Качественные характеристики натурального камня

Тема статьи: Описание характеристик натурального камня

Содержание Введение Характеристики натурального камня: Прочность камня Пористость камня Плотность камня Водопоглощение камня Солестойкость камня Кислотостойкость камня Морозостойкость камня Истираемость камня Износостойкость камня Гигроскопичность камня Теплопроводность камня Огнестойкость камня Декоративность камня Звукопроводность камня Обрабатываемость камня Блочность камня Твердость камня по шкале Мооса Радиоактивность камня Итоги

Продолжая цикл статей о натуральном камне, заострим внимание на тех свойствах и физико-механических характеристиках, которыми обладает камень. Так как нас, в большей степени, интересует натуральный камень как отделочный материал в области строительства, остановимся на тех качествах, которые важны именно в этой сфере.

1.Прочность – один из важнейших показателей: чем выше прочность, тем дольше срок эксплуатации.
Условно делят на три группы:
— Прочные – габбро, граниты, кварциты
— Средней прочности – мраморы, известняки, травертины
— Мягкие – туфы, рыхлые известняки

2.Пористость – наличие в породе воздушных пор, их количество, размер и расположение.
Является одним из ключевых показателей, так как напрямую влияет на некоторые другие характеристики. От пористости зависят плотность (и, соответственно, вес камня), водопоглощение, соле- и кислотостойкость, прочность, теплопроводность, обрабатываемость, декоративность.
Пористость бывает:
— Низкая Р <5% — габбро, кварцит, мрамор
— Средня 5% < Р < 20% — граниты
— Высокая 20% < Р <40% — базальты, известняки
— Очень высокая Р > 40% — травертины
А так же: Равномерная и Неравномерная

3.Плотность – масса тела в единицах его объема.
От плотности зависит вес камня — чем выше плотности, тем тяжелее камень и изделия из него.
Делят на:
— Легкие – плотность до 2200 кг/ м³ – рыхлые известняки,ракушечник
— Тяжелые – плотность более 2200 кг/ м³ — гранит, песчаник, мрамор, габбро, базальт

4.Водопоглощение — способность впитывать и удерживать в порах и капиллярах воду. Измеряется в процентах.
Выделяют:
— Малое водопоглощение – менее 1,5%
— Среднее — 1,5% ÷3%
— Большое — 3% ÷ 8%
— Очень большое водопоглощение – больше 8%.
Как было сказано выше, водопоглощение зависит от пористости камня, а, в свою очередь, от этой характеристики зависят соле- и кислотостойкость, морозостойкость.
Чем выше водопоглощение, тем больше влаги впитывает порода, тем выше шанс соленых и кислотных воздействий, соответственно соле- и кислотостойкойсть снижается.

5.Солестойкость – возможность камня противостоять физическому воздействию кристаллов соли.
При попадании в поры камня воды, вместе с ней могут проникать и различные соли; после испарения воды они оседают в виде концентрированных растворов и постепенно кристаллизуются, что приводит к разрушению камня.
При высокой пористости, кристаллы соли распределяются более менее равномерно, разрушение происходит медленнее и считается, что солестойкость высокая.
При низкой или неравномерной пористости солестойкость снижается, а в сочетании с высоким водопоглащением может разрушить камень.

6.Кислотостойкость/ кислотоупорность (эта характеристика по своей сути схожа с солестойкостью) – возможность камня противостоять воздействию кислот.
Важно учитывать кислотостойкость при выборе камня на фасад здания или для изготовления таких изделий интерьера, как подоконники и столешницы.
В городах для уборки улиц часто используют химикаты, автомобили выпускают множество выхлопных газов, которые при взаимодействии с водой образуют кислоты.
Для уборки внутренних помещений так же используют химические растворы, которые могут оседать на поверхность камня.
При приготовлении пиши (критично для столешниц), непосредственно или в виде химических соединений, используется уксусная или лимонная кислоты. В этих случаях попадание кислот на поверхность камня с низкой кислотостойкостью (мрамор, травертины, известняки, доломиты) способно привести не только к быстрому разрушению верхнего слоя, но и всего массива породы.
Хорошей кислотостойкостью обладают диабазы, базальты, граниты, кварцит.

