Какие свойства имеет природный камень
Тема статьи: Описание характеристик натурального камня
Продолжая цикл статей о натуральном камне, заострим внимание на тех свойствах и физико-механических характеристиках, которыми обладает камень. Так как нас, в большей степени, интересует натуральный камень как отделочный материал в области строительства, остановимся на тех качествах, которые важны именно в этой сфере.
1.Прочность – один из важнейших показателей: чем выше прочность, тем дольше срок эксплуатации.
Условно делят на три группы:
— Прочные – габбро, граниты, кварциты
— Средней прочности – мраморы, известняки, травертины
— Мягкие – туфы, рыхлые известняки
2.Пористость – наличие в породе воздушных пор, их количество, размер и расположение.
Является одним из ключевых показателей, так как напрямую влияет на некоторые другие характеристики. От пористости зависят плотность (и, соответственно, вес камня), водопоглощение, соле- и кислотостойкость, прочность, теплопроводность, обрабатываемость, декоративность.
Пористость бывает:
— Низкая Р <5% — габбро, кварцит, мрамор
— Средня 5% < Р < 20% — граниты
— Высокая 20% < Р <40% — базальты, известняки
— Очень высокая Р > 40% — травертины
А так же: Равномерная и Неравномерная
3.Плотность – масса тела в единицах его объема.
От плотности зависит вес камня — чем выше плотности, тем тяжелее камень и изделия из него.
Делят на:
— Легкие – плотность до 2200 кг/ м³ – рыхлые известняки,ракушечник
— Тяжелые – плотность более 2200 кг/ м³ — гранит, песчаник, мрамор, габбро, базальт
4.Водопоглощение — способность впитывать и удерживать в порах и капиллярах воду. Измеряется в процентах.
Выделяют:
— Малое водопоглощение – менее 1,5%
— Среднее — 1,5% ÷3%
— Большое — 3% ÷ 8%
— Очень большое водопоглощение – больше 8%.
Как было сказано выше, водопоглощение зависит от пористости камня, а, в свою очередь, от этой характеристики зависят соле- и кислотостойкость, морозостойкость.
Чем выше водопоглощение, тем больше влаги впитывает порода, тем выше шанс соленых и кислотных воздействий, соответственно соле- и кислотостойкойсть снижается.
5.Солестойкость – возможность камня противостоять физическому воздействию кристаллов соли.
При попадании в поры камня воды, вместе с ней могут проникать и различные соли; после испарения воды они оседают в виде концентрированных растворов и постепенно кристаллизуются, что приводит к разрушению камня.
При высокой пористости, кристаллы соли распределяются более менее равномерно, разрушение происходит медленнее и считается, что солестойкость высокая.
При низкой или неравномерной пористости солестойкость снижается, а в сочетании с высоким водопоглащением может разрушить камень.
6.Кислотостойкость/ кислотоупорность (эта характеристика по своей сути схожа с солестойкостью) – возможность камня противостоять воздействию кислот.
Важно учитывать кислотостойкость при выборе камня на фасад здания или для изготовления таких изделий интерьера, как подоконники и столешницы.
В городах для уборки улиц часто используют химикаты, автомобили выпускают множество выхлопных газов, которые при взаимодействии с водой образуют кислоты.
Для уборки внутренних помещений так же используют химические растворы, которые могут оседать на поверхность камня.
При приготовлении пиши (критично для столешниц), непосредственно или в виде химических соединений, используется уксусная или лимонная кислоты. В этих случаях попадание кислот на поверхность камня с низкой кислотостойкостью (мрамор, травертины, известняки, доломиты) способно привести не только к быстрому разрушению верхнего слоя, но и всего массива породы.
Хорошей кислотостойкостью обладают диабазы, базальты, граниты, кварцит.
7.Морозостойкость (напрямую зависит от водопоглощения) — умение материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения и без значительного понижения прочности.
При замерзании вода расширяется и создает дополнительное внутреннее давление, что может привести к растрескиванию породы. Впоследствии, в образовавшиеся трещины затекает все больше воды и при следующем замерзании трещины увеличиваются в размерах и как бы разрывают камень изнутри.
Если оставить этот процесс без вмешательства, то со временем произойдет естественный откол. Соответственно, чем ниже водопоглощение, тем выше морозостойкость и дольше срок эксплуатации.
