VILNIAUS GEDIMINO TECHNIKOS UNIVERSITETAS

Statybos fakultetas

Statybinių medžiagų katedra

Natūralaus akmens medžiagosreferatas

Atliko: KGn -7/2 gr. stud. V. Bierontas Tikrino: prof. A. Gailius

Vilnius2009

Natūralaus akmens medžiagosGamtiniai kūnai,sudarantys Žemės plutą,vadinami uolienomis.Akmuo - (kietos uolienos luitai) viena seniausių ir patvariausių statybinių medžiagų,sudaryta iš daugelio (arba vieno) mineralų. Planetoje egzistuoja apie 8 tūkstančiai rūšių akmenų.

Statyboje akmuo naudojamas labia seniai, tačiau didėjant statybų tempams ir statant kuo pigesnius pastatus, jo naudojimo mastai ganėtinai sumažėjo. Akmuo jau ilgą laiką naudojamas kaip komponentinė medžiaga kitų medžiagų sandaroje, naudojant statybinių akmenų atliekas. Grynas akmuo rečiau naudojamas  dėl didelės kainos, dažniausiai individualių namų statybai arba prabangiems statiniams statyti (kaip apdailos elementai).Šiuo metu statyboje naudojamos pigios statybinės medžiagos, kurios yra trumpalaikės. Naudojant šias medžiagas, statybos metu sumažėja išlaidos. Tačiau laikui bėgant, statiniai gali pradėti irti dėl prastesnės statybinių medžiagų kokybės. Tad renovavimo ar rekonstravimo darbams reikia skirti daugiau išlaidų ir laiko. Gera išeitis - kaip statybinę medžiagą dėl jo ilgalaikiškumo savybių naudoti natūralų akmenį.

Natūralus akmuo - universali medžiaga. Gamtinis piešinio unikalumas, faktūrų įvairovė, ekologinis saugumas ir ilgaamžiškumas - savybės, leidžiančios natūraliam akmeniui užtikrintai užimti garbingą vietą statybinių medžiagų rinkoje.  Natūralaus akmens rūšių įvairovė leidžia jį naudoti  daugelyje gyvenimo sričių: kraštovaizdžio dizaine, interjero ar architektūros projektuose ir t.t.  Labiausiai paplitusios natūralaus akmens rūšys, be granito ir marmuro, yra ežerų akmuo, upių akmuo, smiltainis, kriauklainis, klintis, dolomitas, travertinas, bazaltas, tufas, skalūnas. Akmuo naudojamas kaip statybinė medžiaga neapdorotas (rieduliai), apdorotas (pjaustytas, tašytas, skaldytas) ir perdirbtas (lydytas, maltas).

Nomenklatūra

Medžiagų iš natūralaus akmens diapazonas apima plokštes, blokus, akmenis, gaminius statybai ir architektūrai (profilinius ir plokštinius), įskaitant skirtus specialiems poreikiams, pavyzdžiui: 

hidrotechninius (upinius ir jūrinius);  tiltams ir požeminiams statiniams (antvandeninės ir povandeninės tiltų dalys, tuneliai);  kelių statybai.

Plokštės (plotis iki 1200 mm, storis 5-40 mm) naudojamos išorinei ir vidaus apdailai. Blokai (apimtis ne mažesnė kaip 0,1 m3) idealiai tinka pamatams ir sienoms. Apdirbimo technologijos numato kelis galimus blokų tipus - tašyti, skaldyti arba pjaustyti. Akmenys (390x190x188, 490x240x188, 390x190x288 mm, ir t.t.) - funkcinė paskirtis tokia pati, kaip ir blokų.

Maži rieduliai naudojami akmenų mūrui, akmenbetoniui, grindiniui; iš jų mūrijami pamatai, nešildomų pastatų sienos, jais grindžiamos gatvės, klojamos krantinės.

Skaldyti akmenys gaunami sprogdinant, laužant kietas arba vidutines kietumo uolienas (granitą, dolomitą, klintį, smiltainį). Iš skaldytų 20-40 kg masės akmenų mūrijami statinių pamatai, atraminės sienos.

Smulkūs (5-150 mm) skaldyto, dažnai ir trupinto akmens gabalai (skalda) rūšiuojami pagal dydį ir naudojami (kaip ir žvyras) betonui, asfalbetoniui, kelių pagrindui. Iš lengvų uolienų (tufo, kriauklainio) pjaunami blokai sienoms mūryti.

Sienų, kolonų, laiptų apdailai, grindų dangai naudojami pjauti taisyklingos formos, dažnai dar ir specialiai apdoroti (šiurkštinti, šlifuoti, poliruoti) akmenys - apdailos plokštės. Jos išpjaunamos iš kietų arba pusiau kietų uolienų.Be vietinio akmens, Lietuvoje naudojamas įvežtinis akmuo: marmuro, granito, kriauklainio plokštės, marmuro, granito skalda.

Savybės

Kai kalbama apie gamtinių akmenų savybes, pirmiausia į galvą ateina stiprumas ir ilgaamžiškumas.  Tačiau svarbu nepamiršti, kad natūralus akmuo - plati sąvoka ir labai skiriasi savo medžiagos struktūra, neretai sudaryta iš įvairių mineralų, dažnai susidarymo ir po to sekančio suslūgimo Žemės plutoje proceso metu patyrusių didelį slėgį.  Be šių veiksnių, gamtinių akmenų savybėms įtakos turi gavybos ir apdirbimo metodai.