7.Морозостойкость  (напрямую зависит от водопоглощения) — умение материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения и без значительного понижения прочности.
При замерзании вода расширяется и создает дополнительное внутреннее давление, что может привести к растрескиванию породы. Впоследствии, в образовавшиеся трещины затекает все больше воды и при следующем замерзании трещины увеличиваются в размерах и как бы разрывают камень изнутри.
Если оставить этот процесс без вмешательства, то со временем произойдет естественный откол. Соответственно, чем ниже водопоглощение, тем выше морозостойкость и дольше срок эксплуатации.
Существует такое понятие как марка по морозостойкости — в случае натуральных камней имеет обозначения F10, F15, F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300, где F – морозостойкость, а цифры – количество циклов замораживания и оттаивания, которое выдерживает материал при допустимом снижении прочности.

8.Истираемость – свойство материала снашиваться в результате трения.
Разделяют натуральную истираемость и механическую, т.е. лабораторную (является составной частью износостойкости).
Принятая мера измерения натуральной истираемости – количество истираемых мм при интенсивности человекопотока 1 млн. чел./год. 
Кварциты и породы группы гранита — менее 0,12 мм
Базальты, микрокристаллический мрамор — 0,12–0,35 мм
Рыхлые базальты, мрамор, песчаники, доломиты — 0,35–0,6 мм
Мраморизованные известняки, травертины, известняки, туфы — 0,6–1,5 мм
Рыхлые известняки — 1,5–2,5 мм

9.Износостойкость – совокупность показаний лабораторных испытаний на истираемость и ударопрочность.
Истираемость испытывают специальными кругами и определяют как потерю массы породы в граммах на участке в 1с м² (ед. изм. г/с м²).
Для измерения ударопрочности применяют крутящиеся барабаны с металлическими шариками и вычисляют относительную потерю массы образца в процентах от исходной.

10.Гигроскопичность – склонность материала вбирать/поглощать водяные пары из воздуха (а не при непосредственном контакте с водой).
Для расчета этого показателя необходимо определить отношение впитанной влаги (при относительной влажности воздуха 100% и температуре воздуха +20º С) к массе сухого материала. Измеряется в процентах. Из камней, подходящих для строительства и отделки, наиболее гигроскопичны известняки и травертины (до 30%), далее в порядке уменьшения гигроскопичности — песчаник (до 20%), мрамор, оникс, сланец, гранит, габбро, кварцит (0,15%).

11.Теплопроводность – способность камня передавать тепло от более нагретых/теплых элементов менее нагретым/теплым.
Напрямую зависит от пористости камня и его плотности. Любая теплопроводность может быть и плюсом камня и минусом, все зависит от дизайнерской задумки — так прохладный пол и стены на летней террасе, выполненные из камня с низкой теплопроводностью (мрамор, песчаник) могут приятно скрасить жаркие дни. А камин, сложенный из камня с высокой теплопроводностью (гранит, кварц), сэкономит ресурсы.

12.Огнестойкость/Огнеупорность – умение камня сопротивляться высоким температурам без деформации и значительной потери прочности, а так же ограничивать распространение огня.
Важный показатель для облицовки каминов, бань, печей. Температура длительного бытового пожара может достигать 1000 °С, а в случае горения складских помещений с горючими материалами – 1400-1600 °С.
В камине максимальный показатель температуры пламени – голубое горение газов — достигает 850 °С, в топочной 450-600 °С, углей – 350-400 °С
Натуральные камни способны выдержать максимальную температуру в:
— Травертин 600 ÷ 700 °С
— Гранит 700 ÷ 800°С
— Известняк 800 ÷ 900°С
— Мрамор 900 ÷ 1000 °С
— Оникс 1100 ÷ 1200 °С
— Кварцит до 2000 °С

13.Декоративность – относительная оценка фактуры камня, эстетическая его привлекательность.
Сюда относят цвет и рисунок камня, просвечиваемость, а так же наличие/отсутствие дополнительных оптических эффектов.
Условно делят на 4 класса:
— Высокодекоративные (32 балла и более)
— Декоративные (23-32 балла)
— Малодекоратинвные (15-23 балла)
— Недекоративные (15 баллов и менее)

14.Звукопроводность/ звукопоглощение – свойства породы, связанные с взаимодействием со звуком (звуковыми волнами).
Камень может отражать звук, поглощать или проводить. Параметр зависит от способа обработки (характера поверхности) и пористости камня. Так, гладкая полированная поверхность, закрывающая поры, отражает значительное количество звуковых волн, как бы «возвращая» их в помещение.
В открытую же пористость звуковой поток проникает, и либо поглощается, либо проводится через материал. Погасится или проведется звук зависит от структуры и текстуры камня. (см. Натуральный камень в геологическом аспекте.)