Существует такое понятие как марка по морозостойкости — в случае натуральных камней имеет обозначения F10, F15, F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300, где F – морозостойкость, а цифры – количество циклов замораживания и оттаивания, которое выдерживает материал при допустимом снижении прочности.
8.Истираемость – свойство материала снашиваться в результате трения.
Разделяют натуральную истираемость и механическую, т.е. лабораторную (является составной частью износостойкости).
Принятая мера измерения натуральной истираемости – количество истираемых мм при интенсивности человекопотока 1 млн. чел./год.
Кварциты и породы группы гранита — менее 0,12 мм
Базальты, микрокристаллический мрамор — 0,12–0,35 мм
Рыхлые базальты, мрамор, песчаники, доломиты — 0,35–0,6 мм
Мраморизованные известняки, травертины, известняки, туфы — 0,6–1,5 мм
Рыхлые известняки — 1,5–2,5 мм
9.Износостойкость – совокупность показаний лабораторных испытаний на истираемость и ударопрочность.
Истираемость испытывают специальными кругами и определяют как потерю массы породы в граммах на участке в 1с м² (ед. изм. г/с м²).
Для измерения ударопрочности применяют крутящиеся барабаны с металлическими шариками и вычисляют относительную потерю массы образца в процентах от исходной.
10.Гигроскопичность – склонность материала вбирать/поглощать водяные пары из воздуха (а не при непосредственном контакте с водой).
Для расчета этого показателя необходимо определить отношение впитанной влаги (при относительной влажности воздуха 100% и температуре воздуха +20º С) к массе сухого материала. Измеряется в процентах. Из камней, подходящих для строительства и отделки, наиболее гигроскопичны известняки и травертины (до 30%), далее в порядке уменьшения гигроскопичности — песчаник (до 20%), мрамор, оникс, сланец, гранит, габбро, кварцит (0,15%).
11.Теплопроводность – способность камня передавать тепло от более нагретых/теплых элементов менее нагретым/теплым.
Напрямую зависит от пористости камня и его плотности. Любая теплопроводность может быть и плюсом камня и минусом, все зависит от дизайнерской задумки — так прохладный пол и стены на летней террасе, выполненные из камня с низкой теплопроводностью (мрамор, песчаник) могут приятно скрасить жаркие дни. А камин, сложенный из камня с высокой теплопроводностью (гранит, кварц), сэкономит ресурсы.
12.Огнестойкость/Огнеупорность – умение камня сопротивляться высоким температурам без деформации и значительной потери прочности, а так же ограничивать распространение огня.
Важный показатель для облицовки каминов, бань, печей. Температура длительного бытового пожара может достигать 1000 °С, а в случае горения складских помещений с горючими материалами – 1400-1600 °С.
В камине максимальный показатель температуры пламени – голубое горение газов — достигает 850 °С, в топочной 450-600 °С, углей – 350-400 °С
Натуральные камни способны выдержать максимальную температуру в:
— Травертин 600 ÷ 700 °С
— Гранит 700 ÷ 800°С
— Известняк 800 ÷ 900°С
— Мрамор 900 ÷ 1000 °С
— Оникс 1100 ÷ 1200 °С
— Кварцит до 2000 °С
13.Декоративность – относительная оценка фактуры камня, эстетическая его привлекательность.
Сюда относят цвет и рисунок камня, просвечиваемость, а так же наличие/отсутствие дополнительных оптических эффектов.
Условно делят на 4 класса:
— Высокодекоративные (32 балла и более)
— Декоративные (23-32 балла)
— Малодекоратинвные (15-23 балла)
— Недекоративные (15 баллов и менее)
14.Звукопроводность/ звукопоглощение – свойства породы, связанные с взаимодействием со звуком (звуковыми волнами).
Камень может отражать звук, поглощать или проводить. Параметр зависит от способа обработки (характера поверхности) и пористости камня. Так, гладкая полированная поверхность, закрывающая поры, отражает значительное количество звуковых волн, как бы «возвращая» их в помещение.
В открытую же пористость звуковой поток проникает, и либо поглощается, либо проводится через материал. Погасится или проведется звук зависит от структуры и текстуры камня. (см. Натуральный камень в геологическом аспекте.)
15.Обрабатываемость, полируемость – податливость породы механическому, термическому, электрическому и другому воздействию для придания ей необходимой формы, размеров и фактуры.
