Градење со камен

Абење

Материјалите кои се користат за обложување кровови, фасади, внатрешни подови, тротоари, клучно е да се отпорни на абразивни средства. Да се ​​оцени овој отпор се користи Amsler tribometer.

Коефициент на термичка експанзија

Карпите се состојат од неколку минералошки фази, прво составните делови со различни коефициенти на термичка експанзија може да предизвикаат микроскопски лезии кои првично се ограничени на површината, а потоа посеопфатни и интересни по целата маса. Сличен феномен се случува во мермерите, иако тие се состојат од единечни зрна калцит.

Се комбинира со други структурни материјали како цигла или бетон, за да се обезбеди соодветните споеви да спречат закинување или напукнување на слоевите во каменот, а утврдување на коефициентот се врши со тестирање спроведено во климатска комора во температурен опсег помеѓу -5 и 40 ° C.

Обработливост

Обработливост на камен материјал може да се опише во однос на:

Квалитетот – цврстина/отпорност

Перформансите – при ископ

Обработливост – при секливост

Квалитетот

Се цени по тоа колку кај камењата под дејство на ударни алатки (чекани, клинови, пневматски чекани итн.) се крши внатрешната површина.

Перформансите

Се ценат по времето на експлоатација на материјалот и алатот кој се користи при ископот. Перформансите на каменот може да се изразат во однос на брзината на вадење-ископ. Во зависност од цврстината на карпата, ископот може да варира од неколку сантиметри / минута, па се до еден метар / минута.

Обработливост

Обработливоста зависи од секливоста на каменот, а во зависност од неговиот минералошки состав и текстура. Ова својство е од значење во однос на трошоците за производство на преработената камена суровина.

Во однос на секливоста камењата се делат на четири степени за обработка:

- многу тешки за обработка (габро, базалт, гранит); http://stone-network.com/images/classification.gif

- тешки за обработка (компактен варовник-limestone, мермери); http://en.wikipedia.org/wiki/Marble#Types

- средно тешки за обработка (мек варовник, лапорец);

- меки карпи (туф, гипс, лес).

Експлоатација на градежен камен

Постојат два главни методи на ископување: надворешен-површински и внатрешен-тунелски. Во првиот случај каменоломот се продолжува и продлабочува, отстранувајќи го целиот материјал нарушувајќи ја морфологијата на засегнатата територија. Во вториот случај, развојот на каменоломот следи одредено ниво или слој и ја остава речиси непроменета морфологијата на теренот.

Каменот се ископува во блокови со различни системи во зависност од природата и географската положба на карпата. Производниот циклус е поделен во две одделни фази:

- Првата - екстракција од депозити на големи блокови, каде што главни технологии кои се користат се: сечење со експлозиви; дејство на механички или хидраулични клинови, продолжено бушење, експанзивна употреба на хемикалии, сечење под висок притисок на вода, сечење со дијамантна жица секачи или лента, пламено сечење.

- Втората -сечење големи единици блокови на парчиња од мали димензии (блокови) или во плочи по завршувањето. За да се продолжи со сечење на блоковите се користат пили со дијамантски сечила како би се добиле повеќе рамки или плочи со различна дебелина. Потоа грубо добиените парчиња се финишираат со пескарање а потоа може и да се полираат зависно од намената и потребата од полирање на површинскиот слој.

Обработката на страните од ашларот(рамни ѕидарски блокови) мора да биде чиста и мазна.

Гранитите, мермерите или варовниците, во последната фаза, може да се полираат континуирано преку абразивни дејства со соодветни супстанции. Според степенот на полирање разликуваме: пескарење(со песок), пескарање(со пемза), полирање(со оловни поднесоци). Обработената површина се дефинира како на слој (груб, мазен, сјаен-полиран слој).

Производи

Во однос на геолошкиот и петрографскиот камен материјал може да се добијат различни видови на производи: блокови, плочи итн.

