Способы повышения долговечности каменных строительных материалов.
Важнейшие виды природных каменных строительных материалов.
Бутовый камень — применяют для кладки фундаментов и стен подземных частей зданий. Коэф. размягчения камня, используемого для этих целей, должен быть не менее 0,7, морозостойкость – не ниже Мрз15. В зависимости от формы бутовый камень бывает рваный, постелистый и лещадный. Имеет размеры 150-500мм.
Колотый булыжный камень — исп. для укрепления откосов земляных покрытий и оснований. По форме близок многогранной призме или усеченной пирамиде. Булыжный камень имеет овальную форму.
Бортовые камни – применяют для отделения проезжей части улиц от тротуаров. Брусчатка – колотые или тесаные бруски высотой 10-16, шириной 12-15 и длинной 15-25 см, по форме близки. Применяют при устройстве мостовых, трамвайного полотна, посадочных площадок трамвая.
Облицовочные камни и плиты – изготовляют путем раскалывания или распиливания блоков-полуфабрикатов. Им придают разнообразную фактуру лицевой поверхности: зеркальную (полированную), лощеную, шлифованную и др.
Стеновые камни и блоки – изготавливают из известняков и туфов.
Щебень – получают дроблением различных г.п. до размера 5(3) – 70 мм.
Гравий – это рыхлое скопление обломков г.п. размером 5(3) – 70 мм, обкатанных в различной степени.
Песок – рыхлая масса, состоящая из зерен минералов и пород размером 0,15 – 5мм. Применяют для приготовления бетонов и растворов, для устройства оснований дорожных покрытий, дренажных сооружений.
Способы повышения долговечности каменных строительных материалов.
Каменные материалы и строения разрушаются под действием внешних условий. Разрушение каменных материалов может происходить под действием воды как растворителя. Защита от проникновения воды:
1. Конструктивные мероприятия – обеспечивают правильный и быстрый сток воды с поверхности камня, а также уплотнение поверхностного слоя изделия за счет шлифовки и полировки.
2. Химические мероприятия – предусматривают пропитку поверхности пористого камня специальными растворами, которые уплотняют поверхность. При этом растворимые вещества переходят в нерастворимое состояние (применяют соли кремнефтористоводородной кислоты): 2CaCO3+MgSiF6=2CaF2+MgF2+SiO2+2CO2
В результате реакции на поверхности камня образуются нерастворимые вещества, которые повышают его свойства стойкости.
Полимерные соли применяют от коррозии.
13)Сырьё для керамических изделий. Свойства сырья, добавки.
Керамические материалы и изделия – это искусственные каменные материалы, получаемые из глиняных масс путем формования и последующего обжига при высоких температурах. Сырьевые материалы: смеси состоящие из глины и добавок (отощающих, порообразующих, пластифицирующих). Глина – осадочная г.п., образовавшаяся в рез. глубокого выветривания гранитов, сиенитов, порфиров и т.п. Глины, кот. не содержит примесей наз. каолины (белого цвета). глины и каолины состоят минерала каолинита Al2O3*2SiО2*2H2O на 95 -98%. Примеси, сходящие в состав глины: включения известняка CaCO3 , Fe2О3 – оксид железа. Наличие примесей снижает температуру плавления и изменяет окраску изделия.
Свойства глины, как сырья для керамики — определяются соотношением, видом и дисперсностью глинистых минералов и примесей. (Дисперсность показывает, какие частицы по размерам).
1. Пластичность (дообжиговое св-во) — способность глиняного теста под действием внешних сил принимать заданную форму без образования трещин и сохранять эту форму после снятия нагрузки. Глина, замешанная с опред. кол-вом воды образует глиняное тесто, обладающее связностью и пластичностью. молекулы воды (диполи) вытягиваются между чешуйчатыми частицами глины и расклинивают их, вызывая набухание глины. Тонкий слой воды между частицами глины обуславливает характерные свойства глины. Особенностью глиняного теста явл. способность отвердевать при высыхании на воздухе. Силы капилярнрого давления стягивают частицы глины, препятствуя их разделению, следствие чего происходит 2. воздушная усадка (дообжиговое св-во) – изменение линейных размеров свежеотформованного образца в процессе сушки, от первоначального размера образца (2-10%). Воздушная усадка происходит в процессе испарения воды из сырца, вследствие уменьшения толщины водных оболочек вокруг частиц глины, возникновения в порах менисков и сил капиллярного давления, стремящихся сблизить частицы.
