Классификация каменных материалов

Классификация каменных материалов

• По средней плотности:

– тяжёлые плотностью ≥ 1800кг/м3;

– лёгкие плотностью < 1800кг/м3;

• По пределу прочности при сжатии:

– для тяжёлых 10 – 100МПа;

– для лёгких 0,4 – 20МПа

• По степени морозостойкости:

– для тяжёлых F15 – 500;

– для лёгких F10 – 25;

• По степени водостойкости (коэффициенту размягчения) – 0,6-1

Номенклатура материалов из природного камня:

• Грубообработанные материалы

• Штучные изделия

Грубообработанные материалы из природного камня

• Песок – рыхлая масса, состоящая из зёрен крупностью 0,16 – 5мм. Применяется для производства, стекла, растворов и бетонов.

Щебень - получают дроблением горных пород до размера 5 – 150мм. Применяют для дорожного строительства, производства бетонов, отделочных работ

• Гравий – рыхлое скопление обломков горных пород размером 5 – 150мм, обкатанных в различной степени.

• Бутовый камень - крупные куски камня неправильной формы размером 150 – 500мм, полученные взрывным методом (рваный бут), или плиты неправильной формы (постелистый или лещадный бут), полученные выламыванием из слоистых горных пород.

Рваный бут (плотный известняк, доломит, песчаник, гранит)- для производства бутобетона

Постелистый (глинистый сланец, гнейс) – для кладки фундаментов

• Лещадный (глинистый сланец, гнейс) - для отделки наружных и внутренних поверхностей стен.

 

Номенклатура штучных изделий из природного камня

• Камни для кладки фундаментов;

• Камни и блоки стеновые;

• Материалы для дорожного строительства;

• Облицовочные материалы;

• Специальные материалы

Камни пиленые и колотые для кладки фундаментов

• Горные породы - плотный известняк, доломит, песчаник, гранит;

• Свойства:

– Размеры 150 – 500мм;

– Кразм ≥ 0,75;

– Rсж ≥ 10 МПа; 

– Мрз ≥ F15.

• Применение: фундаменты малоэтажных зданий.

Камни стеновые тёсаные и пиленые

• Горные породы - ракушечник, туф вулканический.

• Свойства:

– размеры 390х190х188, 490х240х188;

– Кразм= 0,6 – 0,7;

– Rсж ≥ 25МПа; 

– Мрз ≥ F15,

– ρ0 = 900÷2100 кг/м³,

– Wm = 30÷50%.

Крупные стеновые блоки

• Размеры 300х800х900мм до 3000х1000х500мм.

Дорожное строительство

• Камни бортовые пиленые, колотые;

• Брусчатка;

• Тротуарные плитки

Камни бортовые пиленые, колотые

• Размеры: длина 70-200см, высота 30-40см, ширина – 100-200мм;

• Свойства:

– Кразм≥ 0,75-0,9;

– Rсж ≥ 60-100МПа;

– Мрз ≥ F25.

– Wm≤1%

• Применение: ограждения дорог

Брусчатка

Размеры: длина 15-25см, ширина 12-15см, высота 10-16см

Тротуарная плитка

• Горная порода – гнейс, толщина плиток до 40мм.

Кровельные плитки

• Горная порода - глинистый сланец.

• Свойства:

– Размеры 250х150÷600х350мм;

– Rизг > 15 Мпа;

– Мрз ≥ F25.

Отделочные материалы и изделия

• Отделочные плиты пиленые (шлифованные, полированные) и колотые для стен;

• Плиты пиленые, шлифованные и полированные для пола;

• Наборная мозаика;

• Архитектурно-строительные изделия.

Плиты пиленые (шлифованные, полированные) и колотые для стен

• Горные породы для наружной отделки - гранит, кварцит, базальт, лабрадорит, глинистые сланцы, гнейсы;

• Свойства:

– Размеры до 1200мм, толщина 5-40мм, внутренняя – 1,2 – 4мм.

– Кразм= 0,7 – 0,9;

– Rсж ≥ 5МПа; Мрз ≥ F15

Горные породы для внутренней отделки - гранит, кварцит, базальт, лабрадорит, глинистые сланцы, гнейсы, оникс, яшма, известняк, доломит, ракушечник, вулканический туф, гипс, травертин.

