Общие сведения о природных каменных материалах

По области применения природные каменные материалы разделяют на 2 группы: 1) используемые в исходном виде; 2) после обработки. Природные каменные материалы получают из горных пород. Свойства зависят от свойств тех горных пород, из которых материал получен. Свойства горных пород зависят от их минералогического состава и условий формирования, т.е. от генетического происхождения. Так, прочность при сжатии у мелкозернистых горных пород выше, чем у крупнозернистых. Прочность на растяжение горных пород невелика и порой в 6-10 раз, < чем при сжатии.

Средняя плотность колеблется от 300-500 кг/м³ для пористых до 2600-3300 кг/м³ для гранитов, сиенитов, габбро, мрамора.

Пористость – наименьшая у кварцитов (0, 7%) и гранитов (1-3, 3%), наибольшая – известняки (до 30%) и вулканические туфы (до 65%).

Прочность на сжатие – от 4 (кгс/см²) до 1000.

Водопоглощение - от 0, 1-0, 8% (гранит) до 40% (туф, известняк-ракушечник).

Морозостойкость – зависит от строения и пористости. Минимальная марка по морозостойкости камня F10 (известняк-ракушечник), максимальная - F500, облицовочного минимальная - F15.

Истираемость – нормируется для материалов пола, лестниц, тротуаров.

Коэффициент размягчения – от 0, 6 до 1, 0. Для фундаментов должен быть не < 0, 8, для наружных стен не < 0, 6.

Коррозия природного камня

Основная причина – воздействие воды. Вода растворяет камни, особенно если в ней содержатся растворенные газы СО₂, SO₂ и др., замерзая в порах и трещинах создает в камне внутренние напряжения.

Кроме того, разрушение камня происходит за счет колебаний температуры и воздействия микроорганизмов.

Эффективные меры защиты

1. Пропитка поверхности растворами магниевых, цинковых и др. солей кремнефтористоводородной кислоты или растворами этой кислоты (флюатирование) с предварительной обработкой поверхности раствором извести или без обработки (для мраморов, известняков).

2CaCO₃ + MgSiF₆ = 2CaF₂ + MgF₂ + SiO₂ + 2CO₂

Получающиеся новообразования практически нерастворимы в воде, они отлагаются в порах, уменьшают смачиваемость поверхности, препятствуют загрязнению облицовки пылью.

2. Покрытие органическими веществами – битум, деготь и др.

3. Пропитка последовательно растворимым стеклом и хлористым кальцием (образуется нерастворимый силикат кальция и кремнекислота – соединение, закрывающее поры).

4. Обработка полимерами (кремний – органическими) – т.е. гидрофобизация, а также растворами парафина стеарина или металлических мыл (алюминиевого, цинкового).

Применение горных пород – конструкционный материал, отделочный, сырье для неорганических вяжущих, заполнители бетонов, растворов. Свежедобытые горные породы (туфы, известняки, доломиты) быстро разрушаются при замораживании. После просушки становятся морозостойкими.