Строительные материалы из природного камня

Природные каменные материалы классифицируют по средней плотности на тяжелые с показателем не менее 1800 кг/м³ и легкие со средней плотностью менее 1800 кг/м³. По пределу прочности при сжатии тяжелые материалы делят на марки М100…М1000, легкие соответственно – М4…М200. Тяжелые материалы имеют марки по морозостойкости F15…F500, а легкие – F10…F25.

Стеновые блоки и камни из горных пород изготавливают главным образом из доломита, песчаников, вулканического туфа, известняков. Они должны иметь плотность в пределах 900…2200 кг/м³, предел прочности при сжатии 0,4…50 МПа и морозостойкость не ниже марки F15.

Облицовочные архитектурные детали применяют в виде облицовочных плит для стен, цоколей, элементов лестниц, парапетов, ограждений. Для наружной облицовки используют гранит, габбро, базальт, кварцит. Для внутренней облицовки чаще применяют мрамор, вулканический туф, известковый туф, гипсовый камень. Облицовка из природного камня долговечна, отличается низким уровнем затрат на эксплуатацию, исключительной архитектурной выразительностью.

Каменные изделия для дорожного строительства изготавливаются в виде бортовых камней, брусчатки и колотого камня. Бортовые камни делают в виде бруса длиной 700…2000 мм, шириной 100…200 мм и высотой 300…400 мм. Верхняя часть бортового камня обтесывается чисто, а нижняя, находящаяся при эксплуатации в грунте, – грубо. Брусчатка для мощения дорог имеет форму прямоугольного параллелепипеда с размерами сторон – по длине – 150…250 мм, по высоте – 100…160 мм, по ширине – 120…150 мм. Для дорожных материалов применяют изверженные породы с прочностью при сжатии не ниже 100 МПа и осадочные породы с прочностью не менее 60 МПа. Они должны иметь водопоглощение не более 1 % и среднюю плотность не менее 2100 кг/м³.

Каменные плиты для подземных сооружений и мостов изготавливают из гранита, базальта, диабаза, габбро с прочностью при сжатии не ниже 100 МПа и морозостойкостью не менее F100.

Бутовый камень представляет собой камни неправильной формы с размером в поперечнике 150…500 мм. Используют его при возведении стен, в том числе стен фундаментов. Осадочные породы слоистой структуры при разрушении образуют так называемый постелистый бут, имеющий две параллельные грани, облегчающие процесс возведения стен на кладочном растворе. Для приготовления бетонов применяют щебень и гравий. Предельный размер частиц щебня и гравия 5…150 мм. Щебень является продуктом дробления горных пород. В отличие от щебня, гравий – продукт естественного разрушения горных пород, частицы гравия имеют округлую, окатанную форму. Песок – рыхлая смесь частиц горных пород крупностью 5…0,14 мм. Применяется как мелкий заполнитель для бетонов и строительных смесей.

10. КЕРАМИЧЕСКИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Основным сырьем для производства керамических изделий являются глины. При смешивании с водой глины образуют пластичное тесто, которое при высыхании способно сохранять приданную ему форму, а при обжиге оно приобретает прочность и водостойкость. Пластичные свойства глинам придают глинистые минералы: каолинит – Аl₂O₃^. 2SiO₂^. 2H₂O, монтмориллонит – Al₂O₃^. 4SiO₂^. nH₂O, галлуазит – Al₂O₃^. 2SiO₂^. 4H₂O. Они состоят из мельчайших частиц чешуйчатого строения. Наиболее распространены и применимы каолиновые глины. Помимо глинистых минералов в составе глин могут присутствовать примеси в виде частиц кварца, слюды, карбонатов, оксиды железа, титана.

По огнеупорности глины делят на огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие. Огнеупорные глины с показателем огнеупорности свыше 1580 °С после обжига приобретают белый цвет. Это наиболее чистые глины, содержащие минимум примесей. Их используют в качестве сырья для производства огнеупорных изделий, фаянса и фарфора. Тугоплавкие глины с небольшим содержанием примесей имеют огнеупорность в пределах 1350…1580 °С. Они применяются в производстве облицовочного кирпича, плиток для полов, канализационных труб. Легкоплавкие глины с огнеупорностью ниже 1350 ◦С исполь-зуются в производстве кирпича, черепицы. Огнеупорность глин выражается той температурой, при которой конус Зегера, сформованный из керамического сырья в форме узкой усеченной трехгранной пирамиды высотой 30 мм, размягчаясь, оседает, касаясь вершиной подставки, на которой он стоит.

Важнейшим техническим свойством глин является их пластичность. Чем выше пластичность глины, тем больше воды требуется для приготовления формовочной массы, тем больше воздушная усадка при сушке (табл.10.1). Повышенная водопотребность высокопластичного сырья и связанная с ней большая усадка при сушке являются причиной образования трещин на поверхности изделий.

Таблица 10.1