Строительные материалы и изделия

Материалы и изделия из природного камия

Природные каменные материалы, обладая высокой атмосфе - ростойкостью, прочностью и красивой окраской, широко приме­няют в строительстве в виде блоков для кладки стен и фундамен­тов зданий и сооружений, в виде облицовочных плит и камней для наружных и внутренних стен зданий и сооружений, при строительстве дорог, тротуаров, набережных, подпорных стенок и других сооружений, к материалам которых предъявляются осо­бые требования по прочности долговечности и декоративности.

В соответствии со СНиПом каменные материалы классифици­руют по следующим признакам: плотности — обыкновенные

(тяжелые) с плотностью 1800 кг/м3 и более, легкие — менее 1800 кг/м3; пределу прочности при сжатии — для обыкновенных

10.. . 100 МПа, а для легких 0,4...20 МПа; степени морозостой­кости — обыкновенные тяжелые имеют марки F15...500; легкие — F10...25; степени водостойкости (коэффициенту размягчения) — 0,6...1.

Выбор горных пород для производства строительных мате­риалов и изделий производят на основании результатов испыта­ний образцов из них и технико-экономического анализа, целе­сообразности использования данной породы в конкретных усло­виях.

• Для кладки фундаментов и стен подземных частей зданий применяют бутовый, колотый и пиленый камень из плотных изверженных, осадочных и метаморфических горных пород.

Коэффициент размягчения камня, используемого для этих целей, должен быть не менее 0,7, морозостойкость — не ниже F15. В зависимости от формы бутовый камень бывает рваный, посте-

листый и лещадный (рис. 2.9). Бутовый камень имеет размеры

150.. .500 мм.

Изделия и материалы, применяемые для кладки фундамен­тов и подземных стен, изготовляют из однородного камня, не имеющего следов выветривания, прослоек глины, а также рас­слоений и трещин. Для кладки надземных стен (устоев мостов, укреплений откосов насыпей и берегов рек, кладки подпорных стенок) и для дробления на щебень применяют пиленьщ и коло­тые штучные камни, получаемые из известняков, доломитов, песчаников, вулканических туфов.

Лицевая поверхность стеновых камней и крупных стеновых блоков должна отвечать требованиям декоративности. Известня­ки и туфы, применяемые для изготовления стеновых камней, должны иметь плотность 900...2200 кг/м3, предел прочности при сжатии 0,4...50 МПа, морозостойкость не ниже F15, коэффици­ент размягчения 0,6...0,7. Размеры стеновых камней 390X190Х XI88 и 490X240X188 мм.

Крупные стеновые блоки (рис. 2.10) изготовляют из горных пород с плотностью до 2200 кг/м3 и пределом прочности при сжатии 2,5 МПа и выше. Крупные стеновые блоки, предназна­ченные для механизированной укладки, имеют размеры от 300X800X900 до 3000ХЮ00Х500 мм.

• Облицовочные плиты и камни, элементы лестниц и площадок, парапетов и ограждений йзготовляют из блоков природного камня путем их распиливания или раскалывания с последующей механической обработкой. В зависимости от физико-механиче­ских свойств и строения исходной горной породы блоки делят на четыре группы: I — блоки из гранита, сиенита, диорита, лабра­дорита, габбро, кварцита, базальта, диабаза; II — блоки из мрамора, брекчии и конгломератов, карбонатных пород и гипсо­вого камня; III — блоки из известняка и песчаника; IV — блоки из вулканического туфа.

Горные породы, применяемые для изготовления блоков, долж­ны иметь предел прочности при сжатии не менее 5 МПа, моро-

зостойкость не менее F15, коэффициент размягчения 0,7...0,9. Размеры и объем блоков зависят от горной породы, из которой они изготовлены. Наименьший размер блоков из туфа 0,2... 0,4 м3, наибольший 0,7... 1,0 м3, а из гранита 0,5...3 м3.

Блоки, предназначенные для распиливания, не должны иметь сквозных трещин. Тонкие извилистые трещины, выходящие на две смежные грани, допускаются только в блоках из цветного мрамора.

