Строительные материалы

Каменные материалы и изделия — Справочник

Каменные материалы и изделия — одна из древнейших категорий строительных материалов, используемых человечеством с незапамятных времен. Их уникальные физико-механические свойства, такие как высокая прочность, долговечность и устойчивость к внешним воздействиям, сделали их незаменимыми в самых разнообразных строительных задачах — от массового домостроения до монументальной архитектуры. В условиях современных требований к энергоэффективности зданий, каменные материалы остаются актуальными благодаря сочетанию теплоизоляционных качеств и прочностных характеристик.

Современная классификация каменных изделий включает множество параметров, среди которых важнейшими считаются плотность, теплопроводность, прочность при сжатии и морозостойкость. Эти характеристики определяют область применения того или иного материала в строительстве, будь то легкие блоки для малоэтажного жилья или тяжелые гранитные плиты для облицовки фасадов.

Использование каменных материалов имеет тысячелетнюю историю. Уже в Древнем Египте из блоков известняка и гранита возводились пирамиды, доказавшие невероятную долговечность этих материалов. В античной Греции и Риме природный камень применяли для строительства театров, храмов, акведуков и дорог, многие из которых сохранились до наших дней.

В средневековой Европе камень стал основным материалом для строительства крепостей и соборов. В России одним из наиболее известных примеров применения природного камня является архитектура Кремля, где использовались как местные, так и привозные материалы.

По теплопроводности каменные материалы могут классифицироваться как с низкой, средней либо высокой степенью теплопроводности — этот показатель определяет их пригодность для использования в различных климатических условиях и влияет на выбор при проектировании ограждающих конструкций зданий.

По показателю прочности при сжатии стеновые каменные материалы условно делятся на три основных категории: изделия с высокой прочностью (марки в диапазоне от 400 до 150), со средней (в интервале 150—75) и с пониженной прочностью (менее 75). Такая градация важна при расчёте несущей способности строительных элементов.

По плотности природные каменные материалы подразделяют на:

  • тяжелые — с плотностью свыше 1800 кг/м³;
  • и легкие — при плотности менее 1800 кг/м³.

Также они различаются по морозостойкости — этот параметр указывается в виде маркировки от F10 до F500, что позволяет судить о долговечности материала при эксплуатации в условиях циклического замораживания и оттаивания.

Плотность является одним из ключевых параметров классификации стеновых материалов. В зависимости от этого показателя они подразделяются на следующие группы:

  • особо легкие — при плотности до 600 кг/м3;
  • легкие — в интервале от 600 до 1300 кг/м3;
  • облегченные — с плотностью от 1300 до 1600 кг/м3;
  • тяжелые — когда плотность достигает 1600—2200 кг/м3.

Марки по пределу прочности при сжатии также зависят от плотности материала. Так, тяжелые каменные материалы, как правило, относятся к маркам от 100 и выше, в то время как для легких этот показатель ограничивается значением до 200. Это позволяет строителям учитывать не только вес конструкции, но и её механические характеристики.

Облицовочные плиты, производимые из натурального камня, в соответствии с ГОСТ 9480-77, получают путем распиливания массивных каменных блоков. Эти блоки изготавливаются из прочных и эстетически привлекательных горных пород, таких как гранит, мрамор, габбро, лабрадорит, плотные известняки и сиенит. После распила они проходят дополнительную механическую обработку для придания заданной формы и фактуры. Такие плиты широко применяются в архитектуре — ими облицовывают фасады зданий, цоколи, колонны и другие декоративные и функциональные элементы строений.

Таблица 4. Основные технические характеристики керамических кирпичей

Технические характеристики Полнотелый кирпич Пустотелый кирпич
Размеры (мм):
длина 250±5 250±5
ширина 120±4 120±4
толщина 65±3 65±3
Прочность (марки) 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250 100, 125, 150
Морозостойкость 25 циклов 25 циклов
Водопоглощение 8% 6—8%
Плотность (объемная масса) 2050 кг/м2 1300—1350 кг/м2
Теплопроводность 0,71 Вт/м⋅°С 0,44—0,45 Вт/м⋅°С
Масса 4 кг Не более 2,3 кг

