Общие сведения о добыче и использовании облицовочного камня

Эстетические  свойства строительных материалом — это комплекс архитектурно-художественных качеств характеризующих уровень их художественной выразительности. Наиболее обобщающим эстетическим свойством облицовочного камня является его декоративность, служащая важнейшим критерием при выборе и оценке материала. Уровень декоративности камня может быть и оценен экспертным способом по балльной шкале. Определяющими факторами при этом являются цвет, рисунок и фактура. В зависимости от этого показателя облицовочный камень подразделяется на четыре класса высокодекоративный, декоративный, малодекоративпый и недекоративный.

Под термином структура калош подразумевают строение камня, обусловленное формой, величиной и количественным соотношением слагающих породу минералов. К структурным признакам относятся: степень кристаллизации, форма и размеры зерен минералов, равномернозернистость. Структуры подразделяются на полнокристаллические, скрытокристаллические и стекловатые. В зависимости от величины зерен различают также структуры крупнозернистые, среднезернистые и мелкозернистые , равномерно и неравномерно зернистые (порфировидные).

Структура существенно влияет на свойства камня. Камень с мелкозернистой структурой прочнее и долговечнее  крупнозернистого камня. Таким образом, неравномерно-зернистая структура менее стойка к атмосферным воздействиям, так как у различных по величине зерен минералов соответственно различные коэффициенты линейного расширения, а при смене температур это приводит к образованию трещин в камне. Лед, образовавшийся в трещинах, способствует их расширению и разрушению камня.

Под термином текстура камня подразумевают пространственное расположение составных частей горной породы в ее объемах. К текстурным признакам относят равномерность расположения зерен минералов и наличие пустот. Различают массивные текстуры — с равномерным плотным расположением зерен: полосчатые — с чередованием в камне участков различного минерального состава или различной структуры и шлаковые — с видимыми пустотами.

.Долговечность  камня и качество изготовленных  из него облицовочных материалов  зависят от физических и механических  свойств горных пород.

К физическим свойствам камня, определяющим возможность его применения для облицовки зданий и сооружений, относился плотность, пористость, трещиноват ность, водопоглощение и морозостойкость.

Истинная  плотность (прежнее название — удельный вес) масса единицы объема камня в абсолютно плотном состоянии, т. е. без пор.

Средняя плотность (прежнее название — объемная масса) — масса объема камня в естественном состоянии т. е. вместе с порами (кг/м³). По этому показателю при родные камни делятся на тяжелые — более 1800 кг/м' и легкие — 1800 кг/м³ и менее.

Пористость — степень заполнения объема камин порами, выраженная в процентах. Наименьшую пористость имеют кварциты (до 1 %) и граниты (1— 3%), нам большую — известняки-ракушечники и туфы (до 40%). Пористость существенно влияет на такие свойства камня как средняя плотность, прочность, водопоглощение, морозостойкость.

Трещиноватость — показатель степени развития в камне трещин — оценивается обычно показателем удельной плотности трещин, представляющим собой отношение суммарной длины обнаруженных трещин к обследованной площади граней блока. Она существенно влияет на пооперационный выход продукции и заготовок, качество обработки, производительность оборудования. Удельная плотность трещин у гранитов достигает 0.05-0.1м\м² ; габбро — 0,2-0,5 м/м²; белых мраморов — м/м²; цветных мраморов — 1,2-2,2 м/м² и более. Определить трещиноватость можно визуально внимателеным осмотром граней блока либо с помощью инструмента,

на пример с использованием приборов акустического или сейсмического контроля (дефектоскопов).

Водопоглощение — способность материала поглощать и удерживать в порах воду, определяется как процентное отношение массы образца камня, насыщенного водой, к массе его в абсолютно сухом состоянии, выражаемое и процентах. Как правило, высокое водопоглошение характеризует недостаточную прочность и морозостойкость камня.

Морозостойкость способность камня сохраним основные физико-механические свойства в заданных границах при многократном действии знакопеременных температур в водонасыщенном состоянии. Количественно это свойство характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое может выдержать насыщенный водой образец (при этом допускается снижение прочности на сжатие не более чем на 20 % и потеря по массе не свыше 5 %). Для горных пород установлены марки по морозостойкости (Мрз) — 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200, 300, 400 и 500 (Кмрз должен быть не менее 0,75). Для используемого в наружных облицовках камня действующим стандартом установлена следующая минимальная морозостойкость: гранитов и аналогичных изверженных пород—50 циклов; мраморов, известняков, доломитов, травертинов, песчаников, туфов вулканических и пористых базальтов — 25 циклов; известняков- ракушечников и туфов фельзитовых — 15 циклов. Морозостойкость камня, как правило, обусловлена такими его свойствами как водопоглощенне, пористость, трещиноватость, В свою очередь, морозостойкость в значительной мере предопределяет другое важное строительное свойство камня — долговечность.

