Что является природным каменным материалом

Гантельстан

Станки для обработки камня

Распиловка

Шлифование

Снятие фаски

Инструменты

Прочая продукция

Природный камень, его виды и применение

Горная порода – невозобновляемый природный ресурс, использующийся во многих сферах человеческой жизни. Из камней строят дома и сооружения, изготавливают памятники, декоративные плиты и покрытия. Их используют в ювелирном деле, скульптурном искусстве, архитектуре и живописи. Целая отрасль промышленности была создана для того, чтобы добыть из глубин Земли эти удивительные образования. Опираясь на физико-химические свойства и внешний вид, можно легко подобрать материал для воплощения конкретной задачи.

Что такое камень

Природный камень – это кусок твёрдой неметаллической горной породы, образованный из одного или нескольких минералов в результате естественных процессов. Из совокупности каменных слоёв состоит литосфера – твёрдая оболочка Земли. Насчитывается около 5 тысяч разновидностей камней, каждый из которых имеет различную структуру, физические и химические характеристики, области применения.

Камень состоит из минералов – твёрдых образований кристаллического типа, которые могут смешиваться и преобразовывать свою структуру под воздействием метаморфизмов. В зависимости от состава камни могут быть прочными или хрупкими, мягкими либо твёрдыми. Одни виды располагаются на поверхности земли, другие же залегают глубоко в её недрах.

Виды классификации природных камней и минералов

Природные камни и минералы классифицируют по типу происхождения, составу, твёрдости, прозрачности, ценности и другим свойствам. Существуют мономинеральные породы, состоящие из одного минерала, и полиминеральные – состоящие из двух и более минералов.

Для того, чтобы отличать ценные породы от декоративных, были составлены различные классификации. Наиболее актуальной из них считается классификация Бауэра и Клюге, в которую входят драгоценные и ювелирно-поделочные камни. Значительный вклад в её развитие внёс минералог Ферсман, добавив разделение на группы и классы.

Виды камня по происхождению

Самым важным критерием классификации горных пород является тип происхождения. Выделяют три основных способа происхождения камня:

Магматическое происхождение

Горные породы магматического, или эндогенного происхождения образуются в результате застывания лавы. От её состава, скорости остывания и атмосферных факторов зависит конечная структура камня. Магматиты бывают двух видов:

В процессе извержения горячая магма проходит сквозь другие соединения и растворяет их в себе. По химическому составу магматические породы принято делить на:

Осадочное происхождение пород

Камень осадочного, или экзогенного происхождения формируется при разрушении горных пород внешними факторами – атмосферными явлениями, перепадами температуры. Они встречаются повсеместно на поверхности земли, распространяясь потоками воздуха и воды. Зачастую скапливаются на дне водоёмов, затем оседают и уплотняются. Существуют следующие подвиды:

Биогенные и биохимические осадочные породы образуют горючие вещества, такие как уголь, сланцы, торф, нефть.

Метаморфическое образование камней

Породы метаморфического происхождения образуются в результате преобразования из других видов пород. Это происходит вследствие воздействия высокой температуры, давления, и химически активных веществ. Минералы, из которых состояла первичная порода, под действием факторов распадаются, а затем собираются в другие соединения, которые формируют метаморфическую породу. Так, например, глина под воздействием метаморфизмов превращается в глинистый сланец, а кварцевый песчаник – в кварцит.

В зависимости от того, насколько интенсивным был процесс метаморфического преобразования, не всегда удаётся точно определить, какая порода была первичной. По условиям формирования таких пород выделяют следующие типы:

Ежегодно на Землю падает около двух тысяч тонн камня космического происхождения. В большинстве случаев он состоит из силикатов, таких как олифин, фаялит, форстерит, пироксен, ферросилит и энстатит. Метеоритные образования имеют преимущественно хондрический вид, а их состав схож с составом Солнца, за исключением водорода и гелия. Вероятно, метеориты каменного типа образуются из протопланетного облака, окружающего Солнце, с помощью гравитационного притяжения пыли и конденсации веществ. Применяются в ювелирном искусстве и декоративных целях.