Таблица 5. Технические требования к кирпичу глиняному

Марка Предел прочности, кгс/см2, не менее
при сжатии при изгибе
для кирпича пластического

и полусухого прессования

для кирпича пластического прессования для кирпича полусухого прессования
Средний

для 5 образцов

Наименьший для отдельного образца Средний

для 5 образцов

Наименьший для отдельного образца Средний

для 5 образцов

Наименьший для отдельного образца
300

250

200

150

125

100

75

300

250

200

150

125

100

75

250

200

150

125

100

75

50

44

40

34

28

25

22

18

22

20

17

14

12

11

9

31

30

26

20

18

16

14

17

15

13

10

9

8

7

Примечание. При проектировании новых и реконструкции действующих кирпичных заводов следует предусматривать выпуск кирпича марки не ниже 100.

Таблица 6. Ориентировочный расход вяжущих на 1 м3 силикатного цементного бетона марки 200

Характеристика бетона Характеристика вяжущего вещества Расход вяжущего на 1 м3 бетона, кг
Силикатный бетон автоклавного твердения на природном песке Известь с содержанием 60—75% активной окиси кальция 200
Цементный бетон при твердении в пропарочных камерах Портландцемент марки 400 300

Таблица 7. Основные характеристики кирпича и камня

Наименование Марка Наименьший предел прочности, МПа Размеры
при сжатии при изгибе
Кирпич глиняный пластического прессования

(ГОСТ 530-80)

300 25 2,2 250×120×65

(обыкновенный)

250 20 2 250×120×88

(модульный)

200 15 1,7
150 12,5 1,4
125 10 1,2
100 7,5 1,1
75 5 0,9
Кирпич керамический пустотелый пластического прессования

(ГОСТ 530-80)

250 20 1,5 250×120×65

(одинарный)

200 16 1,3
150 12,5 1
125 10 0,8
100 7,5 0,8 250×120×88

(утолщенный)

75 5 0,7 288×138×63

(модульных размеров)

Камни керамические пустотелые пластического прессования

(ГОСТ 530-80)

250 20 1,6 250×120×138
Камень укрупненный 200 15 1,3 288×138×138

(модульных размеров)

150—126 12,6—10 1—0,9 260×260×138
То же модульных размеров 100—76 7,6—6 0,8—0,7 288×288×138
Кирпич силикатный (ГОСТ 379-79):

одинарный

260 10 2,6 260×120×66
200 16 2,4
160 11,2 2
модульный 126 9,6 1,8 250×120×88
100 7,6 1,6
76 6,6 1,2

Таблица 8. Допускаемые отклонения от установленных размеров и внешнего вида керамического кирпича и камня

Показатели Значение
Отклонения размеров, мм, не более:
по длине ±5
по ширина ±4
по толщине ±3
Непрямолинейность ребер и граней кирпича, мм, не более:
по постели 3
по ложку 4
Отбитости углов глубиной 10—15 мм, отбитости и притупленности ребер, не доходящие до пустот, глубиной не более 5 мм, длиной по ребру 10—15 мм, шт. 2
Трещины по постели полнотелого кирпича протяженностью по 30 мм, пустотелых изделий — не более чем до первого ряда пустот на всю толщину, на ложковых и тычковых гранях, шт. 1

Силикатный кирпич (ГОСТ 379-79) в зависимости от предела прочности при сжатии подразделяется на марки: 250, 200, 150, 125, 100 и 75. Марка кирпича по морозостойкости в насыщенном водой состоянии должна быть не ниже: F50, F35 и F25 — для лицевого кирпича; Р15 — для рядового кирпича. Водопоглощение силикатного кирпича должно быть не более: 14% — для лицевого и 16% — для рядового кирпича.

