Природные каменные материалы: классификация горных пород и виды изделий

Классификация горных пород и виды изделий

Камень служит человеку строительным сырьём с глубокой древности, и за тысячи лет он не утратил своей роли. Здания, дороги, облицовка фасадов, вяжущие вещества и заполнители для бетона — во многом всё это опирается на богатство горных пород. Ниже разобрано, что относят к природному камню, как систематизируют породы по происхождению и какие изделия из них получают.

Природные каменные материалы добывают из горных пород, и сегодня они по-прежнему востребованы. Из них изготавливают конструкционные и отделочные изделия, растворы и вяжущие вещества, бетоны, асбестоцементные, теплоизоляционные и керамические материалы. Сами же горные породы представляют собой природные образования, сложенные из отдельных минералов.

Каждый минерал химически и физически индивидуален: он обладает однородным химическим составом и постоянными физическими свойствами. Иными словами, минерал выступает химическим соединением элементов, а горная порода — механическим соединением минералов. Любопытно, что из примерно 3000 известных минералов в образовании горных пород участвует лишь около 50.

Как классифицируют горные породы по происхождению?

По генетическому признаку, то есть по способу образования, породы делят на три большие группы.

Магматические породы разделяют на глубинные и излившиеся. К глубинным причисляют гранит, диорит, сиенит и лабрадорит. Излившиеся, в свою очередь, бывают массивными — базальт, диабаз, порфит, перлит и вулканический туф — и обломочными, к которым относят пемзу и вулканический пепел.

Осадочные породы объединяют разновидности механического, химического и органогенного происхождения. Породы химического происхождения — это гипс, ангидрит, доломит и магнезит. Органогенные подразделяют на кремнистые (диатомиты, трепелы, опоки) и карбонатные (известняк, мел, мергель, травертин). Породы механического происхождения бывают рыхлыми — песок, гравий, глина и каолин — и сцементированными, к которым относят песчаники, брекчии и конгломераты.

Метаморфические породы возникают при преобразовании магматических и осадочных пород под действием высоких температур, давления, водных минеральных растворов и подобных факторов. Из магматических пород образуются гнейсы, а из осадочных — мрамор, кварциты, глинистые сланцы, асбест и другие.

Какие виды природных каменных изделий применяют в строительстве?

Ассортимент строительных изделий из природного камня широк: стеновые блоки и камни, бутовый камень, кровельные плитки, облицовочные плиты и камни. У каждого вида — свои требования к прочности, плотности и другим показателям.

Бутовый камень — это куски горной породы неправильной формы либо плиты неправильных очертаний. Рваный бут получают взрывным способом из осадочных пород: доломитов, известняков и песчаников; плиты добывают из слоистых пород клиньями и ударными механизмами. Масса отдельного камня укладывается в диапазон от 20 до 40 килограммов. Предел прочности бута составляет не менее 10 мегапаскалей, а коэффициент размягчения — не ниже 0,75. В материале недопустимы трещины, расслоения и рыхлые прослойки. Бутовый камень идёт на кладку фундаментов, стен неотапливаемых зданий и подпорных стенок, а отходы, оставшиеся при его заготовке, дробят и используют как щебень для бетона.

Стеновые блоки и камни изготавливают из известняков, вулканического туфа и других пород, плотность которых не превышает 2200 килограммов на кубометр. Правильную геометрическую форму им придают, выпиливая из массивов камнерезными машинами; иногда выпускают и колотые штучные камни. Породы для такой продукции должны обладать пределом прочности при сжатии не менее 25 мегапаскалей, морозостойкостью не ниже 15 и коэффициентом размягчения не менее 0,6.

Облицовочные плиты и камни получают из блоков природного камня распиливанием или раскалыванием с последующей механической обработкой. Породу подбирают исходя из условий, в которых материалу предстоит служить: она должна быть атмосферостойкой, лишённой трещин и следов выветривания, с устойчивой и привлекательной окраской. Чаще всего в дело идут граниты, диориты, габбро, лабрадориты, туфы, плотные известняки, песчаники и кварциты. По способу изготовления такие изделия бывают двух типов:

1. тёсаные;
2. пилёные.

Пилёные, как правило, дешевле и долговечнее тёсаных: при распиловке можно получить сравнительно тонкие изделия без трещин, которые неизбежно появляются при теске камня.