стеновые камни и блоки, облицовочные камни и плиты, кровельные плитки и др.

    Бутовый камень применяют в строительстве в виде кусков горной породы неправильной формы (рваный бут) или неправильных плит. Рваный бут получают из осадочных горных пород (известняков, доломитов, песчаников) взрывным способом, а плиты (постелистый бут и плитняк) добывают из слоистых горных пород при помощи клиньев, ударных механизмов и др. Масса отдельных бутовых камней колеблется в пределах 20-40 кг. Бутовый камень должен иметь предел прочности при сжатии не менее 10 МПа, а коэффициент размягчения не ниже 0,75. В нем не должно быть трещин, расслоений и рыхлых прослоек, снижающих его строительные свойства.

    Бутовый камень служит материалом для кладки фундаментов, стен не отапливаемых зданий и сооружений, подпорных стенок и др. Отходы при заготовке бутового камня дробят и используют в виде щебня для бетонов.

    Стеновые камни и блоки изготовляют из известняков, вулканических туфов и других горных пород плотностью до 2200 кг/м 3 . Размеры камней для ручной кладки 390х190х190 мм, размеры укрупненных блоков для механизированной кладки устанавливают исходя из прочности породы и грузоподъемности кранов. Правильную геометрическую форму и требуемые размеры камней и блоков получают, как правило, выпиливая их из массива при помощи камнерезных машин; значительно реже выпускают колотые штучные камни. Лицевая поверхность стеновых камней и блоков должна отвечать требованиям декоративности.

    Горные породы, применяемые для изготовления стеновых камней и блоков, должны иметь предел прочности при сжатии не ниже 25 МПа, морозостойкость не ниже Мрз 15, коэффициент размягчения не ниже 0,6.

    Камни и блоки из легких горных пород являются в ряде районов нашей страны местными материалами. Стены жилых и общественных зданий из легких природных камней и блоков значительно дешевле кирпичных и имеют красивый внешний вид.

    Облицовочные камни и плиты изготовляют из блоков природного камня путем их распиливания или раскалывания с последующей механической обработкой. Горные породы для получения блоков-полуфабрикатов следует выбирать с учетом эксплуатационных условий, в которых будут находиться изготовленные из них облицовочные изделия. Так, горные породы, предназначенные для наружной облицовки, должны быть атмосферостойкими, без трещин и следов выветривания, иметь красивую и неизменную окраску. Для этой цели применяют : граниты, сиениты, диориты, габбро, лабрадориты, кварциты, плотные известняки, туфы, песчаники. Горные породы, используемые для внутренней облицовки, должны иметь красивую окраску и легко полироваться. Чаще всего для внутренней облицовки применяют мрамор.

    Облицовочные камни и плиты бывают пилеными и тесаными. Пиленые изделия, как правило, дешевле и долговечнее тесаных, так как при распиловке горных пород удается получать сравнительно тонкие изделия без микротрещин, которые возникают при теске камня.

    При производстве мраморных плит получают большое количество отходов в виде обрезков, которые используют для устройства мозаичных полов.

    Из природного камня, кроме облицовочных плит, изготовляют профильные детали, например плинтусы, угловые детали и детали граненых и каннелированных облицовок, а также ступени, подоконники и др.

    Кровельные плитки из глинистого (кровельного) сланца весьма долговечный кровельный материал для сельского строительства. Раскалывая и отрубая материал, ему придают прямоугольную или ромбическую форму.

    В дорожном строительстве широко применяют разнообразные изделия из природного камня, например брусчатку, колотый или булыжный камень, бортовые камни. Эти изделия изготовляют из изверженных или осадочных горных пород, которые должны иметь высокую прочность, низкое водопоглощение, хорошо сопротивляться ударным и истирающим нагрузкам, быть морозостойкими, а также не должны быть затронуты выветриванием. Такие же требования предъявляют к каменным материалам (граниту, диориту, диабазу, габбро), предназначенным для защитных плит-оболочек гидротехнических сооружений. Материалы и изделия из природного камня (базальта, диабаза и др.) используют также для конструкций, работающих при высоких температурах. Кроме того, материалы и изделия из гранита, диорита, кварцита, базальта, диабаза и кремнистого песчаника в виде облицовочных камней и плит правильной формы применяют для защиты конструкций зданий и аппаратов от воздействия кислот.

    При транспортировании и хранении пиленые и тесаные облицовочные плиты устанавливают на ребро с прокладками, а полированные укладывают в специальные контейнеры лицевой стороной внутрь, прокладывая между ними бумагу. Архитектурные детали и подоконники перевозят в решетчатой таре.


    êàìåíü áóòîâûé

    Магматические горные породы образовались в результат остывания огненно-жидкой массы – магмы, которая разрывала земную кору и разливалась на ее поверхности. В зависимости от условий остывания магмы изверженные горные породы делят на глубинные (интрузивные) и излившиеся (эффузивные).

