Природный камень издавна считается символом богатства, стабильности и долговечности. С годами камень не только приобретает ценность, но, зачастую, изменяет форму и цвет, подражая загадочному хамелеону. В природе насчитывается более 8000 разновидностей природного камня.
По своему происхождению камни делятся на три вида. Магматические, или вулканические породы - граниты, сиениты, габбро, вулканические туфы, тешениты - образованы застывшей магмой. Осадочные породы - песчаники, доломиты, известняки, гипсовые камни - рождаются путем образования осадка из органических и неорганических веществ на поверхности земли или на дне водоемов. Метаморфический вид, объединяющий мрамор, сланцы, кварциты и гнейсы, появляется под влиянием высоких температур и давления.
Природные камни различаются не только своей декоративностью, но и по прочности, плотности, пористости, водопоглощению и показателем истираемости. От прочности зависит износостойкость материала. Природные камни высокой прочности начинают разрушаться не ранее чем через 500 лет (гранит, кварцит, сланец), а средней прочности поддаются разрушению через 50-75 лет (доломит, известняк, травертин). Такие материалы как ракушечник поддаются разрушению через 30 – 50 лет. Но за счет специальных гидрофобизирующих средств, которые способны существенно повысить стойкость материала к негативным внешним воздействиям, решается главная проблема невысокой механической прочности таких природных материалов. После специальной обработки камень может использоваться даже в местах с жесткими погодными условиями.
Плотность - это масса единичного объема вещества. От этого показателя зависит вес конструкции: чем выше плотность камня, тем конструкция будет тяжелее. По плотности камни делятся на легкие (плотность до 2200 кг/м3): доломиты, известняки, травертин и ракушечник. И тяжелые (плотность более 2200 кг/м3): кварциты, сланцы, граниты. Плотность зависит от пористости породы и минералов, входящих в ее состав. От пористости зависит водопоглощение и, соответственно, соле- и кислотостойкость. А это основные показатели, влияющие на долговечность материала. Кроме того, общая пористость определяет прочность, теплопроводность, полируемость, обрабатываемость, декоративность камня и другие качественные характеристики.
С повышением общей пористости снижается прочность и объем камня, ухудшается его полируемость, но уменьшается вес изделия и улучшается его способность к обработке. По величине общей пористости (Р) природные камни можно разделить на камни с низкой (Р < 5%), средней (5% > Р > 20%), высокой (20% < Р < 40%) пористостью. Другим важным свойством горных пород, связанным с пористостью, является показатель водопоглощения. От него и от минерального состава материала зависит кислото- и солестойкость камня, а также его морозостойкость. При высоком водопоглощении и низкой пористости под этим давлением в материале образуются трещины. При высокой пористости камня кристаллизационное давление распределяется равномерно и новые трещины не образуются (яркий пример - известняк).
Характеристики камня
Объемная масса г/см3 | Водопогло-щение % | Прочность при изгибе МПа | Прочность при сжатии МПа | Твердость по Моосу | Истирание г/см3 | Долговечность лет | Морозостойкость цикл, не менее | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Мрамор | 2,5 - 2,8 | 0,15 - 0,50 | 14 - 40 | 30 - 150 | 3 - 5 | 0,18-1,98 | 100 - 400 | 200 |
Гранит | 2,5 - 3,0 | 0,05 - 0,50 | 18 - 30 | 60 - 300 | 6 - 7 | 0,08-0,69 | 650 - 1000 | 400 |
Агломерат | 2,2 - 2,5 | 0,02 - 0,09 | 30 - 55 | 145 - 250 | 6 - 7 | 0,07 | нет данных | 150 |
Травертин | 1,4 - 2,7 | 0,10 - 1,70 | 10 - 16 | 4 - 40 | 1 - 3 | 0,5 - 1,5 | 50 - 200 | 100 |
Известняк плотный | 1,9 - 2,8 | 0,20 - 5,00 | 5 - 15 | 50 - 150 | 2 - 5 | 0,40-2,26 | 200 - 400 | 25 - 75 |
Известняк пористый | 0,8 - 2,0 | 0,20 - 5,00 | 5 - 15 | 2,5 - 40 | 1 - 3 | 0,30-0,80 | 50 - 200 | 15 - 25 |
Оникс | 2,7 - 2,9 | 0,10 - 0,50 | 20 - 30 | 50 - 110 | 2 - 5 | 1,0 - 1,9 | 100 - 200 | 75 |
Песчаник | 1,5 - 2,7 | 0,50 - 6,00 | 6 - 20 | 2 -250 | 2 - 5 | 0,8 - 1,6 | 200 - 400 | 25 - 100 |
Кварцит | 2,6 - 3,0 | 0,05 - 0,15 | 100 - 450 | 100 - 450 | 6 - 7 | 0,04-0,17 | Более 1500 | 400 |