Матеріали та вироби з природного каменю
Природні кам'яні матеріали поділяють насировинні іготовіматеріали та вироби.
Це підрозділ певною мірою умовний, оскільки окремі матеріали можуть бути напівфабрикатами та фабрикатами. Так, щебінь для бетонів постає як напівфабрикат. Він, застосовуваний для баластного шару залізничної колії, є готовим матеріалом.
До сировинних матеріалів відносять щебінь, гравій і пісок, що застосовуються як заповнювачі для бетонів і розчинів; вапняк, крейда, гіпс, доломіт, магнезит, глина, мергелі та інші гірські породи - для виготовлення будівельного вапна, гіпсових в'яжучих, магнезіальних в'яжучих, портландцементів.
Готові кам'яні матеріали та вироби поділяють на матеріали та вироби для дорожнього будівництва, стін та фундаментів, облицювання будівель та споруд.
До кам'яних матеріалів для дорожнього будівництва відносять камінь, колотий, брущатий і бортові камені, щебінь, гравій, пісок. Їх одержують із вивержених та міцних осадових гірських порід.
Булижний камінь являє собою зерна гірської породи з овальними поверхнями розміром до 300 мм.
Колотий камінь повинен мати форму, близьку до багатогранної призми або усіченої піраміди з площею лицьової поверхні не менше 100 см 2 для каміння висотою до 160 мм, не менше 200 см 2 - при висоті до 200 мм і не менше 400 см 2 – при висоті до 300 мм. Верхня та нижня площини каменю мають бути паралельними.
Колотий каміньвиготовляють з гірських порід, що добре обробляються, з межею міцності при стисканні не менше 100 МПа. Кам'яні камені застосовують для пристрою основ і покриттів.автомобільних доріг, кріплення укосів насипів, каналів.
Камінь брущатий для дорожніх покриттів має форму прямокутного паралелепіпеда. За розмірами поділяють на високий (БВ), довжиною 250, шириною 125 та висотою 160 мм, середній (БС) з розмірами відповідно 250, 125, 130 мм та низький (БН) з розмірами 250,100 та 100 мм. Верхня та нижня площини каменю паралельні, бічні грані для БВ та БС звужені на 10 мм, для БН – на 5 мм. Виготовляють його із граніту, базальту, діабазу та інших гірських порід з межею міцності при стисканні 200-400 МПа. Застосовують для мощення площ, вулиць.
Камінці бортові з гірських порід застосовують для відділення проїжджої частини доріг від розділових смуг тротуарів, пішохідних доріжок і тротуарів від газонів і т. п. За способом виготовлення поділяють на пиляні та колоті. За формою бувають прямокутні та криволінійні. Мають висоту від 200 до 600, ширину – від 80 до 200 та довжину – від 700 до 2000 мм. Щебінь є пухким матеріалом, отриманим дробленням скельних гірських порід з міцністю 80-120 МПа. При розмірі зерен від 5 до 40 мм його застосовують для чорного щебеню та асфальтобетону при будівництві автомобільних доріг, щебінь із зернами від 5 до 60 мм служить для влаштування баластного шару залізничної колії.
Гравій - пухкий матеріал, що утворився при природному руйнуванні гірських порід. Має скатану форму. Для виготовлення чорного гравію застосовують гравій з розміром зерен від 5 до 40 мм, а асфальтобетону його дроблять зазвичай на щебінь.
Пісок - пухкий матеріал з розмірами зерен від 0,16 до 5 мм, що утворився в результаті природного руйнування або отриманий штучним дробленням гірських порід. Застосовують його для підстилаючих шарів дорожнього одягу, приготування асфальтових.та цементних бетонів та розчинів.
До кам'яних матеріалів та виробів для фундаментів та стін відносять бутовий камінь, каміння стінове з гірських порід, великі стінові блоки.
Бутовий камінь є штучний камінь розміром 150-500 мм і масою 20-40 кг. За формою його поділяють на рваний, постелістий та плитняковий.
Рваний камінь є шматками неправильної форми з горбистій поверхнею. Постелистий має не менше однієї небугристої грані, плитняковий - дві паралельні грані. Отримують бутовий камінь із вивержених, осадових та метаморфічних гірських порід. Застосовують для влаштування бутових та бутобетонних фундаментів, підземних стін, стін неопалюваних будівель.
Камінці стінові з гірських порід - матеріал у вигляді прямокутного паралелепіпеда розміром 390x190x188, 490x240x188 та 390x190x288 мм. Виготовляють їх із гірських порід із середньою щільністю до 2200 кг/м 3 переважно з вапняків і туфів. Застосовують для кладки стін, перегородок та інших частин будівель та споруд.
Великі стінові блоки виготовляють випилюванням з гірських порід середньою щільністю до 2200 кг/м 3 . Це вулканічні туфи, вапняк, доломіт. Застосовують для кладки зовнішніх стін.
До облицювальних матеріалів та виробів з природного каменю відносять плити облицювальні пиляні, архітектурно-будівельні вироби, плити декоративні.
Плити облицювальні пиляні з природного каменю отримують розпилюванням кам'яних блоків. Вони мають довжину від 150 до 1500, ширину від 150 до 1200 та товщину від 8 до 30 мм. Застосовують їх для зовнішньої та внутрішньої обробки будівель та споруд. Для облицювання стін виготовляють плити з граніту, сієніту, діориту, лабродориту, базальту, мармуру, вапняку, пісковику, туфу та інших.гірських порід. Настилання підлог виконується плитами з граніту, лабродориту і рідше мармуру. Плити з мармуру можна склеювати.