Големите блокови се добиваат од гранит или магматски карпи(igneous rocks), седиментните карпи во масовни слоеви-делови (варовници), метаморфни карпи и шкрилци (речиси сите мермери). Тие се погодни за потпори на столбови, линтели, статуи.

Малите блокови се добиваат од седиментни карпи (варовник, доломит, песочник, туф). Тие се погодни за подготовка на ашлар ѕидарија како и за декоративни елементи.

Плочи со различна дебелина се добиваат од тенко-слоевити седиментни карпи (варовник), а се погодни за ѕидови и покриви.

Плочи во големи размери отпорни на абење и свиткување, се добиваат од метаморфни карпи и се погодни за надворешно поплочување и покриви. Пилани плочи, од компактен карпи од различни видови (гранит, варовник, мермер), се погодни за фасадно покривање и внатрешни подови.

Според физичките и механички својства, боја и текстура на каменот, се подготвуваат производи за различни намени. http://www.mineralszone.com/stones/architectural-stones.html

(Песочник - Sandstone,

Базалт - Basalt, Варовник - Kremen - Limestone, Диорит - Diorite, Гранитоид - Granitoid (старите коцки на плоштадот во Скопје), Гнаис -Gneiss, Гранит - Granite, Шкрилци - Schist, Трахит - Trahit, Туф - Tuf итн.) http://stone-network.com/rocks/

Промени кај камењата и нивна заштита

Механизмите на промена кај каменот се различни и често истовремени, иако водата има најважна улога во овие процеси. Растворувачката моќ и способноста за вршење значителни физички појави во корелација со промени на состојбата се главните причини за оваа појава.

Солинификација http://www.phys.tue.nl/nfcmr/PhD-Rijniers-2004.pdf

Присуството на вода во внатрешноста на порозен материјал, води кон деградација на цврстината на производот, и може да повлече голем број проблеми поврзани со присуство на сол кои ги има во самата вода. Солите, всушност, имаат тенденција да се кристализира кога релативната влажност на воздухот, во контакт со материјата, ќе се намали преку притисокот на пареа од растворите кои содржат соли. Овие раствори тогаш, може да се кристализираат на површината, или во различни длабочини, во однос на сукцесијата на процеси на испарување и надополнување на солуцијата од растворот низ капиларните пори.

Во услови на слаба вентилација, снабдување со вода на површината генерира површина кристализација во форма на ефлоресценција. Ефектот врз материјата односно каменот во овој случај е пред се естетски. Но, кога постои значителна количина на пареа, влагата се наоѓа под површината и солите кристализираат во порите кои се наоѓаат подлабоко, помалку или повеќе оддалечени од површината. Во таков случај понекогаш волуменот се зголемува значително, во однос со формирањето на кристалите, така предизвикувајки механички стресови кои можат да го деградираат прилично трајниот и цврстиот материјал во каменот. Во секој случај сите материи од камен, кога се изложени на атмосферски појави, се јавува феноменот на деформација односно промена. Овие феномени се класифицирани како нормални и стандарди.

Состав и заштита

Каменот изложен на атмосферски појави се деградира преку процеси кои се јавуваат агресивно од надвор. Во повеќето случаи влошувањето е придружено со формирање на црна корка во не толку порозна средина, а заради што материјалот станува многу порозен. Внатрешноста обично е подобро зачувана во однос на надворешните слоеви.

За да се запре процесот на дезинтеграција на каменот, се користат мерки за консолидирање на камената материја. Консолидацијата треба да ја подобри механичката сила на камениот материјал и да ја обновува неговата внатрешна структура. На овој начин се отежнува пристапот на вода, киселини и сол во каменот.

Во случај да препаратот за консолидирање е отпорен на вода, третманот има заштитна функција. Во таков случај, кај каменот се намалува пенетрацијата на вода, со намалена можноста за отпочнување од процеси на деградација поврзани со нејзиното присуство.