Фактуры отделочных материалов

• Ударные, выполненные скалывающими инструментами (шпунтами, узкой скарпелью);

• Абразивные, полученные абразивной обработкой

Фактура «скала»

• грубый рельеф высотой 50 мм и более. Такую фактуру рекомендуют в основном для твердых природных камней (гранита, габбро, лабрадорита).

Бугристые фактуры

• характеризуются наличием на поверхности равномерно распределенных бугров и впадин.

• Высота рельефа для мелкобугристых фактур 3-6 мм, для крупнобугристых — 7—15 мм.

• Бугристую фактуру рекомендуют для гранита, ряда пород средней твердости, например песчаников или плотных известняков.

Рифленые фактуры

• отличаются наличием непрерывных параллельных борозд, располагаемых без строгой прямолинейности.

• У крупнорифленых фактур высота рельефа 1-2 мм, у мелкорифленых — 0,5—0,7 мм.

• Эти фактуры рекомендуются для пород средней твердости.

Бороздчатая фактура

• имеет прерывистые параллельные борозды.

• Высота рельефа до 3 мм.

• Обычно эта фактура применяется на граните, габбро, лабрадорите.

Точечная (кованая) фактура

• представляет собой незначительные углубления, равномерно распределенные на предварительно выровненной поверхности.

• Высота рельефа 0,5—2 мм.

• Кованая фактура рекомендуется только для твердых природных камней.

Точечная фактура

• Такую фактуру используют при наружных работах (отмостка, площадка перед подъездом, наружные ступени из натурального камня, и т.д.)

Пиленая фактура

• характеризуется сравнительно ровной с тонкими штрихами поверхностью высотой рельефа до 3 мм;

• Выявляет цвет и рисунок натурального камня.

Шлифованные фактуры

• Грубошлифованнаяфактура отличается высотой рельефа 0,2-0,5 мм, повышенным светорассеянием, имеет следы обрабатывающего инструмента.

• Тонкошлифованнаяфактура - гладкая бархатистая.

• На темных и узорчатых изделиях из натурального камня шлифовка совершенно не выигрышна, так как практически полностью скрадывает цвет. Рекомендуется для гранитных полов, где необходимо уменьшить скольжение, и для наружных ступеней и площадок.

Лощеная фактура

• представляя собой последнюю грань шлифования и имеет слабый блеск.

Полированная фактура

• получается на конечной стадии абразивной обработки и характеризуется зеркальным блеском.

• При этом предельно выявляются цветовой тон и текстура камня.

• Полировка особенно ярко проявляет цвет и рисунок натурального камня.

• Не рекомендуется использование таких плит из гранита и мрамора на полах во влажных помещениях и для наружных лестниц и площадок (без нанесения противоскользящей рельефной полосы);

• При попадании на нее воды полированная поверхность натурального камня становится скользкой.

Термообработанная фактура

• отличается шероховатостью, следами шелушения.

• Для ее получения лицевую поверхность природного камня обрабатывают высокотемпературной струей, выходящей из реактивной горелки термоинструмента. При этом от породы отделяются мелкие чешуйчатые частицы.

Наборная мозаика

• Мрамор, травертин, оникс, яшма.

• Размеры плиток 10 – 50 мм, толщиной 4-5 мм.

Литокерамика

мраморная плитка для отделки помещений, представляющий собой усиленный и облегченный мрамор. Мраморная плитка толщиной 8-10мм изготавливается из натурального мрамора и фарфоровой основы, которая в 1,5 — 2 раза толще самого мрамора.

Специальные материалы

• Кислотоупорные материалы;

• Теплоизоляционные материалы;

• Материалы для гидротехнического строительства

Кислотоупорные материалы

• Плиты, бруски, кирпичи тёсаные, пиленые из базальта, андезита, диабаза;

• Применяются для защиты от действия кислот стен, полов, промышленного оборудования на химических предприятиях

Теплоизоляционные материалы

• Рыхлые зернистые материалы из вулканической пемзы, туфа;

• Засыпочная теплоизоляция полов, стен, крыш

Защита камня от разрушения

• Конструктивные методы:

–  устройство водостоков;

–  придание полированной поверхности

Физико-химические мероприятия:

Флюатирование – пропитка карбонатных пород солями кремнефтористоводородной кислоты. Некарбонатные породы предварительно обрабатывают хлористым кальцием, а затем флюатами

• Гидрофобизация – пропитка пористого камня гидрофобными составами, препятствующими проникновению влаги:

– кремнеорганические жидкости;

– растворы парафина, стеарина или металлических мыл в легкоиспаряющихся органических растворителях (бензине, керосине

Контрольные вопросы

1. Перечислите виды грубообработанных каменных материалов.