Gamtinių akmenų savybes galima suskirstyti į eksploatacines-technines ir estetines.

Eksploatacinės-techninės savybės, taip pat kaip ir estetinės, nustatomos pagal uolienos struktūrą.  Vertinant ją, svarbu atsižvelgti į tiesioginį ryšį tarp sudėties ir uolieną sudarančių mineralų, kurie skiriasi įvairiomis charakteristikomis, savybių.Atsižvelgiant į mineralų savybes, jų išsidėstymo vietą, rišančiosios medžiagos kiekį ir tipą, išskiriamos šios pagrindinės uolienų struktūros: kristalinės, stikliškos, pegmatitinės ir porfyrinės.

Nustatant uolienos kristalinės struktūros pobūdį, nustatomas stambumas grūdų, kurie klasifikuojami pagal jų dydį.  Priimta išskirti stambiagrūdę struktūrą (> 40 mm), vidutinio stambumo (2-10 mm) ir smulkiagrūdę (<2 mm).  Vidutinio kietumo gamtinių akmenų, pavyzdžiui, marmuro struktūra su grūdais, didesniais kaip 1 mm, laikoma stambiagrūde, nuo 0,25 iki 1 mm, - vidutinio stambumo ir iki 0,25 mm, - smulkiagrūde.

Fiziniams-mechaniniams bandymams ir struktūros vertinimui išgaunami specialūs pavyzdžiai iš natūralaus akmens masyvo dar geologinių tyrimų etape.  Vertinant gamtinių akmenų struktūrą, pasirenkami didžiausi gabalai, be to, su būdingu tiriamai rūšiai skilimu. Nagrinėjant mėginį, atsižvelgiama į šiuos parametrus:

Dydį;  Formą;  Suskilimo pobūdį;  Paviršiaus tekstūros skaidymo;  Gebėjimas skilti smūgio metu tam tikrose nustatytose vietose;  Plyšius, sekreciją;  Dažnai - į garsą nuo smūgio plaktuku.

Gamybos ir racionalaus gamtinių akmenų panaudojimo metodai nustatomi pagal medžiagos kietumą.

Gamtinių akmenų kietumui nustatyti naudojama Moso (Moos) skalė, lyginanti jų kietumą su specialiai atrinktų mineralų, išdėstytų ypatinga tvarka - pagal kietumo augimą (talkas, gipsas, kalcitas, apatitas, ortoklazas, kvarcas, topazas, korundas, deimantas) kietumu. Moso skalėje

aukštesnę vertę turintis mineralas paliks žymę ant žemesnio mineralo paviršiaus. Skalę 1812 m. sukūrė vokiečių minerologas Friedrichas Mosas. Moso skalė nėra proporcinga ir šiuo metu naudojama tik greitam mineralų atpažinimui.

 

Kietumas MineralasAbsoliutuskietumas

1

Talkas

(Mg3Si4O10(OH)2)1

2 Gipsas (CaSO4·2H2O) 3

3 Kalcitas (CaCO3) 9

4 Fluoritas (CaF2) 21

5

Apatitas

(Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-))48

6 Ortoklazas (KAlSi3O8) 72

7 Kvarcas (SiO2) 100

8 Topazas (Al2SiO4(OH-,F-)2) 200

9 Korundas (Al2O3) 400

10 Deimantas (C) 1500

Tikslesnius duomenis galima gauti nustatant uolienos kietumą specialiu prietaisu (ПМТ -3), kurio veikimo principas remiasi rombinės piramidės spaudimu į tiriamą pavyzdį.

Pagal kietumą gamtiniai akmenys suskirstomi į tris grupes. Pagal Moso skalę kieti akmenys vertinami 6-7 balais, vidutinio - 3-5 balais, o minkšti - 1-2 balais.  Kieti akmenys, palyginti su kitomis dviem grupėmis, apibūdinami monolitiškesne struktūra.

Kietaisiais akmenimis laikomos uolienos, į kurių sudėtį įeina kieti mineralai, kurių kietumo rodiklis pagal Moso (Moos) skalę yra 6-7. Šiai grupei priskiriami: kvarcitas, granitas, sienitas, gabras labradoritas ir kt. Jie daugiausia naudojami pastatų konstrukcijoms ir statinių apdailai.

Prie vidutinio kietumo akmenų priskiriama didelė grupė uolienų: marmuras, klintis, klintiniai smiltainiai, vulkaniniai tufai, dolomitas, skalūnai ir kt. Šio tipo akmenis galima apdirbti kietųjų metalų įrankiais, nes jų kietumas pagal Moso skalę ne didesnis nei 5. Jie naudojami labai plačiai, ypač marmuras, nes yra lengvai pjaustomas, šlifuojamas ir poliruojamas, yra dekoratyvus ir turi

gražaus rašto spalvotų intarpų. Tačiau vidutinio kietumo uolienose pasitaiko tai uolienų grupei nebūdingų mineralų intarpų, kurie apsunkina apdirbimą.Vidutinis tankis, priklausomai nuo akmens tipo, paprastai yra 800-3100 kg/m3 ribose.Akmens užšaldymo ir atšildymo efektas, vandens ir mechaninių apkrovų poveikis labai priklauso nuo poringumo, kuris gali smarkiai skirtis.