3. Огневая усадка (обжиговое св-во) – изменение линейных размеров воздушно-сухого образца в процессе его обжига (2-8%). В процессе обжига легкоплавкие составляющие глины расплавляются и частицы глины в местах их контакта сближаются в рез. действия сил поверхностного натяжения, т.е. обволакивания частицы кварца. Полная усадка – сумма воздушной и огневой = 5-18%. Большая усадка глина ведет к искривлению образцов и трещинообразованию.
4. Огнеупорность (обжиговое св-во) – способность глины выдерживать действие высоких температур без деформации (более1580 0 С). Различают три вида глин: огнеупорные tразмягчения= 1580 0 С – применяют для изготовления огнеупорного кирпича, фарфора, фаянса; тугоплавкие tразм=1580-1350 0 С – для изготовления напольной плитки, канализационных труб; легкоплавкие tразм менее 1350 0 С – для керамического кирпича, черепицы.
5. Спекаемость (обжиговое св-во) – св-во уплотняться при обжиге и образовывать керамический черепок.
Для регулирования свойств глиняной массы в нее вводят добавки:
1. Отощающие (кварцевый песок, золы ТЭС, гранулированный шлак) – для понижения пластичности и уменьшения воздушной и огневой усадки глины, и для получения качественных изделий без трещин и искривлений
2. Выгорающие (древесные опилки, бурый уголь, золы ТЭС) – способствуют равномерному спеканию керамического черепка, повышают пористость изделий и трещинностойкость, уменьшают среднюю плотность.
3. Пластифицирующие (высокопластичная глина, павы) — увеличивают пластичность глиняных масс.
Источник
Способы повышения долговечности природных каменных материалов
Добыча и обработка горных пород
Горные породы, применяемые в строительстве
Гранит – состоит из кварца, полевого шпата, слюды, глубинный изверженный. Цвет от серого до красного. Структура зернистая, кристаллическая, плотность 2,7 г/см 3 , пористость 2,5-1,5%, прочность при сжатии 250 Мпа, стоек к выветриванию, хрупкий, низкая огнестойкость.
Применяется в качестве облицовочного камня, щебня, бутового камня. Месторождения на Урале и в Карелии.
Диорит – состоит из полевого шпата и роговой обманки, глубинный изверженный, цвет от зеленого до черного, плотность 2,7-2,9 г/см 3 , прочность при сжатии до 500 МПа, высокая ударная вязкость. Используется для облицовки и в дорожном строительстве. Месторождения в Крыму и на Урале.
Осадочные горные породы.
Песок – рыхлая порода. В строительстве применяется песок с зернами от 0,14 до 5 мм. Минералогический состав зависит от породы, из которой песок. Используют в качестве заполнителя и подсыпки.
Гравий – рыхлая смесь, зерна от 5 до 70 мм, минералогический состав зависит от породы. Применяется для изготовления бетонов и в дорожном строительстве
Песчаники – плотная порода, состоящая из зерен кварца, сцементированных различными природными цементами. В зависимости от вяжущего, могут быть глинистые, известняковые, и кремнистые. Цвет желтый, серый, бурый. Свойства зависят от связующего. Наиболее прочные кремнистые песчаники, предел прочности при сжатии до 150- 250 МПа. Обладают высокой твердостью и стойкостью к истиранию.
Конгломераты – обломочные горные породы , состоящие из цементированных природными цементами гальки, гравия
Существуют открытый и закрытый способы.
Открытый -в карьерах экскаватором добывают песок, глину.
Закрытый – в шахтах или шурфах. Более твердые породы выдалбливают, чтобы не было трещин. В некоторых случаях горные породы на щебень добывают взрывом.
Полученные глыбы камня в дальнейшем обрабатываются на заводах специальными режущими инструментами, в зависимости от твердости материала, полируют и шлифуют.
мягкие породы ( туф, известняк) добывают с помощью камнерезных машин
Защита от выветривания материалов на основе горных пород.
Существуют конструкционный и химический методы.
