Взрывным способом получают a блоки b плиты c щебень бутовый камень d стеновые камни

Обновлено: 26.04.2024

Тема: Общее представление о добыче и обработке каменных материалов.

Литература: Строительные материалы и изделия: Учебник для студентов средних проф. учеб. заведений/ К.Н. Попов, М.Б. Каддо, М.: Высш. шк., - стр. 71-97. Допустимо использование интернет ресурсов.

Инструкция по выполнению заданий для обучающихся:

1. Изучить теоретический материал.

2. Составить опорный конспект в рабочей тетради (по вопросу 2-3).

3. Выполнить тесты на тему: Природные каменные материалы (ответить письменно).

Теоретический материал

1. Сырьевой базой для промышленности строительных материалов являются горные породы. Их применяют для изготовления неорганических вяжущих веществ, керамических материалов, строительного стекла, щебня, гравия, песка в дорожном строительстве и для приготовления бетонов и растворов, облицовки зданий, сооружений и многих других целей.

Горные породы для изготовления каменных материалов разрабатывают, в основном, открытым способом в карьерах.

Рыхлые породы – песок, гравий добывают одно- или многоковшовыми экскаваторами и гидромеханизированным способом. Бутовый камень и щебень получают из г. п., добываемых взрывным способом. Дробление щебня выполняют на дробильно- сортировочных установках. Штучные изделия получают из блоков-полуфабрикатов размером 4-5 м или вырезают из горных массивов камнерезными машинами. Блоки-полуфабрикаты отделяют от горного массива взрывным, механическими способами, вручную – при помощи клиньев или реактивно-струйным способом, разрезая газовой струей с температурой выше 2500 0 С, получаемой сгоранием керосина в кислороде. Затем их распиливают или раскалывают. Распиловку на плиты выполняют рамными, канатными или дисковыми пилами. Этим способом получают облицовочные плиты, подоконные доски, ступени и др. При помощи раскалывания изготавливают облицовочные плиты, бортовые камни, брусчатку.

Мягкие породы, такие как известняк-ракушечник, туф, применяемые для изготовления стеновые материалов, разрабатывают камнерезными машинами.

Штучные изделия имеют различные фактуры, которые регламентируются стандартами. Их подразделяют на абразивные и скалывания. К абразивным фактурам относя пиленую, обработанную ультразвуком, лощеную и полированную. К фактурам скалывания – «скалу», бугристую, рифленую, точечную и термообработанную.

Пиленая фактура после распиловки камня не подвергается дополнительной обработке или поверхность очищается пескоструйным, химическим(кислотой) или ультразвуковым способами.

Шлифованная фактура образуется при обработке шлифовальными инструментами. Получается равномерно-шероховатая поверхность с небольшими следами, оставшимися после пиления, или без видимых следов обработки – тонкошлифованной фактуры.

Лощеная фактура образуется после доводки шлифованной поверхности мелкозернистым доводочным инструментом. Получается гладкая матовая поверхность.

Полированная фактура образуется после обработки поверхности полировочными порошками – оксидом хрома или железа, порошком пемзы.

Термообработанная фактура получается в результате нагревания поверхности струей газа с высокой температурой. Происходит скалывание поверхности и ее оплавление.

2. Технические требования к материалам и изделиям из природного камня

По средней плотности каменные материалы подразделяют на тяжелые со средней плотностью 1800 кг/м 3 и более, и легкие, со средней плотностью менее 1800 кг/м 3 . Тяжелые применяют в дорожном строительстве, для изготовления облицовочных материалов, полов; легкие – для изготовления стеновых материалов, в качестве легких заполнителей для бетонов. По прочности при сжатии они имеют марки 0,4; 0,7; 1; 1,25; 2,5; 3,5; 5,0; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 30; 40; 50; 60; 80; 100, что соответствует пределу прочности породы при сжатии, в МПа, в сухом состоянии. По морозостойкости каменные материалы делят на марки 10; 15; 25; 35; 50; 100; 150; 200; 300; 500, по водостойкости – на группы с коэффициентом размягчения К_р не ниже 0,6; 0,75; 0,9 и 1,0. Для стеновых материалов важнейшей характеристикой является коэффициент теплопроводности. Он составляет для известняка-ракушечника и вулканического туфа

3. Основные виды природных каменных материалов

Природные каменные материалы условно подразделяют на сырьевые и готовые материалы и изделия.

К сырьевым материалам относят щебень, гравий, песок, применяемые в качестве заполнителей для бетонов и растворов; известняк, мел, гипс, доломит, магнезит, глина, мергели и др. г. п. – для изготовления строительной извести, гипсовых и магнезиальных вяжущих, портландцементов.

Готовые каменные материалы и изделия подразделяют на материалы для дорожного строительства, стен и фундаментов, облицовки зданий и сооружений.

