Строительные камни:использование, обработка и сохранение | Инженерные материалы

В этой статье мы обсудим:- 1. Использование камней 2. Естественный слой камней 3. Обработка 4. Ухудшение 5. Замедление 6. Сохранение 7. Искусственные камни.

Использование камней :

Камни использовались при строительстве зданий с древних времен, и большинство древних храмов и фортов нашей страны были построены из камня. Тадж-Махал в Агра и Красный форт, Джама Масджид, Дом Парламента, Центральный секретариат и Раштрапати Бхаван в Дели, а также различные другие выдающиеся сооружения, разбросанные по всей территории нашей страны, предоставляют нам великолепные примеры использования камня в качестве строительного материала. Даже в настоящее время они являются основным материалом для производства цементобетона и кирпича.

Ниже приведены различные варианты использования камней:

(1) Структура:

Камни используются для фундамента, стен, колонн, перемычек, арок, крыш, полов, гидроизоляционных слоев и т. д.

(2) Подделка:

Камни используются для придания массивности конструкции. Стены кирпичные, облицовка камнями желаемых оттенков. Это известно как композитная кладка.

(3) Мощение:

Камни используются для покрытия полов в зданиях различного типа, таких как жилые, коммерческие, промышленные и т. д. Они также используются для создания мощения дорог, пешеходных дорожек и т. д.

(4) Основной материал:

Камни дробятся и превращаются в основной материал для цементобетона, дорожного камня, известкового цемента, искусственного камня, пустотелых блоков и т. д.

(5) Разное:

Помимо вышеуказанного, камни также используются как:

(i) Балласт для железных дорог,

(ii) Флюс в доменных печах,

(iii) Блоки при строительстве мостов, опор, опор, подпорных стен, маяков, плотин и т. д.

Однако следует помнить, что камни постепенно теряют свою популярность в качестве строительного материала по следующим причинам:

(i) Обработка камней оказывается утомительной, трудоемкой и требует много времени.

(ii) Камни желаемой прочности и качества нелегко достать по умеренным ценам, особенно на равнинах.

(iii) Альтернативы рассказам, а именно R.C.C. и сталь, оказались более прочными, менее громоздкими, более прочными и более подходящими для современного строительства многоэтажных и важных зданий.

(iv) Строения, построенные из камней, не могут быть рационально спроектированы, как в случае с R.C.C. или стальные конструкции.

Натуральный слой камней :

(1) Определение:

Строительные камни получают из камней. Эти породы имеют четкую плоскость разделения, по которой камни легко раскалываются. Эта плоскость известна как естественный слой камня и, таким образом, указывает на плоскость или пласт, на котором первоначально был отложен осадочный камень. Натуральный слой камня не обязательно должен быть горизонтальным.

Для осадочных пород легко наблюдать и определять местонахождение естественного пласта, поскольку он расположен вдоль плоскостей стратификации. Для магматических пород естественный слой не имеет большого значения или важности, и его также трудно определить.

(2) Важность:

При каменной кладке следует соблюдать общее правило:направление естественного слоя всех осадочных камней должно быть перпендикулярно или почти перпендикулярно направлению давления. Такое расположение придает каменной кладке максимальную прочность.

Естественные слои камней можно обнаружить, пролив воду и изучив направление слоев. Для этой цели также можно использовать увеличительное стекло. Опытный рабочий может легко определить направление естественного слоя камней по сопротивлению, оказываемому долотом. По этим естественным ложам камни легко ломаются.

По отношению к естественному слою камни размещаются в различных положениях следующим образом:

(i) Арки:

В каменных сводах камни размещаются так, чтобы их естественные слои располагались радиально, как показано на рис. 2-1.

При таком расположении арка действует перпендикулярно направлению естественных пластов.

(ii) Карнизы, струнные курсы и т. д .:

Камни частично не опираются на карнизы, ряды струн и т. д. Следовательно, их следует размещать с направлением естественных слоев как вертикальным. Этот принцип неприменим к краеугольным камням. В таких случаях было бы желательно использовать камни без натуральных пластов.