По водостойкости для горных пород установлены марки (К_разм) — 0,60, 0,70; 0,90 и 1,00.

Механическими свойствами камня являются прочность, хрупкость, твердость и истираемость, они определяют способность материала сопротивляться действию внешних сил.

Прочность — способность камня сопротивляться разрушению при действии внешних сил, вызывающих в нем внутренние напряжения. Камень хорошо сопротивляется сжатию и значительно хуже растяжению. Под пределом прочности понимается давление, соответствующее нагрузке, при которой образец материала разрушается. Прочность камня снижается в результате выветривания и увеличивается с уменьшенном размеров зерен минералов. Так, предел прочности при сжатии у крупнозернистых гранитов не превышает 150 МПа (1500 кгс/см ), а у среднезернистых достигает 260 МПа (2600 кгс/см²). Прочность камня на сжатие определяют в лаборатории путем раздавливания кубиков-образцов. Для горных пород установлены марки по пределу прочности при сжатии (МПа) — 0,47; 1,0; 1,5; 2,5; 3,5; 5,0; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 30; 40; 50; 60; 80 и 100. В зависимости от величины этого показателя горные породы подразделяют на три группы: прочные с пределом прочности при сжатии в сухом состоянии 80 МПа и выше; средней прочности от до 80 МПа и низкопрочные от 5 до 40 МПа. К перш группе относятся кварциты и большинство изверженных пород, ко второй — мраморы, мраморизованные известняки, к третьей — доломиты, известняки, травертины, туфы.

Хрупкость свойство материала под действием к внешних сил разрушаться сразу, не обнаруживая значительных деформаций. Плиты из гранита, мрамора и других пород плохо сопротивляются удару, т.е. природный камень наряду с керамическими материалами, стеклим чугуном и т.п. относится к хрупким материалам.

Твердость — для камня это, так же как и описание выше для минералов, способность камня оказывать сопротивление проникновению в него более твердых тел. Твердость камня ориентировочно оценивают по шкале твердости Мооса, в случае же необходимости точною определения используют специальный прибор — склерометр. Твердость камня в оенш. ном определяет технологию и трудоемкость его обработки.

Истираемость — уменьшение камня в объеме и массе под воздействием истирающих усилий. Она характеризуется потерей массы камня (г), отнесенной к квадратному сантиметру истираемой поверхности. Определяют ее в лабораториях на специальных машинах – кругах истирания. При изготовлении плит для полов, ступеней и т.п. показатель истираемости камня, согласно ГОСТ 9749- 84, не должен превышать 0,5 г/см² для мест с интенсивностью движения свыше 1000 чел.-ч, 1,5 г/см интенсивности движения — 500—1000 чел.-ч и для мест с движением менее 500 чел.-ч.

Физико-химические свойства характеризуют влияние физического состояния материала на протекание определенных химических процессов (например, степень дисперсности раздробленной горной породы, влияющая на скорость химической реакции).

Химические  свойства характеризуют способность материала к химическим превращениям или стойкость его к влиянию веществ, с которыми он контактирует (например, стойкость к агрессивным средам). Эти свойства используются при определении долговечности породы путем испытания в растворе сернокислою натрия.

Технологические свойства в своей совокупности характеризуют способность материала поддаваться обработке различными методами. К основным технологичес- ким свойствам камня относят: обрабатываемость, пооперационный выход продукци,абразивность, анизотропность. Перечисленные свойства не являются однозначно технологическими и могут быть отнесены также к другим группам свойств (обрабатываемость — к группе механических, а остальные к группе физических свойств). Тем не менее, указанные свойства камня в наибольшей степени предопределяют характер технологии его обработки, что обусловливает целесообразность рассмотрения их в данной группе

Обрабатываемость — это свойство камня поддаваться воздействию инструментов, принимая заданную форму и (фактуру в результате воздействия на него камне обрабатывающего инструмента. Обычно этот показа к¹ т. оценивают относительным параметром (коэффициента обрабатываемости), представляющим собой отношение производительности станка при обработке камня, принятого за эталон, к производительности при обработке данного вида камня.

