Требования к основным свойствам горных пород

К природным каменным материалам предъявляются требования по блочности, декоративности, долговечности, фактуре, цвету и текстуре (узору, природному рисунку).

Б лочность. К облицовочному камню предъявляются многообразные и довольно жесткие требования. В естественном залегании он должен быть малотрещиноватым, а при разработке давать крупные блоки, удобные для распиливания на камнерезных станках. А требуемый размер блоков немалый. Например, крупные блоки твердых пород гранитов, габбро, лабрадоритов должны быть длиной 0, 9-2, 6 м, шириной 0, 5-2, 3 м и высотой 0, 9-1, 3 м.

Декоративность. Другое важное свойство - декоративность, т.е. красивый внешний вид. Он очень изменчив, зависит и от цвета, и от рисунка камня. Декоративность непосредственно влияет на область применения камня и его цену. Для облицовки в основном используется камень светлых тонов. Темноокрашенные породы применяются реже и в основном для мемориальных сооружений. Стоимость скульптурного белого мрамора очень сильно варьирует в зависимости от его оттенка. Очень высоко ценится знаменитый белоснежный каррарский мрамор с розовым оттенком. Скульптуры из него «теплые», оставляют впечатление живых существ, а у изваяний из белого мрамора с синеватым или серым оттенком мертвый вид и соответственно стоимость такого камня гораздо ниже.

Долговечность. Облицовочный камень должен служить долго, по крайней мере века. Долговечность камней меняется в значительных пределах и для некоторых пород не так велика. Она зависит от условий эксплуатации и может изменяться в широких пределах. Например, мрамор не начинает разрушаться через 20-150 лет, начинает постепенно разрушаться через 50-400 лет, а окончательно разрушается через 1000-1200 лет.

Фактура камня. Для облицовочных плит, особенно для внутренней отделки зданий, важна способность полироваться. При очень хорошей способности к полировке поверхность камня блестит, словно зеркало. При прочих равных условиях она тем лучше, чем мельче и тверже минеральные зерна и чем однороднее минеральный состав. Полировка усиливает яркость и насыщенность цвета камня, делает его несколько темнее и лучше выделяет узор. Присматриваясь к монументальным каменным зданиям и сооружениям можно увидеть, что фактура камня может быть очень разнообразной. Фактурной отделке поверхности облицовочных камней принадлежит исключительная роль. Она выявляет цвет и узор камня или же создает рельеф поверхности с красивой игрой светотени. Особенно велико значение фактурной отделки для высокодекоративных камней гранитов, лабрадоритов и габбро, внешний вид поверхности которых резко изменяется в зависимости от принятой фактуры. На рис. 1. Приведены основные виды фактур природного камня.

Лицевой поверхности камня можно придавать различные фактуры. «Скала» - грубая фактура, имитирующая естественный скол камня с неоднородным рельефом. Бучардированная или точечная фактура формируется следами разрушений от ударов твердосплавной бучардой. Пиленая, шероховатая фактура образована продольными канавками глубиной до 5 мм. Термообработанная - шероховатая поверхность со следами шелушения в результате воздействия газовой струи. Шлифованная фактура - это немного неровная поверхность с перепадами рельефа до 2 мм. Лощеная - гладкая матовая поверхность. Полированная фактура излучает зеркальный блеск, который выгодно подчеркивает природную красоту камня и отражает окружающие предметы.

Наиболее широко используются ударные фактуры. Их получают, скалывая камень ударами специального инструмента закольника. Очень живописна фактура «скала» с нарочито неправильным грубым рельефом, имитирующим природную неровную поверхность камня. Облицовка фактурой скалы очень хорошо смотрится на цокольных частях монументальных зданий и сооружений, в основаниях памятников. В этой фактуре цвет разных минералов, блеск кристаллов и светотень на грубых поверхностях особенно подчеркивают монументальность.

Рис. 1. Фактуры природного камня

Рифленая фактура образована множеством непрерывных параллельных бороздок. Бороздчатая фактура равномерно шероховатая поверхность с прерывистыми параллельными бороздками и высотой рельефа 0, 5-2мм. Точечная фактура отличается равномерно шероховатой поверхностью. При этом высота рельефа достигает 2 мм, но углубления имеют точечную форму.