(iii) Стены:

Камни следует размещать в стенах так, чтобы их естественные слои располагались горизонтально, как показано на рис. 2-1.

Отделка камней :

Камни после добычи должны быть разрезаны до подходящих размеров и с подходящей поверхностью.

Этот процесс известен как обработка камней и выполняется для следующих целей:

(i) Чтобы добиться желаемого внешнего вида при каменной работе,

(ii) Чтобы сделать транспортировку из карьера простой и экономичной,

(iii) Для соответствия требованиям каменной кладки

(iv) Воспользоваться услугами местных жителей возле карьера, обученных для такого рода работ и т. д.

По месту работы выделку можно разделить на два типа:карьерная обработка и обработка участка.

В карьере камни грубо обрабатываются, чтобы обеспечить следующие преимущества:

(i) На карьере можно получить дешевую рабочую силу для обработки камня.

(ii) Можно отсортировать камни для разных работ, если практикуется обработка карьера.

(iii) Неровные и шероховатые части камней удаляются, что снижает вес камней, а также облегчает транспортировку камней.

(iv) Во время обработки карьера можно выделить поверхность естественного слоя камней.

(v) Свежие камни в карьерах содержат карьерный сок, поэтому они сравнительно мягкие и их легко обрабатывать.

Ниже приведены разновидности отделки, получаемой при обработке камней:

(1) Отделка по оси:

Поверхности твердых камней, таких как гранит, обрабатываются топором. Такая отделка называется отделкой топором.

(2) Финишная отделка:«Хвастовство» или «Готовность»:

В этом типе отделки хвастовство используется для нанесения непрерывных параллельных отметок на поверхности камня, как показано на рис. 2-11. Эти отметки могут быть горизонтальными, наклонными или вертикальными. Хвастун - это долото с кромкой шириной около 60 мм.

(3) Поля, вырезанные долотом:

Чтобы получить однородные швы в каменной работе, размещаются поля, которые могут быть квадратными, скошенными или скошенными.

(4) Круглая отделка:

В этом типе отделки поверхность камня делается круглой или круглой, как в случае колонны.

(5) Обработка волочением или гребешком. В этом типе отделки зубчатая пластина или гребень, представляющая собой кусок стали с несколькими зубьями, натирают поверхность во всех направлениях и по всей поверхности, как показано на рис. 2-12, получается. Эта отделка подходит только для мягких камней.

(6) Бороздчатая отделка:

В этом типе отделки поля шириной около 20 мм утоплены по всем краям камня, а центральная часть выступает с выступом примерно на 15 мм.

В этой выступающей части сформировано несколько вертикальных или горизонтальных канавок шириной около 10 мм, как показано на рис. 2-13. Эта отделка обычно используется для того, чтобы сделать кавычки более заметными.

(7) Формованная отделка:

Поверхности камня можно придать любую желаемую форму, чтобы улучшить внешний вид работы. Формы можно изготовить как вручную, так и на станке.

(8) Отделка под молоток:

В этом типе отделки камни делают примерно квадратными или прямоугольными с помощью молотка Уоллера, как показано на рис. 2-14. Камни, обработанные молотком, не имеют острых или неправильных углов и имеют сравнительно ровную поверхность, чтобы хорошо вписываться в кладку.

(9) Обычная отделка:

В этом типе отделки поверхность камня делается примерно гладкой с помощью пилы или стамески.

(10) Полировка Готово:

Поверхность камней, таких как мрамор, гранит и т. д., можно полировать вручную или на станке.

(11) Перфорированная машина:

На поверхности камня углубления сделаны с помощью пробойника. Поверхность камня представляет собой серию впадин и гребней.

(12) Сетчатая отделка:

Этот тип отделки имеет сетчатый вид, как показано на рис. 2-15. На краях камня размечается поле шириной около 20 мм и на замкнутом пространстве делаются неровные углубления. Вокруг углубления неправильной формы предусмотрен край шириной около 10 мм, имеющий глубину около 5 мм. Заостренный инструмент используется для нанесения отметок на затопленную поверхность, чтобы они выглядели как рябь.