К материалам для дорожного строительства относят булыжный, колотый и бортовые камни, щебень, гравий, песок.

Булыжный камень представляет собой зерна горной породы, с овальными поверхностями размером до 300 мм.

Колотый камень должен иметь форму, близкую к многогранной призме или усеченной пирамиде с площадью лицевой поверхности не менее 100см 2 для камней высотой до 160 мм, не менее 200 см 2 – при высоте до

200 мм и не менее 400 см 2 - при высоте до 300мм. Верхняя и нижняя плоскости камня должны быть параллельными. Его изготавливают из хорошо обрабатываемых г. п. с пределом прочности при сжатии не менее 100 МПа. Булыжный и колотый камни применяют для устройства оснований и покрытий автодорог, крепления откосов насыпей, каналов.

Камень брусчатый для дорожных покрытий имеет форму прямоугольного параллелепипида. По размерам подразделяют на высокий (БВ), длиной 250 и шириной 125 и высотой 160 мм, средний (БС) с размерами соответственно 250, 125, 130 мм и низкий (БН) с размерами 250, 100 мм. Верхняя и нижняя плоскости параллельны, боковые грани для БВ и БС сужены на 10 мм, для БН – на 5 мм. Изготавливают его из гранита, базальта, диабаза и других горных пород с пределом прочности при сжатии 200-400 МПа. Применяют для мощения площадей, улиц.

Камни бортовые из горных пород применяют для отделения проезжей части дорог от разделительных полос тротуаров, пешеходных дорожек и тротуаров, пешеходных дорожек и тротуаров от газонов и т.п. По способу изготовления подразделяют на пиленые и колотые. По форме бывают прямоугольные и криволинейные. Имеют высоту от 200 до 600, ширину от 80 до 200 и длину – от 700 до 2000 мм.

Щебень представляет собой рыхлый материал, полученный дроблением скальных г.п. с прочностью 80-120 МПа. При размере зерен от 5 до 40 мм его применяют для черного щебня и асфальтобетона при строительстве автодорог, щебень с зернами от 5 до 60 мм служит для устройства балластного слоя железнодорожного пути.

Гравий – рыхлый материал, образовавшийся при естественном разрушении г. п. Имеет скатанную форму. Для изготовления черного гравия применяют гравий с размером зерен от 5 до 40 мм, а для асфальтобетона его дробят обычно на щебень.

Песок – рыхлый материал с размерами зерен от 0,16 до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения или полученный искусственным дроблением г.п. Применяют для подстилающих слоев дорожных одежд, приготовления асфальтовых и цементных бетонов и растворов.

К каменным материалам и изделиям для фундаментов и стен относят бутовый камень, камни стеновые из г.п., крупные стеновые блоки.

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.

Камни стеновые из горных пород – материал в виде прямоугольного параллелепипида размером 390х190х188, 490х240х188 и 390х190х288 мм. Изготавливают из г.п. со средней плотностью до 2200 кг/м 3 в основном из известняков и туфов. Применяют для кладки стен, перегородок и других частей зданий и сооружений. Крупные стеновые блоки изготавливают выпиливанием из г.п. средней плотностью до 2200 кг/м 3 . Это вулканические туфы, известняк, доломиты. Применяют для кладки наружных стен. К облицовочным материалам и изделиям из природного камня относят плиты облицовочные пиленые, архитектурно-строительные изделия, плиты декоративные, мрамора, плотного известняка, доломита, песчаника .

Плиты декоративные на основе природного камня получают из природного камня и неорганических или полимерных связующих. Изготавливают с мозаичной, брекчиевидной или орнаментной поверхностью. Имеют прямоугольную форму длиной от 200 до 1500, шириной от 200 до 1200 и толщиной от 10 до 40 мм. Предназначены наружной и внутренней облицовки зданий и сооружений.

4. Защита, транспортирование и хранение природных каменных материалов

Каменные материалы в условиях службы в конструкциях и сооружениях могут подвергаться медленному разрушению. Этот процесс по аналогии с разрушением на земной поверхности называют выветриванием. Основные причины разрушения каменных материалов в сооружениях:

- растворяющее действие воды, усиливающееся растворенными в ней газами (SO₂ и СО₂ и др.);

- замерзание воды в порах и трещинах, сопровождающееся появлением в материале больших внутренних напряжений;

- резкое изменение температур, вызывающее появление на поверхности материала микротрещин.

Все мероприятия по защите каменных материалов от выветривания направлены на повышение их поверхностной плотности и на предохранение от воздействия влаги.

Стойкость материалов против выветривания можно повыситьконструктивными мерами, к числу которых относят обеспечение хорошего стока воды и придание камням плотной и гладкой поверхности, например зеркальной. Стойкость против выветривания пористых материалов существенно повышается при создании на их лицевой поверхности плотного водонепроницаемого слоя.

