Властивості природного каменю та їх порівняльна характеристика

Природний камінь здавна вважається символом багатства, стабільності і довговічності. З  роками камінь не тільки здобуває цінність, але, найчастіше, змінює форму і колір, наслідуючи загадкового хамелеона.

У природі налічується більше 8000 різновидів природного каменю. За своїм походженням камені діляться на три види: магматичні, або вулканічні породи: граніти, сієніти, габро, вулканічні туфи, тешеніти - утворені застиглою магмою. Осадові породи: пісковики, доломіти, вапняки, гіпсові камені - народжуються шляхом утворення осаду з органічних і неорганічних речовин на поверхні землі або на дні водойм. Метаморфічні вид, об'єднувальний мармур, сланці, кварцити і гнейси, з'являється під впливом високих температур і тиску.

 У даній статті більша увага приділена осадовим та метаморфічним породам, а саме наступним природним матеріалам як кварцит, сланець, доломіт, вапняк і ракушняк. Природні камені розрізняються не тільки своєю декоративністю, але і по міцності, щільності, пористості, водопоглинанням і показником стираності. Від міцності залежить зносостійкість матеріалу.

Природні камені «високої міцності» починають руйнуватися не раніше ніж через 500 років (кварцит, сланець), а «середньої міцності» піддаються руйнуванню через 50-75 років. (Доломіт, вапняки). Такі матеріали як черепашник, травертин піддаються руйнуванню через 30 - 50 років. Але за рахунок спеціальних гидрофобізуючих засобів, які здатні істотно підвищити стійкість матеріалу до негативних зовнішніх впливів вирішується головна проблема невисокої механічної міцності таких природних матеріалів. Після спеціальної обробки камінь може використовуватися навіть в місцях з жорсткими погодними умовами

Щільність - це маса одиничного обсягу речовини. Від цього показника залежить вага конструкції: чим вище щільність каменю, тим конструкція буде важча. За щільністю камені діляться на легкі (щільність до 2200 кг/м3): доломіт, вапняки, травертин і черепашник, і важкі (щільність більше 2200 кг/м3): кварцити, сланці. Щільність залежить від пористості породи і мінералів, що входять до її состав.Від  пористості залежить водопоглинання і, відповідно, соле- і кислотостійкість. А це основні показники, що впливають на довговічність матеріалу.

Крім того, загальна пористість визначає міцність, теплопровідність, полірувальність, оброблюваність, декоративність каменя і інші якісні характеристики. З підвищенням загальної пористості знижується міцність і обсяг каменю, погіршується його полірувальність, але зменшується вага виробу і поліпшується його здатність до обробки.

 За величиною загальної пористості (Р) природні камені можна розділити на камені з низькою (Р <5%), середньою (5%> Р> 20%), високою (20% <Р <40%) пористістью. Другою важливою властивістю гірських порід, пов'язаним з пористістю, є показник водопоглинання. Від нього і від мінерального складу матеріалу залежить кислото-і солестійкість каменю, а також його морозостійкість. При високому водопоглинанні і низькій пористості під цим тиском в матеріалі утворюються тріщини. При високій пористості каменю кристаллізаціонний тиск розподіляється рівномірно і нові тріщини не утворюються (яскравий приклад - вапняк).

Показник стираності відноситься до природного каменю, який використовують для доріжок, сходів, підлог і майданчиків. Гірські породи і матеріали за ступенем стираності (при інтенсивності людинопотоку 1 млн. чол. На рік (мм.)) умовно можна розділити на наступні групи:

1. Кварцити і породи групи граніту - менше 0,12 2.

2. Пухкі базальти, мармур, пісковики, доломіти, доломітізірованние вапняки - 0,35 - 0,5 3.

3. Мармурозовані вапняки, травертини, вапняки, туфи - 0,6 - 1,5 4.

4. Пухкі вапняки - 1,5 - 2,5 .

Виходячи з перерахованих вище властивостей можна скласти порівняльну таблицю властивостей природного каменю.

ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛАСТИВОСТЕЙ ПРИРОДНОГО КАМЕНЮ
   

Властивості	Доломіт	Вапняк	Сланець	Кварцит	Травертин	Ракушечник
Декоративність	Поверхня каменю рівна, колір як правило однотонний (червоний, зелений, сірий, білий, рожевий)		Камінь рівний, гладкий, з неповторним рельєфним малюнком. Кольорова гамма різноманітна: жовтий, зелений, чорний, оранжево-коричневий	Камінь рівний, з вкрапленнями слюди, яскраво переливається на сонці. Кольорова гамма: сіро-зелений з сріблястими вкрапленнями, рудий з золотистими вкрапленнями слюди	Камінь гладкий і рівний, з унікальними малюнками, переливами м'яких кольорів: рожевий, жовтий, бежевий, темно-бежевий. Ідеальний для обробки і інтер'єру	Камінь гладкий і рівний, з вкрапленнями черепашок, що додають дивовижний візерунок каменю. Кольори: рожевий, бежевий. Ідеальний для обробки та інтер'єру
Міцність	Середня міцність		Висока міцність		Середня міцність
Щільність (кг/м3)	1100-2300		2200 - 2400	2600 - 2700	1100 - 2300
Пористість (%)	5% > Р > 20%		5% > Р > 20%	Р < 5%	20% < Р < 40%
Водопоглинання	2,7 %		0,01 – 3 %	0,59 %	2,7 - 4,93%
Стираність (1млн.чол.в рік (мм))	0,35 - 0,6	0,6 – 1,5	0,12 - 0,35	меньше 0,12	0,6 – 1,5	1,5 - 2,5