Вся електронна бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Книги з будівництва та ремонту

Будівельні матеріали


Побут. Господарство. Будівництво. Техніка

 

3. ВИДИ ПРИРОДНИХ КАМ'ЯНИХ МАТЕРІАЛІВ ТА ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ В БУДІВНИЦТВІ

 

 

Відносно широкі розвідки кам'яних будівельних матеріалів і випробування їх почалися в Росії з 70-х років XIX ст. у зв'язку з розвитком будівництва залізниць і мостів. Обширні дослідження властивості природних кам'яних матеріалів проводили в кінці минулого століття вчені випробувальної станції під керівництвом проф. Н. А. Белелюбського при Петербурзькому інституті інженерів шляхів сполучення, а потім в лабораторії, організованою проф. Н. К. Лахтиным, що належить нині Московському архітектурного інституту. Слід, однак, зазначити, що масштаби вивчення мінеральних ресурсів країни в дореволюційній Росії були дуже обмежені, а добувна промисловість була розвинена спочатку слабо. У зв'язку з цим навіть граніти і мармури, якими дуже багата наша Батьківщина, ввозилися з-за кордону.

Величезний поштовх материаловедческому вивчення природних кам'яних матеріалів і становленню його як наукової дисципліни дала Велика Жовтнева революція. На основі праць академіків Д. С. Белянкина, В. А. Обручева, А. Е. Ферсмана, Ю. Ф. Левінсона-Лессінга та інших вчених виявлено і добре досліджені багатющі запаси природних кам'яних матеріалів у багатьох районах країни для задоволення потреб гігантського будівництва.

Гірські породи і мінерали, що використовуються людиною для своїх потреб, називають корисними копалинами. Невикористані шари та прошарки між корисними копалинами називають пустою породою. Гірські породи, застосовуються у вигляді природних будівельних матеріалів і в якості сировини для виробництва інших матеріалів, відносяться до нерудних (неметалевою) копалиною.

Природні кам'яні матеріали в будівництві використовують зазвичай після механічної обробки (розколювання і обтісування, розпилювання, шліфування і поліровки, дроблення і розсіву)-. Всі кам'яні матеріали, використовувані в будівництві, можна розділити на дві основні групи-матеріали, застосовувані у своєму первісному вигляді, та матеріали, придатні для будівельних цілей лише після відповідної обробки.

У деяких випадках один і той же матеріал може застосовуватися в первісному вигляді або після проходження одного або декількох стадій обробки. Так, пісок можна вживати безпосередньо з кар'єру або після попередньої промивки, природний гравій або в первісному вигляді або після подрібнення та сортування для отримання зерен певних фракцій.

Розглянемо основні кам'яні матеріали, застосовувані без обробки.

Бутовий камінь - це великі шматки неправильної форми, розміром 150-500 мм, вагою 20-40 кг, одержувані розробкою вапняків, доломітів і пісковиків (рідше граніту та інших вивержених порід). Камінь, одержуваний при вибухових роботах, носить загальну назву рваного каменю. Бутовий камінь повинен бути однорідним, без слідів вивітрювання, розшарування і тріщин, не містити пухких і глинистих включень. Межа міцності при стисненні каменю з осадових порід не менше 100 кГ/см2, коефіцієнт розм'якшення не нижче 0,75, морозостійкість не нижче. 15 циклів. Бутовий камінь широко застосовується для бутової та бутобетонної кладки фундаментів, підземних стін та стін неопалювальних будівель, підпірних стін, ледорезов, відстійників і резервуарів.

 


Для кладки кращим вважається бутовий камінь у вигляді плит неправильної форми, так званий плитняк або постелистный бут. Його отримують выколкой з осадових і метаморфічних порід,- що мають шарувату або сланцеватое будова. Кладку ведуть рядами, що підвищує її міцність, зменшує витрату в'яжучого матеріалу і підвищує продуктивність праці. Кладка з рваного бутового каменю більш трудомістка і на неї витрачається більше розчину для заповнення порожнеч між каменями неправильної форми.

Дрібні шматки бутового каменю зазвичай переробляють на щебінь, використовуваний в якості заповнювача в бетоні, для щебеневої підготовки під бетонні фундаменти санітарно-технічних спорудах і в як фільтруючого матеріалу.

Валунный камінь, великі уламки (більше 300 мм) гірських порід льодовикового походження, що характеризуються окатаної, часто сильно вивітрилася поверхнею. Досить різноманітний за петрографічним складом. Використовується для отримання булижника каменю і щебеню.