Облицовочные плиты перевозят в прочной таре, приспособленной для механизированной погрузки. Плиты при транспортировке устанавливают в вертикальном положении попарно лицевыми поверхностями внутрь с прокладкой бумаги и закрепляют клиньями. Камни облицовочные и ступени укладывают рядами, используя деревянные прокладки. Плиты для полов хранят уложенными на длинное ребро в один ряд по высоте.

Бутовый камень хранят навалом на открытой площадке в прямоугольных штабелях объемом до 200 м 3 и высотой 1 м. Стенки штабелей следует класть из более крупных камней в перевязку, укладывая их постелистой стороной вниз. Мелкие камни засыпают внутрь штабеля.

Тесты на тему: Природные каменные материалы

Ответить письменно

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.016)

Тема: Общее представление о добыче и обработке каменных материалов.

Литература:Строительные материалы и изделия: Учебник для студентов средних проф. учеб. заведений/ К.Н. Попов, М.Б. Каддо, М.: Высш. шк., - стр. 71-97. Допустимо использование интернет ресурсов.

Инструкция по выполнению заданий для обучающихся:

1. Изучить теоретический материал.

2. Составить опорный конспект в рабочей тетради (по вопросу 2-3).

3. Выполнить тесты на тему: Природные каменные материалы (ответить письменно).

Теоретический материал

Горные породы для изготовления каменных материалов разрабатывают, в основном, открытым способом в карьерах.

Технические требования к материалам и изделиям из природного камня

3. Основные виды природных каменных материалов

Природные каменные материалы условно подразделяют на сырьевые и готовые материалы и изделия.

К материалам для дорожного строительства относят булыжный, колотый и бортовые камни, щебень, гравий, песок.

Булыжный камень представляет собой зерна горной породы, с овальными поверхностями размером до 300 мм.

Колотый каменьдолжен иметь форму, близкую к многогранной призме или усеченной пирамиде с площадью лицевой поверхности не менее 100см 2 для камней высотой до 160 мм, не менее 200 см 2 – при высоте до

Щебеньпредставляет собой рыхлый материал, полученный дроблением скальных г.п. с прочностью 80-120 МПа. При размере зерен от 5 до 40 мм его применяют для черного щебня и асфальтобетона при строительстве автодорог, щебень с зернами от 5 до 60 мм служит для устройства балластного слоя железнодорожного пути.

4. Защита, транспортирование и хранение природных каменных материалов

- растворяющее действие воды, усиливающееся растворенными в ней газами (SO₂ и СО₂ и др.);

- замерзание воды в порах и трещинах, сопровождающееся появлением в материале больших внутренних напряжений;

- резкое изменение температур, вызывающее появление на поверхности материала микротрещин.

В качестве природных каменных материалов в строительстве используют горные породы, которые обладают необходимыми строительными свойствами.

По геологической классификации горные породы подразделяют на три типа:

1) Изверженные (первичные) горные породы образовались при остывании поднявшейся из глубин земли расплавленной магмы. Строения и свойства изверженных горных пород в значительной степени зависят от условия остывания магмы, в связи с чем эти породы подразделяют на глубинные и излившиеся.

Глубинные горные породы образовались при медленном остывании магмы в глубине земной коры при больших давлениях вышележащих слоёв земли, что способствовало формированию пород с плотной зернисто-кристаллической структурой, большой и средней плотностью, высоким пределом прочности при сжатии. Эти породы обладают малым водопоглощением и высокой морозостойкостью. К этим породам относят гранит, сиенит, диорит, габбро и др.

Излившиеся породы образовались в процессе выхода магмы на земную поверхность при сравнительно быстром и неравномерном охлаждении. Наиболее распространёнными излившимися породами являются порфир, диабаз, базальт, вулканические рыхлые породы.

2) Осадочные (вторичные) горные породы образовались из первичных (изверженных) горных пород под воздействием температурных перепадов, солнечной радиации, действия воды, атмосферных газов и др. В связи с этим осадочные горные породы подразделяют на обломочные (рыхлые), химические и органогенные.

К обломочным рыхлым горным породам относят валунный камень, гравий, щебень, песок, глину. Они состоят из обломков скальных пород и залегают в виде скоплений. В необходимых случаях валунный камень подвергают расколу и дроблению.

Химические осадочные породы: известняк, доломит, гипс.

Органогенные горные породы: известняк-ракушечник, диатомит, мел.

3) Метаморфические (видоизменённые) горные породы образовались из изверженных и осадочных горных пород под влиянием высоких температур и давлений в процессе поднятия и опускания земной коры. К ним относят глинистый сланец, мрамор, кварцит.