Ilgaamžiškumas. Naudojant akmenį išorės apdailai reikia atsižvelgti į jo atsparumą temperatūros pokyčiams, naudojant grindims bei laiptams - į atsparumą spaudimui, trynimui, dėvėjimuisi bei smūgiams ir t. t. Ilgaamžiškumas priklauso ir nuo akmens paviršiaus apdirbimo būdo. Labiausiai šį rodiklį padidina poliravimo faktūra, todėl tokiame paviršiuje agresyvių medžiagų neužsilieka.

Į dilumo kriterijų reikia atsižvelgti renkant akmens rūšis grindų dangai, laiptinėms, aikštelėms, šaligatviui ir t.t.

Parenkant akmens medžiagas tam tikros paskirties gaminiams, turi būti atsižvelgiama į tų gaminių eksploatavimo sąlygas ir statinių ar pastatų projektinį ilgaamžiškumą. Laikiniesiems pastatams netikslinga naudoti brangius aukštos kokybės gaminius, o pastatams ar statiniams, kuriuos numatoma eksploatuoti ilgus dešimtmečius, neleistina naudoti neilgaamžius akmenis. Kai yra labai agresyvi aplinka ar nepalankios gamtinės sąlygos, net ir akmens konstrukcijoms reikėtų numatyti specialias konstrukcines arba kitokias apsaugos nuo irimo priemones.

Akmens kokybei yra svarbus jo gavybos būdas. Yra trys gavybos būdai:

Sprogdinimo būdas. Šis būdas buvo plačiai taikomas buvusioje TSRS. Jis gan pigus, tačiau nukenčia tokio akmens kokybė, atsiranda mikroįtrūkių. Taikant sprogdinimo būdą nemažaiakmens sugadinama.

Atskėlimas oro pagalve. Išpjovimas iš uolienos. Iki šios dienos tai pats populiariausias, bet kartu ir brangiausias

gavybos būdas. Privalumas yra tas, kad praktiškai taikant tokį būdą nebelieka atliekų.

Natūralaus akmens rūšys

Marmuras. Marmuras - metamorfinė uoliena, susidariusi iš persikristalizavusios klinties arba dolomito. Marmuras sudarytas iš mineralo kalcito. Spalva įvairi: balta, melsva, pilka, žalsva ar žalia, rausva ar raudona, gali būti marga. Sudėtis - kalcitas, dolomitas. Susidaro metamorfizuojantis karbonatinėms uolienoms (klintims ar dolomitams). Tekstūra masyvioji, tolygioji, juostuotoji, dėmėtoji. Reaguoja su druskos rūgštimi. Naudojamas apdailai, skulptūroms, pasižymi dielektrinėmis savybėmis, todėl naudojamas elektrotechnikoje.

Marmuras

Tamsiai pilkas marmuras su kalcito gyslomis

Kalcitas (CaCO3) yra klinčių, kreidos, marmuro pagrindas. Kalcito randama nuosėdinėse uolienose,evaporituose.Kartais šis mineralas užpildo tuštumas uolienose. Olose iš šio mineralo formuojasi stalaktitai ir stalagmitai.Kalcitas būna įvairių spalvų. Spalvą jam suteikia įvairios priemaišos. Skaidraus kalcito atmaina vadinama Islandijos špatu. Ši atmaina pasižymi dviguba refrakcija. Kiti kalcito kristalai gali turėti fluorescencinių, fosforescencinių savybių. Pakaitintas kalcitas virsta kalcio oksidu ir išsiskiria anglies dvideginis. Taip pat kalcitas intensyviai reaguoja su rūgštimis, išskirdamas anglies dvideginį. Šį savybė plačiai naudojama lauko sąlygomis atpažinti šį mineralą. Panaudojus rūgšties atskyrimo metodą gana lengvai mineralas atskiriamas nuo dolomito ir kitų silikatinių mineralų.Kalcitai naudojami apdailai, statyboje, chemijos pramonėje, kaip abrazyvinė medžiaga.

Statybinių akmenų pramonėje marmuru vadinama ir daugybė kitų uolienų. Visos jos vertinamos dėl patrauklios struktūrų ir spalvų įvairovės, taip pat dėl to, kad jas lengva šlifuoti.

Granitas - tvirta, atspari erozijai kristalinė uoliena, sudaranti ryškias reljefo formas. iš tokių daug silicio dioksido turinčių mineralų kaip kvarcas, putnagas ir mažesniais kiekiais žėrutis bei amfibolas (daugiausia raginukė). Silicio dioksido granite būna apie 70 proc. Granito spalva įvairuoja nuo baltos iki raudonos, šviesiai žalios ar žydros ir net juodos - tai lemia jį sudarančių mineralų spalva ir struktūra, spalva priklauso nuo lauko špatų spalvos: balkšva, šviesiai pilka, gelsva, rožinė, raudona. Dauguma kristalų yra kelių milimetrų skersmens, bet kai kurių mineralų, pavyzdžiui, putnago, kristalai išauga didesni - net iki keleto centimetrų. Sudėtis: lauko špatai (ortoklazas), mikroklinas, plagioklazai, kvarcas, žėručiai, rečiau raginukė. Kartais granite būna kitų mineralų: magnetito, granatų, cirkono, apatito. Priklausomai nuo feldšpatų ir kvarco santykio granito kietumas pagal Moso skalę skiriasi. Jis gali būti nuo 5,5 iki 7.

Granitas.

Pilkas granitas

Struktūra nuo stambiagrūdės iki smulkiagrūdės. Tekstūra masyvioji. Jei yra daugiau kvarco - granitas trapesnis. Stambiagrūdė granito atmaina vadinama rapakyvi - (suom. rapakyvi - supuvęs akmuo). Struktūra porfyridinė. Neatsparus dūlėjimui. Naudojamas apdailai, kaip statybinė medžiaga.

