Специальные методы. Эти методы основаны на ускоренном воспроизведении в лабораторных условиях процессов, разрушающих ка« мень в облицовка при нормальной службе в здании.
Прямое испытание морозостойкости. Образцы в виде кубиков 5X5X5 см насыщаются водой при комнатной температуре и помещаются на 4—5 часов в холодильную камеру с температурой в пределах —15 —20° С, после чего их оттаивают в течение не менее 2 часов при комнатной температуре; цикл повторяется 25 раз.
Камень считается морозостойким, если он выдержал 25 циклов (без трещин и других видимых повреждений). Для однородных камней с водопоглошаемостью до 0,5%, как заведомо морозостойких, это испытание считается не обязательным.
Кубики, которые испытывались на морозостойкость, подвергаются раздавливанию. Сравнительно с сухими образцами прочность не должна понижаться больше чем на 20% для изверженных пород и на 40% для осадочных пород.
Определение коэффициента водонасыщения натуральных камней. Различают «свободное» и «принудительное» водонасыщение.
При свободном водонасыщении образцы медленно покрываются водой и выдерживаются 1—3—7 дней и более. Обычно свободное насыщение прекращается через 30—45 дней. Количество поглощенной воды определяется взвешиванием через каждые 3—5 дней.
Свободно насыщенные образцы подвергаются затем принудительному насыщению, для чего выдерживаются 2—4 часа в воде под вакуумом 5—20 мм ртутного столба, а затем 12 часов при гидравлическом давлении в 150 атм, после чего опять взвешиваются.
Отношение свободного водонасыщения к принудительному, называемое коэффициентом насыщения, характеризует тип пористости. Породы считаются морозостойкими, если коэффициент насыщения меньше 0,8.
Определение теоретической долговечности камня основано на сопоставлении минералогического состава, микроструктуры и свежести камня с физико-механическими его свойствами, что дает возможность сравнивать в одной единице (качественное число) породы различных составов и структур.
Таким образом, можно с некоторой достоверностью предугадать заранее срок службы породы с определенным «качественным числом».
Пробы камня берут в виде сравнительно больших глыб, из которых можно выпиливать или высверливать в лаборатории не менее 6—9 образцов (кубов со стороной 5—10 см или, лучше, цилиндров с диаметром и высотой 5—10 см). На глыбах должны быть отмечены верх слоя, из которого взята глыба, и указано место карьера, откуда взята проба
Природные каменные материалы, получаемые из горных пород делят:
по показателям объемного веса на:
по прочности при сжатии на марки (предел прочности при сжатии):
По степени морозостойкости для разных условий применения требуется, чтобы образцы камня выдерживали
10, 15, 25 или 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания, а для камней, используемых в особо суровых климатических или эксплуатационных условиях 50, 100 и более циклов (например, в отдельных частях морских и речных гидротехнических сооружений).
Образцы считаются выдержавшими испытания, если на них нет видимых следов повреждений, а прочность их после испытания уменьшилась не более, чем на 25%;
По водостойкости, которая оценивается коэффициентом размягчения
Так как прочность и стойкость камней даже одной породы различны, необходимо испытывать образцы из каждого карьера.
Почти ни одно месторождение не дает камня, вполне однородного по строению и свойствам. Поэтому при отборе проб (особенно осадочных пород) следует придерживаться определенных правил и брать пробы так, чтобы они характеризовали разные участки карьера, отличающиеся цветом или строением породы.
Крупные панели для наружной облицовки (тонкие каменные детали на железобетонной основе): 1 — камень; 2 — железобетон
Марка камней, имеющих в разных направлениях различное строение, определяется испытанием нагрузкой в том направлении, в котором она будет действовать в кладке. Для камней, используемых во влажной среде, марки определяют испытанием образцов, насыщенных водой.
Величина зерен не всегда имеет решающее значение для прочности каменных материалов, но сильно влияет на их атмосферостойкость. При многократно повторяющихся и резких колебаниях температуры крупнозернистые породы и особенно, породы с неравномерным порфировым строением легче растрескиваются, чем мелкозернистые породы с кристаллитами сравнительно одинаковых размеров.
Некоторые породы при испытаниях сейчас же после их добычи обнаруживают пониженную прочность и морозостойкость, так как в них содержится горная влага, и степень насыщения их пор водой может быть очень высокой.
Например, свежедобытые известняки и песчаники легко разрушаются от мороза, а после того как просохнут, оказываются достаточно) морозостойкими и более прочными. При этом их прочность повышается нетолько от высыхания, но и вследствие кристаллизации солей, содержавшихся в растворе, пропитавшем камень.
Истираемость и износ каменных материалов имеют значение при устройстве из этих материалов дорожных покрытий, каменных полов, тротуаров, лестниц и т. п. Степень истираемости зависит от твердости составляющих материалов и от прочности сцепления их между собой. Мелкозернистые; и мелкокристаллические материалы истираются слишком равномерно. Поэтому полы, лестницы и дорожные покрытия из этих материалов могут стать скользкими. Во избежание этого надо применять такие сред незернистые породы, которые при истирании остаются немного шероховатыми. При очень крупных зернах в камне в процессе истирания образуются отдельные большие углубления (выбоины).
Огнестойкость каменных материалов различна. Некоторые материалы под действием повышенных температур начинают разлагаться (например, гипс при температуре около 100, известняки и мраморы при температуре около 900). Другие материалы растрескиваются вследствие неодинакового расширения составляющих их минералов; это наблюдается, например, в граните, порфире и ряде других крупнозернистых (особенно содержащих кварц) пород.
Источник