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.
Для отделения «блоков» используют трещины, имеющиеся в породе, или ведут бурение с последующим расклиниванием (буроклиновой способ).
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.
- II. Осадочные (пластовые) породы:
- 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.
- III. Видоизмененные (метаморфические) породы:
- 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.