Облицовочные плиты и камни изготовляют путем раскалы­вания или распиливания блоков-полуфабрикатов. Облицовочным плитам придают самую разнообразную фактуру лицевой поверх­ности: зеркальную (полированную), получаемую из плотных гор­ных пород (гранита, лабрадорита, мрамора, мраморовидного известняка, брекчии, конгломерата) обработкой полировочным порошком с накаткой глянца; лощеную — обработкой шлифо­вальным порошком без накатки глянца на плитах, изготовлен­ных из плотных горных пород, исключая гипсовый камень; шлифовальную — шлифованием абразивными инструментами лицевой поверхности плит, изготовленных из гранита, сиенита, лабрадорита, известняка, вулканического туфа и других горных пород; пиленую — распиливанием на канатных пилах или распи­ловочных станках с прямолинейным движением рамы; точеч­ную — обработкой крестовой бучардой; бороздчатую — приме­нением пластинчатой бучарды или катучей фрезы; рифленую — обработкой фрезой; фактуру «скала» — раскалыванием камня с дополнительным околом лицевой грани по периметру.

Плиты, применяемые для настилки полов и облицовки стен, имеют прямоугольную форму и размеры в зависимости от породы и фактуры поверхности камня. Для фактуры «скала» изделия должны иметь толщину не менее 150 мм; для точечной, бороздчатой и рифленой фактуры — не менее 60 мм, а зеркаль­ной поверхности — не менее 12 мм. Плиты изготовляют шириной

200.. .400 мм и длиной 300... 1000 мм. Из более прочных пород плиты изготовляют больших, а из менее прочных — меньших размеров.

К профильным элементам облицовки стен относятся цоколь­ные плиты и камни для обрамления порталов, пояски карнизов, угловые и подоконные плиты. Их изготовляют из тех же мате­риалов, что и облицовочные плиты, и придают самую разнооб­разную фактуру лицевой поверхности.

Элементы лестниц и площадок, парапеты и ограждения де­лают из мрамора, известняка, туфа, гранита, сиенита и других горных пород. Так же как и облицовочным плитам, лицевой поверхности элементов лестниц и площадок, парапетов и ограж­дений придают самую разнообразную фактуру в зависимости от вида горной породы.

• При изготовлении различных художественных предметов народного потребления, выполнении мозаичных работ и высо­кодекоративных отделок монументальных зданий широко приме­няют поделочный камень: яшму, родонит (орлец), лазурит, нефрит, малахит, янтарь и др. Необыкновенно обширная па­литра красок, включающая практически все цвета спектра и бесконечно разнообразное количество оттенков, позволяет созда­вать из поделочного камня высокохудожественные произведения искусства. Многие его разновидности обладают выявляемым в разрезе после полировки природным рисунком и узором, чарую­щим своей фантастичностью, неповторимостью сюжета и необыч­ностью сочетания красок.

Яшмы цветные и пестроцветные, зеленого и красного цветов, обладающие высокой твердостью и прочностью, представляют большой интерес. Встречается яшма на Урале, в Караганде, Крыму, Закарпатье и других местах.

Родонит (орлец) представляет собой мелкозернистую породу, обладающую широким диапазоном красных расцветок древовид­ного рисунка от бледно-розового до интенсивно красного. Орлец является полупрозрачным материалом. Благодаря значительным запасам этого камня в нашей стране его широко использовали при отделке станции «Маяковская» Московского метрополитена им. В. И. Ленина и других зданий.

Нефрит — природный камень зеленого цвета. Обладая высо­кой твердостью и вязкостью, он трудно поддается обработке, однако это же его свойство обеспечивает возможность до­биться исключительных эффектов в результате получения тон­чайших узоров.

Лазурит от бледно-голубого до ярко-синего цвета с вкраплениями золотистого обладает сравнительно небольшой твердостью.

Янтарь желтый прозрачный имеет большую твердость. Известны случаи применения янтаря для отделки внутренних помещений дворцов.

Природный гипс от белого до голубого цвета является широко распространенным поделочным камнем. Низкая твердость гипсо­вого камня позволяет легко изготовлять из него сложные скульп­турные изделия для интерьеров зданий, а также применять его в качестве облицовочного материала, более экономичного, чем мрамор.