Smiltainis - nuosėdinės kilmės uoliena, sudaryta iš smėlio dydžio mineralų ar kitų uolienų nuolaužų dalelių ir sucementuotu įvairių cementu. Dažniausiai smiltainis sudarytas iš kvarco ir feldšpato mineralų, labiausiai paplitusių Žemėje. Jei kvarco kiekis viršija 90% smiltainis vadinamas kvarciniu. Pagal mineralinę sudėtį, fizines ir mechanines savybes smiltainis nenusileidžia granitui, kvarcui ir kt. Į smiltainio sudėtį įeina  kvarcitas, jis vidutinio kietumo, stiprumas gniuždant - 300-1000 kg / kv. cm , nedidelė pagal masę vandens absorbcija (0,5-3,0 proc.), mažas akytumas.  Be pastatų fasadų apdailos  smiltainis dar plačiai naudojamas klojant pamatus, laiptų konstrukcijoms, grindinio plytelėms ir t.t. Smiltainio spalvų gama priklauso nuo mineralinės sudėties ir yra labai įvairi. Labiausiai paplitusios yra ruda, rusva, gelsva, pilkšva, balta.

Spalva įvairi, priklauso nuo sudarančių mineralų ir cemento spalvos. Sudėtis bei pavadinimas priklauso nuo vyraujančių sudarančių mineralų - kvarcinis smiltainis, žėrutinis smiltainis, glaukonitinis smiltainis ir t. t. Struktūra smulkiagrūdė, psamitinė. Tekstūra masyvioji, juostuotoji. Naudojamas kaip statybinė medžiaga, abrazyvas, kvarcinis smiltainis - stiklo pramonėje.

Kriauklainis - klintis iš susicementavusių kriauklelių. Tai porėtas natūralus akmuo, sudarytas beveik vien iš sveikų arba suskaidytų jūrų organizmų kriauklelių.  Paprastai kriauklainis susiformuoja sekliose jūrų ir vandenynų zonose. 

Klintis (kalkakmenis) - yra nuosėdinė uoliena daugiausia sudaryta iš mineralo kalcito. Sudėtis: mineralas kalcitas (apie 95 proc.) su dolomito, aleurito, molio, smėlio, organinės medžiagos priemaišomis. Chemogeninių klinčių struktūra nuo smulkiagrūdės iki stambiagrūdės. Tekstūra masyvioji, sluoksniuotoji, kaverningoji.Kalcitas CaCO3 - kietumas 3; trapus, skalumas tobulasis trimis kryptimis, tankis - 2,6-2,8; spalva - pieno baltumo su pilku, gelsvu, rausvu, melsvu atspalviu arba bespalvis; bruožas - baltas; blizgesys - stiklinis. Dažnai aptinkamas prizminės formos kristalais, koloidinėmis nuosėdomis (stalaktitai, stalagmitai).

Marmurizuota klintis.

Be šio mineralo klintyje yra arogonito, dolomito ir kitų mineralų. Gryna klintis yra baltos arba beveik baltos spalvos. Dėl įvairių priemaišų, molio, smėlio, organikos, hematito ar kitų, klinties spalva gali kisti. Struktūra tai pat įvairuoja dėl formavimosi sąlygų. Ji gali būti masyvi, klastinė, kristalinė, granulinė. Kalcito, kvarco, dolomito, barito, pirito kristalai gali užpildyti klintyje esančius plyšius, tuštumas. Klintyje kartais būna titnago gniutulų.

Viena iš labiausiai paplitusių medžiagų tradicinėje architektūroje, plačiai naudojama nuo XI a. statyti paminklams, bažnyčioms, namų statybai miestų centruose, kurių nemažai yra gerai išsilaikę iki šių dienų. Kai klintis slūgso šalia žemės paviršiaus ir lietaus vanduo sunkiasi per ją, tokiose vietose klintis išplaunama. Vyksta karsto procesai ir formuojasi karstinės tuštumos - olos.

Spalva dažniausiai šviesi, priklauso nuo priemaišų: balta, pilka, gelsva, rusva, juoda, kartais marga. Dažniausiai klintys susidaro vandens baseinuose dėl cheminių procesų (chemogeninės) arba dėl augalų ar gyvūnų liekanų nusėdimo dugne (chemobiogeninės). Pastarosiose aptinkama suakmenėjusių gyvūnų ar augalų liekanų. Pagal organines liekanas klintys skirstomos į kriauklines (kriauklainis), koralines (koralai), oolitines (oolitai) ir kt. Klintyse galima aptikti augalų atspaudų ar liekanų.

Panaudojimas: kaip statybinis ar apdailos akmuo, žaliava cementui, statybinėms kalkėms, metalurgijoje, stiklo, popieriaus pramonėje, dirvožemiui kalkinti. Lietuvoje jo yra Akmenės rajone.

Gėlavandenė klintis (sin. klintinis tufas) - spalva: geležies junginiai suteikia jai gelsvą, rusvą atspalvį. Sudėtis - mineralas kalcitas. Susidaro nusėdant šiam mineralui iš vandens ežeruose ar šalia šaltinių. Pagal susidarymo sąlygas išskiriamos dvi gėlavandenės klinties atmainos: ežerų klintis - ežerų kreida ir šaltinių klintis - klintinis tufas. Gėlavandenės klinties atmaina, susidaranti veikiančių vulkanų rajonuose iš karštų versmių, vadinama travertinu. Uoliena nevienalytė, labai poringa.

