1
ProMop

1
3
2
4
5
6
7
9
10
RX-500
рек
рек1
cleanpro 2
Камень природный и искусственный

Автор: Николай ВОЛОДИН,
руководитель направления развития профессионального клининга АРУК,
Журнал Cleaning №2, 2016 год

Камень, каменные материалы. Мы постоянно сталкиваемся с ними на улицах, в зданиях, в помещениях. Каменные материалы, обладая высокой стойкостью к атмосферным явлениям, прочностью и красивой текстурой, широко распространены в строительстве. Их применяют для кладки стен и фундаментов зданий и сооружений, для наружной и внутренней облицовки стен, настилки полов, при строительстве дорог, мостов, подпорных стенок, набережных, тротуаров и других сооружений, там, где предъявляются особые требования к прочности, долговечности и декоративности.

Природный камень, или горные породы, – это производное нашей планеты, извергаемое из ее недр, застывшее или подвергшееся изменению под воздействием сил природы. В зависимости от этого и различают три основные группы пород:

  • изверженные (магматические) породы;
  • осадочные (вторичные) породы;
  • метаморфические(видоизмененные) породы.

В строительстве используют около 600 пород. Из них производят различные материалы: плиты, блоки, камни, архитектурно-строительные изделия (профильные и плоскостные). Рассмотрим некоторые из них.

Можно задаться вопросом: зачем это нужно клинингу? А нужны эти знания затем, чтобы сознательно и правильно подбирать технологические процессы уборки и ухода за поверхностями, грамотно восстанавливать их эстетические свойства и правильно подбирать методы защиты.

Учитывая изложенное выше – приступим.

Изверженные горные породы

Они бывают массивные и обломочные, то есть образовавшиеся при разрушении массивных пород.

Граниты, сиениты, диориты, габбро – все они относятся к массивным глубинным породам, образовавшимся в результате медленного охлаждения магмы под высоким давлением. Это полнокристаллические породы с высокой плотностью и ярко выраженной крупнокристаллической структурой.

Гранит – наиболее распространенная порода. Его применяют для изготовления облицовочных плит, ступеней лестниц, полов и др.

Сиенит по строению сходен с гранитом, но обладает более низкой плотностью, легче полируется, его применяют наряду с гранитами.

Диориты обладают большим сопротивлением к истиранию, они трудно обрабатываются, но при этом хорошо полируются, устойчивы к выветриванию. Применяют диориты для облицовки и в дорожном строительстве.

Габбро – кристаллическая горная порода от серого и зеленого до черного цвета, стойкая к выветриванию, трудно обрабатывается. Используют габбро для облицовки стен и полов. К группе пород габбро относится лабрадорит. Он обладает ярко выраженным крупным зерном с синей или зеленой иризацией. Лабрадорит также в основном используют как облицовочный материал.)

Излившиеся горные породы – это остывшая магма на поверхности земной коры. Структура излившихся пород может быть полукристаллической, зернистой и стекловатой. Они имеют химический и минералогический составы аналогичные глубинным породам и примерно такие же физико-механические свойства, но отличаются мелкокристаллической структурой.

Кварцевый порфир – аналог гранита – имеет стекловатую структуру с вкраплением крупных зерен кристаллов кварца. Существует также бескварцевый порфир (аналог сиенитов).

Трахит – сходная с порфиром горная порода, отличающаяся высокой пористостью.

Диабаз – аналог габбро, хорошо полируется. Применяют его в виде щебня, штучных камней, плит, брусчатки, в качестве облицовочного материала. Из расплавленного диабаза при температуре 1200-1350°С отливают различные изделия. Плавленый диабаз стоек к кислотам и щелочам, обладает высокими диэлектрическими свойствами.

Базальт по химическому и минералогическому составу также является аналогом габбро. Применяется как сырье для изготовления каменного литья. Плиты из плавленого базальта используют для настилки полов и облицовки стен.

Порфирит и андезит – аналоги диорита, их применяют в качестве отделочных материалов.

Вулканические туфы – это сцементированная вулканическая лава, они имеют стекловидное строение. Это пористые красивые материалы от розового до розово-фиолетового цвета. Применяют туфы для наружной облицовки зданий.

Осадочные (вторичные) породы

Осадочные горные породы образовывались в результате осаждения солей в высыхающих водоемах (химические осадки, скопления остатков растительного и животного мира – органогенные породы), а также в результате разрушения массивных горных пород магматического или осадочного происхождения (обломочные породы).

К химическим осадкам относят гипс, ангидрит, магнезит, доломит и известковые туфы.

Гипс – мягкая горная порода, встречающаяся в двух видах – селенита и алебастра. Гипс применяют в качестве поделочного материала, для производства воздушного вяжущего, а также искусственного мрамора.

Ангидрит и доломит применяют в качестве облицовочных материалов.

Магнезит используют в производстве магнезиальных покрытий пола.

Известковые туфы образуются при выделении СаСO3 из растворенного в воде гидрокарбоната кальция (Са(HСO3)2). Очень пористые известковые туфы используют как сырье для получения извести, а плотные с мелкими равномерно расположенными порами туфы применяют в виде штучных камней для кладки стен.

Из органогенных пород для целей строительства используют известняки, ракушечники, мел, диатомиты и трепелы.

Известняки образуются в водных бассейнах. Скопления раковин и их осколков скрепляются осаждающимся углекислым кальцием. Многие виды известняков имеют рыхлую (пористую) структуру, например травертины, ракушечники. Они состоят в основном из кальцита (СаСО3) с примесями глины, доломита, кварца и др. Известняки используют в производстве стеновых камней, облицовочных плит для стен и пола, изготовления архитектурных деталей.

Мы не будем рассматривать такие вспомогательные материалы, как мел, диатомиты, трепел, а также образующиеся в ходе выветривания песок, гравий, глины. В своей работе мы можем столкнуться со строительными материалами из сцементированного природными цементами песка и осколков различных горных пород. Это песчаники и конгломераты.

Песчаники – порода, которая состоит из зерен кварцевого песка, сцементированных глинистым, кремнеземистым или известковым веществом. Прочность песчаников зависит от вида цементирующего вещества, величины и формы фракций песка. Используют эти породы для облицовки опор мостов, наружных стен зданий и для дорожных покрытий.

Конгломераты – горные породы, состоящие из сцементированных зерен гравия, гальки. Разновидностью конгломератов являются брекчии, в состав которых как основной наполнитель входит щебень. Конгломераты и брекчии используют в качестве штучного камня и облицовочных плит.

Метаморфическими называют преобразованные под влиянием высокой температуры и давления различные магматические и осадочные породы. В строительстве применяют гнейсы, глинистые сланцы, мраморы, кварциты.

Гнейсы по минералогическому составу аналогичны гранитам, они имеют сланцевое строение. Используют гнейсы преимущественно в качестве облицовочных плит.

Глинистые сланцы (шифер) состоят из уплотненных сланцевых глин. Они раскалываются на тонкие плитки. Сланцы обладают высокой стойкостью к воздействия атмосферы и долговечностью. Основное использование сланцев – в качестве кровельного материала. В настоящее время сланцевыми плитками облицовывают стены и настилают полы. Твердость по шкале Моос – 4-5.

Мрамор – кристаллическая порода, образующаяся в результате преобразования известняков или доломитов. Твердость небольшая – 3-4. Он сравнительно легко пилится на плиты и хорошо полируется. Применяют мрамор для облицовки внутри и снаружи зданий, изготовления колонн, настилки полов.

Кварциты – метаморфическая разновидность кремнистых песчаников. Кварциты стойки к процессам выветривания. Используют кварциты для облицовки зданий, опор мостов, отмосток.

Свойства горных пород

Основными свойствами горных пород, на которые ориентируется человек при использовании камня в качестве строительных материалов, являются прочность и долговечность. Но мы уже обратили внимание на то, что природные камни – это весьма разнообразные по своей структуре материалы, сложенные из различных минералов. Если взять известняки или мрамор, то они относятся к монокристаллическим породам, так как состоят из одного породообразующего минерала – кальцита. В то же время граниты – полиминеральные породы, состоящие из трех основных минералов: кварца, ортоклаза и биотита (слюды).

И эксплуатационные, и эстетические свойства материалов из природного камня определяются их структурой. На свойства влияют как входящие в состав минералы, так и характер их расположения, количество и вид цементирующего вещества.

Крупность зерен у горных пород классифицируют по их размеру: крупнозернистые структуры – зерно величиной более 40 мм, среднезернистые – 2-10 мм и мелкозернистые – менее 2 мм. При этом у пород средней твердости (мрамор и др.) структура крупнее 1 мм считается крупнозернистой, от 0,25, до 1 мм – среднезернистой и менее 0,25 мм – мелкозернистой.

Для определения твердости пород используют шкалу Мооса, сравнивая их твердость с твердостью 10 различных минералов, расположенных по мере увеличения их твердости:

тальк – гипс – кальцит – плавиковый шпат – апатит – ортоклаз – кварц – корунд – алмаз.

В соответствии со шкалой Мооса природные камни по твердости разделяют на три группы:

  • твердые породы – 6-7;
  • породы средней твердости – 3-5;
  • мягкие породы – 1-2.


Классификация пород по твердости.

 

Характеристики камня, определяющие технологии уборки

При проведении работ по уборке поверхностей из природного камня, а также разработке программ ухода за ними нас будут интересовать такие эксплуатационные свойства пород, как пористость и водопоглощение. Эти свойства влияют на частоту уборки с применением большого количества воды, на подбор и применение защитных покрытий и пропиток, на время высыхания камня и пр. К сожалению, незнание свойств материалов приводит к появлению всевозможных «легенд» и искажений действительности и в итоге к неправильному выбору технологических процессов профессиональной уборки. Пористость природных камней, по данным компании «ЯрКамень», составляет:

  • гранитов – 0,45-1,5%;
  • диорита – 1,4-1,5%;
  • габбро – менее 0,22%;
  • диабаза – 0,1-0,2%;
  • кварцевого порфира – 1,47-3,68%;
  • базальта – 0,4-1,5%;
  • мрамора – 0,59-1%;
  • известняков – 0,36-27%;
  • песчаников – 2,8-3%;
  • туфов – 4,72-13,22%.