Поделочные камни применяют не только для отделки интерье­ров общественных зданий, но и в различных областях техники. • Материалы и изделия для дорожного строительства — бор­товые камни, брусчатку, колотый или булыжный камень, щебень, песок и минеральный порошок — получают из изверженных и осадочных горных пород. Изверженные горные породы должны обладать следующими свойствами: предел прочности при сжатии глубинных горных пород — не менее 100, ИЗЛИВШИХСЯ — не ме­нее 60 МПа, коэффициент размягчения — не менее 0,9, водо­поглощение— не более 1,0%, морозостойкость — не менее F25, сопротивление удару—не менее 150 Н-см/см3, плотность — 2300 кг/м3 и более. Осадочные горные породы должны иметь плотность 2100 кг/м3, коэффициент размягчения не менее 0,75,
водопоглоіцение не более 4%, морозостойкость не ме­нее F25 и сопротивление удару 150 Н - см/см3. Горные породы не должны быть за­тронуты выветриванием.

Бортовые камни приме­няют для отделения проез­жей части улиц от тротуаров, а также автомобильных до­рог от тротуаров на уникаль­ных мостах и в туннелях. По форме бортовой камень пред­ставляет собой брус (рис. 2.11, а) длиной 70...200 см с наклонной или вертикальной Лицевой гранью в попереч­ном сечении. Верхняя часть над дорожным покрытием, обтесана чисто, а нижняя часть — грубо. По размерам бортовой камень бывает низкий — 30 см и высокий — 40 см с шириной по верху 10, 15 и 20 см.

Брусчатка — колотые или тесаные бруски (рис. 2.11, б) высо­той 10...16 см, шириной 12...15 см и длиной 15...25 см, по форме близки к параллелепипеду, а лицевая поверхность имеет форму прямоугольника. Предел прочности при сжатии исходной породы не ниже 100 М. Па, водопоглоіцение не более 0,6%. Применяют при устройстве мостовых (особенно часто при крутых подъемах и спусках), трамвайного полотна, посадочных площадок трамвая и пр.

Колотый булыжный камень используют для укрепления отко­сов земляных покрытий и оснований. Колотый камень по форме близок к многогранной призме или усеченной пирамиде с пло­щадью лицевой поверхности 100, 200 и 400 см2 при соответствую­щей высоте 16, 20 и 30 см. Лицевая поверхность и постель должны быть параллельны, на боковых гранях не должно быть выступов, препятствующих плотному примыканию к другому кам­ню. Булыжный камень имеет овальную форму, его лицевая сто­рона должна быть больше поверхности постели. Размеры булыж­ного камня такие же, как и колотого камня.

• Для подземных сооружений и мостов применяют плиты и кам­ни из изверженных и осадочных горных пород. Для облицовки туннелей и надводных частей мостов используют гранит, диорит, габбро, диабаз, базальт с пределом прочности при сжатии не ниже 100 МПа. Морозостойкость указанных горных пород для этих целей F150.,.500. При изготовлении облицовочных плит из плотного известняка или песчаника их прочность должна быть не ниже 60, а морозостойкость не менее F100. Для облицовки подводных частей мостов применяют изделия из гранита, диори­

та, базальта и диабаза с пределом прочности при сжатии не ме - нее 100 МПа и морозостойкостью не менее F150. Лицевые камни и облицовочные плиты для туннелей и мостов обрабатывают под фактуры «скала», бороздчатую или рифленую. Размеры и формы плит и камней устанавливают проектом.

Для гидротехнических сооружений применяют природные камни правильной или неправильной формы (рваные, обкатан­ные, колотые и пиленые, а также щебень), получаемые из извер­женных, метаморфических или осадочных пород. Камни не должны иметь признаков выветривания, прослоек мягких по­род — глины, гипса и других размокаемых и растворимых вклю­чений, а также рыхлых включений ракушек и видимых расслое­ний и трещин.

Камни для гидротехнического строительства, используемые для внутренней части набросанных плотин, могут быть из осадоч­ных пород прочностью 60...80 МПа с коэффициентом размягче­ния не менее 0,7...0,8.

