Перечислить основные свойства гранита, мрамора, известняка и вулканического туфа и указать, для каких целей применяют эти материалы в строительстве

Гранит не только красивый, но и крепкий камень. Он имеет большую прочность при сжатии. Прочность при растяжении его составляет только от 1/60 до 1/40 предела прочности при сжатии. По размерам зерен различают граниты мелко, среднеи крупнозернистые. Лучше всего механическим воздействиям сопротивляются мелкозернистые граниты. Они более равномерно изнашиваются при истирании, устойчивее против выветривания и меньше растрескиваются при нагревании, чем среднеи крупнозернистые. Крупнозернистые граниты недостаточно огнестойки. При нагревании они увеличиваются в объеме и растрескиваются. Поэтому в жилых домах, капитальных зданиях гранитные ступени лестниц и плиты после пожара часто растрескиваются.

Граниты хорошо обрабатываются: шлифуются, обтесываются и полируются. Благодаря замечательным свойствам гранита, таким, как высокая прочность при сжатии (от 120 до 300 МПа), сравнительно небольшая прочность при растяжении, большая плотность, малое водопоглощение (менее 0,5 — 0,8% по объему), высокая морозостойкость, очень значительная теплопроводность, очень хорошее сопротивление истиранию, его широко применяют в качестве строительного и облицовочного материала.

На фундаментах из гранита покоятся монументальные сооружения; он идет на строительство мостов, набережных и цоколей крупных зданий; гранитная щебенка лежит в основании автострад; брусчаткой из гранита выложены улицы многих городов.

Мрамором в строительной практике называют метаморфические породы средней твердости, принимающие полировку. В мраморе почти всегда содержатся примеси других минералов, а также органические соединения. Примеси различно влияют на качество мрамора, снижая или повышая его декоративность. Наибольшей прочностью и наилучшей полируемостью отличаются мелкокристаллический мрамор с зубчатой связью зерен. Структурно однородные мраморы морозостойки. В подавляющем большинстве случаев мрамор хорошо поддается обработке любыми инструментами. Окраска мрамора зависит от примесей. По декоративным свойствам возможностям обработки и широте применения мрамор делят на белый, серый и цветной. Белый мрамор легко поддается обработке. Его технические характеристики позволяют пережить лютые морозы и механические повреждения, однако через некоторое время он может потерять свою красоту и блеск, потускнеть и покрыться желтыми пятнами. Именно из-за этого его следует с осторожностью применять при облицовке фасада. Серый мрамор хорошо обрабатывается и полируется. Его используют для наружной и внутренней облицовки.

Мрамор реагирует на кислоты, в том числе на пищевые, а также разрушаются от действия соляной кислоты. Мрамор применяется с античности как конструкционный и облицовочный архитектурный материал. Теплостойкие качества мрамора позволяют применять этот камень для наружной облицовки каминов или помещений с повышенной температурой. Коэффициент водопоглощения мрамора, также как и гранита, довольно низкий, поэтому его можно использовать при строительстве бассейнов и фонтанов.

Свойства вулканического туфа. Физико-механические характеристики варьируются в зависимости от вида камня. Например, степень спекания, в зависимости от которой выделяют спёкшиеся и сцементированные разновидности, определяет параметр прочности. Плотность породы составляет 2400−2610 кг/м3; объёмный вес варьируется от 1370 до 2050 кг/м3. Степень водопоглощения по весу может достигать 23,3%. Морозостойкость данного материала невелика — около 25 циклов замерзания-оттаивания. Коэффициент водонасыщения варьируется в пределах 0,57−0,86, коэффициент размягчения — 0,72−0,89. Предел прочности вулканической породы при сжатии составляет 13,3−56,4 МПа. Для строительных целей большое значение имеет такая характеристика этого камня, как низкая теплопроводность (0,21 — 0,33 Вт/°С). По результатам исследований в местах с холодным климатом установлено, что сооружение, построенное из вулканического туфа или облицованное плиткой из него, долго сохраняет большое количество тепла, что экономит немало средств на отопление. Теплоотдачу благодаря его применению можно снизить на 35−40%.