Водопоглощение твердых пород колеблется в пределах от 0,01 до 5%:

  • гранит, сиенит, диорит – 0,1-1%;
  • габбро – 0,1-0,2%;
  • лабрадорит, тешенит – 0,2-1%;
  • диабаз – 0,01-0,2%;
  • кварцевый порфир – 0,1-5%;
  • базальт – 1-5%.

Для пород средней твердости водопоглощение находится в более широких пределах:

  • мрамор – 0,1-0,7%;
  • известняки – 0,5-40%;
  • песчаник – 0,2-5%;
  • туфы – 4-40%.

Давайте обратим внимание на пористость и водопоглощение гранита и мрамора и сравним их. Оказывается, у мрамора водопоглощение может быть даже меньше, чем у гранитов. Верхний предел для мрамора 0,7% в то время как у гранита – 1%. Да и пористость у него меньше. Поэтому странно бывает читать на сайтах продавцов камня, на форумах и в «статьях» на сайтах клининговых компаний сообщения о том, что мрамор «...конечно, мягче гранита, значительно сильнее впитывает влагу...». Внешне это воспринимается так, потому что влажное пятно на мраморе более заметно, чем на граните. Намокший пол, что из гранита, что из мрамора, будет сохнуть в естественных условиях долго. После глубокой чистки сушка пола может затянуться до трех недель, а вот при сильной протечке или попадании большого количества влаги под каменную облицовку пол будет сохнуть несколько месяцев.

Виды загрязнений каменных поверхностей

В процессе эксплуатации зданий и сооружений на каменных покрытиях и облицовке могут откладываться различные загрязнения и проявляться дефекты.

Для наружных стен характерными дефектами и загрязнениями будут являться городская пыль, уличная грязь, копоть, высолы, сульфатные корки, пятна различного характера, граффити, обесцвечивание и изменение окраски, химическая и биологическая коррозия, выветривание. Для полов в помещениях – пыль, уличная грязь, выветривание (истирание), бытовые загрязнения различного характера, проливы, химическая и микробиологическая коррозия.

Дефекты, характерные для наружных и внутренних поверхностей: сахаристая эрозия, чешуйчатая эрозия, расслоение, скалывание кромок и углов, трещины, разрушение деталей и их фрагментов, утрата деталей облицовки. Кроме этого, возможны и такие дефекты, как пластическая деформация, выпирание деталей, снижение механической прочности.

К сожалению, и это не все. Приходится сталкиваться с дефектами, обусловленными технологическим браком, возникшим в ходе добычи и обработки камня, а также проектно-конструкторскими, дизайнерскими и строительно-эксплуатационными ошибками. Производственные дефекты могут привести к появлению трещиноватости, шелушению, вспучиванию, снижению механической прочности и к разрушению камня. Результаты при ошибке в подборе породы камня – высокий уровень истираемости, появление пятен, деструкция. Неправильный выбор материала заделки швов (фуги) и клея влечет за собой растрескивание кромок, разрушение швов, потерю внешнего вида, отрыв плит и образование трещин. Неправильная конструкция швов приводит к затеканию в них воды и, как следствие, к выветриванию.

Вода разрушающе действует на многие материалы, в том числе и на камни. Особенно активно действуют на карбонатные породы кислотные дожди, содержащие углекислоту, сернистые и другие соединения. Попеременное воздействие воды и низких температур разрушает каменные материалы. Полиминеральные породы могут разрушаться при резкой смене температуры вследствие разницы коэффициентов линейного расширения разных минералов. Аналогичное температурное воздействие с разрушением каменных плит возможно и при неправильном подборе клеевого состава.

Защита каменных поверхностей

Защищая каменные материалы от проникновения в них воды и различных водных растворов, мы предотвращаем их разрушение и увеличиваем жизненный цикл покрытия. Для этого применяют различные методы и технологические приемы. Тут и вощение, и пропитка (импрегнирование), покрытие полимерными составами (лаками), флюатирование. При обработке известняков флюатами, например составом на основе гексафторсиликата магния, образуются нерастворимые в воде соли, которые закрывают поры в камне, повышая его стойкость к атмосферным явлениям и проникновению воды. Этот процесс известен в профессиональной уборке как «кристаллизация мрамора».

От воздействия углекислоты, паров влаги и образования сульфатов облицовочные камни предохраняют путем пропитки их на глубину до 1 см горячим льняным маслом или гидрофобизирующими составами на основе кремнийорганических веществ (силиконов и силаксанов). Барьером для воды могут служить также растворы воска или парафинов в растворителях. Сейчас для этих целей, а также для уменьшения абразивного воздействия на поверхности каменных материалов напольных покрытий применяют полимерные композиции на растворителях или в виде водных дисперсий. В качестве пленкообразующего вещества используют акриловые или полиуретановые полимеры.

Продолжение в журнале №4, 2016 год.

7
8
2020 г. Все права защищены
Проект разработан в ASTYPROduction