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.
