Соотнесение коммерческой и научной классификаций природного цветного камня

Облицовочный камень в целом характеризуется декоративностью, прочностью, долговечностью, обрабатываемостью и блочностью. Существует много специфичных показателей (твердость, полируемость, долговечность, обрабатываемость, трещиноватость, абразивность, величина радиационного фона и др.). За рубежом широко применяется и приоритетна научной коммерческая классификация цветного камня (табл. 2.2.1).

Таблица 2.2.1. Соотнесение коммерческой и научной классификаций камня

Комм.–я катег.–я	Вид камня и петрографическая характеристика
«Мрамор»	Кристаллические породы, плотные, полирующиеся с хорошими декоративными и конструкционными качествами, состоящие преимущественно из минералов твердостью 3÷4 по Моосу (кальциты, доломиты, серпентиты и др). К этой категории принадлежат истинные мрамора (метаморфизированные кристаллические известняки), кальциферы, слоистые метаморфические породы; известняки, доломиты, известковые брекчии, принимающие полировку; известковый алебастр, серпентиннит, офиокальцит.
«Гранит»	Явнокристаллические плотные, полирующиеся породы с конструкционными и декоративными качествами, в основном состоящие из минералов твердостью 6÷7 по Моосу (типа кварца, полевого шпата, аналогов). К этой категории относятся: истинные магматические интрузивные граниты (явнокристаллические породы, из кварца, содово–поташного полевого шпата, слюды); другие интрузивные породы (диориты, гранодиориты, сиениты, габбро); магматические эффузивные породы с порфировой структурой; некоторые метаморфические породы, сходные по составу гнейсы и др.
«Тра­вер­тин»	Известковые породы осадочно-химического происхождения с пористой структурой, хорошими декоративными и конструкционными характеристиками, некоторые из которых полируются
«Прочие камни»	Декоративные строительные камни, обычно не полируемые. К этой категории относятся породы, состоящие из разных минералов, не включенных в эту классификацию. Они делятся на группы: мягкие и (или) неплотные породы: твердые и (или) первой группы. Пример первой группы: различные осадочные породы (известковые частицы, скрепленные известковым цементом и др.). различные пирокластические породы – пемзы, туфы и др.; ко второй группе относятся: породы с естественной слоистостью (кварциты, плитчатые гнейсы, сланцы и др). некоторые вулканические породы (базальты, трахиты и др.)

Различия по геологическому происхождению

Каменные материалы и породы залегают в виде сплошных слоев, пластов, массивов, прорезанных системой трещин, разломов, неоднородностей или же в виде агломератов, рыхлых скоплений обломков камня. Ниже (табл. 2.2.2) приведена классификация камня по генезису (происхождению), что оказывает существенное влияние на его физико–механические и эксплуатационные свойства. [20]

Таблица 2.2.2. Классификация камня по геологическому происхождению

 

 

 

 

 

Происхождение	Условия образования	Породы
Изверженные породы, слагают до 95% земной коры до глубины 20 км	глубинные: – породы группы гранитов (интрузивные)	граниты, гранодиориты, диориты, сиениты, грано–сиениты и др.
	–  породы группы габбро	габбро, лабрадориты
	излившиеся: – породы группы базальтов	базальты, андезито–базальты, андезиты, дациты, диабазы и др.
	–  обломочные спекшиеся	вулканические туфы, туфолавы, брекчии
	–  обломочные рыхлые	пемзы, вулканические шлаки, пеплы
Осадочные породы, составляют до 1% земной коры, занимая около 75% площади суши	химические осадки	гипс, некоторые известняки; мрамор, конгломераты, брекчии, известковые туфы, травертин, доломит, кварциты, мраморный оникс

органогенные некоторые известняки, ракушечники, опоки, мел, диатомит, трепел

 

обломочные сцементиро­ванные песчанник, конгломерат, брекчия и др. Метаморфические (измененные) породы, составляют до 4% земной коры метаморфические изверженные метаморфические осадочные гнейсы кварциты, мрамора, сланцы