Не менее распространены абразивные и пиленые фактуры. Первые получают, обрабатывая поверхность камня абразивным материалом, вторые при распиливании блоков на плиты. Поверхность камня со шлифованной фактурой равномерно шероховатая, с лощеной - гладкая бархатисто матовая. Зеркальная (полированная) поверхность дает четкое отражение окружающих предметов.

Широкое распространение получила пескоструйная обработка камня. Этим способом можно сделать разнообразные рисунки и надписи на камне, изготовить орнаментальные каменные решетки. Поверхность камня покрывают металлическим шаблоном или резиновой пленкой материала с вырезанным рисунком. Воздух из сопла прибора, нагнетаемый под сильным давлением (0, 5-0, 7МПа), выбрасывает на обрабатываемую поверхность струю крупнозернистого кварцевого песка. Не защищенные шаблоном участки камня прорабатывают на необходимую глубину. Обычно рисунки и надписи выполняют на предварительно полированной поверхности. Матовые светло-серые участки особенно хорошо выделяются на темных породах: габбро, лабрадорите, некоторых разновидностях гранита и мрамора. В последние годы в связи с появлением термоотбойников появилась термоструйная фактура поверхности гранитов в виде равномерно шероховатой поверхности камня с неровностями глубиной до 3 мм.

Основные фактуры для высокодекоративных камней во внешней облицовке полированная и «скала». Они применяются в пределах хорошей видимости, обычно в цокольных частях здания. При использовании нескольких фактур архитекторы исходят из того, что полировка делает камень значительно темнее, шлифовка осветляет и что с высотой тон облицовки в целом должен становиться светлее. Поэтому фактуры располагают в следующем порядке: в основании находится зеркальный камень, выше с фактурой «скала», самое высокое положение занимает камень со шлифованной или тесаной фактурой. Архитекторы избегают размещения широких поясов полированного камня выше скального, ведь в таком случае возникнут темные полосы, разграничивающие фасад здания и лишающие его цельности. В последнее время стали широко применять сочетание фактур скалы и пиленой.

Цвет и узор облицовочного камня. Цвет и узор облицовочного камня мощное средство в руках архитектора для того, чтобы создавать определенное впечатление. Здание из темного габбро, гранита, лабрадорита и других подобных пород выглядит монументально. Светлый полированный мрамор, особенно если он просвечивает по краям, придает сооружению легкость и воздушность (гостиница «Узбекистан» в Ташкенте). Сочетание облицовок различных цветов придает зданиям праздничность и нарядность. Таков, например, собор Санта Мария дель Фиоре во Флоренции, в облицовке которого использовано множество разновидностей мрамора. В последние два десятилетия палитра облицовочных камней пополнилась декоративным известняком-ракушечником Жетыбайского месторождения (п-ов Мангышлак). Любопытно, что этот камень содержал множество створок моллюсков. Теперь раковины полностью выщелочены и от них остались многочисленные узкие серповидные пустоты с гладкой поверхностью. При любом освещении ярком солнечном, рассеянном в пасмурный день или в сумерки в пустотах лежит густая тень, и поэтому облицовочные плиты ракушечника всегда выглядят очень эффектно. Неизъяснимую прелесть камню придает и его нежно-розовая окраска.

Слоистое распределение раковин в мангышлакском ракушечнике обусловливает различие в прочности материала по разным направлениям, но в любом случае камень остается прочным: вдоль слоя временное сопротивление раздавливанию достигает 9, 5 МПа, поперек 2, 5 МПа. Первоначально считалось, что сильная пористость ракушечника (до 30%) ухудшает его строительные свойства, но практика показала, что благодаря наличию пустот каменные плиты прочно крепятся цементом к стене. Применение цемента оказалось полезным еще и потому, что таким образом как бы создается влагонепроницаемая перегородка. Мангышлакским ракушечником облицованы многие здания в Средней Азии. В Москве он использован в облицовке фасадов дворца спорта «Измайлово», Детского музыкального театра и ряда других сооружений.