Dolomitas. Natūralus akmuo, turintis nemažai pranašumų palyginti su kitomis statybinėmis medžiagomis, yra viena iš populiariausių ir užtikrina konstrukcijos patikimumą ir ilgaamžiškumą, pavyzdžiui, židinio. Dolomitas - karbonatų klasės mineralas, kalcio magnio karbonatas CaMg (CO3)2.  Kietumas pagal Moso skalę 3,5-4,0, tankis 2900-3200 kg/m3, skalumas tobulasis trimis kryptimis, tankis - 1,8-2,9; spalva - balkšvai pilka, kartais su gelsvais ir rusvais atspalviais (atspalviai

priklauso nuo priemaišų); bruožas - baltas; blizgesys - stiklinis, nemetalinis. Priemaišos gali suteikti rusvą, rausvą, melsvą, žalsvą, tamsiai pilką, juosvą atspalvį.

Dolomitas.

Susidaro iš tirplalų arba dolomitizuojantis klintims. Sudaro smulkiagrūdes uolienas, dažnai sluoksniuotas, gali turėti porų, kavernų, dažnai plyšiuotas. Tekstūros: masyvioji, sluoksniuotoji, dėmėtoji. Dolomito milteliai reaguoja su druskos rūgšties tirpalu.Naudojamas kaip apdailos akmuo, statybinė medžiaga - skaldai, kalkėms gaminti.

Travertinas. Travertinas - nuosėdinė uoliena. Tvirtesnis už marmurą, o pagal atsparumą šalčiui pralenkia kalkakmenį ir dolomitą.

Travertinas - vienas iš kelių natūralių akmenų, naudojamų vidiniams kiemams ir takeliams grįsti. Kartais ši uoliena apibūdinama ir kaip travertino kalkakmenis ar travertino marmuras, tačiau tai tas pats akmuo, todėl tai nei kalkakmenis, nei marmuras. Šiam akmeniui būdinga ypatybė - paviršiuje esančios skylutės ir įdubos. Nors šios įdubos ir susiformuoja natūraliai, daug kam gali pasirodyti, kad jos per daugelį metų atsirado dėl didelio dėvėjimo. Kai kurie meistrai, siekdami užpildyti šias skylutes, naudoja glaistą, o kiti palieka jas atviras.

Vadinamojo užpildyto travertino paviršius išlyginamas epoksidine derva, suteikiančia rafinuoto grožio. O neužpildytas - poringas - paviršius sukuria jaukumo ir šilumos įspūdį.

Bazaltas. Bazaltas - labiausiai paplitusi magminė uoliena Žemėje.Kietumas pagal Moso skalę 2,5-3,5.  Tekstūra - daugiausia tanki, porėta, kristalai nėra matomi plika akimi, spalva tamsi, iki juodos. Labai stipri uoliena, atspari dūlėjimo procesams. Slūgso srautų pavidalu arba šešiabriauniais stulpais.Naudojama apdailai, kaip statybinis akmuo.

Tufas. Tufas - kalnų uolienos, susidariusios iš purių ugnikalnių išsiveržimų produktų, purvo srautų, susicementavusių su smėliu, pelenais, akmenimis, stiklu, bazaltu. Visai kitokios kilmės - kalkinis tufas.  Tai - porėtos kalkių karbonato nuosėdos.

Tufo spalvų gama labai plati - nuo pilkos iki geltonos ir raudonos spalvos. Naudojamas patalpų apdailai, pastatų puošybai, sodų elementams, taip pat blokais kaip statybinė medžiaga.Vulkaninį tufą lengva apdirbti kirviu ir pjūklu. Pasižymi puikiomis dekoratyvinėmis savybėmis, nedidele mase ir tvirtumu.

Skalūnai - plonais sluoksneliais, plokštelėmis skylančios uolienos. Skiriamos dvi didelės skalūnų grupės: nuosėdiniai ir kristaliniai (metamorfiniai) skalūnai.Nuosėdiniams skalūnams priklauso smulkiagrūdės labai plonų sluoksnelių nuosėdinės uolienos (daugiausiai molingos), beveik nepakitusios ar šiek tiek pakitusios dėl diagenezės bei menko metamorfizmo ir įgijusios sualūnuotumą. Kristalizuoti skalūnai susidaro iš stipriai metamorfizuotų kristalinių uolienų (paraskalūnai) arba magminių uolienų (ortoskalūnai). Jas sudarantys plokšteliniai prizmiški, pailgi žėručių, amfibolų, feldšpatų kristalai išsidėstę beveik lygiagrečiose plokštumose (žėručio skalūnai, sericito skalūnai). Skalūnas yra puiki apdailos, grindimo ir kraštovaizdžio kompozicijų medžiaga. 

Gneisas pagal cheminę sudėtį labai artimas granitui ir molio skalūnams. Gneisas išsiskiria savo tekstūra. Jame aiškiai matomi sluoksneliai. Gneisas sudarytas iš kvarco, plagioklazo ir kalio feldšpato (mikroklino ar ortoklazo).

Granito gneisas.

Gabras - stambiakristalinė bazinės sudėties (SiO2 kiekis - 45-52%) intruzinė magminė uoliena. Uolieną sudaro plagioklazo ir pirokseno mineralai, dažniausiai suaugę vienas į kitą. Plagioklazas šviesus mineralas, o piroksenas tamsiai žalias. Gabras taip pat naudojamas statybose ir kelių tiesimui.

