Природные каменные строительные материалы

   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 вьшиливания механизированным способом из массива горной породы или распиловки блоков-заготовок. Камни применяют для кладки наружных и внутренних стен и перегородок.

   Основные  размеры стеновых камней: 390x190x188; 490х240х  х188; 390x190x288 мм. Каждый такой камень заменяет в кладке 8-12 кирпичей. Целесообразно изготовлять и применять стеновые блоки объемом не менее 0,1 м³ из туфа, известняка, доломита, песчаника или пористого андезита (рис. 3.5). Укрупнение камней уменьшает затраты труда, позволяет перейти к индустриальным методам строительства. Стены из мелкопористого природного камня не требуют наружной штукатурки или облицовки.

   Для наружных стен применяют камни плотностью не более 2300 кг/м³. 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.

   Плиты для наружной облицовки имеют  толщину 4-8 см, для внутренней - 1,2-4 см.  Применение алмазных резцов позволяет изготовлять тонкие (5-10 шт.) 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 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.

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. м³, Украинской ССР 0,3 млрд. ж³, Азербайджанской ССР 0,2 млрд. ж³.    

      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.  
 

Заключение

     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.