Каменные материалы проверяют на влияние веществ, раство­ренных в воде (морской, грунтовой, речной, болотной).

• Жаростойкие и химически стойкие материалы и изделия изготовляют из горных пород, не затронутых выветриванием. Для материалов и изделий, работающих в условиях высоких температур, используют хромит, базальт, диабаз, андезит, туф. Для защиты конструкций зданий от кислот (кроме плавиковой и кремнефтористоводородной) применяют облицовочные плиты из гранита, сиенита, диорита, кварцита, андезита, трахита, ба­зальта, диабаза и кремнистого песчаника. Защита от щелочей достигается применением изделий из плотных известняков, доло­митов, мрамора, магнезита и известкового песчаника. Для защи­ты от действия высокой температуры и агрессивных сред исполь­зуют камни правильной формы и фасонные, плиты облицовочные и плиты для полов (гладкие и рифленые), камень, щебень и песок для бетонов и растворов, а также тонкомолотые порошки в качестве наполнителя для бетонов, растворов, мастик, зама­зок, шпаклевок и грунтовок.

Щебень получают дроблением различных горных пород до размера 5(3) ...70 мм. Прочность щебня характеризуют маркой, соответствующей пределу прочности исходной горной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии и определяемой по дро - бимости щебня при сжатии (раздавливании) в цилиндре. По это­му показателю щебень подразделяется на марки: из извержен­ных пород — 1400, 1200, 1000, 800 и 600; из осадочных и мета­морфических пород — 1200, 1000, 800, 600, 400, 300 и 200.

Щебень высшей категории качества должен иметь марку по прочности не ниже 600 для щебня из осадочных пород и не ниже 800 для щебня из изверженных и метаморфических пород.

Кроме того, щебень, предназначенный для строительства автомобильных дорог, характеризуется износом в полочном барабане. По этому показателю установлено четыре марки щебня: И-I, И-ІІ, И-ІІІ и И-IV.

В зависимости от назначения качество щебня определяют по следующим показателям: гранулометрическому составу, фор­ме зерен, содержанию зерен слабых пород, наличию пылевидных и глинистых частиц, прочности и морозостойкости; кроме того, по петрографической характеристике плотности: истинной (без пор), средней (включая поры), насыпной (включая поры и меж - зерновые пустоты); пористости, пустотности и водопоглощению.

Гравий — это рыхлое скопление обломков горных пород раз­мером 5(3) ...70 мм, обкатанных в различной степени.

Песок — рыхлая масса, состоящая из зерен минералов и пород размером 0,16...5 мм. В зависимости от минералогического состава различают кварцевые, полевошпатовые, карбонатные пески. Применяют их для приготовления растворов и бетонов, для устройства оснований дорожных покрытий, дренажных сооружений.

• Перевозка и хранение материалов и изделий из природного камня. Облицовочные плиты, камни и другие изделия после их изготовления маркируют. Для этого на тыльной стороне облицо­вочной плиты или на торцовой части камней несмываемой крас­кой указывают тип камня, плиты или блока, основные размеры (длину, ширину). На блоке, предназначенном для распиловки, также указывают объем его и наименование (шифр) карьера - изготовителя.

Изделия при перевозке следует предохранять от загрязнения и повреждений. Бутовый и валунный камень, щебень, брусчатку и колотый камень необходимо перевозить навалом или в контей­нерах. Бутовый камень хранят в штабелях навалом по маркам и породам, а брусчатку — в штабелях по сортам и классам.

Блоки для распиливания, крупные стеновые блоки, бортовые камни разрешается перевозить на открытых платформах без тары с укладкой правильными рядами на подкладках и про­кладках с учетом обеспечения предохранения от повреждений. Хранение их разрешается на открытых спланированных пло­щадках, обеспечивающих отвод ливневых вод. Облицовочные плиты перевозят в прочной таре в вертикальном положении попарно, лицевыми поверхностями друг к другу, с прокладкой бумаги между ними и закрепленными клиньями. Плиты извер­женных пород разрешается перевозить без тары, установленны­ми на ребро и разделенными деревянными прокладками; хранить их можно на открытых складах. Плиты из мрамора, известняков и туфа хранят в закрытых складах.