Пооперационный  выход — способность камня обеспечивать сохранность изделия (или заготовки) в процессе обработки, оцениваемая количеством продукции, полученной из единицы исходного сырья (обычно м² из м² готовок или м² из м³ блоков). Данное свойство находится в непосредственной зависимости от трещиноватости. Т.е. из блоков монолитного камня с незначительной трещиноватостью выход готовой продукции (плит толщиной 20 мм) составляет 25—30 м²/ м³а из камня с высокой уд е/п. ной плотностью трещин (свыше 2 м/м )— не превышает 8—10 м²/ м³

Абразивность камня характеризуется изнашиванием камнеобрабатывающего инструмента в процессе работы. Это свойство зависит от содержания в камне абразивных минералов (кварца, корунда и др.).

Анизотропность (от греческих «анизос» — неравный и «тропос» — свойство) — способность камня раскалыватся в одних направлениях легче, чем в других.

Анизотропность обусловлена неодинаковостью физических свойств горной породы в разных направлениях, что и свою очередь вызвано особенностями пространственной ориентации в ней минералов, В наибольшей степени это свойство характерно для гранитов. Анизотропность следует учитывать при ударной обработке камня.

Физико-механические свойства (механическая прочность, истираемость, морозо-, цвето- и атмосферостойкость, трудность обработки) обусловили различия в ласти применения природных камней для отделки зданий и сооружений.

3. СОВРЕМЕННАЯ АРХИТЕКТУРА УКРАИНЫ

Современная архитектура  Украины в целом характеризуется  преобладанием тенденций, свойственных всем  странам СНГ: стандартность  подавляющего большинства существующих построек при одновременном переходе в новом строительстве к объектам, более требовательным в от ношении их архитектурного облика Особенно это становится характерным для жилищного строительства, которое в последние годы резко сократилось, и строительства административных и коммерческих зданий деловых, выставочных и торговых центров, офисов, бирж, банков, магазинов и т.д.

При этом самым  примечательным являемся повсеместный отказ от шаблонности и переход  к высокой архитектуре как  модернистского, гак и ретроспективного направлений, применение в строительстве  самых высококачественных и дорогих  материалов, особенно для отделки  фасадов и интерьеров.

Среди наиболее популярных облицовочных материалов выделяется природный  камень, который становится неким символом престижа и состоятельности фирм и непосредственно хозяев построек.

В святи с этим камнедобыча и камнепереработка в Украине испытывают, если не настоящий бум, то, но крайней мере, свое возрождение.

Несмотря на разнообразие и смешение архитектурных стилей в современном строительстве  и реконструкции, практически повсеместно  зодчие обращаются к самому универсальному и долговечному изо всех отделочных материалов, каковым является природный  камень.

В современном  облике городов природный камень становится безошибочным индикатором их состояния и перспектив делового развития, занимая особое место и урбанистике.

Выполненный анализ использования на протяжении многих веков природного камня на территории 'снимаемой нынешней Украиной, однозначно свидетельствует о том, что это был основной строительный материал, который применялся при строительстве самых значительных для современником объектов, будь то жилье, оборонительные сооружения культовые постройки, либо общественные здания и конечно же, дворцы.

Широта использования  природного камни объясняется его распространенностью и легкодоступностью во многих регионах Приднепровья и Причерноморья, уникальностью расположенного здесь кристаллического щита.

Характерным для зодчества на наших земля является преимущественное использование и предпочтение к местным породам природного камни. Наряду с этим широко применялись, особенно и дворцовом и храмовом зодчестве, привозные камин, в частности - мрамор.

В целом можно выделить три более-менее характерных периода применения природного камня в нашей истории.

1. Наиболее древний - времен античных поселении в северном Причерноморье.
2. Архитектуру Крыма первых веков нашей эры.
3. Период зодчества славянских народов -  начиная с Х в.н.э.

При этом также  можно условно выделить еще несколько  периодов в отмеченные времена, для  которых характерным является применение природного камня по степени его прочности, а также по степени и совершенстве обработки деталей и элементов, применявшихся в строительстве.

В целом украинская земля с незапамятных времен была источником ценных отделочных материалов, которые использовались не только местными зодчими, но и чужеземными.