Materiały kamienne -
advertisement
Kamieniołom marmuru "Biała Marianna" Fot. Elżbieta Tołkanowicz MATERIAŁY KAMIENNE Opracowała: dr inż. Teresa Rucińska MATERIAŁY KAMIENNE POJĘCIA PODSTAWOWE Materiały kamienne stosowane w budownictwie są wynikiem naturalnego lub sztucznego rozdrobnienia skał zwartych (litych) lub głazów narzutowych. Materiały rozdrobnione sztucznie mogą podlegać dalszej obróbce. MATERIAŁY KAMIENNE Skały to jednoskładnikowe wieloskładnikowe, naturalne a częściej agregaty mineralne, powstałe wskutek określonych procesów geologicznych. Do procesów tych należy: • krzepnięcie magmy lub lawy, • sedymentacja, • przeobrażenie jednych skał w drugie. Budulcem skał są minerały. MATERIAŁY KAMIENNE Minerały to substancje występujące w przyrodzie w postaci naturalnej. Są one najczęściej związkami chemicznymi lub rzadziej pojedynczymi pierwiastkami. Minerał jest najmniejszą jednostką z punktu widzenia geologii, skorupa ziemska. z jakiej zbudowana jest MATERIAŁY KAMIENNE Większość minerałów ma budowę krystaliczną, a wymiary kryształów są zróżnicowane. Znane są minerały bezpostaciowe – zwane amorficznymi (jak krzemień, opal, bursztyn). Ze względu na liczbę składników wyróżniamy minerały: jednoskładnikowe jak np.: diament, grafit, siarka, złoto, srebro i inne metale wieloskładnikowe jak np.: siarczki, tlenki, chlorowce, sole kwasów tlenowych, węglowce MATERIAŁY KAMIENNE Skały są to duże skupiska minerałów w skorupie ziemskiej. Wyróżniamy skały: mniej lub bardziej zwięzłe, np.: granit, porfir, bazalt, piaskowiec, wapień skały luźne (nazywane kruszywem naturalnym) będące produktem naturalnego rozdrobnienia skał zwartych, np.: otoczaki, żwir, piasek MATERIAŁY KAMIENNE Ze względu na liczbę minerałów wchodzących w skład skały wyróżnia się skały: proste – monomineralne, np.: wapień składający się z kalcytu złożone – polimineralne, np.: granit złożony z kwarcu, skalenia i miki MATERIAŁY KAMIENNE PODZIAŁ SKAŁ Z UWAGI NA SPOSÓB POWSTAWANIA skały osadowe - powstały w wyniku osadzania się szczątków zwietrzałych starszych skał lub przez nagromadzenie się szczątków zwierzęcych, a także przez wytrącanie się związków mineralnych z wód w zamkniętych zbiornikach wodnych. MATERIAŁY KAMIENNE Podstawowe materiały i wyroby budowlane. Materiały kamienne. Dr inż. Mariusz Gaczek Etapy powstawania większości skał osadowych MATERIAŁY KAMIENNE skały magmowe - powstały przez zakrzepnięcie płynnego stopu krzemianowego - magmy. Wyróżniamy: • skały głębinowe – zastygające w głębi skorupy ziemskiej, mające strukturę wyraźnie krystaliczną • skały wylewne – zastygające na powierzchni ziemi, mające strukturę drobno lub mikrokrystaliczną oraz • skały żyłowe – krystalizacja zakończona w szczelinach innych skał MATERIAŁY KAMIENNE Podstawowe materiały i wyroby budowlane. Materiały kamienne. Dr inż. Mariusz Gaczek Skały magmowe MATERIAŁY KAMIENNE skały przeobrażone - są produktami przeobrażenia (metamorfozy) skal magmowych i osadowych, które zaszło w wyniku działania na nie wysokiej temperatury i ciśnienia MATERIAŁY KAMIENNE Podstawowe materiały i wyroby budowlane. Materiały kamienne. Dr inż. Mariusz Gaczek Przemiany skał MATERIAŁY KAMIENNE Przykłady skał ze zwględu na pochodzenie Pochodzenie skały Skały