Пред да се одлучи кој производ за консолидирање да се користи, треба да се има предвид серија на дејствија од фундаментално значење:

- хемиско-физички и минералошки-петрографски испитувања за да се укаже на природата на каменот и на причините за намалениот квалитет, како и кои мерки треба да се превземат во таков случај;

- мора да се внимава при изборот на техника за чистење;

- лепење и превентивно фугирање

- или каква и да е заштита.

При обновувањето на каменот, консолидацијата врз истиот не само што ги подобрува механичките својства, туку овозожува кохезија меѓу деградираниот супстрат длабоко навлегувајќи во процесот.

Длабочината на пенетрирање зависи од:

- порозноста на каменот;

- типот на камениот консолидатор;

- растворувачот кој се користи;

- начинот на употреба.

Карактеристики на консолидација

Консолидацијата по состав мора да е иста со каменот, односно мора да одговори на серија основни барања:

- Компатибилност. Производот мора да биде компатибилен, во однос на физичкиот и хемискиот состав на каменот врз кој се применува. Неговиот коефициент на термичка експанзија и коефициент на топлинска спроводливост треба да бидат слични на оние на здрав камен. На хемиско ниво производот не смее да предизвика никаква негативн реакција со третираната површина.

- Пенетрација. При консолидирањето производот треба да навлезе што е можно подлабоко и да се абсорбира подеднакво од каменот.

- Пропустливост. Производот не треба целосно да ги затвори порите на каменот, т.е. порозноста треба да ја врати на ниво карактеристично за недеградираниот субстрат.

- Издржливост. Консолидаторот со тек на време не треба да реагира со солите акумулирани во коскена формација, и внатре и надвор од каменот. Исто така, мора да е отпорен на напади од дожд, ултравиолетови зраци, ветер, загадувачи и сл.

- Реверзибилност. Консолидацијата на супстанцијата може да се смета за реверзибилна ако е консолидаторот е растворлив во растворувач кој не влијае на оригиналниот супстрат на камена.

На пазарот се нуди широк спектар на производи. Тие можат да бидат поделени во две категории, органски и неоргански.

Неоргански консолидатори се посупериорен во однос на органски материи. Примената вклучува навлегување на новото соединение во порите(капиларите) и вдлабнатините на каменот редуцирајки ги празнините, а реагирајки со компонентите на самиот камен, или со јаглерод диоксидот или со водата.

Во оваа категорија спаѓаат: Барит или бариум хидроксид; Алкални силикати; Вар и Калциум карбонат; Калиум алуминат.

Меѓу главните недостатоци поврзани со употребата на овие соединенија треба да се напоменат: слабата отпорност на механички стрес; недостатокот на ефикасност при голема декохезија; плитка пенетрација.

Органски консолидатори.

Овие производи преку високата адхезивна моќ делуваат така да ги заваруваат гранулите од камениот субстрат. Во повеќето случаи, исто така, имаат хидрофобни својства давајќи екстра заштита на третираните површини. Производите од овој вид се и термопластични терморегулациски полимери.

- Термопластичните смоли имаат линеарната структура која обезбедува флексибилност и растворливост во соодветни растворувачи. Ова обезбедува делумно реверзибилност на интервенцијата во однос на консолидацијата, но и намалена адхезивна моќ;

- Терморегулациските смоли се полимери со решеткаста структура со добра адхезивна моќ, но лоша флексибилност и слаби механички својства.

И едните и другите имаат ограничен отпор на консолидирање на органските хемикалии кои по одредено време се причина за ослабување на полимерот. Оваа појава е концентрирана во одредени области, каде што површината на некои полимери има тенденција да пожолтува во однос на каменот. Овие смоли се карактеризираат со значителна термичка експанзија од онаа на каменот, покрај тоа може да предизвикаат создавање на пукнатини во супстратот на каменот.