2. Где используется бутовый камень?

3. Назовите номенклатуру штучных изделий из природного камня.

4. Какие горные породы используют для устройства фундаментов?

5. Какие виды фактуры придают изделиям из камня?

6. Какую фактуру необходимо использовать для повышения насыщенности цветового тона?

7. Назовите горные породы, которые используются для отделки фасадов?

8. Какие горные породы необходимо использовать для внутренней отделки?

9. Назовите горную породу, применяемую для кровельной черепицы.

10. Перечислите виды специальных материалов.

Домашнее задание

• Байер В.Е. Архитектурное материаловедение. – М.: «Архитектура – С», 2006. – стр. 86 – 109.

Тема 2

По виду поверхности

глазурованные

неглазурованные

По назначению

• Стеновые

• Облицовочные

• Кровельные

• Трубы

• Санитарно-технические

• Кислотоупорные

• Огнеупорные

• Дорожные 

Состав сырья:

• глина

• добавки

Состав глины

• Химический состав: SiO2 = 60-78%, Al2O3 = 20-35%, Fe2O3 до 5-6%

• Минералогический состав:

каолинит Al2O3∙ 2 SiO2∙ 2Н2О;

монтмориллонит Al2O3∙ 4 SiO2∙ nН2О

Гранулометрический состав:

• Песок 0,16 – 5мм

• Пыль 0,005 – 0,16мм

• Глинистая фракция < 0,005мм

По содержанию глинистой фракции:

• > 60% - тяжёлые глины

• 30-60% - глина

• 10-30% - суглинок

• 5-10% - супесь

Пластичность глины

определяется по величине

воздушной усадки Ув, %:

• Высокопластичная - 10 – 15%

• Средней пластичности – 7 – 10%

• Малопластичная 5 – 7%

Добавки:

• Выгорающие (уголь, торф, опилки)

• Отощающие (песок, шамот)

• Плавни (полевые шпаты)

Стеновые материалы -

1. Кирпич обыкновенный керамический полусухого и пластического формования

Размеры кирпича

• 250х120х65мм – одинарный

• 250х120х88мм- утолщённый

• 288х138х65мм - модульный

Эффективная керамика

Кирпич пустотелый пластического и полусухого формования

Размеры камней керамических

• 250х120х138мм – обычный

• 250х250х138(188)мм – укрупнённый

• 288х288х88мм – модульный

• 380х250х219мм и 510х250х219мм - крупноформатный

Кирпич строительный лёгкий

Сырьё –диатомиты или глина с выгорающими добавками

Облицовочные материалы

Лицевой кирпич

Свойства:

• Водопоглощение Wm > 6%

• Морозостойкость > F50

Виды лицевого кирпича

Ангобированный кирпич

Ангоб -

Тонкий лицевой слой 0,2-0,3мм, маскирующий цвет черепка, состоящий из беложгущейся глины 80-90%, мела, красителей, стеклобоя.

Рифлёный кирпич

Глазурованный кирпич

Глазурь -

Это стекловидный слой толщиной 0,1-0,3мм, состоящий из каолина, кварца, полевого шпата (тугоплавкая глазурь) или глины, мела, оксида железа (легкоплавкая).

Двухслойный кирпич

Толщина лицевого слоя 3-5мм

Клинкерный кирпич

Ковровая керамика

Мелкоразмерные плитки размером 48х48х4мм и 23х23х2мм, приклеенные

лицевой стороной на крафт-бумагу.

