Kamień naturalny w budownictwie

Dodano: poniedziałek, 29 października 2018 13:15
Kamień naturalny w budownictwie

Materiały kamienne obok drewna należą do najstarszych surowców wykorzystywanych w budownictwie. Pierwotnie pełniły funkcję konstrukcyjną, ale obecnie służą głównie jako produkty dekoracyjno-ochronne tworzące eleganckie elewacje, podłogi czy pokrycia ścian wewnątrz budynku. Oprócz walorów estetycznych wyroby kamienne charakteryzują się niezwykłą trwałością, a zabiegi konserwacyjne ograniczają się do utrzymania powierzchni w czystości. Dzięki zróżnicowanej strukturze większości rodzajów kamieni, tworzącej niepowtarzalny wzór na powierzchni, uzyskuje się efekt unikalnego wystroju reprezentacyjnych jak i użytkowych pomieszczeń.

Popularne surowce skalne

Materiały z kamieni naturalnych wykorzystywane w budownictwie pozyskiwane są z różnych rodzajów skał o pochodzeniu wulkanicznym, osadowym lub metamorficznym.

Skały wulkaniczne charakteryzują się najwyższa gęstością sięgającą 2800 kg/m3, wytrzymałością na ściskanie (średnio 100-150 MPa, a nawet do 250 MPa) znikomą nasiąkliwością i ścieralnością. Najpopularniejszym przedstawicielem tej grupy skał jest granit a inne materiały to m. in. sjenit, bazalt i gabro.

Skały osadowe utworzyły się ze związków - głównie wapnia - rozpuszczonych w wodzie bądź w wyniku konsolidacji rozkruszonych skał pierwotnych (piasku). Są to skały dość miękkie i porowate, ale w tej grupie występuje znaczne zróżnicowanie parametrów technicznych zależnie od miejsca pochodzenia surowca.

Przedstawicielem pierwszej formy tworzenia skał jest trawertyn i tzw. „marmury” o podobnych własnościach jak marmury właściwe, a grupę skał „zlepionych” reprezentują piaskowce.

Skały metamorficzne, czyli przeobrażone to pierwotne utwory osadowe poddane oddziaływaniu wysokiej temperatury, ciśnienia np. w wyniku bliskości erupcji wulkanicznych. Reprezentantem tych skał są marmury charakteryzujące się niewielką nasiąkliwością, dobrą wytrzymałością na ściskanie (średnio ok. 80 MPa) i odpornością na ścieranie.

Asortyment dostępnych materiałów skalnych

Materiały kamienne w ofercie handlowej mogą występować w różnorodnych gabarytach, dostosowanych do sposobu ich wykorzystania.

Bloki skalne pozyskiwane są w kamieniołomach metodą z użyciem ładunków wybuchowych, odspajania linami bądź tarczami diamentowymi lub poprzez rozłupywaniem urządzeniami hydraulicznymi. Wielkość bloków uzależniona jest od struktury złoża jak i przeznaczenia materiału kamiennego.

Stanowią one surowiec wyjściowy do dalszej obróbki w zakładach kamieniarskich np. poprzez przycinanie, rozkruszanie lub rzeźbienie. Naturalne bloki tworzą też np. głazy narzutowe, wykorzystywane w nieznacznie zmienionej formie głównie jako element dekoracyjny.

Slaby i płyty są podstawowym półwyrobem kamieniarskim powstającym w wyspecjalizowanych zakładach przeznaczonym do dalszej obróbki tworzącej wyroby końcowe. Są to produkty o dużych wymiarach i zróżnicowanych grubościach najczęściej dostarczane ze szlifowaną bądź polerowaną powierzchnią.

Przy planowaniu pokrycia płytami kamiennymi większej powierzchni, przy ich wyborze trzeba zwrócić uwagę na układ rysunku w poszczególnych slabach umożliwiający estetyczne ułożenie pokrycia.

Drobnowymiarowy surowiec kamienny w postaci kamienia łamanego, kostki, grysu czy frakcjonowanego piasku powstaje z reguły jako produkt odpadowy przy obróbce bloków skalnych bądź dostarczany bezpośrednio z kamieniołomów i podawany łupaniu, rozkruszaniu. Wykorzystywany jest np. jako kamień elewacyjny, przy budowie nawierzchni drogowych lub tworzeniu dekoracyjnych pokryć nasypowych.

Cięcie i wykańczanie powierzchni kamienia

Uzyskanie wymaganych form i wymiarów materiału kamiennego wymaga z reguły pocięcia bloku skalnego bądź slabu, do czego wykorzystuje się piły z tarczami lub liny z nasypem diamentowym.

Przy masowej produkcji np. płytek kamiennych, wytwarzane są one na zautomatyzowanych liniach technologicznych, gdzie wycinane są bezpośrednio z dużych bloków.

Przy tworzeniu bardziej skomplikowanych form stosowane są maszyny CNC sterowane komputerowo, a obróbkę wykonuje się m. in. strumieniem wody pod bardzo dużym ciśnieniem.

Zależnie od przeznaczenia płyty kamienne poddawane są różnym zabiegom powierzchniowym, a gotowe produkty mogą być też impregnowane.

Podstawowy zabiegiem przygotowującym do dalszej obróbki powierzchniowej jest szlifowanie kamienia, wykonywane jako proces standardowy na płytach handlowych. Szlif pozwala na wyrównanie powierzchni po przecinaniu i zależnie od uziarnienia diamentowego proszku ściernego uzyskuje się różną gładkość powierzchni.