Најмногу е застапен во мермерите, варовниците и лапорците.

http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_rock_types

2. Карбонатни карпи

2.1. Варовници

Варовниците се седиментни карпи кои по хемискиот состав се калциум карбонат. Изградени се од минералот калцит (CaCO3) кој е обично застапен преку 95%. Често се присутни и примеси на манган, железо, глина, песок, магнесиум и др. Според видот на примесите се издвојуваат повеќе вариетети: глиновити варовници (глинени минерали до 50%), песокливи варовници (зрна на кварц и лискун), доломитични варовници (содржина на MgCO3 од 10-40%), железовити варовници (лимонит или хематит), битуминозни варовници или "смрдливи" варовници (количество на органски материи).

Структурата на варовниците е кристалесто зрнеста (минералните зрна меѓу себе се непосредно сраснати), оолитска (минералните состојки се тркалезни или елипсоидни чиј средишен дел е претставен со зрно песок или фосил), органогена (изградена од остатоци од животинско и растително потекло).

Текстурата е масивна (минералните честички немаат одредена просторна ориентација, па карпестата маса има едноличен изглед) или слоевита (се издвојуваат плочести делови, пластови со јасно издвоени пластови површини).

Бојата им варира во широки граници од сивобела, преку сива, сина, руменикава, зеленикава до црна, што зависи од присутните примеси.

Генетски гледано варовниците настануваат на повеќе начини:

1. Најголеми маси настануваат со таложење на скелети и оклопи на изумрени макро и микроорганизми изградени од калциум карбонат (корали, брахиоподи, амонити, цефалоподи, нумулити) таложени во океанските и морските простори и езерски животни и седиментациони средини.

2. Варовниците настануваат и по хемиски пат со таложење на цалциум карбонат во морска вода без учество на органска материја или со губење јагленова киселина од вода која содржи растворен цалциум хидрокарбонат.

3. Варовниците настануваат со таложење морски алги кои содржат поголеми количества калциум карбонат (диплопори, литотамниски алги).

4. Варовниците настануваат и како механички талози од порано распаднатите и преталожени парчиња од варовници.

2.2. Доломити

Доломитите се карбонатни карпи изградени од минералот доломите CaMg(CO3)2 кој е застапен и до 45-50%. Може да содржат многу примеси, посебно калцит и глиновити минерали, гипс, анхидрит, опал, органски материи и.т.н. Од варовниците со кои имаат големи сличности доломитите се разликуваат во послабата растворливост во солна киселина (NCl) и механички полесно се распаѓаат во ровка маса слична на песок наречена доломитски грус или доломитски песок.

Структурата е зрнеста (минералните зрна меѓу себе се циментирани со некоја природна врзива материја).

Текстурата е масивна до слоевита.

Бојата им е најчесто млечнобела, а поради примесите може да биде и сива, жолтеникава, руменикава до темносива.

Доломитите настануваат на повеќе начини:

1. Со процесот на доломитизација, т.е. замена на дел од калциумовата супстанца кај варовниците со магнезиумова супстанца.

2. Примарно од раствори со таложење на двојни соли CaCO3 и MgCO3 како хемиски седименти.

2.3. Мермери

Мермерите се масивни пара метаморфни карпи кои настануваат со метаморфоза на варовници и доломити. Минералошки се изградени од минералот калцит-калцитски мермери или доломит-доломитски мермери. Покрај овие минерали може да се појават и други споредни минерали како кварц, лискун, хлорит, графит, епидот, фелдспати, магнетит и др. Доколку содржат лискуни, таквите мермери се викаат циполини.

Структурата кај мермерите е гранобластична (минералните состојки имаат иста големина и приближно изиметриски состав).

Текстурата е масивна (рамномерен распоред на минералните состојки во карпата) и поретко шкрилава или лентеста.

Бојата им е мошне разновидна и варира од бела до црна. Наполно чистите мермери имаат бела боја. Присутните примеси ги бојат мермерите во сива, сина, зелена, жолтеникава, црвена боја.

Мермерите се доста распространети карпи во земјината кора. Најчесто се јавуваат во вид на големи маси или како леќи со различна големина во терените изградени од кристалести шкрилци.