Использование отходов камнеобработки

В процессе добычи и обработки горных пород для получения при­родных каменных материалов (отделочных и стеновых) в карьерах и камнеобрабатывающих заводах образуется много отходов. Количество их достигает до 80 % от объема разрабатываемой породы. Эти отхо­ды можно использовать в самых разнообразных целях.

Мелкие фракции (5...20 мм) отходов декоративных пород (в осо­бенности мрамора) используют при получении декоративных бето­нов для отделки лицевых поверхностей стеновых панелей и мозаичных бетонов для покрытий полов, лестниц, подоконников.

Из более крупных отходов совместно с мелкими фракциями на цементных и полимерных вяжущих получают декоративные плиты для настилки полов.

Используют два метода изготовления плит:

• формование отдельных плит с последующим шлифованием их поверхности;

• формование крупных блоков из отходов и связующего и после­дующая распиловка этих блоков на плиты.

При производстве таких плит очень важно, чтобы износостой­кость связующего и декоративного камня были возможно близкими; в противном случае возможна быстрая потеря эксплуатационных ка­честв плиты вследствие неравномерного износа. Для достижения равномерности износа наполняют полимерное связующее тонким порошком из той же породы, а цементное вяжущее модифицируют полимерными добавками.

Для повышения выхода кондиционных блоков и плит из трещи­новатых пород используют пропитку таких пород полимерным связу­ющим и склейку распадающихся плит с использованием полимерных или стеклянных армирующих сеток.

КОРРОЗИЯ ПРИРОДНОГО КАМНЯ И МЕРЫ ЗАЩИТЫ ОТ НЕЕ (самостоятельно)

Непременным условием длительной службы каменных материа­лов в сооружениях является правильный их выбор с учетом эксплуа­тационной среды, химико-минералогического состава и структуры материала. Однако даже самые прочные породы, из которых выпол­нен материал, под механическими и химическими воздействиями ат­мосферных факторов и различных микроорганизмов разрушаются. Этот процесс по аналогии с разрушением металлов называют корро­зией.

Основной причиной коррозии каменных материалов в строитель­ных конструкциях является физико-химическое воздействие воды. Это воздействие проявляется в растворяющей способности воды, особенно если она содержит растворенные газы (СО₂, SO₂ и др.); в за­мерзании воды в порах и трещинах, сопровождающемся появлением

в материале больших внутренних напряжений. Кроме того, резкое изменение температуры приводит к появлению на поверхности кам­ня, особенно из полиминеральных пород, микротрещин, которые становятся очагами разрушения. Различные микроорганизмы и рас­тения (мхи, лишайники), поселяясь в порах и трещинах камня, извле­кают для своего питания щелочные соли и выделяют органические кислоты, вызывающие биологическое разрушение камня.

Ясно, что стойкость каменных материалов против коррозии тем выше, чем они плотнее (меньше пористость) и чем меньше их раство­римость. Поэтому все мероприятия по защите каменных материалов от коррозии направлены на предохранение их от воздействия воды и на повышение поверхностной плотности. Эти меры могут быть кон­структивными и физико-химическими.

Конструктивная защита от увлажнения осуществляется путем уст­ройства надлежащих стоков воды, придания каменным материалам гладкой полированной поверхности и такой формы, при которых во­да, попадающая на них, не задерживается и не проникает внутрь ма­териала.

Физико-химические мероприятии заключаются в создании на ли­цевой поверхности камня плотного водонепроницаемого слоя и/или ее гидрофобизации. Одним из способов повышения поверхностной плотности является флюатирование, при котором карбонатные поро­ды пропитывают солями кремнефтористоводородной кислоты (флю-атами), например флюатами магния. В результате происходящей реакции:

2СаСО₃ + MgSiF₆ = 2CaF₂ + MgF₂ + SiO₂ + 2CO₂ T

в поверхностных порах камня выделяются практически не раствори­мые в воде фториды кальция, магния и кремнезем. Это уменьшает по­ристость и водопоглощение поверхностного слоя и несколько препятствует загрязнению облицовки пылью. Некарбонатные пори­стые породы предварительно обрабатывают водными растворами кальциевых солей, например хлористым кальцием, а после просуш­ки — содой, а затем флюатом.

Уплотнить поверхность камня можно также последовательной пропиткой растворимым стеклом и хлористым кальцием, в результа­те взаимодействия которых образуются нерастворимые силикат каль­ция и кремнекислота, закрывающие поры. Эта же цель достигается при последовательной пропитке поверхности камня спиртовым рас­твором калийного мыла и уксуснокислого алюминия. В этом случае на поверхности камня образуется нерастворимая пленка соли жир­ной кислоты.

Гидрофобизация, т. е. пропитка пористого каменного материала гиброфобными (водоотталкивающими) составами, препятствующи­ми проникновению влаги в материал, также повышает их стойкость против выветривания. Хорошие результаты дает пропитка крем-нийорганическими жидкостями и полимерными материалами, а так­же растворами парафина, стеарина или металлических мыл (алюминиевого, цинкового и др.) в легкоиспаряющихся органиче­ских растворителях (бензине, лаковом керосине и т. д.).

Контрольные вопросы

1. Расскажите об использовании природных каменных материалов в строительст­ве.

2. Как классифицируют горные породы?

3. Чем различаются между собой горная порода и минерал?

4. Что вы знаете о магматических породах?

5. Как образовались оса­дочные породы? Расскажите об осадочных породах механического происхождения.

6. Какая органогенная осадочная порода является одной из главных пород, применяе­мых в строительстве? Расскажите об ее составе и свойствах.

7. Чем отличается мрамор от известняка?

8. Как получают строительные изделия (например, стеновые камни) из мягких пород (туфа, ракушечника и т. п.)?

9. Расскажите о преимуществах алмазной распиловки камня.

10. Какие пути используются для получения изделий из отходов камнеобработки?

11. В чем заключается коррозия изделий из природного камня и как повышают стойкость горных пород?