Выделяют 4 группы:
— Труднообрабатываемые (граниты, габбро, кварциты);
— Средней трудности обработки (базальты, доломиты);
— Сравнительно легкой степени обработки (мраморы, мраморизованные известняки);
— Легкообрабатываемые (туфы, рыхлые известняки).
Полируемость — частность обрабатываемости — придание гладкой и блестящей поверхности.
У каждого камня существует свой показатель предельного блеска, при достижении которого качество полировки не становится лучше. Эталоном принято считать предельный блеск стекла, который составляет 200 единиц.
Полируемость может быть:
А. Отличная – 170÷200 ед. – полнокристаллические мраморы, мелкозернистые граниты, кварциты.
Б. Хорошая – 140÷170 ед. – граниты, мраморизованные известняки.
В Средняя – 70÷140 ед. – базальты, известняки, доломиты.
Г Плохая – менее 70 ед. – туфы, рыхлые известняки. (более подробно все способы обработки поверхности натурального камня мы рассмотрим чуть позже)
16.Блочность – возможный теоретический выход товарных блоков из горной массы.
Относительное мерило потенциальных возможностей с точки зрения добычи породы (максимальный размер целостного камня).
17.Твердость по шкале Мóоса – примерная оценка твердости породы по системе сравнения тверже-мягче методом царапания.
Испытываемый материал сравнивают с 10 эталонами минералогической шкалы твердости Мóоса (за эталоны приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твердости) и образец либо царапает эталон и тогда его твердость выше, либо царапается и его твердость ниже твердости эталона< br /> Часто натуральным камням «приписывают» такую характеристику как радиоактивность. «Приписывают» — потому что из всех разновидностей натуральных пород, в силу своего происхождения, радиоактивным фоном могут обладать лишь граниты, диабазы и базальты (наиболее распространенные в строительстве породы вулканического глубинного происхождения). В отношении других камней (осадочного или метаморфического происхождения) о радиоактивности говорить не совсем корректно.
18.Радиоактивность – активное излучение, наблюдающееся при распаде атомных ядер некоторых химических элементов.
Может иметь природный характер (естественная радиоактивность почвы, воды, космические излучения, солнечная радиация) или искусственный (техногенный). Измеряется в Рентгенах (Р, R) или Зивертах (Зв, Sv).
Допустимая норма радиации (ионизирующего излучения) составляет 10-30 микроРентген в час (мкР/ч) или 0,1-0,3 микроЗиверт в час (мк3в/ч).
Согласно НРБ –99/2009 Санитарные правила и нормативы СанПиН 2.6.1.2523-09, натуральный камень, как строительный материал, может быть 5 классов радиационной опасности. За меру радиоактивной опасности принята активность распада в единице вещества. Измеряется в Беккерелях (Бк) (соответствует 1 распаду в секунду) на единицу веса (кг) или объема (Куб.м).
I класс: менее 370 Бк/кг, естественное излучение. Может использоваться во всех видах строительных работ, включая и внутреннюю отделку жилых помещений.
II класс: 370 Бк/кг — 740 Бк/кг природное излучение породы. Применяют в дорожном строительстве в населенных пунктах и при строительстве производственных зданий.
III класс: 740 Бк/кг — 1500 Бк/кг. Рекомендован к использованию в дорожном строительстве в качестве щебня, за пределами населенных пунктов.
IV класс: 1500 Бк/кг до 4000 Бк/кг. Применение рассматривается в каждом конкретном случае на основании исследований.
V класс: более 4000 бк/кг не применяется в строительстве.
Вот такой у нас получился список характеристик и способностей натурального камня, которые необходимо учитывать при выборе природного камня для строительства, внешней и внутренней отделки зданий, а так же при благоустройстве городских улиц и частных территорий.
Следует обратить внимание, что одна и та же характеристика у одной горной породы, но добытой в разных карьерах может сильно отличаться. Поэтому при выборе материала необходимо руководствоваться не только декоративностью, но и конкретными цифрами (не стесняйтесь спросить у продавца сертификаты).
Следующей темой нашего цикла станут способы добычи натуральных камней, а так же размеры и фракции, пригодные для строительства.
Предыдущие материалы по натуральному камню:
1. Человек и камень
2. Натуральный камень в геологическом аспекте
3. Где добывают натуральный камень
← назад к списку статей и обзоров
21.08.2017, 11014 просмотров.