magmowe Powstawanie Skały głębinowe Skały wylewne Rodzaj granit leukogranit (surowiec skaleniowy) granodioryt sjenit gabro dioryt porfir andezyt melafir diabaz, bazalt tuf wulkaniczny MATERIAŁY KAMIENNE Skały osadowe Skały węglanowe (wybrane) Skały krzemionkowe, okruchowe, ilaste (wybrane) Skały siarczanowe wapienie dolomit wapień zbity („marmur”) margiel piaskowiec okruchowiec zlepieniec piasek żwir ił i glina bentonit gips anhydryt alabaster MATERIAŁY KAMIENNE gnejs serpentynit kwarcyt wapień krystaliczny (marmur właściwy) łupek fillitowy Skały metamorficzne przeobrażone (wybrane) Gr – Granit MATERIAŁY KAMIENNE S – Sjenit Gb – Gabro A – Andezyt Bz – Bazalt Db – Diabaz Mf – Melafir Pf – Porfir T – Tuf Ps – Piaskowiec Ch – Chalcedonit W – Wapienie Dl – Dolomit G – Gnejs K – Kwarcyt Mm – Marmur Wt – Wapień trawetyn Br – Baryt MATERIAŁY KAMIENNE Właściwości skał 1. Struktura i tekstura skał Struktura skały - jest to zespół cech charakteryzujący budowę wewnętrzną skały. W skałach można wyróżnić następujące typy struktur: krystaliczna porfirowa (wielkość ziaren zmienia się stopniowo od największych do najdrobniejszych) szklista (strukturze składa się w całości z bezpostaciowego szkliwa) klastyczna (okruchowa) MATERIAŁY KAMIENNE 2. Tekstura skały - charakteryzuje cechy wewnętrznej budowy skały, tzn. stopień wypełnienia przestrzeni przez minerał (porowatość), sposób przestrzennego rozmieszczenia składników skały. Tekstura może być: bezładna fluidalna (lawy wulkaniczne) masywna włóknista równoległa łupkowa itp. pęcherzykowata MATERIAŁY KAMIENNE 3. Wady skały - skały mogą posiadać pewne wady ograniczające możliwość ich stosowania. Do nich zalicza się: przerosty żyły kawerny (jamiste wgłębienia) plamy wrosty i wtrącenia sztych (włoskowate pęknięcia) MATERIAŁY KAMIENNE 4. Wydobywanie i obróbka kamienia Miejscem wydobywania kamieni są kamieniołomy. Urabianie skał, zależnie od ich właściwości i przeznaczenia, może odbywać się: ręcznie mechanicznie za pomocą materiałów wybuchowych MATERIAŁY KAMIENNE Urabianie ręczne - stosowane przy skałach: niezbyt twardych, posiadających łatwą oddzielność spękanych i ze szczelinami MATERIAŁY KAMIENNE Urabianie mechaniczne - odbywa się za pomocą: tzw. liny bez końca wrębiarek udarowych pił tarczowych Ten sposób urabiania stosowany jest również przy skałach niezbyt twardych, np. marmur, wapień lub piaskowiec. MATERIAŁY KAMIENNE Materiały wybuchowe - stosuje się przy: wydobywaniu kamienia przeznaczonego na kruszywo oraz przy odspajaniu bloków kamiennych MATERIAŁY KAMIENNE 5. Obróbka kamienia - jest procesem technologicznym, który ma na celu nadanie bryle kamienia określonego kształtu, wymiarów i faktury powierzchni. Obróbka kamienia może być: ręczna mechaniczna automatyczna MATERIAŁY KAMIENNE Obróbka ręczna - wykonywana przez człowieka Obróbka mechaniczna - wykonywana przez maszynę Obróbka automatyczna - wykonywana przez maszynę, przy której zautomatyzowane są ruchy zespołów obrabiarek MATERIAŁY KAMIENNE 6. Faktury obrobionych powierzchni kamienia Faktury obróbki udarowej łupana płasko-ciosana rwana zębato-ciosana krzesana gradzinowana grotowana dłutowana groszkowana nacinana prążkowana MATERIAŁY KAMIENNE Faktury obróbki ściernej piłowana szlifowana