Плитки

 фаянсовые    майоликовые

Свойства плиток:

• размеры от 75 до 300мм,

толщина 6-10м

• водопоглощение Wm < 16%

Плитки для пола

Свойства:

• Размеры 50-300мм, толщина 10-13мм

• Водопоглощение Wm < 4%

• Истирание 0,1-0,25г/см2

Керамогранит

• Состав сырья: глина, кварц, полевой шпат

• Водопоглощение Wm < 0,5%

• Истирание                 < 0,005 г/см2

Черепица

Морозостойкость > F25

 

 

Черепица ленточная

Черепица

Трубы

Канализационные дренажные

Длина 800-1200мм            333-500мм

Диаметр 150-600мм          25-250мм

Wm = 9-11%                          Wm < 18%

Давление до 0,2МПа         Мрз > F 15

 

Кислотоупорные изделия

Свойства	Кирпич	Плитка	Трубы
Размеры, мм	230х113х65	-	-
Кислотостойкость, %	92-96	96-98	> 98
Водопоглощение, %	8-12	< 4	< 3
Прочность, кг/см2	150-200	До 400	> 400

Огнеупоры

• Алюмосиликатные - шамот 

(Al2O3 =30-45%),      

t до 1750°С

 

Огнеупоры

• Кремнезёмистые – динас (SiO2 > 90%), t до 1750°С

• Магнезитовые - (MgO= 80-85%),

t до 2000°С               

Теплоизоляционные материалы

Керамзит, насыпная плотность 250-600 кг/м3, λ = 0,07 – 0,08 Вт/м∙°С

Аглопорит

• Свойства: насыпная плотность

400-1000 кг/м3, λ = 0,07 – 0,1 Вт/м∙°С

Пеноглинит

• Свойства: насыпная плотность

400-700 кг/м3, λ = 0,11 – 0,16 Вт/м∙°С

Контрольные вопросы

1. Как получают керамические материалы?

2. Назовите виды керамических материалов.

3. Каковы свойства и область применения обыкновенного керамического кирпича?

4. Какие материалы относятся к эффективной стеновой керамике?

5. Какова область их применения?

Назовите виды лицевого кирпича.

7. Какие требования предъявляются к материалам для пола?

8. Назовите область применения керамогранита.

9. Где применяют керамические трубы?

10. Перечислите виды теплоизоляционных материалов на основе керамики.

Домашнее задание

• Байер В.Е. Архитектурное материаловедение. – М.: «Архитектура – С», 2006. – стр. 109 – 141.

Тема 3
«Материалы на  основе минеральных расплавов»

 

Стекло- аморфный материал, полученный путём переохлаждения расплава независимо от его химического состава и температурной области затвердевания

Химический состав

• SiO2 – 75 – 80%

• CaO + MgO – 10 – 15%

• Na2O – до 15%

• Al2O3 – 2-3%

Состав сырья:

• Кварцевый песок;

• Известняк;

• Сода;

• Полевые шпаты

Свойства стекла

• Высокая прочность — R сж =700-1000МПа;

• Твердость стекла по шкале Мооса–5-7

• Светопрозрачность – до 90%;

• Высокая химическая стойкость;

• Высокая звукоизоляция –

1см стекла = 12см кирпичной кладки

Виды стекла

1. Листовое стекло:

Ширина листов

стекла 250-1600мм,

Длина 250 - 2200 мм

1.1.Оконное стекло- толщина  2,5 – 6мм, светопропускание стекла должно быть не менее 84%.

1.2.Витринное стекло – толщина стекла 6-12мм

1.3.Узорчатое стекло имеет на одной или обеих сторонах рельефный рисунок, исключающий сквозную видимость.

 Применение узорчатого стекла: остекление дверей, устройство светопрозрачных перегородок

1.4.Теплопоглащающее стекло

Cодержит оксиды Co и Ni, задерживает до 70% инфракрасных лучей.

 

Цветное стекло

Виды:

• окрашенное по массе       

• накладное 

Применение цветного стекла

• Остекление фасадов;

• Витражи;

Применение цветного стекла

Оформление лестниц и интерьеров

1.6.Ламинированное стекло(триплекс) – два слоя стекла, склеенных полимерной плёнкой

Стеклянные полы

Ламинированное многослойное стекло с верхним слоем из закалённого стекла

Декоративный триплекс

вид триплекса, в котором между листами стекла находится декоративная композиция (цветная пленка, фактурная ткань, фотография, композиция из элементов дерева, листьев растений, металла и т.д.)

Светодиодное стекло получают путём внедрения пленки со светодиодами в триплекс для создания индивидуальных композиций, панно и логотипов.

Армированное стекло

стекло с запрессованной хромированной или никелированной стальной проволокой, которая служит каркасом, удерживающим мелкие осколки стекла при его повреждении.

