Зависимость свойств природного камня от состава и структуры горной породы

По составу породы могут быть мономинеральными и полиминеральными. Качественные характеристики мономинеральных пород и соответственно строительных материалов из них, в основном, определяются свойствами их породообразующего минерала: формой и размером его частиц, дефектами структуры, типом химической связи между частицами, макро - и микропористостью и т. п.

Изделиям из кварцита (облицовочные плиты, ступени, дорожные камни и др.), например, в значительной мере передаются свойства их породообразующего компонента кварца: высокая твердость, значительная плотность большая механическая прочность,

малая деформативность, высокая стойкость к истиранию др.

Аналогичным образом на физико-механических свойствах материалов и изделий из известняков отражаются характерные особенности породообразующего минерала кальцита: сравнительно легкая растворимость в воде (вследствие гидролиза), низкая твердость, слоистость, пониженная прочность.

Для материалов и изделий из полиминеральных пород технические характеристики зависят от соотношения минералов с разными свойствами. Например, в ряду изверженных пород: гранит-сиенит-диорит-габбро увеличивается плотность и прочность в связи с увеличением содержания железомагнезиальных силикатов. Это пример влияния состава на свойства изверженных пород и соответственно изделий из них.

Многие осадочные породы также являются полиминеральными агрегатами, часто состоящими из неодинаковых по размеру обломков минералов и горных пород. Свойства этих сложных пород (брекчий, конгломератов, песчаников) обусловливаются как свойствами самих обломков, так и особенно свойствами природного вяжущего вещества, выполняющего роль матрицы. Например, песчаники представляют собой частицы песка, склеенные природным вяжущим. Если в роли вяжущего выступает глина или битум, песчаники не обладают особой прочностью. (Глинистые песчаники коричневые, битуминозные – черные.) Весьма прочными являются кремнистые песчаники – серые или светло-желтые, в которых в качестве вяжущего выступает аморфный кремнезем SiO₂ (по существу опал или халцедон). Известняковые песчаники, связанные кальцитом, имеют среднюю величину прочности.

На прочность и другие качественные показатели горных пород (в особенности, на теплопроводность) существенное влияние оказывает пористость. В породах она может быть крупной (ракушечники), средней или мелкой (туфы), тонкой, заметной только под микроскопом (диатомиты). То, что камень микропористый, можно определить по величине средней плотности (пористые камни – легкие).

Если крупная пористость снижает прочность камня и изделий из него, но может иметь декоративное значение, то мелкая и закрытая пористость свидетельствует о пригодности камня для теплоизоляционных изделий. Породы с такой пористостью используют для производства стеновых камней, для теплоизоляции промышленных печей и в других подобных целях.

Зависимость свойств изделий от пористости – пример влияния структуры на свойства материалов (необязательно каменных).