Горные породы и минералы: особенности и различия

Горная порода состоит из минералов, её образующих. В зависимости от условий формирования горная порода может содержать один или несколько минералов, и её свойства целиком зависят от компонентов. Минералы же имеют более однородную структуру и состоят из кристаллов с симметричным строением, их свойства зависят от вида минерала.

Особенности горных пород:

Особенности минералов:

Природные натуральные камни и области их применения в строительстве, архитектуре, дизайне

Натуральные камни используются во многих областях жизнедеятельности. В строительстве и облицовочных работах используются гранит, слюда, сланец и лабрадорит, в медицине – кремень, мирабилит и гипс. Развитие скульптурного искусства и живописи было бы невозможно без мрамора, киновари и графита, а сельское хозяйство не смогло бы функционировать без известняка. В приборостроении используются алмазы, сапфиры и кварц. Эти и многие другие виды используются в архитектуре, дизайне, декоративных и ювелирных целях.

Мрамор

Мрамор – метаморфическая горная порода, состоящая преимущественно из кальцита и примесей органических соединений. Хорошо поддаётся обработке. Камень бывает различных цветов, благодаря чему успешно применяется в скульптурном искусстве, мебельной промышленности, облицовке помещений. К недостаткам мрамора относят дороговизну и уязвимость к кислотным средам.

Мрамор

Гранит

Гранит – магматический твёрдый камень кислого типа, изобилующий различными расцветками и узорами. Состоит из кварца, плагиоклаза, калиевого шпата и биотита и/или мусковита. Устойчив к неблагоприятным факторам среды. Используется для облицовки стен и плит, изготовления памятников, строительства дорог. Недостатком материала является значительный вес, требующий дополнительных мер при работе с ним.

Гранит

Известняк

Известняк – это осадочная порода биогенного, иногда хемогенного происхождения, состоящая из карбоната кальция. В большом количестве образуется на дне океанов и морей. Из известняка делают плитку и щебень, а известняковые блоки применяют при строительстве зданий. Экологичен, удобен при обработке. Недостатками являются низкая влагоустойчивость и малая несущая способность.

Известняк мергелистый Известняк пелитоморфный

Песчаник

Песчаник – осадочная горная порода обломочного типа, состоящая из песчаных зёрен, связанных минеральным веществом. По твердости практически не уступает граниту. В зависимости от расцветки используется в декоративных целях, также применяется для производства облицовочной плитки и заливки фундамента. Кварцевый песчаник используется для изготовления стекла. К недостаткам относятся большой вес и недостаточная гигиеничность.

Песчаник полевошпатово-кварцевый Песчаник кварцевый

Сланец

Сланцы – это горные породы со слоистым расположением срастаний минералов, таких как хлорит, актинолит, серпентин, кварц и мусковит. Является продуктом вулканической активности. Физические свойства зависят от состава. Различные виды сланцев используют для производства силикатного кирпича, щебня, облицовки, асфальта. Недостатки сланцев: тусклая цветовая палитра, дороговизна, большой вес. Распадается на части при физическом воздействии.

Кристаллический сланец гранат-двупироксеновый Кристаллический сланец гиперстен-плагиоклазовый

Травертин

Травертин, или известковый туф – это тонкозернистая горная порода, образованная карбонатом кальция. Отличается небольшим весом и твёрдостью, пористым строением. Плитки из травертина используются как для внутренней, так и для внешней отделки. Также применяется для известкования почвы в сельском хозяйстве. К недостаткам можно отнести то, что он требует тщательного и регулярного ухода.

Травертин

Базальт

Базальт – магматический камень основного типа, состоящий из плагиоклазов, клинопироксена, магнетита и вулканического стекла. Может изменять свою структуру вследствие гидротермальных процессов. Отличается высокой прочностью и пластичностью, что позволяет применять базальт в производстве изоляционных материалов, плит и минерального полотна. Является наиболее распространённой магматической породой. К недостаткам относится высокая цена.