1) Шлифование и полирование
2) Защита от прямого попадания воды
1) Для карбонатных пород применяется флюатирование. Породы покрывают флюатами, которые взаимодействуют с CaCO3, образуя на поверхности нерастворимые соединения, заполняющие все поры.
2) Некарбонатные породы покрывают пленкообразующими составами.
Источник
GardenWeb
Материалы и изделия из природного камня и способы их защиты
Природные каменные материалы, обладая высокой атмосферостойкостью, прочностью и красивой окраской, широко применяются в строительстве в виде блоков для кладки стен и фундаментов, плит и архитектурных элементов, для облицовки наружных и внутренних поверхностей здании и сооружений, к материалам которых предъявляются повышенные требования прочности, долговечности и декоративных качеств. Каменные материалы используют также для изготовления ступеней и ограждений лестниц, подоконников и других изделий.
При выполнении облицовочных работ, устройстве ограждений и элементов лестниц применяют плиты, камни и профилированные изделия.
Плиты облицовочные пиленые из природного камня (ГОСТ 9480—77) предназначены для наружной и внутренней облицовки зданий и сооружений. Их изготовляют путем распиливания блоков-заготовок, отвечающих требованиям ГОСТ 9479—76, или выпиливают непосредственно из массивов.
Облицовочные плиты из мрамора, гранита, базальта и некоторых других видов природного камня применяют для отделки зданий и сооружений, к которым предъявляют высокие архитектурные и специальные требования, а также монументального характера.
Облицовочные плиты в зависимости от ширины делят на пять групп.
Размеры плит но длине и ширине (высоте) должны быть кратными 10 мм. Размеры плит должны согласовываться между заказчиком и предприятием-изготовителем.
Облицовочные плиты изготовляют прямоугольной и квадратной формы с обрезными гранями со следующими фактурами лицевой поверхности: полированной, лощеной, шлифованной, пиленой, обработанной ультразвуком и термообработанной.
По согласованию заказчика с предприятием-изготовителем допускается изготовление плиг косоугольной формы, а также плит с необрезными гранями произвольной формы.
Допускаемые отклонения от заданных размеров плит не должны превышать: по толщине ±3 мм, по длине и ширине (высоте) ± 1 мм.
Физико-механические свойства блоков из горных пород, распиливаемых на плиты, должны соответствовать требованиям ГОСТ 9479—76.
Облицовочные плиты не должны иметь сквозных трещин и поверхностных каверн. На плитах из цветного мрамора и мраморозпдиого известняка допускаются трещины, просматриваемые не более чем на 1/3 ширины плиты, и каверны, которые заделывают полирующейся мастикой, не ухудшающей эксплуатационные и декоративные качества плит. Па плитах из травертина, туфа и ракушечника допускаются каверны и раковины размером до 100 мм, а на плитах, аттестованных государственным Знаком качества — 30 мм.
Облицовочные мраморные плиты, за исключением плит и:! белого мрамора, можно склеивать но месту излома водостойким клеем, обеспечивающим предел прочности при изгибе не менее 10 МПа.
Боковые грани плит из камня всех пород должны при окантовке разрезаться на всю толщину плиты.
Облицовочные плиты должны быть прямоугольными или квадратными, с отклонением от прямого угла (просвет под угольником) смежных граней не более 1 мм на 1 м длины плиты. Лицевая поверхность плит должна быть ровной и правильной. Отклонение от правильности плоскости (лросвет под линейкой) не более 2 мм на 1 м длины плиты, а для плит из мрамора, известняка, травертина и туфа, аттестуемых на государственный Знак качества, ± 1 мм.
Отклонения для плит, выпиливаемых из массива известняков, не должны быть по толщине более 4 мм, по длине и ширине — более 3 мм.
Каждая партия поставляемых па стройку плит должна сопровождаться паспортом установленной формы, в котором указывают наименование и адрес предприятия- изготовителя, породу камня, наименование месторождения, физико-механические показатели блоков по ГОСТ 9479—76, номер партии, количество плит и их размеры, группа и фактура плит, а для плит, которым присвоен государственный Знак качества, изображение Знака качества.
Плиты транспортируют в прочной таре, приспособленной для механизированной погрузки и разгрузки. Устанавливают плиты в вертикальном положении попарно лицевыми поверхностями одна к другой, прокладывая между ними бумагу, и закрепляют клиньями.