 

Рекомендации по технологическому отбору пород

Характеристики разрушаемости декоративных камней зависят от минерального состава, петрографического строения и пористой структуры породы. Трудности обработки камня зависит от его твердости и прочностных характеристик. Следует добавить, что трудоемкость обработки в значительной степени зависит от:  

1) наличия в породе твердых включений и её анизотропных свойств;

2) способа и направленности обработки камня (например, скалывание пород вдоль или поперек слоя);

3) распределению прочностных характеристик породы по её объёму при одинаковой её твердости;

4) степени кристаллизации породы и размеров кристаллов;

5) дифференцированной пористости (распределение объема пор по размеру).

Способность твердых тел разрушаться при механических воздействиях без заметной пластичности называется хрупкостью. Большинство цветных камней является хрупким материалом. Их хрупкость можно определять также прибором ПМТ–3. Хрупкость определяют по величине нагрузки, вызывающей появление первой видимой трещины, которая называется числом хрупкости.

Упругостью называется способность тела деформироваться под влиянием внешних сил и восстанавливать свою первоначальную форму после прекращения действия этих сил. Пластичностью называется способность тела сохранять деформацию после прекращения действия деформирующих сил. Знание этих свойств имеет большое значение для определения рациональных режимов обработки цветного камня.

Плотностью называется отношение массы тела к его объему в г / см ³. Плотность является одним из основных свойств, отражающих химический состав и распределение атомов в структуре минерала. Плотность минералов, применяемых в ювелирной промышленности, от 0,8 до 6 г / см ³. Обычно минералы по плотности в г / см ³ делятся на четыре группы:

легкие	средние	тяжелые	очень тяжелые
до 2,5	от 2,5 до 3,3	от 3,4 до 6,0	от 6

Под спайностью подразумевают способность минералов раскалываться при ударе по определенным кристаллографическим направлениям, образуя так называемые плоскости спайности. Степень спайности подразделяют на:

– весьма совершенную; в этом случае минерал способен расщепляться на тончайшие параллельные листочки (например, слюда);

– совершенную — разлом происходит преимущественно по плоскости спайности (например, алмаз, топаз);

– среднюю, когда при разломе наблюдаются плоскости спайности и излом (например, александрит);

– несовершенную — у таких минералов поверхность излома неровная, спайность наблюдается с трудом (например, кварц, берилл).

Способность минерала раскалываться по определенным направлениям вне зависимости от его кристаллической структуры называется отдельностью. Отдельность является следствием неоднородностей в структуре кристаллов, и раскол происходит в местах искажения кристаллической решетки, вызывающего понижение связей.

Форма поверхности минерала, образющаяся при его раскалывании не по спайности, называется изломом. Существуют следующие виды изломов:

– рваный (неровный), имеет поверхность, близкую к плоскости,

– ступенчатый (проходит по межкристаллическим структурам),

– занозистый (характерен для волокнистых агрегатов),

– раковистый (напоминает излом стекла) и

– зернистый (с мелкими впадинами и выступами).

Все эти свойства горных пород необходимы для составления правильной технологической схемы обработки горных пород, безопасной и долговечной эксплуатации изделий из камня. Для решения конкретной задачи – изготовления плитки и последующего её рельефного глубокого фрезерования– наиболее подходят породы группы мраморов, обладающие всем набором необходимых свойств.

На выбор материала существенную роль в данной работе оказывает его декоративность и абразивная обрабатываемость. Целесообразнее использовать мелкозернистые материалы, однородные по свойствам, имеющие невысокую твёрдость и хрупкость.

Эмпирически выведены теоретически неявно организованые, но крайне важные для обмена опытом условные механические характеристики природного камня. Они также приведены в разделах этой главы. Разнообразие горных пород, служащих материалом для производства изделий из природного камня, широкий диапазон частей зданий и сооружений, отделываемых материалами из природного камня, требуют от проектировщиков и строителей знания свойств природных каменных материалов, декоративных качеств изделий из них, технологий производства и методов контроля качества выполняемых работ.