Материал: m33170

факторами выветривания являются вода, ветер и температурные изменения. Вода, проникающая в трещины, постепенно размывает и растворяет составные части горных пород, а при замерзании разрушает их. В результате резких температурных изменений породы растрескиваются и от них отделяются куски разного размера. Выветривание проявляется не только в виде механического разрушения, но и во взаимодействии составных частей горных пород с различными веществами, находящимися в атмосфере (химическое разрушение).

Осадочные горные породы в зависимости от условий образования подразделяются на обломочные, химические осадки и органогенные.

Обломочные горные породы бывают рыхлые и сцементированные. Рыхлые разделяют следующим образом по размерам обломков: крупнообломочные – при размере кусков более 5(3) мм (гравий с окатанными зернами и крупные пески), среднеобломочные – размер кусков 5(3)-0,16 мм (пески), мелкообломочные – размеры зерен 0,1–0,01 мм (пылевые частицы) и тонкообломочные – размер зерен менее 0,01 мм (глины, лессы).

Обломочные породы, связанные между собой каким-либо веществом (глиной, кальцитом, кремнеземом и др.), называют цементированными. В зависимости от цементирующего вещества различают песчаники глинистые, мергелистые, известковые, кремнистые и др. Наиболее стойкие - кремнистые песчаники. Их применяют для устройства фундаментов, подпорных стенок, набережных, облицовки стен и т.д.

Органогенные породы образовались в результате жизнедеятельности и отмирания организмов, находящихся в морских и пресных водах. К органическим относят различные карбонатные и кремнистые породы.

Известняки состоят в основном из кальцита СаСО3. Предел прочности плотных известняков при сжатии наблюдается от 80 до 200 МПа, средняя плотность - 1700–2600 кг/м3. В зависимости от содержания СаСО3 известняки бывают чистыми (не менее 98% СаСО3) и мергелистыми (не более 90% СаСО3).

Мергели представляют собой природную тонкую механическую смесь известняка и глины в разных соотношениях. Мергели используют для изготовления цементов. При содержании СаСО3

36

не менее 75% мергели называют известняковыми, не менее 40% - просто мергелями и не менее 10% - глинистыми.

Плотный известняк применяют для облицовки стен, бутовой кладки, изготовления щебня, извести и т.д.

Пористые известняки и известняк-ракушечник легко поддаются распиловке на штучный камень для кладки стен и перегородок. Средняя плотность известняка-ракушечника - 600–1500 кг/м3, предел прочности при сжатии - 0,4–5 МПа.

Породы химического происхождения – это магнезит, до-

ломит, гипс, ангидрит и т.д.

Магнезит (MgCO3) используют для получения огнеупорных материалов и магнезиального вяжущего – каустического магнезита. Доломит (CaCО3 ·MgCO3) применяют в качестве строительного камня, щебня для бетона, получения огнеупорных материалов и вяжущего вещества – каустического доломита. Гипс и ангидрит применяют для изготовления вяжущих веществ.

Метаморфические (видоизмененные) горные породы об-

разовались из первичных и вторичных горных пород под действием высокой температуры и давления. Из метаморфических горных пород в строительстве применяют гнейсы, мраморы, кварциты и глинистые сланцы.

Мраморы образовались из известняков. Состоят они из прочных сросшихся между собой кристаллов кальцита. Предел прочности при сжатии - 120–300 МПа, средняя плотность - 2600– 2800 кг/м3, водопоглощение - 0,1–0,7%, хорошо сопротивляются истирающим воздействиям. Из них изготавливают плиты для внутренней отделки помещений, плитки для полов, ступени, подоконные доски и т.д. Мраморы не рекомендуется применять для наружной отделки.

Кварциты – метаморфическая разновидность кремнистых песчаников с перекристаллизованными и сросшимися зернами кварца так, что цементирующее вещество неотделимо от зерен кварца. Предел прочности при сжатии очень высок – до 400 МПа, средняя плотность - 2500–2700 кг/м3. Применяют в особо ответственных сооружениях – мостах, облицовочных работах, в качестве бутового камня, щебня и сырья для получения огнеупорных (динасовых) изделий.

37

Гнейсы образовались в результате перекристаллизации гранитов. Используют гнейсы в виде плит для облицовки каналов, набережных, кладки фундаментов, устройства тротуаров и т.д.

2.3. Классификация и виды природных каменных материалов

Как и всякий строительный материал, природные каменные материалы должны удовлетворять ряду требований. Основными показателями качества природных каменных материалов являются предел прочности при сжатии (марка материала), средняя плотность, морозостойкость и коэффициент размягчения. Кроме того, в ряде случаев определяют раскалываемость, сопротивление удару, истираемость.

В соответствии с требованиями СНиПа (Строительных норм и правил) природные каменные материалы и изделия классифицируют по следующим признакам:

по средней плотности – тяжелые (средней плотностью

свыше 1800 кг/м3) и легкие (средней плотностью менее 1800 кг/м3);

по пределу прочности при сжатии на марки 4, 7, 10, 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 800, 1000 (кг/см2),

причем легкие каменные материалы имеют марки до 200, а тяжелые – от 100 и выше;

по морозостойкости (по количеству циклов замораживания

– оттаивания) на марки: F10, F15, F25, F35, F50, F100, F200, F300 и F500;

по коэффициенту размягчения (Кр) – материалы с коэффициентом размягчения 0,6; 0,75; 0,9 и 1,0.

по истираемости и износу.

Эти свойства природного каменного материала имеют важное значение при устройстве дорожных покрытий, полов, лестниц и т.д.

В зависимости от степени обработки различают грубообработанные каменные материалы, штучные изделия и профилированные детали.

К грубообработанным каменным материалам относят: песок – минеральные зерна размером от 5(3) до 0,16 мм (природный песок), иногда песок получают путем отсева дробленых горных

38

пород (искусственный песок); гравий – окатанные зерна размером от 5(3) до 150 мм, получаемые из рыхлых залеганий рассевом на ситах соответствующего размера; щебень – куски камня неправильной формы размером от 5(3) до 150 мм, получаемые главным образом путем дробления крупных кусков горных пород, встречается также природный щебень – дресва; бутовый камень – крупные куски камня неправильной формы, получаемые взрывным методом (рваный бут) или плиты неправильной формы (постелистый бут), получаемые выламыванием.

К изделиям и профилированным деталям относят: пиленые штучные камни и блоки для стен, камни, плиты и профильные изделия с различно обработанной поверхностью для наружной и внутренней облицовки зданий и сооружений (рис. 6).

a

Рис. 6. Виды каменных материалов и изделий, используемых в строительстве:

а – бутовый камень (бут); б – изделия: 1 – стеновой камень: 2 – брусчатка; 3 – облицовочная плита; 4 – подоконная плита; 4 – ступень; 6 – стеновые каменные блоки (размеры в мм).

39

Бутовый камень чаще всего получают из местных горных пород, обычно осадочных (песчаников, известняков). В случае, если нужен прочный и стойкий камень, применяют бут из изверженных пород. Бутовый камень используют для устройства фундаментов, кладки стен холодных помещений, для отсыпки или бетонирования массивных частей гидротехнических сооружений. Бут из плотных пород должен иметь марку не ниже 150; для пористых пород минимальная марка 25 и коэффициент размягчения не ниже 0,7.

Камни и блоки для кладки стен получают обычно из пористых известняков, вулканических туфов и других горных пород со средней плотностью от 900 до 2100 кг/м3. Марки камней в зависимости от пористости горной породы могут быть от 4 до 400. Для лицевой кладки без штукатурки марки камней должны быть не ниже 25. Водопоглощение должно быть не более 30%, а коэффициент размягчения - не менее 0,6. Морозостойкость – не менее F15.

Основные размеры камней из пористых пород для кладки стен - 390х190х188 и 390х190х288 мм. Каждый такой камень заменяет 8–12 кирпичей.

Для наружной облицовки зданий и сооружений исполь-

зуют плотные и атмосферостойкие горные породы, в основном, глубинные (граниты, сиениты, габбро) или плотные известняки, мергели, реже мрамор. Кроме того, для этой цели широко используется вулканический туф.

Для внутренней облицовки зданий применяют плиты из декоративных пород средней твердости (мрамора, пористых известняков, вулканических туфов).

Для устройства покрытий полов используют полирован-

ные плиты из твердых и износостойких пород камня (гранит, сиенит, кварцит) и в случае небольшой интенсивности людских потоков в помещении – плиты из мрамора. Толщина плит для пола – не менее 20 мм.

2.3.1. Дорожные каменные материалы

Основные требования, которым должны удовлетворять дорожные материалы – износостойкость, ударопрочность, атмосферо- и морозостойкость.

40