Labradoritas silikatų klasės, lauko špatų grupės mineralas. Dažnas daugiau bazinės sudėties uolienose, tokiose kaip dioritas, gabras, andezitas, bazaltas ir paprastai randamas su piroksenu ar amfibolu.

Labradoritas. Vido Mikulėno nuotr.

Labradoritas gali keisti spalvą atpindėdamas šviesą. Yra žinomos šios labradorito atmainos: spektrolitas, mėnulio akmuo, saulės akmuo. Randamas Suomijoje.

Čaroitas - retas silikatų klasės mineralas, priklausantis piroksenų grupei. ((Ca,K,Na)3Si4O10(OH,F)·H2O). Pavadinimas kilo iš Čaros upės Sibire, kur yra vienintelė šio mineralo radimvietė. Čaroito spalva mėlyna, kietumas pagal Moso skalę - 5,0-6,0. Tankis 2,5-2,8.

Čaroitas.

Malachitas - karbonatų klasės mineralas, vario (II) hidrokarbonatas Cu2CO3(OH)2. Kristalai monoklininės sistemos. Kietumas pagal Moso skalę nuo 3,5 iki 4. Spalva - nuo šviesiai iki tamsiai žalios su juodos priemaiša.

Malachitas..

Fluoritas - halogenidų klasės mineralas, kalcio fluoridas, CaF2. Pagal Moso skalę fluorito kietumas yra 4. Kristalinė struktūra - kubinė, rečiau oktaedras ar dodekaedras. Fluoritas pasižymi fluorescentinėmis savybėmis, kai kurie fluorito pavyzdžiai pasižymi termofluorescentinėmis savybėmis. Jis būna pačių įvairiausių spalvų: permatomas, baltos, geltonos, raudonos, mėlynos, žalios. Žinomas nuo Antikos laikų. Naudojamas plieno, aliuminio, fluoro vandenilio rūgšties gamyboje ir kt.

Vandens įgeriamumas  

Kietų gantinių akmenų vandens įgeriamumas paprastai būna 0,01-5% ribose:

granitas, dioritas ir sienitas- 0,1-1; gabras - 0,1-0,2; labradoritas ir tišenitas - 0,2-1; diabazas - 0,01-0,2; kvarcinis porfyras - 0,1-5; bazaltas - 1-5.

Vidutinio kietumo akmenų vandens įgeriamumas 0,1-40 proc.:

marmuras - 0,1-0,7; kallalmenis (klintys) - 0,5-40; smiltainis- 0,2-,5; tufas - 4-40 proc.

Nurodytų vidutinio kietumo akmenų vandens įgėrimo koeficientas paprastai ne mažesnis nei 0,6.

Gamtinio akmens atsparumas šalčiui gan aukštas; kietos rūšys (granitas, dioritas, sienitas, gabras) atlaiko 300 ir daugiau laboratorinių bandymų ciklų; diabazas, bazaltas - daugiau nei 50. Vidutinio kietumo akmenys atlaiko daugiau nei 25 ciklus, o minkšti - ne mažiau 15.

Savybės Granitas Marmuras

Kietumas pagal Moso skalę

5,5 iki 7 2,5-4

Kietumas priklauso nuo

Feldšpatų ir kvarco santykio

Kvarco, pirokseno, granato, plagioklazo ir kt.

Sandara Natūrali gamtinė uoliena, kuri susidaro iš: ortoklazo ar plagioklazo (feldšpatai), kvarco, raginukės, biotito, muskovito (kartais iš magnetito, granatų,

Tai metamorfinė kristalinė uoliena, kuri susidaro iš karbonatinių uolienų (90 % kalcito ar dolomito)

cirkono, apatito)

Atsparumas Atsparus trinčiai, gniuždymui, gamtos veiksniams, braižymui ir karščiui, bakterijoms, įgeriamumui

Neatsparus mechaniniam poveikiui, gamtos veiksniams, intensyviai eksploatacijai, trapus

Atsparūs karščiui

Iki 800 laipsnių

Iki 600 laipsnių

Radiacijos sugeriamumas

Sugeria radiaciją

Beveik nesugeria

Apdaila Tinkamas eksterjero apdailai

Nėra tokia ilgalaikė eksterjero apdaila kaip granitas (praranda savo estetinį vaizdą)

Naudojamas pastatų vidaus apdailai

Dažniausiai naudojamas pastatų vidaus apdailai

Tinkamas grindims dėl savo tvirtumo

Grindims nėra toks tinkamas kaip granitas, nes paviršiuje lieka įbrėžimų, dėmių

Spalva Būna pilkos, juodos, tamsiai raudonos, labai retai - žalios arba melsvai pilkos spalvos

Plati spalvų gama

Tekstūra Grūdėtas Gausi tekstūrų gama

 Gamtinių akmenų klasifikacija pagal kietumą

Kieti Vidutinio kietumo Мinkšti

granitas, gneisas, dioritas, sienitas, gabras, labradoritas, tišenitas, diabazas, kvarcinis porfyras, bazaltas

Marmuras (achromatinis ir chromatinis), konglomeratas, брекчия, klintys, smiltainis, vulkaninis tufas, kalkinis tufas, degieji skalūnai

