Особливості використання природних кам'яних матеріалів у сучасному будівництві

 

Натуральний камінь є першим матеріалом, який почали використовувати люди для будівництва своїх жител. Спочатку камінь виконував чисто захисні і опорні функції, але за час його використання до функціональності цього матеріалу додалося ще й декоративне оформлення будинків і споруд. Дизайнери багатьох країн успішно використовують камінь як декоративний елемент будівель, внутрішньобудинкових приміщень та прилеглих територій. Основним питанням для більшості дизайнерів залишається вибір натурального або штучного каменю. Особливою популярністю користується камінь в заміському будівництві будинків, де їх область застосування досить обширна. Природний камінь застосовується для облицювання фундаментів та фасадів, формування опорних стін, мощення садових доріжок і фонтанів, створення різних типів огорож, малих архітектурних форм, різноманітних скульптур. Також натуральний камінь використовується при оформленні фонтанів, японських і зимових садів. Крім цього форми природного каменю роблять привабливими кам’яні й альпійські гірки. Всередині будівлі натуральний камінь часто використовується для обробки камінів, стін, колон, барних стійок, підлог, а також для формування мозаїчних зображень. Як видно, область застосування даного матеріалу досить таки велика, і без нього не обходиться практично не одне будівництво в багатьох країнах світу.

Камінь володіє великою кількістю корисних властивостей для будівництва та оформлення різних частин будівлі і прилеглої території. Над іншими подібними будівельними матеріалами природний камінь має цілий ряд явних переваг. Цей матеріал практично не взаємодіє з навколишнім середовищем, що дозволяє йому ні гнити, ні іржавіти, ні горіти, а також бути стійким до поривів вітру, палючим сонячним променям і всіх видів опадів, включаючи град. Ще одним відчутним плюсом каменя є його неактивність з іншими будматеріалами, що дозволяє використовувати різноманітні матеріали, що стосуються безпосередньо каменю. Ну і звичайно ж, мало який будівельний матеріал зможе на рівних змагатися з натуральним каменем з приводу краси. Саме камінь володіє натуральної привабливістю і несхожістю, оскільки кожен зріз або скол каменя є унікальним і єдиним.

 

 

Усі гірські породи, що використовуються у будівництві, класифікують за твердістю: тверді, до складу яких входять мінерали з твердістю 6... 7 (кварцит, граніт, сієніт, діорит, габро) ; середні, які мають твердість не більше 5 (мармур, щільний вапняк, доломіт) ; м'які, що мають твердість 2... З (гіпс, ангідрит, вапняк-черепашник).

Розробляючи тверді породи, спочатку від них відокремлюють великий моноліт, який далі поділяють на блоки. Це виконують буроклиновим, буропідривним методами або за допомогою ударних врубових машин. Для порід, що містять кварц, можна використати термогазоструменевий метод, Він грунтується на руйнівній дії внутрішніх напружень, які виникають при поліморфних перетвореннях кварцу під впливом високої температури.

Прогресивним для відокремлення монолітів від масиву і розколювання їх на блоки є використання невибухових руйнівних складів (НРС). Для цього в попередньо пробурені в гірській породі шпури заливають суміш порошку НРС з водою. Основним компонентом НРС с негашене вапно СаО, яке при гідратації утворює гашене вапно Са (ОН) 2 зі збільшенням об’єму НРС приблизно удвічі, що викликає внутрішні напруження розширення не менше 40 МПа. Перевагами використання НРС с зниження енерго- та трудомісткості операцій розколювання каменю, підвищення безпеки робіт, поліпшення екології довкілля.

При розробці кар’єрів порід середньої твердості блоки відокремлюють машинами з канатними пилками. Видобуті блоки доставляють із кар’єру на каменеобробний завод, де їх розпилюють на плити або виготовляють із них фасонні вироби. Для розпилювання блоків застосовують рамні пилки з гладенькими полотнами, під які підсипають абразивні матеріали: для середніх порід – кварцовий пісок, а для твердих – чавунний дріб. Найчастіше як абразивний матеріал застосовують надтверді матеріали – штучні алмази, шо дає змогу в 5... 10 разів збільшити швидкість і продуктивність різання.

Середні та м’які породи видобувають у кар’єрах за допомогою каменерізальних машин, які мають твердосплавні дискові й ланцюгові пилки.

При виготовленні облицювальних виробів природному каменю надають тієї чи іншої фактури, використовуючи ударну чи абразивну обробку.

Ударна обробка полягає в обколюванні поверхні каменю за допомогою каменетесального інструменту зі змінними наконечниками.

Абразивна обробка, крім згаданого розпилювання, передбачає також фрезерування, шліфування й полірування. Внаслідок абразивної обробки можна дістати такі фактури: пиляну – з тонкими штрихами та борозенками завглибшки до 2 мм; шліфовану -рівномірношорстку з глибиною рельєфу до 0, 5 мм;

лощену – гладеньку оксамито-матову з виявленням рисунка гірської породи; поліровану – гладеньку і дзеркальним блиском.

Сипкі гірські породи (пісок, гравій) найчастіше розробляють гідромеханічним способом. Вода, що подається гідромонітором під великим тиском, розмиває грунт. З пульпи (суміш грунту З водою) виділяється пісок або гравій певних розмірів. Гравій та валунний камінь видобувають спеціальними плавучими механізмами драгами чи землечерпалками.

 

 

Галузі застосування природного каменю дуже різноманітні. В цьому розділі розглядається використання каменю у безпосередньому вигляді, тобто підданому тільки механічній обробці. Гірські породи як сировина для одержання інших будівельних матеріалів розглядаються у відповідних розділах.

Природні кам’яні матеріали і вироби класифікують за такими ознаками:

за середньою густиною, важкі (рm > 1800 кг/м3) та легкі (рm< 1800 кг/м3) ;

за міцністю при стиску (кгс/см2) : марки: М4; М7; MIO; МІ5; М25; М35; М50; М75; М100;