    Глубинные горные породы (граниты, сиениты, диориты и др.) образовались в результате медленного остывания магмы в толще земной коры под значительным давлением верхних слоев. В таких условиях горные породы приобрели равномерную кристаллическую структуру в результате того, что крупные зерна различных минералов прочно срослись между собой.

    Излившиеся горные породы (базальты, андезиты, диабазы и др.) образовались при быстром остывании магмы на поверхности земли. В таких условиях не происходила полная кристаллизация остывающей магмы. В зависимости от условий образования излившиеся горные породы имеют мелкозернистое, скрытокристаллическое или аморфное строение. Если же из вязкой магмы медленно выделялись газообразные продукты, образовывалась пористая или пемзообразная структура. Кроме того, к изверженным горным породам относятся обломочные породы, которые образовались из мельчайших частиц раздробленной лавы, выброшенной на поверхность земли при извержении вулканов. Эти отложения остались в рыхлом состоянии (вулканический пепел, пемза) либо при наличии природных цементирующих веществ и под давлением вышележащих слоев превратились в плотные цементированные породы (вулканический туф).

    Осадочные горные породы образовались в результате разрушения (выветривания) изверженных (первичных) и других горных пород под воздействием внешних условий или в результате осаждения веществ из какой-либо среды. По характеру образования и составу осадочные горные породы делят на обломочные породы (механические отложения), глинистые, а также хемо- и органогенные.

    Обломочные породы (механические отложения) – грубые продукты механического разрушения изверженных и других горных пород под действием резкой смены температур, воздействия воды и ветра (брекчии, конгломераты, пески и др.). Они представляют собой рыхлую смесь, состоящую из отдельных зерен разрушившейся первичной горной породы; в ряде случаев рыхлые смеси подвергались цементации различными природными веществами, образовав при этом сплошные горные породы.

    Глинистые породы – дисперсные продукты глубокого химического преобразования силикатных и алюмосиликатных минералов материнских пород, перешедших в новые минеральные виды.

    Химические осадки – хемогенные горные породы, образовавшиеся при осаждении из водных растворов минеральных веществ с последующим их уплотнением и цементацией (доломит, магнезит и др.).

    Органогенные породы образовались в результате отложения остатков живых (зоогенные) и растительных (фитогенные) организмов, скелеты и панцири которых содержали минеральные вещества. Такие отложения, как правило подвергались уплотнению и цементации (известняки, мел и др.).

    Как известно, вопрос охраны окружающей среды стоит сегодня чрезвычайно остро. Эта проблема затронула все сферы человеческой деятельности, включая строительство. Объясняется это тем, что искусственные материалы при изготовлении требуют очень много энергии, что приводит к загрязнению окружающей среды производственными отходами.

    Содержание

    Именно поэтому для сохранения экологии и окружающей среды необходимо использовать материалы природного происхождения. Применение натуральных стройматериалов позволяет не только существенно уменьшить вред, который человеческая деятельность наносит окружающей среде, но и уменьшить потребление невосстанавливаемых природных ресурсов.

    Камень

    Стройматериалы природного происхождения к тому же не требуют какой-либо особой обработки, являясь при этом доступным и экологически чистым сырьем. Далее пойдет речь о наиболее востребованных стройматериалах природного происхождения. Человечество их использует с незапамятных времен, поэтому они заслуживают особого внимания.

    Камень чрезвычайно распространенный материал природного происхождения, с самых древних времен использующийся в строительстве. Возведенные из природного камня постройки отличаются особой долговечностью, прочностью и превосходными теплоаккумулирующими свойствами.

    Декор комнаты природными стройматериалами

    Дерево

    Оно представляет собой натуральный, способный в естественных условиях возобновляться материал, для которого характерны превосходные энергоэффективные свойства. Древесина нашла широчайшее применение в строительной отрасли. Впрочем, активная вырубка лесов приводит к усилению парникового эффекта, из-за которого, как известно, повышается температура воздуха на планете.

    Саман

    Его рассматривают как один из наиболее древних стройматериалов природного происхождения. Получают саман путем смешивания таких компонентов, как песок, глина, вода, солома и земля. Из подготовленной смеси формуют требуемые по размеру блоки, которые высушивают естественным способом.

    Это объясняет то, что саманные дома чаще всего встречаются в регионах с сухим жарким климатом. Саман - это экологически чистый, недорогой и огнестойкий материал. Впрочем, он довольно плохо противостоит влаге, поэтому требует соответствующей защиты.

    Натуральное дерево - строительный материал

    Песок и глина

    Значение этого природного материала в строительстве переоценить просто невозможно. Без песка не представляется возможным проведение множества строительных и ремонтных процедур. Он востребован прежде всего в дорожном, промышленном и гражданском строительстве, дренировании почв и различных строительных работах, начиная от обустройства фундаментов и заканчивая отделкой помещений.

    Глина - это особая горная порода, являющаяся пылевидной в сухом состоянии и пластичной при увлажнении. При надлежащей дальнейшей обработке глина приобретает высокую твердость и прочность. Она нашла широкое применение при изготовлении кирпича, бетона, всевозможных строительных блоков и многих других изделий.

    Читайте также: