Справочник строительных материалов

Метаморфические горные породы

В глубине земной коры под большим давлением и при высокой температуре, а также под влиянием газов происходит перерождение горных пород с появлением у них некоторых новых свойств. При этом образуются горные породы, именуемые метаморфическими.

Гнейс. По своему составу гнейсы тождественны гранитам. По сложению их можно отнести к группе сланцеватых пород. Это объясняется тем, что при одностороннем давлении зерна минералов вытя-гиваются в виде лент в направлении, перпендикулярном давлению. В результате такого сложения гнейсы приобретают свойства анизотропности (т.е. свойства, которые различны для параллельного и перпендикулярного направления сланцеватости). Эти особенности сложения гнейсов сказываются на сопротивлении их обработке: они сравнительно легко раскалываются вдоль слоев и трудно — в перпендикулярном направлении. Эти свойства отрицательно влияют на атмосферостойкость камня. Гнейсы менее морозостойки, чем граниты. Однако высокая плотность камня и достаточная прочность (до 200 МПа) позволяют применять его для мощения дорог, устройства тротуарных плит, бордюрных камней. Гнейсы встречаются на Юго-Западной Украине, на Урале, Кольском полуострове, на горном Алтае и Дальнем Востоке.

Глинистые сланцы, в зависимости от основного минерала, входящего в их состав, могут быть: слюдяные, глинистые, тальковые, роговообманковые, хлоритовые. В строительстве применяют главным образом глинистые сланцы. Образовались они из глин в результате их уплотнения и частичной перекристаллизации под действием давления. Глинистые сланцы, кроме мелких глинистых частиц, включают в себя листочки слюды, полевые шпаты, кварц и другие минералы. Цвет сланцев от тёмно-серого до чёрного. Глинистые сланцы имеют слоистое сложение и выкалываются из массива в виде плит и плиток. Расколотые на плитки толщиной 2,5 мм, они используются как кровельный материал (кровельный сланец, или природный шифер). Кровельный сланец не требуется окрашивать. Кроме того, этот кровельный материал огнестоек, долговечен и малотеплопроводен. Месторождения кровельных сланцев известны на Урале, на Украине, в Грузии и других странах СНГ.

Кварциты образовались в результате перекристаллизации зерен кварца и срастания их с кремнистым песчаником в однородную массу, в которой связующее вещество неразличимо. Кварцит — весьма плотная и прочная горная порода; предел прочности — 350-400 МПа. Высокая твердость и плотность кварцитов затрудняет их обработку, но позволяет достигнуть высококачественной полировки. Кварциты бывают темно-вишневого, красного, лилового, а иногда и зеленого цвета. Долговечность и высокая атмосферостойкость позволяют использовать этот камень для облицовок монументальных зданий. Кварциты используют также для производства огнеупорных изделий и футеровок плавильных печей. Наиболее известные месторождения кварцитов в Карелии. Встречаются они также в Сибири, на Урале, Украине, в Казахстане.

Разновидностью кварцита является яшма. Это — богатый декоративный камень с узорчатым рисунком, напоминающим карельскую березу. Яшмы встречаются различных цветов: зеленые, вишнево-красные, оливковые, палевые. Использовались они, в частности, для внутренней отделки Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге. Яшмы встречаются на Урале и в Алтайском крае.

Мраморы образуются в результате перекристаллизации известняков и доломитов при высоких температурах и давлениях. Они имеют зернисто-кристаллическую структуру, образованную прочно со-единенными между собой кристаллами без какого-либо цементирующего вещества (см. цветную вклейку). Мраморы характеризуются зубчатой или мозаичной связью зерен, обеспечивающей им высокую плотность и прочность. Последняя находится в пределах от 100 до 300 МПа. Средняя плотность мрамора — 2700-2900 кг/м3. твердость по шкале Мооса — 4. По величине зерен мраморы подразделяют на мелкокристаллические (крупность зёрен 0,01-0,25 мм), среднекристаллические (0,25-0,50 мм) и крупнокристаллические (более 0,5 мм).

В процессе образования мрамор пропитывался растворами различных солей, оксидов металлов и другими примесями, которые придали ему самые разнообразные цвета и оттенки. Присутствие, например, окислов железа придает мрамору красноватый, коричневатый и розовый оттенки. Микроскопические частицы углерода, находящиеся в мраморе, создают серые, черные, зеленоватые тона.

Мрамор по праву принадлежит к числу лучших отделочных материалов, обладающих высокой декоративной ценностью. Однако при использовании его на фасадах он быстро теряет полировку и в условиях современных городов темнеет. По этим причинам мрамор чаще применяют для внутренней отделки зданий. К числу атмосферостойких относится шишимский мрамор (белый), рускеальский (светло-серый) и тивдийский (розовый).

В скульптуре применяют так называемый статуарный мрамор, особенностью которого является высокая просвечиваемость (светопроницаемость). Свет, проникая через мрамор и отражаясь от его поверхности, обогащает камень тончайшими оттенками. Ранее в скульптуре использовали ввозимый из Италии каррарский мрамор, обладающий просвечиваемостью до 4 см. В настоящее время для этой цели применяют отечественные мраморы Прохорово-Баландинского месторождения на Урале с просвечиваемостью в 2 см, Требушанского месторождения на Украине с просвечиваемостью 3,5 см. Широко применяется также армянский мрамор оникс.

Декоративность камня достаточно полно оценивается такими показателями, как структура, текстура, фактура и цвет. Структура — особенность внутреннего строения горной породы. Например, зернисто-кристаллическая — у мрамора и гранита, скрытокристаллическая — у диабаза и базальта и т.д.

Текстура — особенность расположения составляющих породы в пространстве. Например, различают массивную текстуру глубинных пород, пористую — у извястников-травертинов, сланцеватую — у магматических пород.

Фактура — особенность рельефа поверхности камня (таблица).

Цвет отделочного камня характеризуется цветовым тоном λ, насыщенностью р и светлотой b.

Цветовой тон определяется доминирующей длиной световой волны. Например, красный — λ = (720-760)•10—9 м (гранит капустинский), оранжевый — λ = (590-570)•10—9 м (туф артикский), голубой — λ = 500-485 10—9 м (мрамор слюдинский).

Насыщенность — степень «разбавления» спектрального цвета белым. Различают декоративные горные породы:
а) интенсивно насыщенные (0,8-1), например, красный мрамор;
б) средне насыщенные (0,5-0,7), например, граниты;
в) слабо насыщенные (0,2-0,4), например, туфы;
г) ненасыщенные (до 0,2), например, камни ахроматического ряда, «холодные», — чёрно-белые мраморы.

Светлота определяется степенью интенсивности отражения света поверхностью камня. Характерно для камней ахроматического ряда. Выражается к светлоте эталона в процентах. Например, чёрные — b = 3,5-5,7% (габбро), чёрно-серые — 5,7-9,0% (лабродориты); тёмно-серые — 9-14% (гранит «Возрождение»); средне-серые — 14-22% (мрамор уфолейский); светло-серые — 22-35% (гранит крошмянский); бело-серые — 35-56% (мрамор слюдянский); белый — 56-86% (мрамор коэлгинский).