Базальт Базальт

Лабрадорит

Лабрадорит – это магматическая интрузивная горная порода основного типа, состоящая из плагиоклаза – лабрадора с примесями пироксенов и рудных минералов. Высококачественный облицовочный камень, применяется в декоративных целях и монументальной архитектуре. Обладает высокой прочностью и устойчивостью к атмосферным воздействиям. Недостатком является дороговизна.

Лабрадорит

Кремень

Кремень – осадочная горная порода, обладающая высокой твёрдостью. Является разновидностью кварца, состоит из кристаллического и аморфного кремнезёма. Способен менять цвет при смешивании с другими горными породами. На заре человечества применялся для высекания огня и изготовления орудий. В настоящее время применяется для строительства дорог и в декоративных целях. Недостатков нет.

Кремень Кремень Кремень

Златолит

Златолитом называют плитняк, имеющий в составе слюду и благородные металлы – золото и серебро. Встречается в виде пластинных образований. Обладает хорошей влагоустойчивостью, а также защитой от радиации. Имеет длительный срок службы. Используется для декоративных целей, во внутренней отделке помещений. По дизайну сочетается со многими другими материалами. Недостатков как таковых не существует.

Источник

Природные каменные материалы

ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ.

Природными каменными материалами называются материалы и изделия, получаемые механической обработкой (дроблением, раскалыванием, распиливанием и т. п.) горных пород.

Природный камень наряду с древесиной был первым строительным материалом, используемым человеком. Из глубины веков пришли памятники архитектуры, возведенные из природного камня: одно из древнейших сооружений Стоунхендж в Англии, пирамиды в Египте, храмы Древней Греции. Средневековые замки и храмы, построенные из природного камня, можно найти в каждой стране.

Природный камень, применяемый непосредственно как строительный материал, привлекает своей декоративностью и долговечностью.

В виде облицовки его применяли зодчие 18-19 веков, все царские палаты были облицованы родонитом, малахитом, привезенным с Урала. Высокая стойкость природных каменных материалов делает их незаменимыми для гидротехнических сооружений, дорожного и мостового строительства и во многих других случаях. Когда необходимо обеспечить высокую долговечность сооружения.

Пористые камни, такие, как ракушечник или вулканический туф, очень эффективны как местный материал для возведения стен, вместо кирпича и других искусственных стеновых материалов, так как энергозатраты на их добычу несравнимо меньше, чем обжиг кирпича или изготовление бетонных панелей и блоков ( с учётом производства цемента и арматуры).

Также природные каменные материалы играют роль сырья: его применяют в керамики, при изготовлении стекла, при производстве портландцемента и других вяжущих. Огромное количество песка, гравия и щебня используется для приготовления бетонов и растворов как заполнителя.

Общая доля затрат в строительстве на эти материалы, называемые «нерудными материалами», превышает 20%.

Знакомство с природными каменными материалами целесообразно начинать с изучения свойств основных горных пород и минералов.

Горная порода – это природный минеральный агрегат, состоящий из одного минерала (мономинеральная порода) или из нескольких минералов ( полиминеральная порода)

В природе найдено более 3 тыс. минералов, но лишь немногие из них образуют крупные скопления; такие минералы называют породообразующими.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИРОДНЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

Генетическая классификация горных пород учитывает условия их образования, которые предопределяют строение и, следовательно, свойства пород. Природные каменные материалы по происхождению подразделяются на три группы.

Источник

Природные каменные материалы: свойства и виды.

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.

Свойства природных каменных материалов

Среди многообразия физико-механических свойств природных каменных материалов обычно выделяют плотность, предел прочности при сжатии, морозостойкость, по величине которых оценивают их качество и делят на марки.

По плотности в сухом состоянии каменные материалы разделяют на тяжелые (более 1800 кг/м 3 ) и легкие (менее 1800 кг/м 3 ).