(13) Затертая поверхность:

Этот тип отделки достигается путем трения куска камня о поверхность или путем трения поверхности с помощью подходящего станка.

Вода и песок свободно используются для ускорения процесса трения.

(14) Обработка царапин:

В этом типе отделки неровные выступы удаляются с помощью молотка для стружки, и таким образом камни грубо обрабатываются.

(15) Обработанная отделка:

Поверхность камня обрабатывается долотом, и на поверхности оставляются параллельные непрерывные отметки, горизонтальные, наклонные или вертикальные.

(16) Самостоятельная, каменная или карьерная отделка:

Некоторые камни, добытые в карьере, имеют гладкую поверхность, и их можно сразу положить на работу. Такая каменная поверхность называется облицовкой из камня, каменной облицовкой или каменоломни.

(17) Затонувшее покрытие:

Эта отделка достигается за счет погружения поверхности ниже исходного уровня в виде широких канавок, фаски, наклонных поверхностей и т. д.

(18) Вермикулированное покрытие:

Эта отделка аналогична сетчатому шрифту, за исключением:что опускания более изогнуты. Эта отделка имеет вид изъеденного червями.

Износ камней:

Камни с обнаженными гранями подвержены различным атмосферным воздействиям и разрушениям.

Ниже приведены причины разложения камней:

(1) Чередование влажности и высыхания

(2) Мороз

(3) Примеси в атмосфере

(4) Живые организмы

(5) Перемещение химических веществ

(6) Тип раствора

(7) Дождевая вода

(8) Колебания температуры

(9) Рост овощей

(10) Ветер.

(1) Альтернативная влажность и высыхание:

Камни становятся влажными под воздействием различных факторов, таких как дождь, мороз, роса и т. д. Такая влажная поверхность сушится солнечным светом. Установлено, что камни, подвергавшиеся такому чередованию влажности и высыхания, быстро изнашиваются.

(2) Мороз:

На горных станциях или в очень холодных местах влага, присутствующая в атмосфере, откладывается в порах камней. При температуре замерзания эта влага замерзает и при этом расширяется в объеме и вызывает раскалывание камня.

(3) Примеси в атмосфере:

Атмосфера содержит различные примеси, отрицательно влияющие на камни. Например, в промышленном городе преобладают кислоты и пары. Эти примеси действуют на карбонат извести и вызывают порчу камня.

(4) Живые организмы:

Некоторые живые организмы, например черви и бактерии, воздействуют на камни и портят их. Эти организмы проделывают отверстия в камнях и тем самым ослабляют их. Они также выделяют органические кислоты, которые оказывают разъедающее действие на минералы камня.

(5) Перевозка химических веществ:

Если камни разных сортов, например, известняк и песчаник, используются бок о бок в одной и той же структуре, химические вещества, образующиеся под действием атмосферных факторов на одну разновидность, могут перемещаться по другой и вызывать ухудшение того другого.

Например, если песчаник расположен ниже известняка, химические вещества, вынесенные из известняка дождевой водой или по любой другой причине, вызовут разложение песчаника. Аналогичным образом, если гранулированный известняк и магниевый известняк используются вместе, гранулированный известняк может испортиться из-за поглощения сульфата магния из магниевого известняка.

(6) Природа строительного раствора:

Строительный раствор, используемый в качестве связующего материала при каменной кладке, может химически вступать в реакцию с любым одним из компонентов камней и, таким образом, может привести к разрушению камней.

(7) Дождевая вода:

Дождевая вода воздействует на камни слишком неоднозначно - физически и химически. Дождь смачивает поверхность камня и сушит ее на солнце. Такое чередование влажности и высыхания приводит к разрушению камня. Это физическое действие дождевой воды.

Дождевая вода, опускаясь через атмосферу к поверхности земли, поглощает углекислый газ (CO ₂ ), сероводород (HgS) и другие газы, присутствующие в атмосфере. Эти газы негативно действуют на камни и вызывают их гниение. Это химическое действие дождевой воды.

(8) Варианты температуры:

Повышение температуры приводит к расширению камней. Понижение температуры вызывает усадку камней. При частом повышении и понижении температуры камни легко портятся из-за создания внутренних напряжений.

(9) Рост овощей:

Лианы и некоторые деревья развиваются на каменной поверхности, их корни находятся в стыках между камнями. Такие корни притягивают влагу и сохраняют влажность поверхности камня. В то же время они пытаются расширяться. Такие действия ускоряют разложение камней.

(10) Ветер:

Ветер несет в себе мелкие частицы пыли. Если он дует с большой скоростью, такие частицы ударяются о поверхность камня и, таким образом, камни разрушаются. Ветер также позволяет дождевой воде с силой проникать в поры камней. Такая вода при замерзании расширяется и раскалывает камни.

Замедление разложения камней :

Необходимо принять следующие меры предосторожности, чтобы предотвратить разлагающее воздействие атмосферных факторов на камни:

(1) Компактные кремнистые камни:

Для наружных поверхностей важных построек желательно использовать только плотные кремнистые камни. Эти камни должны иметь плотную кристаллическую структуру. Следует использовать песчаники, цементированные кремнистым вяжущим, и избегать использования известняков или известковых песчаников с открытой структурой для наружных поверхностей в промышленных городах.

(2) Внешняя визуализация:

Для обычных зданий внешние визуализации, такие как указатели или штукатурка, должны быть выполнены на каменной поверхности во время строительства.

(3) Суставы:

Все швы в каменной кладке должны быть полностью заделаны, чтобы иметь прочную и прочную структуру без пустот и полостей.

(4) Натуральные кровати:

Камни следует размещать на своих естественных основаниях.

(5) Качества камней:

Использование обработанных, полированных и хорошо обработанных камней должно быть предпочтительнее грубых камней.

(6) Приправленные камни:

Недавно добытые камни содержат карьерный сок, который ускоряет процесс разложения, поэтому такие камни следует выдерживать в течение достаточного времени, обнажая их, прежде чем они будут помещены на место.

(7) Размер камней:

Рекомендуется по возможности использовать камни большого размера, чтобы минимизировать количество стыков, которые являются признаками слабости и через которые вода или влага легко проникают.

(8) Мытье водой:

Открытая поверхность камня должна быть как можно более чистой, для этого ее следует регулярно мыть водой.

Сохранение камней :

Загнивание строительных камней низкого качества в некоторой степени предотвращается, если они правильно сохранены. Для этого на каменные поверхности наносятся консерванты.

Идеальный консервант обладает следующими свойствами:

(i) Не позволяет влаге проникать на поверхность камня.

(ii) Не проявляет нежелательного цвета.

(iii) Он затвердевает в достаточной степени, чтобы противостоять воздействию различных атмосферных агентов.

(iv) Легко проникает в каменную поверхность.

(v) Это экономично.

(vi) Не вызывает коррозии и безвреден.

(vii) Сохраняет эффективность в течение длительного времени после высыхания.

(viii) Его легко нанести на каменную поверхность.

Однако следует помнить, что не существует единого консерванта, подходящего для всех типов камней. Поэтому выбор консерванта требует тщательного рассмотрения. В зависимости от химического состава камней и их расположения в структуре следует рекомендовать определенный консервант. Прежде чем делать окончательный выбор, необходимо внимательно изучить каждый случай.

Ниже перечислены консерванты, которые обычно используются для сохранения камней:

(1) Каменноугольная смола:

Если каменноугольную смолу нанести на поверхность камня, она сохранит камень. Но цвет каменноугольной смолы создает неприятный внешний вид, а поверхность, покрытая каменноугольной смолой, поглощает тепло солнца. Следовательно, этот консервант обычно не применяется, потому что он портит красоту камней.

(2) Льняное масло:

Этот консервант можно использовать в виде сырого льняного масла или вареного льняного масла. Сырое льняное масло не нарушает первоначальный оттенок камня. Но требует частого обновления, обычно раз в год. Вареное льняное масло хранится долго, но при этом темнеет поверхность камня.