Uzyskanie lustrzanego połysku poprzez polerowanie, możliwe jest tylko na niektórych gatunkach skał i efekt taki dla najczęściej wykorzystywanych płyt kamiennych zapewnia granit i inne skały wulkaniczne oraz marmury.

W przypadku piaskowców i trawertynów tylko pewne odmiany pozwalają na uzyskanie pół-połysku, a osiągnięcie pełnego efektu wymaga żywicowania powierzchni. Zabieg taki stosuje się również w celu wypełnienia naturalnych kawern i kanałów występujących często w trawertynie.

Gładka kamienna powierzchnia może być jednak niebezpieczna po zamoczeniu dlatego niektóre pokrycia podłogowe powinny być uszorstknione. Zabieg taki może polegać na tzw. płomieniowaniu powierzchni lub piaskowaniu.

Metodą piaskowania tworzone są też - przy użyciu szablonów - napisy, piktogramy na błyszczących, kamiennych powierzchniach. Szorstką powierzchnie niekiedy poddaje szczotkowaniu, co zmniejsza efekt zmatowienia chroniąc jednocześnie przed poślizgiem.

Preparaty do konserwacji kamienia naturalnego: HG czysty błyszczący kamień naturalny, fot. HG Polska
Preparat HG impregnat do marmuru, fot. HG Polska
Preparaty do konserwacji kamienia naturalnego: HG czysty błyszczący kamień naturalny, HG impregnat do marmuru, fot. HG Polska

Na powierzchniach marmurowych narażonych na kontakt z barwnymi cieczami np. rozlanym na blacie kuchennym czerwonym winem czy sokiem z buraków, konieczne jest przeprowadzenie impregnacji, która zabezpieczy przed trwałym zaplamieniem. Impregnację stosuje się także na innych skałach porowatych - zwłaszcza piaskowcach - montowanych na zewnątrz obiektów.

Montaż okładzin kamiennych

Wywnętrz pomieszczeń płyty kamienne kładzione są głównie na ścianach pomieszczeń mokrych (łazienki, sauny) jak i na podłodze w różnych pomieszczeniach oraz jako okładzina stopni schodów betonowych. Z reguły są to płytki o grubości do 2 cm, a ich wielkość ograniczają jedynie możliwości zamocowania.

Okładzina kamienna stopni shodów, fot. Grupa Ega
Okładzina kamienna stopni schodowych, fot. Grupa Ega

Przygotowanie podłoża powinno być takie jak pod płytki ceramiczne przy czym niezwykle istotna jest jego równość, zwłaszcza przy układaniu materiały o dużych wymiarach. Do mocowania wykorzystuje się specjalne zaprawy klejowe przeznaczone do płyt kamiennych nie tylko ze względu na rodzaj materiału, ale również na ich wielkość i miejsce układania.

Dobór odpowiedniego kleju jest szczególnie istotny w przypadku mocowania wyrobów marmurowych (płytek, parapetów, blatów) ze względu na możliwość powstania przebarwień, jeśli zaprawa nie jest przygotowana na bazie białego cementu.

Klej do marmuru wysokoelastyczny biały AK 514, fot. Piotrowice II (marka Alpol)
Klej do marmuru wysokoelastyczny biały AK 514, fot. Piotrowice II (marka Alpol)

Przy układaniu płytek kontrowersje budzi konieczność tworzenia fug tak jak w przypadku płytek ceramicznych.

Generalnie zadaniem spoin jest niwelacja różnic w wymiarach układanego materiału jak i zapewnienie ochrony pokrycia przed skutkami naprężeń termicznych. Jeśli płytki przycięte zostały z dostateczną precyzją (podobnie tak rektyfikowane) i układane są wewnątrz pomieszczeń z reguły można je kłaść tylko z niewielką 0,5-1 mm fugą, a kompensację termiczną na dużej powierzchni zapewnią odpowiednio rozmieszczone dylatacje.

Technologia układania kamiennych okładzin elewacyjnych zależeć będzie od rodzaju podłoża i wysokości ich mocowania.

Przy układaniu na surowym podłożu nośnym (betonie, cegle, bloczkach) można zastosować tradycyjna metodę klejenia na zaprawę. Najczęściej jednak ściany pokrywane są od zewnątrz materiałem termoizolacyjnym, co wymaga mechanicznego zamocowania poszczególnych płyt.

Przy stosunkowo niewielkiej grubości warstwy izolacyjnej do zamocowania wykorzystuje się kotwy osadzane w murze, których trzpienie wchodzą w otwory wywiercone w bocznych ściankach płyt. Podczas montażu usuwany jest fragment termoizolacji, który po zamocowaniu kotwy zostaje ponownie osadzony.

Płyty elewacyjne mogą też być mocowane na tzw. podkonstrukcji w formie systemowego rusztowania, które przenosi obciążenie pochodzące od tych okładzin.

Przy niewielkiej wysokości (do 2-3 m) obłożenia ocieplanej elewacji płytami kamiennymi o grubości do 2 cm, dopuszczalne jest mocowanie ich na zaprawie klejowej po odpowiednim przygotowaniu podłoża. Warstwa zbrojąca układana na ociepleniu powinna być zamocowana do muru za pomocą kotew przechodzących przez siatkę w liczbie 6 szt/m2.

Płyty należy układać z pozostawieniem spoin, co umożliwi odprowadzenie ewentualnej wilgoci pojawiającej się pod elewacją.

Autor: Cezary Jankowski

Opracowanie Aleksander Rembisz

Zdjęcie otwierające: JONIEC®

Zdjęcia w tekście: HG Polska, Piotrowice II (marka Alpol), Grupa Ega