Классификация и основные виды природных каменных материалов

По способу получения каменные материалы подразделяют на:

рваный камень (бут) — добывают взрывным способом

грубоколотый камень — получают раскалыванием без обработки

дроблёный — получают дроблением (щебень, искусственный песок)

сортированный камень (булыжник, гравий).

Каменные материалы по форме делят на

камни неправильной формы (щебень, гравий)

штучные изделия, имеющие правильную форму (плиты, блоки).

Щебень — остроугольные куски горных пород размером от 5 до 70 мм, получаемые при механическом или природном дроблении бута (рваный камень) или естественных камней. Его используют в качестве крупного заполнителя для приготовления бетонных смесей, устройства оснований.

Гравий — окатанные куски горных пород размером от 5 до 120 мм, также используется для приготовления искусственных гравийно-щебёночных смесей.

Песок— рыхлая смесь зёрен горных пород размером от 0,14 до 5 мм. Он образуется обычно в результате выветривания горных пород, но может быть получен и искусственным путём — дроблением гравия, щебня, и кусков горных пород.

Природные каменные материалы

Что представляют собой природные каменные материалы? Все они являются строительными камнями и подразделяются на две основные группы: материалы, используемые в первоначальном природном виде — рыхлые каменные материалы (например, песок, гравий) и материалы, пригодные для строительных целей лишь после соответствующей механической обработки (распиловка, шлифовка, дробление и др.) — массивные горные породы (например, гранит, известняк, мрамор). Из камней второй группы получают пиленый стеновой, облицовочный, дорожный (бортовой, брусчатка и др.) материал, кровельную плитку.

Основные показатели изделий из строительного камня — это средняя плотность, прочность и стойкость к различным условиям. По показателям средней плотности различают легкие и тяжелые камни.

Легкие камни (плотность 1,8) имеют пористое строение, и поэтому могут быть использованы в виде штучного камня и блоков для стен зданий и щебня для легких бетонов. К ним относятся такие горные породы, как плотный известняк, доломит, травертин, гипсовый камень, пемза, вулканический туф, известняк пористый.

Тяжелые (плотность выше 1,8) камни широко применяют для сооружения фундаментов, подпорных стен, плотин, волноломов, мощения земляных откосов, дорожных работ, декоративной облицовки и др. К тяжелым камням относятся гранит, диорит, сиенит, габбро, кварцит, лабрадорит, базальт, диабаз, андезит и породы средней твердости: мрамор белый и серый, мрамор цветной и мраморовидный известняк, песчаник.

Блоки и строительные камни применяются для кладки стен (наружных и внутренних) монументальных зданий, для фундаментов и стен подвалов. Естественный облицовочный камень применяется для покрытия внешних поверхностей зданий и сооружений, оформления интерьеров, изготовления архитектурно-строительных деталей (колонны, капители, пилястры, ступени и т.д.) и скульптур. В качестве облицовочных материалов используют граниты, сиениты, диориты, габбро, кварцит, андезит, мраморы, травертин, известняки, туфы, доломиты, сланцы, песчаники.

По способу изготовления природные каменные материалы делятся на:

- пиленые (стеновые блоки, облицовочные плиты, плиты для пола)

- колотые (камни дорожные)

- молотые (каменная мука)

По степени обработки камни можно разделить на:

- Грубо обработанные получают взрывным способом:

- Бутовый камень – куски неровной формы до 50 см, из него возводят плотины, перерабатывают в щебень и используют для кладки фундаментов.

- Щебень – размером 5-7 мм, гравий – зерна тех же размеров получаемый просеиванием пород; песок – зерна от 0,16 до 5 мм.

Штучные блоки и камни для кладки стен получают распиловкой

-Блоки – имеют объем более 0,1 м3 подразделяются на 3 типа

- Д – крупные при двурядной кладки стен; Б – для многорядной кладке; П – подоконные блоки, Камни стеновые – имеют основные размеры 390х190х188, 490х240х188, 390х190х288

Плиты и камни для облицовки изготавливают распиловкой с последующей обработкой поверхности.

- Плиты для наружной облицовки и полов (из плотных пород)

- Плиты для внутренней облицовки (мраморы, известняки, ангидрит)

Материалы и изделия для дорожного строительства получают обкалыванием и обтесыванием из гранита, базальта, диабаза и др.

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

- Брусчатка и шашка

Жаростойкие и химические стойкие материалы и изделия применяют в виде камней, плит; щебня и песка (для бетонов и растворов); тонкомолотых порошков (для мастик, замазок, шпаклевок);

Жаростойкие - базальт, диабаз, ангидрит, туф. Кислотостойкие - гранит, сиенит, диорит, базальт, кварц. Щелочестойкие - известняки, доломиты, мрамор, магнезит. Области применения и меры защиты каменных материалов приведены в табл. 2.2 и 2.3.

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.

Читайте также: