Какие свойства у кам

Тема статьи: Описание характеристик натурального камня

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