Материалы и изделия из горных пород

Добыча природного камня в зависимости от его прочности осуществляется в карьерах при помощи экскаваторов, если породы слабые (осадочные), или буровзрывным способом для разработки массивных плотных, прочных магматических и метаморфических пород.

В зависимости от места и глубины залегания добыча может вестись открытым, подводным или подземным способами.

Природный камень, доставляемый из карьеров, подвергают в зависимости от назначения дальнейшей обработке: дроблению, распиловке, скалыванию, шлифовке и полировке.

В связи с большим разнообразием свойств, обусловленных их составом и структурой, горные породы применяют в качестве нерудных строительных материалов, конструкционных, отделочных и специального назначения (кислотостойкие, теплоизоляционные и акустические).

Большой объем добываемых горных пород составляют так называемые нерудные строительные материалы. К ним относятся такие неорганические зернистые, сыпучие материалы, как щебень, гравий, песчано-гравийная смесь, песок. Их применяют в качестве заполнителей для бетонов и растворов в качестве уплотняющего подслоя при выполнении дорожных покрытий, балластного слоя железнодорожного пути, сооружения плотин, дамб, насыпей, засыпок при благоустройстве территорий.

Щебень – остроугольные обломки размером от 5 до 150 мм, образующиеся при выветривании горных пород (природный) или полученные в результате их добычи буровзрывным способом и последующего дробления.

Гравий – продукт естественного разрушения и перемещения скальных горных пород, представляет собой окатанные обломки размером от
5 до 150 мм. В зависимости от происхождения он может быть речным, озерным, морским и ледниковым.

Песчано-гравийная смесь состоит из песка размером до 5 мм и гравия (25 – 60%). Основной объем добывают из русел рек, используют для изготовления цементных и асфальтовых бетонов, а также при строительстве дорог.

Песок размером от 0,14 до 5 мм может быть дробленым и природным в виде мелкообломочной рыхлой породы, добываемой открытым карьерным или гидромеханизированным способом выемки при речном залегании. В зависимости от назначения песка к нему предъявляют требования по размерам и химическому составу. Основными потребителями этого сырья являются производства по получению стекла, строительной керамики, бетонов и растворов, кровельных и гидроизоляционных материалов. Полученные в результате многостадийного дробления горных пород щебень и песок разделяют на фракции (по размерам), моют и отправляют потребителям.

К конструкционным материаламотносятся бутовый камень, камни и блоки стеновые, изделия для дорожного строительства.

Бутовый камень получают из осадочных пород взрывнымспособом и методом скола. В зависимости от назначения к. этому материалу предъявляют требования по прочности – не ниже 10 МПа, морозостойкости и водостойкости (коэффициент размягчения не ниже 0,75). Бутовый камень весом до нескольких тонн применяют при строительстве гидротехнических сооружений (дамбы, плотины), весом до 20 кг – для кладки фундамента истен неотапливаемых зданий. Большой объем бутового камня перерабатывают путем дробления на щебень для производства бетонных изделий и конструкций.

Стеновые камниизгорных пород получают методом распиловки и применяют для кладки наружных стен и перегородок.

Крупные блокивыпиливают спомощью механизмов из массива горных пород непосредственно в карьерах или нарезают из добытых предварительно блоков-заготовок. Кроме этого крупные блоки изготавливают методом кладки мелких стеновых камней на строительном растворе. Применяемые породы: известняк, туф, доломит, песчаник плотностью
900 –2200 кг/м³. Марка блоков по прочности должна быть не ниже 25 кгс/см².

Для дорожного строительства применяют пиленые или колотые ввиде бруса бортовые камни, отделяющие проезжую часть улиц от тротуаров, колотые и тесаные брускибрусчатки, применяемые для устройства мостовых, и колотый булыжный камень, используемый для укрепления откосов. Так как все эти изделия должны обладать достаточной прочностью и морозостойкостью, то их получают из плотных изверженных и осадочных горных пород (габбро, известняк).

Облицовочные пиленые материалы в виде шлифованных и полированных плит из гранита, лабрадорита, мрамора применяют для наружной и внутренней облицовки стен, покрытия полов, изготовления ступеней в общественных и уникальных зданиях.

При добыче облицовочного камня средний выход блоков-заготовок, подвергающихся последующей распиловке по размерам, составляет 20%, остальную горную массу в виде некондиционных блоков и плит используют для изготовления искусственных облицовочных материалов методом склеивания синтетическими смолами (эпоксидной, полиэфирной) или прессования с применением цемента. Отходы мелкой фракции поступают на строительные площадки для выполнения монолитных мозаичных полов, декоративных штукатурных растворов.

Природные каменные материалы, используемые в качестве дорожных, для возведения наружных стен, облицовки фасадов испытывают разрушающее действие воды в сочетании с морозом, кислых оксидов, содержащихся в атмосфере промышленных городов. Предохранить изделия от разрушения можно следующими способами: использовать конструктивную защиту, заключающуюся в придании открытой части здания (карниза, парапета) пологой формы, обеспечивающей слив воды; повысить плотность и гладкость поверхностного слоя изделия за счет шлифовки и полировки; пропитать поверхность изделия на определенную глубину специальными уплотняющими составами (флюатами), затрудняющими проникновение воды в поры материала; нанесением на лицевую поверхность изделия гидрофобизирующих составов, придающих материалу водоотталкивающие свойства; защитить поверхность изделия пленкообразующими полимерными составами (прозрачными или окрашенными).