Область применения вулканического туфа. Минерал обладает характеристиками, благодаря которым он широко приводится в использование в строительных и архитектурных целях. Камень имеет приятную текстуру и широкую цветовую палитру, обладает теплои звукоизоляционными качествами, прочностью, долговечностью. Простота его добычи и лёгкость в обработке позволили ещё древним народам использовать его в качестве строительного материала, из которого были возведены такие известные культовые объекты, как монастырь Лмбатаванк (VII в.), церкви Аствацацин (VI в.), Ереруйк (V в.) и другие сооружения, которые дошли до наших дней в полной сохранности. Сейчас в цельном виде вулканический туф выходит на рынок в виде крупных стеновых блоков или облицовочных плит. Ему можно найти применение и в наружной облицовке здания, и в дизайне внутреннего интерьера. Благодаря гидравлическим качествам туф используют в виде песка или щебня для различных растворов, добавки к цементу, воздушной извести, к другим строительным и штукатурным смесям. Из него производят стойкие краски, включают его в состав шлакобетонных блоков. Также его используют для изготовления художественных поделок и предметов домашнего обихода.

Самыми популярными продуктами, изготавливающимися из вулканического туфа, являются туфовый щебень, песок их смеси. Они позволяют значительно облегчить конструкцию, не теряя при этом в прочности и долговечности строения. Туфовый песок выпускается фракциями в 0,3−0,5 мм. Он может служить минеральной добавкой в цементы, наполнителем пеноблоков, пенобетона, его используют для лёгких выравнивающих стяжек, а также монтажных, кладочных, штукатурных и других растворов. Туфовый щебень производится фракциями 5−10, 5−15, 10−20, 20−40 мм. Он находит применение для конструктивных легких бетонов классов до В35, В40, теплои звукоизоляционных засыпок, монолитных облегченных конструкций, мелкозернистых лёгких бетонов, лёгких бетонов на зольных гравиях, керамзитовых и шунгизитовых заполнителях и др. Туфовая смесь используется для легкобетонных стеновых камней (в качестве альтернативы для шлакоблоков, керамзитоблоков), фундаментно-стеновых блоков и для других строительных целей.

Известняк. Физико-механические свойства известняков чрезвычайно неоднородны, но имеют прямую зависимость от их структуры и текстуры. Плотность известняков 2700—2900 кг/м3, колеблется в зависимости от содержания примесей доломита, кварца и других минералов. Объёмная масса известняков изменяется от 800 кг/м3 (у ракушечников и травертина) до 2800 кг/м3 (у кристаллических известняков). Предел прочности при сжатии известняков колеблется от 0,4 МПа (для ракушечника) до 300 МПа (для кристаллического и афанитового известняка). Во влажном состоянии прочность известняков часто снижается. Для большей части месторождений характерно наличие известняков, не однородных по прочности. Потери на износ, истирание и дробимость увеличиваются, как правило, с уменьшением объёмной массы известняков. Морозостойкость для кристаллических известняков достигает 300−400 циклов, но резко изменяется у известняков иной структуры и зависит от формы и связи пор и трещин в нём. Обрабатываемость известняков имеет прямую связь с их структурой и текстурой. Ракушечник и пористые известняки легко распиливаются и обтёсываются; кристаллические известняки хорошо полируются.

Известняк — важнейший строительный материал, из него изготовляются облицовочные плиты, стеновые блоки, скульптурные и архитектурно-строительные изделия, щебень для производства бетона и асфальтобетона, железнодорожного балласта, оснований и покрытий автодорог, фильтров гидросооружений, как бутовый камень для фундаментов, мощения откосов, бортов и пр. Слаботрещиноватый мягкий известняк часто распиливается на блоки непосредственно из массива с помощью различных камнерезных машин. Такие известняки (пильные известняки) особенно ценны как строительный материал.