Ксв > 60%

Увиолевое стекло

Минимальное содержание оксидов Ti и Cr. Пропускает 25-75% ультрафиолетовых лучей. Применяется для остекления оконных проёмов детских и медицинских учреждений

 

Термостойкое стекло

Содержит оксиды  Rb и Li. Выдерживает температурный  перепад 200°С.

Изделия на основе стекла

Дверные полотна закалённые

Это листы закаленного утолщенного стекла с обработанными кромками и вырезами для крепления дверных приборов. Закалённое стекло – это стекло, подвергнутое нагреву при t = 640°С в течение 240с.

Свойства закалённого стекла

• При разрушении образует мелкие, безопасные осколки стекла с нережущими краями;

• Предел прочности закаленного стекла при изгибе может достигать 250 МПа, что в 5 раз выше, чем у обычного листового стекла.

• Закаленное стекло толщиной 4 мм выдерживает испытание "мягким телом" (мешок со свинцовой дробью массой 45 кг) с высоты падения 1200 мм, а листовое стекло не выдерживает удар даже с высоты 300 мм.

Облицовочные материалы

Применение марблитов

Устройство водоёмов

 

Отделка фасадов

Применение марблитов для внутренней отделки стен и                                   пола

Коврово-мозаичные плитки

Мелкоразмерные плитки 20 – 25 мм, приклеенные лицевой стороной на

крафтбумагу. Размер ковра –100х60см.

 

Текстурированное стекло

Стекло с эффектом трещин расположено между двумя слоями закалённого стекла

Классический витраж это орнаментная, либо сюжетная композиция, изготовленная из цветных стекол, вырезанных по определенному рисунку, скрепленных специальным свинцовым, медным или латунным профилем.

Мозаичный витраж

Орнаментальный витраж, имеющий геометрическое построение; может

напоминать мозаику с примерно одинаковым по размеру модулем

Пескоструйный витраж

Выполнен при помощи специального Аппарата с помощью сжатого воздуха с частицами абразива и набора трафаретов. В результате стеклу придается слабая шероховатость и матовость, с различными фактурными вариантами. Пескоструйным способом обработки стекла можно получить любые изображения, рисунки, надписи, силуэты.

Витраж в стиле тиффани

Кусочки стекла, обёрнутые по контуру медной фольгой, стыкуются и заливаются оловом

Живопись по стеклу Поверхность стекла лишена пор, следовательно, обладает низкой адгезией к красочным поверхностным покрытиям. Для сцепления живописного слоя с поверхностью стекла, используют специальные краски и печи для их обжига

Фьюзинг - это техника, которая исключает использование Металлического профиля. На отдельном листе стекла собирается рисунок из его кусочков, а затем все спекают в печи в единый пласт при t = 850°С

Кастинг это так называемое «муранское стекло». Для изготовления таких витражей используются специальные формы с рельефными углублениями, в которые заливается расплавленное цветное стекло, затем оно покрывается слоем прозрачного стекла.

 

Плёночный витраж – является альтернативой витражей из стекла. 

Изготавливается путём нанесения на стекло специальных прозрачных плёнок, разделённых протяжной лентой.

Лаковый витраж

выполняется на прозрачном или цветном стекле. Композиция может занимать всю поверхность стекла или его отдельную часть. Рисунок может быть выполнен по собственному эскизу или являть собой копию произведения искусства.

Витражная плитка стеклянная плитка, изготовленная по технологии фьюзинга, с различной рельефной поверхностью. Её максимальные размеры до 500х1000мм. Применяют для остекления дверных полотен.

 

Домашнее задание

• В.Е. Байер. «Архитектурное материаловедение», 2006г., стр.141-160.

 

Контрольные вопросы

• Назовите материалы и изделия, предназначенные для отделки фасадов.

• Какие материалы и изделия применяют для остекления оконных проёмов?

• Назовите материалы и изделия, предназначенные для устройства полов.

 

 

Классификация каменных материалов

• По средней плотности:

– тяжёлые плотностью ≥ 1800кг/м3;

– лёгкие плотностью < 1800кг/м3;

• По пределу прочности при сжатии:

– для тяжёлых 10 – 100МПа;

– для лёгких 0,4 – 20МПа

• По степени морозостойкости:

– для тяжёлых F15 – 500;

– для лёгких F10 – 25;

• По степени водостойкости (коэффициенту размягчения) – 0,6-1