15.Обрабатываемость, полируемость – податливость породы механическому, термическому, электрическому и другому воздействию для придания ей необходимой формы, размеров и фактуры.
Выделяют 4 группы:
— Труднообрабатываемые (граниты, габбро, кварциты);
— Средней трудности обработки (базальты, доломиты);
— Сравнительно легкой степени обработки (мраморы, мраморизованные известняки);
— Легкообрабатываемые (туфы, рыхлые известняки).
Полируемость — частность обрабатываемости — придание гладкой и блестящей поверхности.
У каждого камня существует свой показатель предельного блеска, при достижении которого качество полировки не становится лучше. Эталоном принято считать предельный блеск стекла, который составляет 200 единиц.
Полируемость может быть:
А. Отличная – 170÷200 ед. – полнокристаллические мраморы, мелкозернистые граниты, кварциты.
Б. Хорошая – 140÷170 ед. – граниты, мраморизованные известняки.
В Средняя – 70÷140 ед. – базальты, известняки, доломиты.
Г Плохая – менее 70 ед. – туфы, рыхлые известняки. (более подробно все способы обработки поверхности натурального камня мы рассмотрим чуть позже)

16.Блочность – возможный теоретический выход товарных блоков из горной массы.
Относительное мерило потенциальных возможностей с точки зрения добычи породы (максимальный размер целостного камня).

17.Твердость по шкале Мóоса – примерная оценка твердости породы по системе сравнения тверже-мягче методом царапания.
Испытываемый материал сравнивают с 10 эталонами минералогической шкалы твердости Мóоса (за эталоны приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твердости) и образец либо царапает эталон и тогда его твердость выше, либо царапается и его твердость ниже твердости эталона< br /> Часто натуральным камням «приписывают» такую характеристику как радиоактивность. «Приписывают» — потому что из всех разновидностей натуральных пород, в силу своего происхождения, радиоактивным фоном могут обладать лишь граниты, диабазы и базальты (наиболее распространенные в строительстве породы вулканического глубинного происхождения). В отношении других камней (осадочного или метаморфического происхождения) о радиоактивности говорить не совсем корректно.

18.Радиоактивность – активное излучение, наблюдающееся при распаде атомных ядер некоторых химических элементов.
Может иметь природный характер (естественная радиоактивность почвы, воды, космические излучения, солнечная радиация) или искусственный (техногенный). Измеряется в Рентгенах (Р, R) или Зивертах (Зв, Sv). 
Допустимая норма радиации (ионизирующего излучения) составляет 10-30 микроРентген в час (мкР/ч) или 0,1-0,3 микроЗиверт в час (мк3в/ч).

Согласно НРБ –99/2009 Санитарные правила и нормативы СанПиН 2.6.1.2523-09, натуральный камень, как строительный материал, может быть 5 классов радиационной опасности. За меру радиоактивной опасности принята активность распада в единице вещества. Измеряется в Беккерелях (Бк) (соответствует 1 распаду в секунду) на единицу веса (кг) или объема (Куб.м).

I класс: менее 370 Бк/кг, естественное излучение. Может использоваться во всех видах строительных работ, включая и внутреннюю отделку жилых помещений.
II класс: 370 Бк/кг — 740 Бк/кг природное излучение породы. Применяют в дорожном строительстве в населенных пунктах и при строительстве производственных зданий.
III класс: 740 Бк/кг — 1500 Бк/кг. Рекомендован к использованию в дорожном строительстве в качестве щебня, за пределами населенных пунктов.
IV класс: 1500 Бк/кг до 4000 Бк/кг. Применение рассматривается в каждом конкретном случае на основании исследований.
V класс: более 4000 бк/кг не применяется в строительстве. 

 Вот такой у нас получился список характеристик и способностей натурального камня, которые необходимо учитывать при выборе природного камня для строительства, внешней и внутренней отделки зданий, а так же при благоустройстве городских улиц и частных территорий.
Следует обратить внимание, что одна и та же характеристика у одной горной породы, но добытой в разных карьерах может сильно отличаться. Поэтому при выборе материала необходимо руководствоваться не только декоративностью, но и конкретными цифрами (не стесняйтесь спросить у продавца сертификаты).
Следующей темой нашего цикла станут способы добычи натуральных камней, а так же размеры и фракции, пригодные для строительства.

Предыдущие материалы по натуральному камню:

1. Человек и камень
2. Натуральный камень в геологическом аспекте
3. Где добывают натуральный камень

← назад к списку статей и обзоров