półpolerowana przecinana piaskowana polerowana Faktura płomieniowa - posiada wygląd zbliżony do wyglądu powierzchni naturalnego przełomu ślady działania płomienia i wysokiej temperatury. MATERIAŁY KAMIENNE 7. Wybrane cechy fizyczne i mechaniczne skał Cechy fizyczne Gęstość objętościowa skał: skały bardzo lekkie – o 1500 kg/m3 skały średnio lekkie – 1500 kg/m3 o 2200 kg/m3 skały ciężkie – 2200 kg/m3 o 2600 kg/m3 skały bardzo ciężkie – o 2600 kg/m3 MATERIAŁY KAMIENNE Przewodność cieplna: skały tzw. zimne – 0,76 W/(mK) skały tzw. ciepłe – 0,76 W/(mK) Nasiąkliwość skał: skały bardzo nasiąkliwe – n 20% skały średnio nasiąkliwe – 5% n 20% skały mało nasiąkliwe – 0,5 n 5% skały bardzo mało nasiąkliwe - n 0,5% MATERIAŁY KAMIENNE Cechy mechaniczne Wytrzymałość na ściskanie: skały bardzo słabej wytrzymałości – Rc 15 MPa skały słabej wytrzymałości – 15 MPa Rc 60 MPa skały średniej wytrzymałości – 60 MPa Rc 120 MPa skały dużej wytrzymałości – 120 MPa Rc 200 MPa skały bardzo dużej wytrzymałości – Rc 200 MPa MATERIAŁY KAMIENNE Wytrzymałość materiałów kamiennych na rozciąganie Rr, na zginanie Rg i na ścinanie Rt można w przybliżeniu ocenić (wg Bauschingera), stosując współczynniki przeliczeniowe w stosunku do wytrzymałości na ściskanie Rc; tak więc Rr = 1/26 Rc, Rg = 1/6 Rc, Rt = 1/13 Rc Twardość wg skali Mohsa 1 Bardzo miękki, rysuje się paznokciem Gips, sól kamienna 2 Miękkie, rysują się paznokciem Kalcyt 3 Miękki, rysuje się ostrzem miedzianym Fluoryt 4 Dość twardy, rysuje się drutem stalowym 5 Twardy, rysuje się nożem stalowym Talk Apatyt Skaleń 6 Twarde, rysują szkło Kwarc 7 Topaz 8 Korund 9 Diament 10 Bardzo twarde, przecinają szkło Opracował: Grzegorz Bijak (C) 2004 MATERIAŁY KAMIENNE Podstawowe cechy techniczne najczęściej stosowanych skał Skały Rodzaj Gęstość Wytrzymałość Ścieralność Nasiąkliwość Twardość objętościowa na ściskanie (na tarczy wagowa (wg skali [g/cm3] [MPa] Boehmego) [%] Mohsa] Granit 2,30 - 2,75 100 – 220 0,06 – 0,23 0,1 – 0,7 6–7 Bazalt 2,60 - 3,20 160 – 300 0,09 – 0,19 0,1 – 0,7 6–8 2,55 100 – 200 - - - Melafir 2,40 – 2,70 130 – 200 0,07 – 0,15 0,1 – 0,7 7 andezyt 2,40 – 2,90 120 – 200 0,22 0,1 – 0,7 6–7 kamienia Magmowe Porfir MATERIAŁY KAMIENNE Podstawowe cechy techniczne najczęściej stosowanych skał – cd. Skały Rodzaj kamienia Gęstość Wytrzymałość Ścieralność Nasiąkliwość Twardość objętościowa na ściskanie (na tarczy wagowa (wg skali [g/cm3] [MPa] Boehmego) [%] Mohsa] 1,80 – 2,70 10 – 150 0,09 – 2,50 0,5 – 15 4–7 Osadowe Wapień 1,40 – 2,80 8 – 100 0,30 – 2,00 0,3 – 30 2–3 Dolomit 2,10 – 2,80 60 – 160 0,30 – 0,40 0,3 – 0,8 2-4 Metamorfi Marmur Kwarc czne 1,90 – 2,80 80 – 150 0,20 – 0,40 0,1 – 0,5 3 2,30 – 2,75 200 – 300 0,04 – 0,12 0,1 – 0,5 7 Piaskowiec MATERIAŁY KAMIENNE Zakres stosowania kamienia - o przydatności kamienia do określonego celu decydują jego cechy: • fizyczne, • mechaniczne, • technologiczne, • dekoracyjne. MATERIAŁY KAMIENNE Fundamenty - głównie ze skał magmowych oraz piaskowce ciężkie na lepiszczu krzemionkowym, ewentualnie wapiennym, niekiedy piaskowce lekkie i wapienie; MATERIAŁY KAMIENNE Ściany zewnętrzne - skały tzw. ciepłe wapienie lekkie i tufy; o o < 1800 kg/m3; MATERIAŁY KAMIENNE Kamienie budowlane do wznoszenia murów - kamień łamany, - kamień łupany, - kamień przycinany, - ciosy proste i licowe, - bloki (kształtki). Rys. Kamienie budowlane MATERIAŁY KAMIENNE Licowanie ścian - płyty okładzinowe: piaskowce, granity, marmury, trawertyny itd., skały o ładnym wyglądzie i dobrej mrozoodporności; Łupanka z piaskowca biało-kremowa Łupanka z piaskowca żółta, występuje jako kominkowa cięta z tyłu i dwustronnie łupana. Dostępna również w innych odcieniach MATERIAŁY KAMIENNE Licowanie ścian elewacja z granitu cegiełka z piaskowca elewacja z marmuru MATERIAŁY KAMIENNE Posadzki i schody - skały o małej ścieralności - głównie magmowe, twarde piaskowce i marmury; MATERIAŁY KAMIENNE Parapety, poręcze, obramowania - skały spełniające wymagania estetyczne. MATERIAŁY KAMIENNE Pokrycia dachowe z łupka Podstawowe materiały i wyroby budowlane. Materiały kamienne. Dr inż. Mariusz Gaczek MATERIAŁY KAMIENNE Zastosowanie w budownictwie mostowym i wodnym - stosuje się tu kamień: • na ciosy łożyskowe, • sklepienia mostów, • do budowy grobli, • jazów, • oraz przy regulacji rzek. MATERIAŁY KAMIENNE Zastosowanie elementów z topionego bazaltu Podstawowe materiały i wyroby budowlane. Materiały kamienne. Dr inż. Mariusz Gaczek MATERIAŁY KAMIENNE Zastosowanie elementów z topionego bazaltu Podstawowe materiały i wyroby budowlane. Materiały kamienne. Dr inż. Mariusz Gaczek MATERIAŁY KAMIENNE Kamień ten powinien wykazywać: • pełną mrozoodporność, • małą nasiąkliwość, • dużą wytrzymałość mechaniczną, tak aby czynniki klimatyczne niszczące strukturę nie powodowały przedwczesnego zniszczenia - skały magmowe, piaskowce kwarcytowe. MATERIAŁY KAMIENNE Zastosowanie w budownictwie kolejowym tłuczeń i żwir na podtorza; skały o dużej wytrzymałości mechanicznej, małej ścieralności i wysokiej mrozoodporności. Tłuczeń kwartycowy Żwir popielaty MATERIAŁY KAMIENNE Zastosowanie w budownictwie drogowym • • • • (głównie skały magmowe): kostka brukowa, tłuczeń, krawężniki, słupki itd.; Są to skały: • o dużej wytrzymałości mechanicznej, • małej ścieralności, • dużej twardości i • wysokiej mrozoodporności. MATERIAŁY KAMIENNE Nawierzchnie – Kostki Rozbiórkowa, kostka granitowa jasno-szara, (dostępna w różnych rozmiarach: 4/6, 7/9, 8/11, 15/17, połówki: 9/11/5-6, 15/17/8-10) MATERIAŁY KAMIENNE Nawierzchnie – Kostki Kostka marmurowa beżowa w rozm. 4/6 czarna grafitowa 8/10 MATERIAŁY KAMIENNE Nawierzchnie – Kostki Płyta granitowa płomieniowana, Krawężniki z granitu szarego, dostępne w wymiarach: mb.15x30, mb.15x25, mb.18x30, mb.18x25. MATERIAŁY KAMIENNE Nawierzchnie – kamień polny Kamień polny cięty płomień Kamień polny łupany MATERIAŁY KAMIENNE Przykłady realizacji budowli inżynierskich z kamienia MATERIAŁY KAMIENNE Przykłady realizacji budowli inżynierskich z kamienia Bloki z kamieniołomów Strzegom Żbik i Żółkiewka; w trzech odmianach; istnieje możliwość wydobywania bloków o wymiarach podanych przez klienta Płytki kamienne z granitu BALI - pochodzącego z Chin - trwałego, mrozoodpornego, o dużej wytrzymałości na ściskanie płytki kamienne z granitu BALI - pochodzącego z Chin - trwałego, mrozoodpornego, o dużej wytrzymałości na ściskanie płytki z granitu CEYLON pochodzącego z Chin trwałego, mrozoodpornego, o dużej wytrzymałości na ściskanie