При выборе натурального камня в любой сфере — будь то строительство, архитектура, дизайн или ритуальная отрасль — специалисты, конечно, не полагаются лишь на внешний вид материала. Важно знать физические свойства камня, его эксплуатационные характеристики, чтобы спрогнозировать, как он поведет себя в различных условиях. Учитывая эти характеристики в сочетании с декоративностью, можно будет найти камню оптимальное применение и поручиться за качество и долговечность изделий.  

Чтобы оценить свойства горной породы, образцы камня испытывают на устойчивость к влаге, перепаду температур, механическому воздействию, нагрузкам и истиранию, действию агрессивных веществ. В результате получают конкретные показатели пористости, морозо- и влагостойкости, прочности, истираемости и многих других физико-механических свойств той или иной породы. 

Пористость

Показывает степень проницаемости камня. Пористость зависит от размера и формы зерен, степени их уплотненности и типа их цементации. Измеряется в процентах. Чем процент пористости ниже, тем менее проницаем камень, тем меньше он впитывает различные вещества, а значит меньше подвержен разрушению. Простая закономерность: чем меньше поры и их количество, тем труднее просочиться влаге, а значит у воды нет шанса разрушить камень изнутри, замерзнув на морозе. То же касается солей, кислот, различных загрязнителей: камень с низкой пористостью не поддается их воздействию, не пропуская их внутрь. Такой камень сложно запачкать, оставить на нем трудновыводимые пятна.

Наименьшая пористость у кварцитов (0,7%) и гранитов (от 1% до 3,3%), а наибольшая —  у туфов (41%) и известняков (до 30%).

Пористость — одна из важнейших характеристик натурального камня, с ней напрямую связана долговечность изделий из него. От пористости зависят показатели влагопоглощения, соле- и кислотостойкости камня, а также теплопроводность, прочность и упругость, полируемость, обрабатываемость и другие характеристики материала.

Высокая пористость будет сигнализировать о снижении прочности и упругости, ухудшении полируемости камня, и в то же время — о снижении веса изделия, улучшении обрабатываемости.

Посмотрите низкопористые граниты в нашем ассортименте.

Водопоглощение (влагопоглощение и гигроскопичность)

Способность горной породы впитывать и удерживать в порах влагу. Этот показатель напрямую связан с пористостью камня. Измеряется в процентах.

Влагопоглощение — способность впитывать воду с поверхности камня, а гигроскопичность — свойство впитывать влагу из воздуха.

Показатель водопоглощения важно учитывать как при планировании внутренней отделки помещений (ванные комнаты, парные, кухни, облицовка бассейна, полы), так и при использовании камня снаружи (облицовка зданий, цоколи, мощение, памятники и мемориалы). 

Активнее всего поглощают влагу известняк и травертин (до 30%). Гранит, габбро-диабаз, мрамор и оникс практически не впитывают влагу (0,2% – 0,1%).

Низкая устойчивость к влаге не всегда означает, однако, что камень категорически не подходит для отделки. Например, травертин активно впитывает влагу, но так же хорошо и отдает ее. Поэтому его успешно применяют для внешней облицовки зданий.

Кроме того, гигроскопичность камня можно уменьшить при помощи специальных пропиток. Пропитки препятствуют проникновению влаги, при этом никак не меняя внешний вид камня.

Показатель влагопоглощения в совокупности с пористостью напрямую влияет на морозостойкость горной породы. Вода, замерзая в порах, кристаллизуется и расширяется, что приводит к разрушению камня. Следовательно, при высокой пористости и водопоглощении снижаются показатели морозостойкости камня.

Морозостойкость

Это способность камня в насыщенном влагой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без потери прочности и без видимых признаков разрушения. Морозостойкость зависит напрямую от показателей пористости и водопоглощения горной породы.

Измеряется в циклах (F). Цифры обозначают количество циклов замерзания-оттаивания, которые образец камня перенес без потери прочности. Для каменных изделий, используемых на открытых пространствах (внешняя отделка, архитектура и строительство, ритуальные изделия), морозостойкость горной породы в идеале должна превышать 100 циклов (F100 и выше). Например, у габбро-диабаза из Карелии морозостойкость достигает 300 циклов. 

Истираемость

Свойство камня терять объем и массу под воздействием истирающей силы. Показывает стойкость материала к абразивному износу. Оценивается потерей массы материала на единицу его площади или же уменьшением толщины материала. Чем выше истираемость, тем больше будет износ каменного изделия. Истираемость оценивают из расчета предполагаемой интенсивности человекопотока, равной 1 млн.человек в год. Например, у гранита показатель истираемости будет менее 0,12 мм в год, у мрамора — до 0,6 мм, тогда как у рыхлых известняков может достигать 2,5 мм.

Показатель истираемости натурального камня важно учитывать при проектировании дорог, лестниц, пешеходных зон, пола общественных зданий, станций метро, личных апартаментов. Проще говоря, важно понимать, как долго может прослужить каменное покрытие пола на участках с интенсивным движением. Сильнее всего подвержены истиранию травертины, известняки и туфы. Менее всего поддаются истиранию граниты и кварциты, причем среди гранитов самыми износостойкими будут мелкозернистые.

Прочность

Способность горной породы противостоять внешним механическим воздействиям, статическим и динамическим нагрузкам. Прочность камня зависит от его минерального состава, формы зерен, структуры, пористости и т.д.