Бруковий камінь - невеликі валуни (до 300 мм) або розколоті валуни великих розмірів. Застосовується для покриття мостових, дворів і укосів, для кам'яної начерки при будівництві гребель. Великий бруковий камінь можна застосовувати як бут, дрібний камінь переробляється на щебінь. Валунный бруковий камінь може бути використаний для виготовлення (методом околки) спеціальних шашок для мощення доріг і підстав під дорожні покриття.

Гравій - пухке скупчення уламків гірських порід, різне обкатаних. Величина окремих зерен 5-70 мм В залежності від лінійного розміру часток гравій поділяють на фракції 5-10, 10 - 20, 20-40 і 40-70 мм Видобувають гравій відкритим способом екскаваторами різних типів, при видобутку з дна річок, морів і озер застосовують всмоктувальні механізми, які забирають гравій разом з водою і транспортують по трубах до місць відвалів, де відбувається його природне зневоднення. Гравій застосовується в будівництві в якості крупного заповнювача в цементних і асфальтових бетонах, а також як фільтруючий матеріал у водопровідних спорудах.

Пісок - пухка гірська порода, що складається із зерен мінералів і порід розміром 0,14-5 мм залежно від мінералогічного складу розрізняють кварцові піски, польовошпатних і карбонатні. Способи видобутку піску аналогічні способам видобутку гравію.

Піски як будівельний матеріал отримують велике застосування у зв'язку з колосальним розвитком цементній промисловості: більшість цементних розчинів і бетонів містять пісок, іноді в досить великій кількості. Від якості застосовуваних пісків залежить міцність багатьох будівельних матеріалів, одержуваних на основі цементу і піску у якості заповнювача. Для отримання деяких будівельних виробів необхідно застосування збагачених пісків, тобто промитих і відсортованих як за величиною зерен, так і за мінералогічним складом, або пройшли додаткове подрібнення (тонкомолотых). Кварцові піски є основним сировиною для скляної промисловості.

Найбільш часто у будівництві застосовують кам'яні матеріали другої групи, тобто пройшли спеціальну обробку в заводських умовах.

Тесані плити і пиляні (13) виготовляють з блоків, відділених від масиву порід.

Процес виготовлення тесаних плит складається з развалка монолітів, грубої околки і получистой і чистої тески.. Моноліт на болванки розбирають вибуховим способом, підриваючи в пробурених шпурах невеликі заряди пороху, щоб не з'явилися при вибуху тонкі побічні тріщини, понижуючі міцність каменю. Часто развалку моноліту ведуть клинами (14). Болванки піддають грубої отеске долотами. Для чистої тески лицьових поверхонь застосовують бучар-ду з дрібною насічкою. Механічна теска із застосуванням пневматичних інструментів різко підвищує продуктивність праці.

Виготовлення пиляних плит значно простіше і складається з розпилювання блоків з природного каменю та обробки лицьової сторони для плити отримання певної фактури.

Згідно ГОСТ 9479-60 блоки з природного каменю поділяються на чотири групи: I - з гранітів; II--з мармурів; III - з вапняків і IV - з вулканічних туфів. Технічні показники цих блоків приведені в табл. 5.

Основним призначенням тесаних і пиляних плит є облицювання будівель, тому для отримання цих виробів використовують однорідні по будовою гірські породи, що володіють достатньою міцністю, стійкістю до вивітрюванню і хорошою оброблюваністю, без тріщин, глинистих та інших домішок. Плити для зовнішнього облицювання будівель і споруд виробляються з породи з межею міцності при стисненні не менше 1000 кГ/с.и2 - граніту, сиенита, діориту, габро, лабрадориту, кварциту. Для внутрішнього облицювання застосовують мармури, деякі кристалічні сланці, м'які гіпси і ангидриты з межею міцності не менше 200 кГ/см2.

Вартість пиляних плит нижче вартості тесаних: їх можна отримати меншої товщини -25 мм для внутрішньої і 50 мм для зовнішнього облицювання будівель; товщина тесаних плит відповідно 100 і 200 мм. Правильність площин пиляних плит спрощує подальшу їх обробку: плити легше піддаються шліфовці, поліровці, а також обробці для надання зовнішньої їх стороні необхідної фактури. Наиблее ефективний спосіб обробки поверхні кам'яних плит різанням многорезцовыми фрезами, що дає можливість отримувати гладкі плоскі поверхні і виконувати окантовку плит.

Плити для зовнішнього облицювання випускають шириною 600 мм з твердих порід і 400 мм з порід середньої твердості, для внутрішньої облицювання-300 мм. Довжина плит не нормується, що дає можливість повніше використовувати природний камінь.

Пиляні плити володіють більшою стійкістю, ніж тесані, так як при теске ударами выкалываются і дробляться зерна мінералів, внаслідок чого в камені з'являються мікротріщини.