По пределу прочности при сжатии установлены следующие марки: для тяжелых каменных материалов — от 10 до 100, а для легких — от 1 до 20.

По степени морозостойкости в циклах замораживания (М_рз) для каменных материалов установлены марки от 10 до 500.

По степени водостойкости (коэффициенту размягчения) материалы разделяют на группы с величиной данного показателя 0,6; 0,75; 0,9 и 1.

К каменным материалам, предназначенным для дорожных покрытий, полов промышленных зданий, предъявляют дополнительные требования (высокая стойкость к истиранию, износу и др.). Для природного камня, из которого изготовляют облицовочные плиты, большое значение имеют внешний вид, цвет и текстура.

Выбирают горные породы для тех или иных каменных материалов и изделий на основании результатов испытаний образцов, оценки внешнего вида, а также с учетом эксплуатационных условий.

Виды природных каменных материалов и изделий

В строительстве используют различные виды природных каменных материалов и изделий: бутовый камень, стеновые камни и блоки, облицовочные камни и плиты, кровельные плитки и др.

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.

Горные породы, применяемые для изготовления стеновых камней и блоков, должны иметь предел прочности при сжатии не ниже 25 МПа, морозостойкость не ниже М_рз 15, коэффициент размягчения не ниже 0,6.

Камни и блоки из легких горных пород являются в ряде районов нашей страны местными материалами. Стены жилых и общественных зданий из легких природных камней и блоков значительно дешевле кирпичных и имеют красивый внешний вид.

Облицовочные камни и плиты изготовляют из блоков природного камня путем их распиливания или раскалывания с последующей механической обработкой. Горные породы для получения блоков-полуфабрикатов следует выбирать с учетом эксплуатационных условий, в которых будут находиться изготовленные из них облицовочные изделия. Так, горные породы, предназначенные для наружной облицовки, должны быть атмосферостойкими, без трещин и следов выветривания, иметь красивую и неизменную окраску. Для этой цели применяют : граниты, сиениты, диориты, габбро, лабрадориты, кварциты, плотные известняки, туфы, песчаники. Горные породы, используемые для внутренней облицовки, должны иметь красивую окраску и легко полироваться. Чаще всего для внутренней облицовки применяют мрамор.

Облицовочные камни и плиты бывают пилеными и тесаными. Пиленые изделия, как правило, дешевле и долговечнее тесаных, так как при распиловке горных пород удается получать сравнительно тонкие изделия без микротрещин, которые возникают при теске камня.

Плиты для облицовки стен и настилки полов должны иметь прямоугольную форму и заданные размеры. Кроме того, лицевой поверхности плит придают различную декоративную фактуру. В зависимости от способа выполнения фактуры делят на : ударные, получаемые скалыванием частиц камня (фактура «скалы», бугристая, бороздчатая, точечная, рифленая), и абразивные, получаемые путем истирания поверхности различными абразивами (пиленая, шлифованная, лощеная, зеркальная).

Плиты и камни из изверженных горных пород (граниты, лабрадориты, габбро и др.) применяют для наружных облицовок цоколей и фасадов монументальных зданий, долговечных и декоративных полов в помещениях общественных зданий с интенсивными людскими потоками, например, на станциях метрополитена, вокзалах и в универмагах, а также для облицовки набережных, гидротехнических сооружений и др. В последние годы внутреннюю облицовку монументальных зданий довольно часто выполняют из экономичных малоразмерных мраморных плиток толщиной 8-12 мм, лицевая поверхность которых имеет зеркальную фактуру.

При производстве мраморных плит получают большое количество отходов в виде обрезков, которые используют для устройства мозаичных полов.

Из природного камня, кроме облицовочных плит, изготовляют профильные детали, например плинтусы, угловые детали и детали граненых и каннелированных облицовок, а также ступени, подоконники и др.

Кровельные плитки из глинистого (кровельного) сланца весьма долговечный кровельный материал для сельского строительства. Раскалывая и отрубая материал, ему придают прямоугольную или ромбическую форму.