(3) Раскраска:

Краска, наносимая на поверхность камня, служит консервантом. Краска меняет первоначальный цвет камня. Применяется под давлением, если требуется глубокое проникновение.

(4) Парафин:

Этот консервант можно использовать отдельно или его можно растворить в непте и затем нанести на поверхность камня. Изменяет первоначальный цвет камня.

(5) Раствор квасцов и мыла:

Квасцы и мягкое мыло берутся в пропорции примерно 0,75 N и 0,50 N соответственно, и они растворяются в литре воды. Этот раствор при нанесении на поверхность камня действует как консервант.

(6) Решение Бариты:

Раствор гидроксида бария Ba (OH) ₂ при нанесении на каменную поверхность действует как консервант. Этот консервант используется, когда гниение камня происходит в основном из-за сульфата кальция CaSO ₄ .

Происходит следующая химическая реакция -

Ba (OH) ₂ + CaSO ₄ =BaSO ₄ + Са (ОН) ₂

Сульфат бария нерастворим и меньше всего подвержен влиянию атмосферных факторов. Гидроксид кальция поглощает диоксид углерода из атмосферы и образует карбонат кальция CaCO ₃ . что увеличивает прочность камня.

Искусственные камни :

Они также известны как литые или реконструированные камни.

(1) Процедура изготовления искусственного камня:

Обычно при изготовлении искусственного камня используется следующая процедура:

(i) Натуральный камень дробится до размеров менее 6 мм.

(ii) Удаление каменной пыли.

(iii) Готовится смесь из 1½ части камней размером от 3 до 6 мм, 1½ части камней размером менее 3 мм и 1 части цемента по объему.

(iv) К указанной выше смеси добавляется пигмент, необходимый для получения желаемого цветового эффекта. Его доля не должна превышать 15% от веса цемента.

(v) Добавляется вода в необходимом количестве и производится тщательное перемешивание материалов.

(vi) Приготовленная таким образом смесь переносится в специально сконструированные формы.

(vii) Допускается затвердевание, и его поверхность должна оставаться влажной. После этого искусственный камень готов в виде блока.

(viii) При необходимости выполняется полировка.

(ix) Белый цемент может использоваться вместо обычного цемента для получения цвета светлого оттенка.

(2) Формы искусственных камней:

Искусственные камни могут принимать следующие формы:

(i) Цементный бетон:

Это смесь цемента, мелкого заполнителя, крупного заполнителя и воды. Он может быть монолитным или сборным. В настоящее время он широко используется. Если сталь используется с цементным бетоном, она известна как армированный цементный бетон или R.C.C. строительство.

(ii) Мозаичная плитка:

Сборные бетонные плитки с мраморной крошкой на верхней поверхности известны как мозаичные плитки. Они доступны в разных оттенках и в настоящее время получили широкое распространение.

(iii) Терраццо:

Это смесь мраморной крошки и цемента. Применяется для банных комнат, жилых домов, храмов и т. Д.

(3) Преимущества искусственных камней:

Преимущества искусственных камней:

(i) В искусственных камнях могут оставаться пустоты. Эти полости используются для транспортировки труб, электрических проводов и т. Д.

(ii) Канавки можно сохранить в искусственном камне во время его литья. Эти пазы пригодятся для крепления различной фурнитуры.

(iii) Его можно отлить в желаемую форму в соответствии с архитектурными требованиями.

(iv) Он может быть изготовлен как единое целое, что позволяет избежать проблем с получением больших блоков камней для перемычек, балок и т. д.

(v) Его можно сделать прочнее, чем натуральный камень.

(vi) Это дешево и экономично, поскольку камни меньшего размера расходуются с прибылью.

(vii) Он одинаково хорошо сопротивляется разрушению и разрушению, вызываемым различными атмосферными воздействиями, такими как дождь, мороз и т. д.

(viii) Он прочнее натурального камня.

(ix) Естественный слой в искусственных камнях отсутствует, поэтому вопрос о мерах предосторожности в отношении естественного слоя камней не возникает.