Образцы горных пород испытывают по двум параметрам: на сжатие и изгиб. Прочность/марка прочности на сжатие измеряется в Мпа (мегапаскалях).

Показатель прочности важен для напольных покрытий из натурального камня, а также в строительстве и архитектуре. К прочным горным породам относятся граниты, габбро, базальты, кварциты. Средняя прочность у большинства мраморов, травертина, известняка. Низкая прочность у рыхлых известняков и травертинов, а также туфов.

Твердость

Способность горной породы оказывать сопротивление внедрению в них других твердых тел при сосредоточенном контактном силовом воздействии. В большой степени твердость зависит от минералогического состава породы.

Условно камни делятся на твердые (кварциты, граниты, габбро), средней твердости (мрамор, известняк, туф, доломит), мягкие (рыхлые известняки, травертин).

Показатель важен для оптимизации работы с камнеобрабатывающими и породоразрушающими инструментами. 

Плотность

Важный физический параметр горной породы. Зависит от пористости и минералогического состава. Измеряется в  г/см³ или кг/м³.

От плотности зависит вес изделия. По плотности горные породы делят на легкие (с плотностью до 2200 кг/м³, например известняк, травертин) и тяжелые (с плотностью более 2200 кг/м³, например, кварциты, граниты). 

Чем выше плотность породы, тем лучше износостойкость и долговечность каменного изделия. 

Радиоактивность

Горные породы, используемые в производстве в качестве строительных материалов либо иных изделий, проходят контроль на предмет радиационного излучения. В соответствии с государственными стандартами, образцы камня проверяют на удельную эффективную активность естественных радионуклидов (радия-226, тория-232, калия-40). Активность радионуклидов измеряется в беккерелях на килограмм (Бк/кг). В результате материал относят к определенному классу по уровню радиационного фона:

1 класс (менее 370 Бк/кг): ограничений для использования нет, можно применять в любых помещениях, в том числе и жилых.

2 класс (370 – 740 Бк/кг): промышленное и дорожное строительство, наружная облицовка жилых зданий.

3 класс (менее 1500 Бк/кг): дорожное строительство вне населенных пунктов.

4 класс (от 1500 Бк/кг до 4000): использование по согласованию с Госкомсанэпиднадзором.

У горных пород класс определяется при разработке месторождения и обязательно указывается в техническом паспорте.

Декоративность

Эстетическая привлекательность натурального камня оценивается по нескольким параметрам: цвет, рисунок, структура и текстура.

Цвет зависит от сочетания и окраса входящих в горную породу минералов. Так, цвет гранита, в зависимости от окраса полевых шпатов и кварца в его составе, может быть серым, розоватым, красным и т.д. 

Рисунок создается расположением зерен, наличием прожилок, вкраплений, пятен.

Структурно-текстурные особенности — это характер распределения зерен по породе, их размерность (крупное, среднее, мелкое зерно) и форма. В одной породе могут встречаться разные структуры.

По декоративности натуральные камни делят на высокодекоративные, декоративные, мало декоративные и не декоративные.

Кроме того, стоит учитывать, что камень меняет внешний вид и декоративные свойства в зависимости от вида обработки. 

Полируемость

Способность материала приобретать предельный блеск при полировке. Эталоном считается предельный блеск стекла, равный 200 единицам. Полируемость разных горных пород в той или иной степени может приближаться к этому значению. Полируемость напрямую зависит от пористости породы: чем выше пористость, тем хуже показатели полируемости, тем сложнее достичь зеркального блеска на поверхности камня.

Отличная полируемость (от 170 до 200 единиц) у мелкозернистых гранитов, полнокристаллических мраморов, кварцитов. Хорошая — у средне- и крупнозернистых гранитов. Самая низкая (менее 70 единиц) у туфов и рыхлых известняков.

Полировка раскрывает в полной мере декоративные свойства породы, выявляя рисунок, текстуру, цвет камня. Кроме того, полировка увеличивает водостойкость каменного изделия, как бы запечатывая поры и препятствуя проникновению влаги внутрь.

Долговечность

Способность натурального камня долгое время сопротивляться внешнему воздействию окружающей среды без признаков разрушения. Разрушающими факторами являются влага, перепады температуры, соли и кислоты, выветривание и т.п.

По долговечности природные камни условно делятся на 4 класса:

• весьма долговечные — кварциты, мелкозернистые граниты и базальты;

• долговечные — средне- и крупнозернистые граниты, габбро, порфиры, плотные песчаники, туфы, травертины, известняки;

• относительно долговечные — белые классические мраморы, песчаники, пористые известняки, мраморизованные известняки;

• недолговечные — некоторые цветные мраморы и мраморизованные известняки.

Так, у самых долговечных мелкозернистых гранитов первые серьезные признаки разрушения обнаружатся не ранее чем через 650 лет, а полное разрушение произойдет лишь через полторы тысячи лет. Тогда как, к примеру, недолговечный цветной мрамор разрушится менее чем через 100 лет.

Кислотостойкость

Свойство материала вступать в реакцию с кислотами, с последующим разрушением или преобразованием.

Так, граниты, известняки и травертины устойчивы к разрушительному воздействию солей и кислот. Эти породы могут использоваться без ограничений для цоколей зданий, наружной облицовки, мощения и т.п. А вот мрамор кислот и солей боится, реагирует на лимонную и уксусную кислоту. И разрушается под воздействием соляной, поэтому ступени из мрамора в городе, где регулярно зимой используют реагенты – плохая идея.