płytki z granitu JOKOHAMA RED pochodzącego z Chin trwałego, mrozoodpornego, o dużej wytrzymałości na ściskanie płytki z granitu SALEM - pochodzącego z Chin - trwałego, mrozoodpornego, o dużej wytrzymałości na ściskanie płytki z granitu SYDNEY - pochodzącego z Chin trwałego, mrozoodpornego, o dużej wytrzymałości na ściskanie płytki z granitu JOKOHAMA RED pochodzącego z Chin trwałego, mrozoodpornego, o dużej wytrzymałości na ściskanie Płyta surowa lub z powierzchnią obrobioną; stanowi półfabrykat lub produkt otrzymany w wyniku przecierania bloków i płyt kamiennych Płyty obcinane, na posadzki wewnętrzne, zewnętrzne oraz na elewacje; wykonane z granitu średnioziarnistego o barwie jasnoszarej lub żółto-szarej; bogaty wybór faktur obróbczych Kamień murowy stosowany do budowy murów oporowych, jako obrzeża ścieżek z kostki granitowej Płyty chodnikowe, płyty poligonalne, stosowane jako elementy alejek, chodników i placów Płyty chodnikowe i okładzinowe z Granitu Strzegomskiego (złoże Kostrza) Płyty poligonalne stosowane jako elementy ścieżek i chodników, a także jako posadzki – wewnętrzne i zewnętrzne Bloki nieregularne o wielkości do 5 m3 ze słynnych marmurów sławniowickich - wydobywanych na terenie Polski, Płytki okładzinowe posadzkowo-ścienne z marmuru Płytki posadzkowe z marmuru sławniowickiego szarego, polerowane i szlifowane wykonane z marmurów szaroniebieskich i złocistych Płyty okładzinowe z marmuru sławniowickiego - wydobywanego na terenie Polski Piaskowiec Godulski produkowany zgodnie z normą PN-84/B-01080 PIASKOWIEC RUBIN ZŁOTY PIASKOWIEC PIASKOWIEC ARENIT KWARCOWY PIASKOWIEC SZMARAGD Kamień murowy o powierzchni łupanej, dostępny w dwóch standartowych wymiarach 20/20/40 cm, 25/25/40 cm Kostka brukowa o powierzchni łupanej, dostępna w trzech standardowych wymiarach 8/10, 6/8, 4/6 mm Parapet z Piaskowca Długopole Parapet o powierzchni szlifowanej, polerowanej, płomieniowanej; możliwe obróbki: ćwierćwałek, półwałek, fazowanie, kapinos, zaokrąglanie rogów; wymiary i kształt wg życzenia klienta Piaskowiec - arenit kwarcowy Płyty posadzkowe i elewacyjne z Piaskowca Długopole Płyty o powierzchni: • szlifowanej, • polerowanej, • płomieniowanej; standartowy wymiar: 30/30/1,5 cm lub inny na życzenie klienta Schody kamienne o powierzchni: • szlifowanej, • polerowanej, płomieniowanej, możliwe obróbki: • ćwierćwałek, • półwałek, • fazowanie; Piaskowiec MODAK (Indie); piaskowce pasują do nowoczesnego i wyrazistego wnętrza; mają dosyć porowatą strukturę, zalecane jest więc przeprowadzenie zabiegów impregnacyjnych Łupek fyllitowy Łupek chlorytowo-serycytowy Naturalne, płaskie kamienie w formie płyt, w kolorze grafitowym, o niespotykanym efekcie optycznym skamieniałego drewna Kamienne płyty budowlane z łupka chlorytowo-serycytowego Naturalne, kruszone, płaskie kamienie w formie płyt; z łupka chlorytowo-serycytowego występującego na Pogórzu Izerskim Łupek OYSTER pochodzący z Chin; łupki odnajduje się w drobnych, zwartych warstwach w kamieniołomach; naturalna "rozszczepiona" powierzchnia nadaje mu surowy wygląd TRAVERTINO ROSSO PERSIANO Wapień SIMYRA - wapień pochodzący z Bliskiego Wschodu; tych kamieni nie można polerować, więc są oferowane w wykończeniu gładzonym Wzór chemiczny: CaMg(CO3)2 – węglan wapnia i magnezu Dolomit – ogrodzenie, elewacja Dolomit - nawierzchnie Dolomit - nawierzchnie Konglomeraty - charakterystyka KONGLOMERAT jest produktem przemysłowym wynikającym z kombinacji wyselekcjonowanego grysu (kamień naturalny stanowi 95% masy) oraz żywicy poliestrowej w charakterze łącznika o doskonałych właściwościach fizyczno mechanicznych. Konglomeraty - charakterystyka Produkt końcowy posiada parametry fizyczno mechaniczne podobne, a często przewyższające kamień naturalny wchodzący w jego skład. Do tego dochodzą zalety jakie daje produkcja przemysłowa w sensie kontroli jednolitości koloru i jakości. Wybrane wyroby na bazie surowca kamiennego Zastosowanie: • konglomerat stosuje się wszędzie tam, gdzie tradycyjnie używa się kamienia naturalnego, płytek ceramicznych lub lastriko - jest ich znakomita alternatywa łącząc walory estetyczne, nieograniczone możliwości zastosowania, bogactwo kolorystyki i łatwość uzyskania pożądanych wzorów i kolorów. Konglomeraty można otrzymywać jako płytki o rożnych rozmiarach, lub jako płyty polerowane o max rozmiarach 305x123cm. Miejsca zastosowań to przede wszystkim: • elewacje; • okładziny wewnętrzne; • podłogi i posadzki wewnętrzne; • schody, parapety, blaty i inne elementy wykończeniowe. Terrazzo (lastryko, lastrico) - sztuczny kamień otrzymywany z mieszaniny zaczynu cementowego i kolorowego grysu kamiennego, dający się po twardnieniu szlifować i polerować PAG-GRANIT – materiał utworzony ze zmielonego grysu granitowego (90%) spajanego żywicami poliestrowymi(10%) a następnie szlifowany. Zastosowanie: materiał okładzinowy – posadzki, ściany słupy, filary itp. Stosowany na zewnątrz i wewnątrz przy ciągłym działaniu czynników atmosferycznych. CORIAN - materiał utworzony z wypełniaczy mineralnych (80%) spajanych żywicą akrylową (20%) oraz pigmentów. Zastosowanie: do wykonywania elementów wyposażenia wnętrza (bez posadzek) RUSTIK - materiał utworzony z frakcjowanego kruszywa naturalnego (najczęściej kwarcowego) spajanego żywicą epoksydową – wyrób końcowy jest jamisty. Grubość posadzki w zależności od wybranej frakcji kruszywa wynosi od 7 do 12 mm. Kamyki naturalne i barwione dostępne są w rozmiarach ziaren 2-3 mm, 3-4 mm oraz 4-6 mm. Kamyk marmurowy dostępny jest w rozmiarach ziaren 4-6 mm. Zastosowanie: do wykonywania powłok posadzkowych bezspoinowych w salonach wystawowych, sklepach o dużych powierzchniach, itp. TYNKI MOZAIKOWE NA BAZIE KRUSZYW NATURALNYCH - tynki cienkowarstwowe, utworzone na bazie grysów naturalnych, żwirów kwarcowych barwionych lub nie, z dodatkiem lepiszcz syntetycznych. NAWIERZCHNIE PRZEPUSZCZALNE DLA WODY I POWIETRZA - powstają podczas procesu produkcji, w wyniku którego łączy się wypełniacze tj.: piaski, żwirki i grysy z żywicą epoksydową w powierzchnię o otwartych porach dla powietrza i wody. Bezbarwna żywica epoksydowa pozwala na zachowanie naturalnych kolorów użytego wypełniacza, dzięki czemu nawierzchnie te wkomponowują się w otoczenie. Nawierzchnie takie przeznaczone są dla ruchu lekkiego a mianowicie: • ścieżki rowerowe i spacerowe, • ruch pojazdów na placach golfowych, • mini boiska, place zabaw, opaski przepuszczalne dla drzew jak również miejsca postoju samochodów osobowych.