В числе основных характеристик натурального природного камня – прочность, долговечность и, чаще всего, внешняя привлекательность вкупе с экологической безопасностью. К указанным выше свойствам можно отнести инертность – входящие в состав камней компоненты не вступают в реакции с активными веществами, при контакте не оказывают влияния на другие материалы и не подвержены воздействию с их стороны. Используемый в качестве строительного материала, природный камень с успехом демонстрирует все свои преимущества как в необработанном виде, так и в резаном, дробленом, отшлифованном и даже окрашенном.
Наиболее часто в строительстве используют гранит, известняк, мрамор, базальт, песчаник, сланец, туф, ракушечник и другие. Эти горные породы имеют разное происхождение: магматическое, метаморфическое или осадочное, что в значительной мере определяет их свойства, внешний вид и фактуру.
Необходимо отметить, что некоторые породы обладают повышенным радиационным фоном. Например, граниты, относящиеся к кислым магматическим породам, в составе которых имеются комбинации редкоземельных элементов с изотопами — церий, лантан и др. Повышенное содержание кварца может вызывать радиоактивность горной породы. Именно поэтому гранит в виде щебня, бута или отсева редко используется для внутренней отделки жилых помещений, а идет, в основном, на производство бетона и ЖБИ, обустройство фундаментов и формирование дорожного полотна.
Большому содержанию кварца (20-35%) гранит обязан и своей чрезвычайной прочностью. Гранитный щебень устойчив к механическому и химическому воздействию, обладает высокой влаго- и морозостойкостью, с легкостью переносит перепады температур. Гранитная крошка или отсев – превосходный материал для посыпки дорожек и дизайнерского оформления ландшафта. Гранитная пиленая брусчатка не только прочна и долговечна, но и выглядит эстетично, благодаря зернистой структуре и красивым оттенкам камня.
Мрамор красив, легок в обработке, прекрасно полируется и совершенно безопасен в экологическом плане. Его цветовая палитра достаточно разнообразна. Его применение может быть ограничено во влажном климате из-за пористости и повышенной влаговпитываемости материала, но в остальном он очень удобен для строительных работ и архитектурного дизайна.
Еще большим водопоглощением отличается известняк – камень средней прочности и невысокой морозостойкости. Многочисленные примеси в виде глин, доломитов, песка, кремнезема и прочих одаривают известняк широкой оттеночной палитрой. Материал оптимален для внешних и внутренних отделочных работ.
Песчаник бывает как средней, так и очень высокой прочности, в связи с чем его применение довольно разнообразно – от внешней и внутренней отделки до облицовки цоколей, лестниц, полов, мощения дорог и многого другого.
Пластинчатая структура природного сланца обеспечивает ему легкое расслоение вдоль пластин и повышенную плоскостную прочность. Именно поэтому материал, который также называют природным шифером, используют для кровельных работ, а также для облицовки каминов и интерьера. Экологически безопасный и эстетически привлекательный сланец обладает отличной водостойкостью, в связи с чем активно применяется для отделки бань и бассейнов.
Несмотря на то, что рынок современных строительных материалов пополняется высокотехнологичными новинками на базе полимеров, спрос на натуральные камни не утрачивает актуальности.
Натуральный дробленый камень в виде гранитного, гравийного и известнякового щебня, разные фракции бутового камня, песок и другие инертные стройматериалы вы сможете заказать на нашем сайте.
Природный камень издавна считается символом богатства, стабильности и долговечности.С годами камень не только приобретает ценность, но, зачастую, изменяет форму и цвет, подражая загадочному хамелеону. В природе насчитывается более 8000 разновидностей природного камня.
По своему происхождению камни делятся на три вида: магматические, или вулканические породы: граниты, сиениты, габбро, вулканические туфы, тешениты — образованы застывшей магмой. Осадочные породы: песчаники, доломиты, известняки, гипсовые камни — рождаются путем образования осадка из органических и неорганических веществ на поверхности земли или на дне водоемов. Метаморфический вид, объединяющий мрамор, сланцы, кварциты и гнейсы, появляется под влиянием высоких температур и давления.
В данной статье большее внимание уделено осадочным и метаморфическим породам, а именно следующим природным материалам как кварцит, сланец, доломит, известняк и ракушечник.
