Особливості використання природних кам'яних матеріалів у сучасному будівництві

 

 

При видобуванні, обробці та переробці гірських порід у кар’єрах і на каменеобробних заводах утворюється багато відходів, кількість яких може сягати до 80% від об’єму порід, що розробляються. З економічної та екологічної точок зору ці відходи доцільно використовувати для виготовлення щебеню і піску, штучних блоків та декоративних плит.

Щебінь і пісок – фракціоновані матеріали, які одержують із відходів каменевидобування або каменеобробки шляхом їх подрібнення, сортування та збагачення. Подрібнення і грохочення відбувається у декілька стадій (зазвичай 3-4), при остаточному грохоченні подрібнений матеріал розподіляють на окремі фракції: пісок на дві (до 2, 5 до 5, 0 мм), а щебінь на три (5.. 10, 10, „20…40мм).

Готовий щебінь повинен мати марку за морозостійкістю не менше F15. Обмежується також наявність у щебені пластинчастих та голчастих зерен (до 33% їй масою), слабких зерен Rт < 20 МПа (до -5%). Крім того, у щебені й піску обмежується кількість пилуватих домішок (від 1 до 5% за масою). При виготовленні гранітного щебеню утворюється велика кількість кремнеземистих відходів у вигляді пульпи (при промиванні щебеню) або відсівів із розмірами зерен до 5 мм. Ці відходи можна використовувати при виробництві силікатної цегли, ніздрюватого бетону, а також декоративних пресованих виробів. Щебінь і пісок з підвищеними декоративними властивостями застосовують для виготовлення штучних блоків та плит.

Штучні блоки виготовляють із бетонних сумішей на основі декоративних щебеню і піску та портландцементу (білого чи кольорового). Готові вироби мають форму прямокутного паралелепіпеда з чіткими гранями й кутами і рівними поверхнями сторін. Вони призначені для наступної переробки на плити та інші види облицювальних виробів з декоративного бетону.

Залежно від призначення плит, які випилюють із штучних блоків, останні поділяють на два типи: для влаштування покриттів підлог і елементів сходів та для облицювання стін і колон.

Декоративні плити на основі природного каменю – це плоскі вироби, які виготовляють із декоративних щебеню і піску та неорганічних або полімерних в’яжучих речовин. Вони призначені для зовнішнього та внутрішнього облицювання будівель та споруд. Залежно від способу виготовлення їх поділяють на пресовані або формовані; пиляні з штучних блоків; склеєні із шматків природного каменю. Рисунок лицьової поверхні плит може бути мозаїчним або брекчієподібним. Мозаїчну поверхню одержують при використанні декоративних щебеню й піску, брекчії подібну – із шматків природного каменю або із суміші шматків каменю та декоративних щебеню й піску.

Властивості і особливості застосування порід різного походження

Гірські породи складаються зі щільних або сипких скупчень різноманітних мінералів та уламків інших порід. Властивості гірських порід залежать від умов їх утворення і пов’язаних з ними структурних і текстурних особливостей.

Вивержені, або первинні, гірські породи поділяють на масивні та уламкові. Масивні утворюються внаслідок охолодження і затвердіння вогняно-рідкої лави (магми) в надрах або біля поверхні землі, уламкові – здебільшого внаслідок вулканічної діяльності, тому їх називають також вулканічними.

Залежно від глибини остигання магми, вивержені масивні гірські породи поділяють на глибинні, або інтрузивні, та вилиті, або ефузивні.

Вивержені масивні глибинні породи. Ці породи утворилися внаслідок повільного та рівномірного охолодження магми під великим тиском. Магма охолоджувалася і залишалася на великій глибині у земній корі, що сприяло утворенню у породах мінералів зернистокристалічної будови без цементуючої речовини (гранітна будова).

Основні властивості цих порід: масивність залягання, високі середня густина та міцність при стиску, незначне водопоглинання, істотна морозостійкість, велика теплопровідність.

До вивержених глибинних порід належать граніт, сієніт, діорит, габро, лабрадорит.

Граніти – це найпоширеніші зернистокристалічні породи. Мінералогічний склад, %: кварц – 20... 40; польові шпати – 40... 70; можливий вміст слюд – 5,.. 10 та темнозабарвлених мінералів у невеликій кількості.

Залежно від розмірів зерен розрізняють крупно- та дрібнозернисті граніти (останні найстійкіші).

Середня густина становить 2600... 2800 кг/м3. Через малу пористість граніти мають низьке водопоглинання і високу (понад 230 циклів) морозостійкість. Механічна міцність висока: міцність при стиску 100-250 МПа. а при розтягу у 30-60 разів менша, як і дія інших кам’яних матеріалів подібного складу та структури. Добре чинить опір стиранню. Теплопровідність становить 2, 7…3, 2 Вт/ (мК). Внаслідок поліморфного перетворення кварцу вогнестійкість гранітів обмежена температурою 600С: при вищій температурі вони розтріскуються.

Сієніти відрізняються від гранітів відсутністю або незначним вмістом кварцу. Темнозабарвлених мінералів (рогової обманки, рідше – біотиту) може бути до 15%. Колір сієнітів, як правило, сірий, сіро-блакитний, зеленуватий. За фізико-механічними властивостями сієіти близькі до гранітів (середня густина 2600... 2800 кг/м, міцність при стиску до 220 МПа), хоча стійкість щодо вивітрювання буває трохи нижчою. За крупністю зерен вони можуть бути крупно-, середньо-, та дрібнозернистими. Зустрічаються рідше, ніж граніти. Сієніти, які містять кварц, називають граносієнітами. або кварцовими сієнітами. Відомі родовища в південно-західній частині України, І також у Росії, Середній Азії, Швеції, Німеччині, Італії.

Діорит 3/4 складаються з польових шпатів, решту становлять темнозабарвлені мінерали – рогова обманка, авгіт, іноді міститься трохи кварцу. Середня густина становить 280О... З000 кг/м3, міцність