В дорожном строительстве широко применяют разнообразные изделия из природного камня, например брусчатку, колотый или булыжный камень, бортовые камни. Эти изделия изготовляют из изверженных или осадочных горных пород, которые должны иметь высокую прочность, низкое водопоглощение, хорошо сопротивляться ударным и истирающим нагрузкам, быть морозостойкими, а также не должны быть затронуты выветриванием. Такие же требования предъявляют к каменным материалам (граниту, диориту, диабазу, габбро), предназначенным для защитных плит-оболочек гидротехнических сооружений. Материалы и изделия из природного камня (базальта, диабаза и др.) используют также для конструкций, работающих при высоких температурах. Кроме того, материалы и изделия из гранита, диорита, кварцита, базальта, диабаза и кремнистого песчаника в виде облицовочных камней и плит правильной формы применяют для защиты конструкций зданий и аппаратов от воздействия кислот.

При транспортировании и хранении пиленые и тесаные облицовочные плиты устанавливают на ребро с прокладками, а полированные укладывают в специальные контейнеры лицевой стороной внутрь, прокладывая между ними бумагу. Архитектурные детали и подоконники перевозят в решетчатой таре.

êàìåíü áóòîâûé

Магматические горные породы образовались в результат остывания огненно-жидкой массы – магмы, которая разрывала земную кору и разливалась на ее поверхности. В зависимости от условий остывания магмы изверженные горные породы делят на глубинные (интрузивные) и излившиеся (эффузивные).

Глубинные горные породы (граниты, сиениты, диориты и др.) образовались в результате медленного остывания магмы в толще земной коры под значительным давлением верхних слоев. В таких условиях горные породы приобрели равномерную кристаллическую структуру в результате того, что крупные зерна различных минералов прочно срослись между собой.

Излившиеся горные породы (базальты, андезиты, диабазы и др.) образовались при быстром остывании магмы на поверхности земли. В таких условиях не происходила полная кристаллизация остывающей магмы. В зависимости от условий образования излившиеся горные породы имеют мелкозернистое, скрытокристаллическое или аморфное строение. Если же из вязкой магмы медленно выделялись газообразные продукты, образовывалась пористая или пемзообразная структура. Кроме того, к изверженным горным породам относятся обломочные породы, которые образовались из мельчайших частиц раздробленной лавы, выброшенной на поверхность земли при извержении вулканов. Эти отложения остались в рыхлом состоянии (вулканический пепел, пемза) либо при наличии природных цементирующих веществ и под давлением вышележащих слоев превратились в плотные цементированные породы (вулканический туф).

Осадочные горные породы образовались в результате разрушения (выветривания) изверженных (первичных) и других горных пород под воздействием внешних условий или в результате осаждения веществ из какой-либо среды. По характеру образования и составу осадочные горные породы делят на обломочные породы (механические отложения), глинистые, а также хемо- и органогенные.

Обломочные породы (механические отложения) – грубые продукты механического разрушения изверженных и других горных пород под действием резкой смены температур, воздействия воды и ветра (брекчии, конгломераты, пески и др.). Они представляют собой рыхлую смесь, состоящую из отдельных зерен разрушившейся первичной горной породы; в ряде случаев рыхлые смеси подвергались цементации различными природными веществами, образовав при этом сплошные горные породы.

Глинистые породы – дисперсные продукты глубокого химического преобразования силикатных и алюмосиликатных минералов материнских пород, перешедших в новые минеральные виды.

Химические осадки – хемогенные горные породы, образовавшиеся при осаждении из водных растворов минеральных веществ с последующим их уплотнением и цементацией (доломит, магнезит и др.).

Органогенные породы образовались в результате отложения остатков живых (зоогенные) и растительных (фитогенные) организмов, скелеты и панцири которых содержали минеральные вещества. Такие отложения, как правило подвергались уплотнению и цементации (известняки, мел и др.).

Источник