Природные камни различаются не только своей декоративностью, но и по прочности, плотности, пористости, водопоглощению и показателем истираемости. От прочности зависит износостойкость материала. Природные камни «высокой прочности» начинают разрушаться не ранее чем через 500 лет (кварцит, сланец), а «средней прочности» поддаются разрушению через 50-75 лет. (доломиты, известняки). Такие материалы как ракушечник, травертин поддаются разрушению через 30 – 50 лет. Но за счет специальных гидрофобизирующих средств, которые способны существенно повысить стойкость материала к негативным внешним воздействиям решается главная проблема невысокой механической прочности таких природных материалов. После специальной обработки камень может использоваться даже в местах с жесткими погодными условиями.
Плотность — это масса единичного объема вещества. От этого показателя зависит вес конструкции: чем выше плотность камня, тем конструкция будет тяжелее. По плотности камни делятся на легкие (плотность до 2200 кг/м3): доломиты, известняки, травертин и ракушечник, и
тяжелые (плотность более 2200 кг/м3): кварциты, сланцы. Плотность зависит от пористости породы и минералов, входящих в ее состав.От пористости зависит водопоглощение и, соответственно, соле- и кислотостойкость. А это основные показатели, влияющие на долговечность материала.
Кроме того, общая пористость определяет прочность, теплопроводность, полируемость, обрабатываемость, декоративность камня и другие качественные характеристики. С повышением общей пористости снижается прочность и объем камня, ухудшается его полируемость, но уменьшается вес изделия и улучшается его способность к обработке.
По величине общей пористости (Р) природные камни можно разделить на камни с
низкой (Р < 5%), средней (5% > Р > 20%), высокой (20% < Р < 40%) пористостью.Другим важным свойством горных пород, связанным с пористостью, является показатель водопоглощения. От него и от минерального состава материала зависит кислото- и солестойкость камня, а также его морозостойкость. При высоком водопоглощении и низкой пористости под этим давлением в материале образуются трещины. При высокой пористости камня кристаллизационное давление распределяется равномерно и новые трещины не образуются (яркий пример — известняк). Показатель истираемости относится к природному камню, который используют для дорожек, лестниц, полов и площадок. Горные породы и материалы по степени истираемости (при интенсивности человекопотока 1 млн. чел. в год (мм.))условно можно разделить на след. группы: 1. Кварциты и породы группы гранита — менее 0,12 2. Рыхлые базальты, мрамор, песчаники, доломиты, доломитизированные известняки — 0,35 — 0,5 3. Мраморизованные известняки, травертины, известняки, туфы — 0,6 — 1,5 4. Рыхлые известняки — 1,5 — 2,5Исходя из вышеперечисленных свойств можно составить сравнительную таблицу свойств природного камня.
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СВОЙСТВ ПРИРОДНОГО КАМНЯ
| Свойства | Доломит | Известняк | Сланец | Кварцит | Травертин | Ракушечник |
| Декоративность | Поверхность камня ровная, цвет как правило однотонный (красный, зеленый, серый, белый, розовый) | Камень ровный, гладкий, с неповторимым рельефным рисунком.Цветовая гамма разнообразна: желтый, зеленый, черный, оранжево-коричневый | Камень ровный, с вкраплениями слюды, ярко переливается на солнце.Цветовая гамма: серо- зеленый с серебристыми вкраплениями, рыжий с золотистыми вкраплениями слюды | Камень гладкий и ровный, с уникальными рисунками, переливами мягких цветов: розовый, желтый, бежевый, темно-бежевый. Идеальный для обработки и интерьера | Камень гладкий и ровный, с вкраплениями ракушек, придающими удивительный узор камню. Цвета: розовый, бежевый. Идеальный для обработки и интерьера | |
| Прочность | Средняя прочность | Высокая прочность | Средняя прочность | |||
Плотность (кг/м3) | 1100-2300 | 2200 — 2400 | 2600 — 2700 | 1100 — 2300 | ||
| Пористость (%) | 5% > Р > 20% | 5% > Р > 20% | Р < 5% | 20% < Р < 40% | ||
| Водопоглощение | 2,7 % | 0,01 – 3 % | ,59 % | 2,7 — 4,93% | ||
Истираемость (1 млн. чел. в год (мм.) | 0,35 — 0,6 | 0,6 – 1,5 | 0,12 — 0,35 | менее 0,12 | 0,6 – 1,5 | 1,5 — 2,5 |