Таблица 9. Допускаемые отклонения облицовочных плит по показателям внешнего вида

в зависимости от фактуры лицевой поверхности

Фактура лицевой поверхности плиты Допускаемые отклонения на одной плите
Отбитые углы, не более Сколы на ребрах лицевой грани (по периметру), не более
Количество Величина, мм Количество Величина, мм
Полированная, лощеная, шлифованная, пиленая 1 5 2 5
Рифленая термоструйная, точечная, бороздчатая 2 5 10 5

Таблица 10. Допускаемые отклонения силикатного кирпича по размерам и показателям внешнего вида

Показатели Кирпич
лицевой рядовой
Отклонения размеров, мм, не более:
по длине ±2 ±3
по ширине ±1 ±2
по толщине ±2 ±2
Отбитость и притупленность ребер (% от партии), размером, мм:
до 2 не нормируется
2—3 10 20
3—5 не допускается 10
Количество половняка

(в % от партии), не более

2 3

Таблица 11. Требования к искусственным камням

Вид камней Марка, класс Размер, мм Марка по морозостойкости Отклонения от размеров, мм
по длине по ширине по толщине
Лицевые керамические (ГОСТ 7484-78) 75; 100; 125;

150; 200;

250; 300

250×120×138

250×250×138

288×138×138

250×250×120

250×200×80

25

35

50

±4 ±3 ±3
Бетонные стеновые (пустотелые и полнотелые на цементном, известковом шлаковом и гипсовом вяжущем)

(ГОСТ 6133-84)

25; 35; 50;

75; 100; 125;

150; 200

390×190×188

390×190×188

590×190×188

410×215×190

15

25

35

50

±4 ±3 ±4
Из ячеистого бетона (ГОСТ 21520-88) Классы

В-1,5; В-2;

В-2,5;

В-3,5; В-5;

В-5,5;

В-7,5; В-10;

В-12,5

586×300×188

588×250×188

388×200×188

388×200×288

15

25

±6 ±5 ±5
Арболитовые (ГОСТ 19222-84, ТУ 10. РСФСР 13.7620-90) 500×250×250

500×150×250

500×200×200

410×200×200

и др.

25 ±5 ±4 ±4

Таблица 12. Технические характеристики керамического камня

Показатели Единица измерения Поризованный камень (пустотность 45%) Пустотелый кирпич (пустотность 31%) Стеновой блок из пористого бетона

БС 125/250

Размеры мм 250×120×142 250×120×65 600×250×125
Формат шт. усл. кирпича 2,18 1 9,6
Масса кг/шт. 4 2,7 11,25
кг/шт. усл.

кирпича

1,83 2,7
Плотность кг/м3 950 1440 600 сорбционная влажность
Водопоглощение % 8,9 6,5 8,0
Прочность на сжатие кг/см2 100—200 100—150 50
Коэффициент теплопроводности Вт/м2⋅°С 0,29 0,39 0,14
Морозостойкость 1—75 Р25 Р15—Р35
Толщина стены для соблюдения требований СНиП:
по теплозащите мм 510 для несущих

стен 16—18- этажных зданий

1290 600—800 для самонесущих конструкций, малоэтажных зданий
по прочности мм 510—640 1290 600—800
Расход кирпича шт/м2 67 500 20
шт/м3 130 387 53,3
Расход раствора м3/м2 0,12 0,4 0,008
0,23 0,31 0,02

 

Интересные факты:

  • Гранит считается одним из самых прочных строительных камней. Его плотность может превышать 2600 кг/м³, а прочность на сжатие — более 1000 кг/см².
  • Мрамор, несмотря на свою относительную мягкость, активно используется в интерьере благодаря эстетическим качествам. К примеру, Пантеон в Риме отделан различными сортами мрамора, добытыми по всему Средиземноморью.
  •  Лабрадорит не только используется в строительстве, но и считается полудрагоценным камнем из-за своего уникального оптического эффекта — иризации.
  •  Морозостойкость материала напрямую влияет на его долговечность в условиях холодного климата. Например, марки F500 выдерживают до 500 циклов замораживания и оттаивания, что делает их пригодными для применения в северных регионах.

Каменные материалы остаются ключевым элементом в строительной индустрии благодаря своей прочности, долговечности и природной эстетике. Их классификация по плотности, прочности, теплопроводности и морозостойкости позволяет инженерам и архитекторам точно подбирать материал под конкретные условия эксплуатации. С развитием технологий обработка природного камня стала более точной и экономичной, что способствует его широкому распространению. Независимо от эпохи и архитектурного стиля, каменные материалы продолжают служить надежной основой для создания красивых и прочных сооружений.