Архітектурно-будівельні вироби з природного каменю отримують з блоків або безпосереднім випилюванням з гірських порід. Призначені для зовнішнього та внутрішнього облицювання будівель та споруд, влаштування парапетів, огорож сходів. Виготовляють їх із граніту, мармуру, щільного вапняку, доломіту, пісковику та інших гірських порід.
Цокольні пиляні та колоті блоки мають довжину від 500 до 1500, ширину - від 200 до 1200, товщину - від 40 до 60 для пиляних та від 100 до 300 мм для колотих. Фактура поверхні може бути пиляна, оброблена ультразвуком, шліфована, лощена, полірована, «скеля», точкова, термооброблена.
Накривальні пиляні та колоті плити мають довжину від 500 до 1500, ширину від 200 до 500 і товщину від 15 до 40 для пиляних і від 100 до 150 мм для колотих. Фактура така сама, як і для цокольних плит, за винятком «скелі».
Підвіконні пиляні плити мають довжину від 600 до 1500, ширину від 220 до 400 і товщину від 20 до 40 мм зі шліфованою, лощеною або полірованою фактурами.
Цільні пиляні та колоті щаблі виготовляють довжиною від 600 до 1500, шириною від 260 до 400 і товщиною від 80 до 120 у пиляних і від 120 до 200 мм у колотих. Фактура поверхні може бути пиляна, шліфована, лощена, полірована або термооброблена. У колотих сходів – точкова.
Проступи пиляні мають довжину від 600 до 1500, ширину від 300 до 400 і товщину від 20 до 40 мм. Фактура поверхні - пиляна, шліфована, полірована, термооброблена або точкова.
Парапети пиляні прямі та криволінійні виготовляють довжиною від 500 до 1500, шириною від 80 до 200 і висотоювід 500 до 1200 мм, парапети колоті - довжиною від 500 до 1500 мм, шириною від 200 до 400 мм і висотою від 500 до 1200 мм. Мають пиляну, шліфовану, поліровану, термооброблену або точкову фактуру.
Окрім перелічених випускають складнопрофільні архітектурні вироби: колони, балясини, деталі обрамлення порталів, деталі карнизу, міжповерхові пояси, камені картонні.
Плити декоративні на основі природного каменю отримують з природного каменю та неорганічних або полімерних сполучних. Виготовляють із мозаїчною, брекчієподібною або орнаментною поверхнею. Мають прямокутну форму завдовжки від 200 до 1500, завширшки від 200 до 1200 і завтовшки від 10 до 40 мм. Призначені для зовнішнього та внутрішнього облицювання будівель та споруд.
Властивості природних кам'яних матеріалів визначаються, насамперед, властивостями тієї гірської породи, з якої їх одержують. Якість гірської породи залежить від походження (генези), мінералогічного складу, будови (структури), додавання (текстури) та ступеня вивітрювання. Велика різноманітність структур і текстур гірських порід викликає таку ж різноманітність — Будівельно-технічних властивостей кам'яних матеріалів. Вивчення цих властивостей має важливе значення при оцінці гірської породи як сировини для отримання кам'яних матеріалів, а також для визначення якості самих кам'яних матеріалів та ступеня їх придатності для будівництва.
Якість гірських порід та кам'яних матеріалів з них, що застосовуються в дорожньому та мостовому будівництві, визначається шляхом вивчення :
фізичних властивостей гірської породи, до яких відносяться щільність, об'ємна насипна маса, пористість, вологість, водонасиченість, морозостійкість, цементуюча здатність, теплопровідність, звукопровідність тощо;
механічнихвластивостей — міцності при стисканні, розриві, дробленні, ударному навантаженні (в'язкість), опору стирання, зносу та ін;
відповідності форми,розмірів та якості обробки кам'яних матеріалів (щебеню, шашки, бруківки, бортового та бутового каменю) заданим стандартами або інструкціями.
19. Керамічні матеріали. Концепція кераміки. Класифікація керамічних виробів за структурою, однорідністю черепка.
Керамічні матеріали - штучні кам'яні матеріали, що одержуються з природних глин або глиняних сумішей з мінеральними добавками шляхом надання форми, сушіння та випалу.
Кераміка (др.-грец.κέραμος - глина) - вироби з неорганічних, неметалічних матеріалів (наприклад, глини) та їх сумішей з мінеральними добавками, що виготовляються під впливом високої температури з подальшим охолодженням.
Керамічні вироби мають різні властивості, які визначаються складом вихідної сировини, способами її переробки, а також умовами випалу-газовим середовищем, температурою і тривалістю. Матеріал (тобто тіло), з якого складаються керамічні вироби, в технології кераміки називаютькерамічним черепком.
Будівельні керамічні вироби класифікують за структурою керамічного черепка та за їх конструктивним призначенням в окремих елементах будівель та споруд.
За структурою черепка розрізняють вироби з пористим і зі спеклимся черепком, а також вироби грубої та тонкої кераміки.
Пористими у технології кераміки умовно вважають вироби, у яких водопоглинання черепка перевищує 5%, зазвичай такий черепок пропускає воду.
Спеклим вважають черепок з водопоглинанням нижче 5%; як правило, він водонепроникний.
У виробів грубої кераміки черепок має у зламі.зерниста будова (макронеоднорідний). Більшість будівельних керамічних виробів - будівельна цегла, черепиця, каналізаційні труби та ін - є виробами грубої кераміки.
У виробів тонкої кераміки злам черепка має макрооднорідну будову.
Він може бути пористим, як, наприклад, у фаянсових облицювальних глазурованих плиток, і спеклимся (плитки для підлог, кислотостійка цегла, фарфорові вироби). Вироби зі спеклимся черепком з водопоглинанням нижче 1 % називають кам'яними керамічними. Якщо при цьому черепок має ще й просвічуваність, то його називають фарфором.