Gipsinis, talko akmuo

Gamtinių akmenų atsparumo riba gniuždant

Gamtinių akmenų grupė

Akmuo Atsparumo riba gniuždant, MPa

Kieti

  Granitas 90-250

  Gneisas 100-300

  Dioritas 190-200

  Sienitas 190-200

  gabras 200-300

  Labradoritas 90-100

  Tišenitas 100-130

  Diabazas 200-400

  Kvarcinis porfyras 112-340

  Bazaltas 50-300

Vidutinio kietumo

  Marmuras 60-200

  Kalkakmenis 0,4-100

  Smiltainis 30-100

  Vulkaninis tufas 15-60

  Kalkinis tufas 20-40

Minkšti

  Gipsinis akmuo 15-30

Gamtinių akmenų akytumas

Gamtinių akmenų grupė Akmuo Akytumas

Kieti

  Granitas 0,45-1,5

  Dioritas 1,4-1,5

  Gabras Менее 0,22

  Diabazas 0,1-0,2

  Kvarcinis porfyras 1,47-3,68

  Bazaltas 0,4-1,5

Vidutinio kietumo

  Мarmuras 0,59-1

  Kalkakmenis (klintys) 0,36-27

  Smiltainis 2,8-3

  Tufas 4,72-13,22

Vidutinis gamtinių akmenų tankis, kg/m3

Kietos rūšys

Gabras 3000-3100

Diabazas 2900-3000

Bazaltas 2900-3000

Labradoritas 2700-2800

Tišenitas 2700-2800

Kvarcinis porfyras 2600-2700

Granitas 2600-2800

Dioritas ir sienitas 2600-2700

Gneisas 2500-2600

Vidutinio kietumo rūšys

Marmuras 2700-2800

Брекчия 2400-2500

Smiltainis 2400-2500

Kalkinis tufas 2100-2300

Degieji skalūnai 2200-2400

Kalkakmenis (klintys) 1100-2300

Vulkaninis tufas 800-1100

Akmens ilgaamžiškumo nustatymas metais

Ilgaamžiš-kumo

RūšysIlgaamžiškumas (metai)

 

kategorijos Pirmi požymiai galutinis

Labai ilgaamžiški

Kvarcitai, smulkiagrūdžiai granitai

500-650 -

Ilgaamžiški Stambiagrūdžiai granitai, sienitas, gabras, labradoritas

220-350 Daugiau 1500

Vidutinio ilgaamžiš-kumo

Baltas marmuras, tankūs smiltainis, klintis

100-150 1200

Žemo ilgaamžiš-kumo

Spalvotas marmuras, kalkakmenis, gipso akmuo

25-75 100-600

Akmens apdirbimo paviršiaus atsparumas dilimui

Rūšis Judėjimo intensyvumas

Dilimas ne daugiau nei

Pavyzdžiai

 

Bet koks marmuras

 

Iki 500 žm. per valandą

2,2 g/cm2Privatūs namai, biurai, salonai ir t. t.

Tankūs marmurai

 

500-1000 žm. per valandą

1,5 g/cm2 Administraciniai pastatai, med. įstaigos, parduotuvės ir t. t.

Granitai, labradoritai, diabazas

 

Daugiau 1000 žm. per valandą

0,5 g/ g/cm2 Metro, stotys, sporto kompleksai, prekybos centrai ir t. t.

Kietumas pagal Moso skalę

Etaloninis mineralas

ApdirbimasKiti panašaus

kietumo mineralai

1 Тalkas

Galima įbrėžti nagu

Grafitas

2 GipsasChloritas, galitas

3 Kalcitas

Galima įpjauti peiliu

Biotitas, auksas, sidabras

4 FluoritasDolomitas, sfaleritas

5 ApatitasGematitas, lazuritas

6 Ortoklazas Galima įbrėžti dilde Opalas, rutilas

7 Kvarcas

Pasiduoda apdirbimu deimantu, braižo stiklą

Granatas, turmalinas

8 Topazas Berilis

9 Korundas  

10 Deimantas Pjauna stiklą  

Akmens apdirbimo būdai

Skėlimo būdas. Akmuo yra silpnesnis skeliant negu gniuždant. Daugumos uolienų gniuždomasis stipris yra net 10 kartų didesnis nei skeliamasis, todėl tam tikrais atvejais akmenį racionaliau skaldyti nei pjaustyti. Pjaustant dalis akmens (pjūvio vietoje) paverčiama dulkėmis, tam sunaudojama didelė pjovimo energijos dalis. Skaldomasis akmuo skyla dėl sudaromų didelių vidinių įtempių. Skylant smulkių dalelių susidaro mažai. Pagal teorinius apskaičiavimus skaldymui reikia apie 10 kartų mažiau energijos negu pjaustymui. Be to, skaldymui galima naudoti paprastesnius įrankius. Kai darbų apimtys didelės, galima naudoti specialias akmens skaldymo stakles.

Tobulėjant akmens pjaustymo technologijai, skaldymas naudojamas rečiau. Be to, šiam apdirbimui reikia daugiau rankų darbo. Akmenys skaldomi, kai nereikalingas švarus apdirbimas arba skelto akmens faktūros nereikia gaminiams.

Skaldymo įrankiai nuolat tobulėja. Sukurti patvarūs specialūs daugelio modifikacijų rankiniai ir mechanizuoti kietųjų lydinių įrankiai. Plačiai pradėti naudoti našūs pneumatiniai ir elektriniai kaltai bei perforatoriai. Taikomas ir terminis akmens apdirbimas dujiniais arba žibalo ir deguonies liepsnosvaidžiais. Jais galima atpjauti akmenį nuo masyvo ir gauti norimos geometrinės formos ir reikiamos faktūros gaminį. Kaip ir pjaustymo technologijoje, yra trys akmens apdirbimo skaldymu etapai:

Gaunamas gaminiui artimos formos ruošinys. Gaunamas reikiamos pasirinktos formos ruošinys. Apdorojamas gaminio paviršius iki reikiamos faktūros ir dekoratyvumo lygio.