Плиты из мягких пород камня и средней твердости хранят в закрытых складах, а из твердых пород — на открытых площадках рассортированными по месторождениям и фактурам.
Требования по истираемости предъявляют к изделиям из горных пород, применяемым для покрытий полов, лестничных маршей и площадок. При этом истираемость должна быть не более 2,2 г/см2 при слабом движении (менее 100 человек в час) и не более 0,5 г/см2 при интенсивном движении пешеходов (более 100 человек в час).
Требования по водопоглощению, морозостойкости и коэффициенту размягчения предъявляются к изделиям из горных пород, предназначенных для наружной облицовки.
К профилированным элементам облицовки относятся обрамления порталов, пояски, карнизы, угловые плиты и др.; к элементам лестниц — ступени, проступи и подступенки, балясины и поручни.
Для дорожного строительства используют брусчатку, бортовые камни, колотый и булыжный камень. Эти материалы должны обладать высокой прочностью и морозостойкостью.
Для конструкций, подвергающихся действию высоких температур, применяют изделия из базальта, диабаза, туфа.
В условиях кислотной среды используют изделия из гранита, сиенита, диорита, кварцита, аидезита, базальта, диабаза.
Для защиты от щелочей применяют плотные известняки, доломит, мрамор.
Тесаные каменные изделия изготовляют из изверженных горных пород, не затронутых выветриванием. В зависимости от формы и назначения различают следующие виды изделий.
Плиты из колотого и тесаного камня (рис. 1), предназначаемые для лицевой кладки цоколей и стен, получают раскалыванием некондиционных блоков.
Камни тесаные лицевые с фактурой скалы (рис. 2) изготовляют раскалыванием некондиционных блоков и последующей ручной их обработкой. Часто по периметру лицевую сторону камня с помощью скарпеля обрамляют «рамкой» — шероховатой лентой шириной 30—50 мм.
Бортовые камни (ГОСТ 6666—74) (рис. 3) изготовляют из изверженных горных пород, не содержащих пирита (граниты, базальты и др.), а также из плотных осадочных пород путем механической или термической обработки. Чистой теске подвергают поверхность верхней лицевой горизонтальной грани по всей ширине, видимую часть лицевой вертикальной грани, фаску но кромке лицевой грани иод углом 45°, а также полоску шириной 20 мм но кромкам тыльной вертикальной и торцовых граней. Остальные поверхности камня имеют грубую обработку.
Каменные цельные ступени изготовляют из изверженных и других горных пород без подрезки (рис. 4, а) и с подрезкой (рис. 4, б). Фактура лицевой поверхности ступеней точечная, шлифованная, пиленая. Ступени должны быть без видимых трещин, расслоений и скоплений слюды.
Брусчатку, применяемую для дорожных покрытий, изготовляют раскалыванием изверженных и осадочных горных пород. В зависимости от размеров брусчатка бывает низкая (рис. 5, а, б), средняя (рис. 5, в) и высокая (рис. 5, г).
Существует два способа защиты природных каменных материалов и изделий от выветривания — конструктивный и химический.
При конструктивном способе конструкции защищают от увлажнения путем устройства стоков воды, а также делают поверхность каменных материалов гладкой, чтобы вода, попадающая на них, не задерживалась.
К химическим способам защиты каменных материалов от коррозии относятся кремнефторизация (флюати- рование) и гидрофобизация поверхности.
Фтористые соли и кремнезем закрывают поры поверхностного слоя камня, приобретающего благодаря этому повышенную атмосферостойкость.
Флюатирование уплотняет камень в поверхностном слое и придает ему повышенную водостойкость, морозостойкость, твердость и сопротивляемость к действию окружающей среды. Оно нашло применение для защиты мрамора, известняка, травертина.
Флюатирование производят нанесением па поверхность камня водного раствора кремнефгористого магния за 2—3 раза. Расход флюата составляет 100—180 г на 1 м2 обрабатываемой поверхности камня.
Для повышения долговечности каменных облицовок рекомендуется покрывать или пропитывать их гидрофо- бизирующими жидкостями.
Сущность гидрофобизации состоит в том, что в тонких пленках гидрофобных поверхностно-активных веществ молекулы ориентированы своими углеводородными радикалами наружу, которые обладают водоотталкивающими свойствами.
Источник