Плити для облицювання цоколів будівель виготовляють, найбільш стійких і міцних порід.

При перевезенні облицювальні плити пиляні і тесані встановлюються на ребро з прокладками; поліровані складають лицьовими поверхнями, обов'язково прокладаючи між ними папір, тару вагою брутто не більше 150 кг або перевозять в контейнерах.

Покрівельні плитки, звані природним шифером, отримують розколюванням і обрізанням глинистого (покрівельного) сланцю. Плитки випускаються розміром від 250X150 до 600x350 мм при товщині 4 - 8 мм. Міцність їх при вигині повинна бути не нижче 150 кГ/см2, вони повинні витримувати не менше 25 циклів поперемінного заморожування і відтавання. Природний шифер є самим довговічним покрівельним матеріалом, термін служби якого обчислюється сотнями років.

Бортівка камені виготовляються обколкой і обтеской кам'яних порід. Випускаються камені трьох основних видів: прямий, лекальну і для оформлення з'їздів (15). Довжина каменів 70-200 см, по висоті вони мають два розміру - низькі 30 і високі 40 см при ширині верхньої частини 10, 15 і 20 див. Верхня частина бортового каменю, що виступає над дорожнім покриттям, обтесывается чисто, а нижня частина грубо. Ці бортові камені в даний часом застосовуються менше, так як вартість їх значно вище вартості бетонних бортових каменів. Однак останні поступаються тесаним камінням як за довговічності, так і за зовнішнім виглядом.

Бруківка - колоті і тесані бруски каменю, за формою наближаються до параллелепипеду, з зовнішньою стороною у формі прямокутника. По висоті бруківка ділиться на низьку - висота 10 см, середній - 11-13 см і високу - 14-16 см; ширина всіх сортів 12-15 см і довжина 15-25 див. Верхня і нижня площини бруківки, тобто «особа» і «ліжко», паралельні, а бічні межі звужуються донизу, так що довжина і ширина граней ліжку менше, ніж межі особи, на 5 мм у низькій бруківки і на 10 мм у середній і високій бруківки. Бруківку виготовляють з однорідних морозостійких кам'яних порід, мають міцність на стиск не нижче 1000 кГ/см2 і володіють хорошою оброблюваністю.

Щебінь являє собою суміш кутастих уламків каменю різної конфігурації розміром від 5 до 150 мм. Виготовляється щебінь з гірських порід різного якості, що визначає його марку. Якість щебеню встановлюється показником межі міцності при стисненні вихідної гірської породи в насиченому водою стані, а також показниками її стирання та опору удару. По межі міцності при стисненні щебінь підрозділяють на марки: з вивержених гірських порід -1200, 1000 і 800; з метаморфічних гірських порід-1200, 1000, 800 і 600; з осадових гірських порід-1200, 1000, 800, 600, 400, 300, 200. Щебінь повинен складатися з однорідних за якістю уламків породи, що наближаються за формою до кубу або тетраэдру, з вмістом витягнутих і плоских щебінок (лещадок) не більше 25%.

Отримують щебінь дробленням каменю в дробарках різних конструкцій (щокових, конусних), а дрібний щебінь (з величиною шматків менше 25 мм) - на молоткових або валкових дробарках. Технологія виробництва щебеню складається з наступних операцій: розколювання каменю на шматки, розміри яких відповідають типу дробарки; завантаження (подача) каменю в дробарки; дроблення каменю до отримання зерен заданої величини; подача щебеню на сортування; сортування щебеню (по крупності зерен) на обертових грохотах і переміщення відсортованого щебеню до місця зберігання. При дробленні щебінь залежно від характеру гірської породи приймає різну форму. Попередньо про якість щебеню судять візуально за його однорідності, вологості та забрудненості. Остаточно якість щебеню визначається на підставі лабораторних визначень гранулометричного складу, форми і розміру зерен і фізико-механічних властивостей. Застосовується щебінь в будівництві дуже широко для приготування цементобетонних та асфальтобетонних сумішей.

Крім описаних найбільш поширених природних кам'яних матеріалів виготовляються в великому асортименті кам'яні вироби спеціального призначення. Це - камінь та плити для облицювання мостових опор, пристрої ледорезов, плити для підлог та тротуарів, блоки та плити для кладки цоколів, плити для підвіконня, сходи та ін В південних районах нашої країни велику роль у будівництві відіграє пилений камінь-черепашник, застосовується в основному для кладки стін малоповерхових будівель.

 

 «Будівельні матеріали» Наступна сторінка >>>

 

Дивіться також:

 

Довідник домашнього майстра Будинок своїми руками Будівництво будинку Гідроізоляція