Pjaustymo būdas. Akmens pjaustymo stakles galima skirstyti į dvi pagrindines grupes:

Skirtas iš karjero atvežtiems blokams pjaustyti pusgaminiais. Skirtas gaminiams tiksliai pjaustyti ir profiliuoti (plokštėms, blokams, karnizams, apvadams,

laiptams ir kt.).

Pagal konstrukciją pjaustymo staklės yra kelių tipų:

Rėminės Diskinės Lyninio pjovimo Grandininio pjovimo Juostinio pjovimo.

Plačiausiai naudojamos rėminės ir diskinės staklės. Lyninės ir grandininės staklės naudojamos labai didelių matmenų akmens blokams perpjauti, kad paskui smulkiau galima būtų pjaustyti rėminėmis arba diskinėmis staklėmis.

Akmens luitai juostinėmis, diskinėmis ar lyninėmis staklėmis pjaustomi į plokštes, apipjaustomos briaunos, išryškinama gerosios pusės faktūra. Suformuojamas lygus, rievėtas ar kitaip faktūruotas paviršius. Ypač dekoratyvus yra lygus šlifuotas (matinis) ir poliruotas (blizgantis) akmuo; be to, taip apdorotas paviršius yra atsparesnis šalčiui, korozijai. Šiais būdais apdorojami gražaus rašto ir spalvoti akmenys (marmuras, granitas).

Vienspalviai, be rašto, pilki akmenys, kad būtų dekoratyvesni, šiurkštinami mechaniškai abrazyviniais ir smūginiais prietaisais, kai kada rankiniu būdu (aptašomi, apskaldomi kaltu, plaktuku). Yra ir nemechaninių akmens faktūravimo būdų: apdorojimas termiškai, ultragarsu, aukštojo dažnio elektros srove, lazeriu ir kt. priemonėmis. Iš lydyto akmens (dažniausiai bazalto, rečiau diabazo irk t.) gaminami labai patvarūs, korozijai, rūgštims, kaitrai atsparūs vamzdžiai, apdailos plytelės, liejamos skulptūros.

Kietieji akmenys apdirbami specialios paskirties įrankiais. Pjaustymui naudojami deimantiniai diskai (t. y. plieniniai diskai, ant kurių kraštų uždėti vientisi arba segmentiniai deimanto grūdelių, suklijuotų bronza ar specialiais polimerais, ašmenys). Šlifavimui taip pat naudojami reikiamo šiurkštumo deimantinių, kartais korundinių, šlifavimo diskų rinkiniai.

Kietieji akmenys, į kurių sudėtį įeina daug kvarco, gali būti apdirbami dujiniais liepsnosvaidžiais. Kvarcas, aukštoje temperatūroje pereidamas iš vienos modifikacijos į kitą, staiga didina tūrį. Jame

susidaro dideli vidiniai įtempiai, dėl kurių jo paviršius sutrūkinėja arba suaižėja. Kietųjų akmenų stiprumas yra didesnis kaip 120 MPa.

Vidutinio kietumo uolienas galima pjaustyti specialiomis staklėmis didelio skersmens diskais pačiame telkinyje, kartu jas atskiriant nuo masyvo. Tokiu būdu gaunami akmens gaminiai arba ruošiniai. Vidutinio kietumo uolienų stipris yra apie 20-120 MPa.

Tikslus akmens apdirbimas

Šiuolaikinėje statyboje naudojami įvairių formų apdailos akmenys, o plačiausiai - dvigubojo pjovimo apdailos plokštės. Jas paprasta gaminti, pasiekiamas didelis našumas, nedidelė apdirbimo kaina. Tačiau architektūroje naudojami ir kitokių formų apdailos akmenys: karnizams, kolonoms, laiptams ir jų atramoms, apvadams ir kt. Daug originalių formų akmens detalių reikia restauruojamiems pastatams atstatyti arba remontuoti.

Tiksliam akmens apdirbimui dažniausiai taikomi du būdai:

Tikslių matmenų plokščių pjaustymas (skaldymas) iš plokščių ruošinių. Architektūrinių detalių (laiptų pakopų, apvadų, karnizų, kolonų apvadų, tekintų stulpelių ir

pan.) gamyba (pjaustymas arba skaldymas) iš tam skirtų vienetinių ruošinių.

Tiksliai apdirbant akmenis, reikia atlikti kelias nuoseklias operacijas, naudojant specialias stakles arba specialius mechanizuotus ir rankinius įrankius. Suteikus gaminiui reikiamų matmenų geometrinę formą, atitinkamai apdirbamas jo fasadinis paviršius, kuris gali būti faktūruojamas, šlifuojamas ir poliruojamas. Apskritiems gaminiams gaminti naudojamos akmens tekinimo staklės.

Gamtoje nėra nieko vienodo, todėl tiek marmuras, tiek granitas skirtingose šalyse turi savų ypatybių.

Literatūros sąrašas:1.Dž. Nagrockienė, R. Žurauskienė – „Statybinės medžiagos ir jų gaminiai“,Vilnius, 20072. www.wikipedia.org