Справочник строительных материалов

Выветривание природного камня

В силу особенности минералогического состава природные каменные материалы имеют неодинаковую долговечность, что связано с коррозией камня.

Выветривание (коррозия) мрамора и других карбонатных пород связано с наличием в этих породах основного породообразующего минерала — кальцита, представляющего собой карбонат кальция (СаСО3). Последний подвергается разрушающему действию «кислотных» дождей, образуя водорастворимые соединения.

Значительно медленнее процессы разрушения идут в гранитах, гнейсах, содержащих практически инертный кристаллический кварц, а также в породах, содержащих полевые шпаты и слюды, на которые хотя и медленнее, но пагубно оказывают гидролитическое действие вода и углекислый газ.

В природе идёт химическая реакция разрушения полевого шпата — ортоклаза (авгита), породообразующий минерал глин каолинит, 4SiO2•(n — 2)H2O — аморфный кремнезём.

Особо следует отметить невозможность совместной работы (в контакте) ряда горных пород и других строительных материалов: карбонатосодержащие породы и песчаник (идет реакция взаимодействия СаСО3 со слабой кремниевой кислотой; стекло оконное и жидкое (силикатное) стекло; портландцемент и строительный гипс; глиноземистый цемент и известь-пушонка.

Каменные материалы в условиях службы в конструкциях и сооружениях могут подвергаться медленному разрушению. Этот процесс по аналогии с разрушением горных пород на земной поверхности называют выветриванием. Основные причины разрушения каменных материалов в сооружениях:
a) растворяющее действие воды, усиливающееся растворенными в ней газами (SO2, CO2 и др.);
б) замерзание воды в порах и трещинах, сопровождающееся появлением в материале больших внутренних напряжений;
в) резкое изменение температур, вызывающее появление на поверхности материала микротрещин.

Стойкость материалов против выветривания тем выше, чем больше их относительная плотность (меньше пористость) и меньше растворимость. Все мероприятия по защите каменных материалов от выветривания направлены на повышение их поверхностной плотности и на предохранение от воздействия влаги. Этого можно достичь конструктивными мерами, к числу которых относятся обеспе-чение хорошего стока воды и придание камням плотной и гладкой поверхности, например зеркальной. Стойкость против выветривания пористых материалов существенно повышается при создании на их лицевой поверхности плотного водонепроницаемого слоя или гидрофобизацией. Одним из способов повышения поверхностной плотности камня является флюатирование, при котором пористые известняки пропитывают солями кремнефтористоводородной кислоты, например флюатом магния. В результате реакции MgSiF6 + 2CaCO3 → 2CaF2 + SiO2 + MgF2 + 2CO2 в поверхностных порах камня отлагаются трудно растворимые в воде фториды кальция и магния, а также кремнезём. Некарбонатные пористые породы перед протиткой флюатами предварительно обрабатывают водными растворами кальциевых солей, например хлористым кальцием.

Гидрофобизация, т.е. пропитка пористого каменного материала гидрофобными (водоотталкивающими) составами, резко понижающими проникание влаги в материал, в частности путём капиллярного подсоса, также повышает стойкость материалов против выветривания.

Меры защиты мрамора предусматривают:

  • Конструктивные мероприятия (полировка, сливы);
  • Поверхностная пропитка флюатами, аванфлюатирование, кремнийорганическими материалами.

Природный камень — древнейший строительный материал, неизменный спутник человека, олицетворяющий идею вечности. Человек всегда стремился строить монументально, долговечно, красиво.

В зависимости от способа обработки поверхности камня выделяют ударную и абразивную. Ударная обработка предусматривает использование таких инструментов как киянка, скарпель, бучарда, пин-хаммеры и др. При этом получается фактура «скалы», бугристая, точечная, рифленая. Абразивная обработка предусматривает применение быстровращающихся абразивных кругов с использованием тонкодисперсных порошков и паст.

Природный камень проходит несколько этапов обработки. Сначала многотонный блок разрезается на тонкие доски. Их калибруют, полируют, режут на плитки заданных размеров, снимают фаски. Готовые изделия подвергаются тщательному контролю.