Естественные строительные материалы
Наиболее характерными представителями этого вида материалов являются гранит, известняки, гравий, щебень, песок, пемза, асбест.
Гранит – глубинная изверженная порода. Он обладает сравнительно высокой механической прочностью при сжатии. В состав гранита входят 20-40% кварца, 40-60% полевого шпата и 5-20% слюды. Эти составные части представляют собой зернисто-кристаллическую смесь и имеют различные коэффициенты линейного расширения. Поэтому при высоких температурах гранит растрескивается. Особенно сильно влияет на разрушение гранита кварц, который при температуре 575°С резко увеличивает свой объем. Резкое снижение прочности гранита наступает после 600°С, а при температуре 800°С она составляет 35% от первоначальной. Гранит имеет большой коэффициент теплопередачи. Поэтому его используют в фундаментах, в облицовках, а также в качестве щебня для приготовления бетонной смеси.
Известняки образовались главным образом из остатков морских растительных и животных организмов, которые впоследствии сцементировались углекислым кальцием. Встречаются известняки и чисто химического происхождения, образовавшиеся в результате выпадения углекислого кальция из растворов. Поэтому известняки бывают пористыми (ракушечник, известковый туф) и плотными. Первые применяются в качестве стенового материала, вторые – для кладки фундаментов (бутовый камень), в качестве щебня для бетона и сырья для производства извести и портландцемента. Известняк более устойчив к действию высоких температур, чем гранит. Известняк более устойчив к действию высоких температур, чем гранит. При нагревании плотного известняка до температуры 600°С его прочность увеличивается на 34%. Интенсивное разложение известняка с образованием извести начинается при температуре 900°С. Этот процесс протекает с поглощением тепла, что способствует уменьшению прогреваемости материала.
Гравий представляет собой скопление окатанных обломков горных пород. По размеру гравий подразделяется на мелки (диаметром 5-20 мм), средний (20-40мм) и крупный (40-150мм). Гравий применяется для приготовления бетонной смеси.
Щебень получается в результате дробления гранитных и известняковых камней в камнедробилках. Применяют его, так же как и гравий, для приготовления бетонных смесей.
Песок представляет собой рыхлое скопление мелких зерен кварца, полевого шпата и известняка. Песок используют для приготовления бетонных смесей, штукатурных растворов, а также для изготовления силикатных изделий. Чистый кварцевый песок является сырьем для производства стекла.
Пемза (вулканическое стекло) образуется при быстром охлаждении продуктов извержения вулканов на воздухе. Благодаря малой плотности и низкому коэффициенту теплопередачи пемзу и пемзовые пески применяют для приготовления бетонов, а также в качестве теплоизоляции.
Асбест – материал минерального происхождения, обладает малой тепло- и звукопроводностью, способен расщепляться на тончайшие гибкие и прочные волокна, благодаря чему получил название «горный лен». При температуре 500°С асбест начинает терять химически связанную воду и становится менее прочным, а при температуре 700-800°С – хрупким. Асбест применяют для изготовления теплоизоляционных материалов, широко используют в смеси с цементом. При перемешивании и уплотнении смеси волокна асбеста переплетаются между собой, образуя армирующую сетку. Изготовленные таким образом изделия используют для защиты от огня и высоких температур сгораемых материалов и конструкций.