piatra naturala

98
1 PIATRA NATURALĂ Consideraţii generale Consideraţii generale Piatra naturală ca material de construcţii a fost folosită din cele mai vechi timpuri, utilizarea ei fiind legată de cele mai multe ori de existenţa acesteia în zone apropiate locului unde s-au executat astfel de construcţii. Conform datelor existente de-a lungul istoriei, corpurile de argilă nearsă (chirpici) se utilizează de peste 8000 de ani în construcţii, iar piatra cioplita de 5 ÷ 6000 ani, . Pereţii primelor construcţii din zidărie de piatră aveau un caracter masiv, fără goluri, ulterior unele tendinţe de umanizare a 1

Upload: dan-babor

Post on 26-Jan-2016

82 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

Despre piatra naturala in constructii

TRANSCRIPT

Page 1: Piatra Naturala

1

PIATRA NATURALĂ Consideraţii generaleConsideraţii generalePiatra naturală ca material de construcţii a fost folosită din cele mai vechi timpuri, utilizarea ei fiind legată de cele mai multe ori de existenţa acesteia în zone apropiate locului unde s-au executat astfel de construcţii. Conform datelor existente de-a lungul istoriei, corpurile de argilă nearsă (chirpici) se utilizează de peste 8000 de ani în construcţii, iar piatra cioplita de 5 ÷ 6000 ani, .

Pereţii primelor construcţii din zidărie de piatră aveau un caracter masiv, fără goluri, ulterior unele tendinţe de umanizare a arhitecturii, la romani şi bizantini, au determinat apariţia pereţilor cu goluri. Apare necesitatea iluminării şi aerisirii încăperilor ceea ce conduce la practicarea golurilor în pereţi, iniţial având dimensiuni mici.

11

Page 2: Piatra Naturala

2

Page 3: Piatra Naturala

3

Din punct de vedere al sistemului constructiv se disting, încă de la primele construcţii, structuri cu ziduri portante şi

structuri cu schelet de rezistenţă. O reducere a masivităţii pereţilor se realizează prin adoptarea sistemelor constructive cu pereţi transversali şi longitudinali, cu structură rigidă, la care rezemarea planşeelor masive din zidărie, pe două şi pe

patru laturi, cu structuri din bolţi, conduce la o schemă

statică mai judicioasă.

Page 4: Piatra Naturala

4

Page 5: Piatra Naturala

5

Constructii din piatra

Page 6: Piatra Naturala

6

Piatra naturală prezintă o serie de caracteristici ce îi conferă atuurile unui bun material pentru construcţii: se găseşte din abundenţă, de prezintă sub o mare diversitate de tipuri, durabilitate, rezistenţe mecanice mari şi în special rezistenţă la foc, dar nu în ultimul rând, aspectul unor astfel de pietre, toate aceste caracteristici ce îi conferă o largă utilizare în industria construcţiilor.

Zăcăminte de piatră naturală existente şi calităţile deosebite ale acesteia ca material de construcţii, au dus la dezvoltarea în timp a unei adevărate industrii de extragere

şi prelucrare a pietrei naturale, la introducerea unor mijloace tehnice perfecţionate atât în cariere, cât şi în

atelierele de prelucrare. Sursa de piatră naturală o constituie litosfera, care este

alcătuită din roci.

Page 7: Piatra Naturala

7

Rocile sunt asociaţii naturale de unul sau mai multe minerale predominante, cristalizate, sau amorfe.

În natură se întâlnesc foarte rar minerale izolate, deoarece acestea conţin aproape totdeauna diverse substanţe străine dispersate în ele, sub formă de soluţie solidă, sau de impurităţi.

Din punct de vedere al ponderii elementelor chimice în compoziţia rocilor, se poate observa că doar nouă elemente chimice din compoziţia scoarţei terestre reprezintă 96 % din totalitatea elementelor componente (O2=50%, Si=26%, Al=7,5%, Fe+Ca+Na+Mg+K+H2=12,5%), de aceea majoritatea rocilor vor avea în compoziţia lor mai ales minerale corespunzătoare acestor elemente.

Mineralele sunt formaţiuni solide, cu o compoziţie chimică ce variază în limite stricte şi, în mod obişnuit, cristalizate.

Page 8: Piatra Naturala

8

Mineralele se prezintă, în mod obişnuit, sub formă de amestecuri de substanţe, în care predomină una, fiind definite astfel, din punct de vedere chimic drept „compuşi mineralogici”.

Peste cele 3000 de specii minerale cunoscute se pot diferenţia, clasifica, după diverse criterii, dintre care pentru studiul materialelor de construcţii, interesează:

- compoziţia chimică ce diferenţiază mineralele în 9 clase şi cu pH-ul bazic, neutru sau acid;

- duritatea constituenţilor, unul din primele criterii de diferenţiere a mineralelor şi foarte important în luarea deciziilor în ceea ce priveşte domeniul de utilizare a unei roci, diferenţiază mineralele în 10 clase de duritate naturală - scara Mosh. Un mineral dintr-o clasă zgârie toate mineralele din clasele inferioare.

Caracteristicile fizico-mecanice ale produselor din piatră naturală sunt cele ale rocilor de provenienţă.

La rândul lor toate aceste caracteristici sunt determinate de modul de formare al rocilor (geneza), de structura şi textura lor, care formează criterii de clasificare a rocilor.

Page 9: Piatra Naturala

9

Rocile s-au format prin răcirea magmei sau prin solidificarea celor existente sub acţiunea

factorilor externi.

Rocile formează în scoarţa terestră masive sau corpuri de volume mari ce s-au format prin răcirea magmei sau prin modificarea rocilor

existente sub acţiunea unor factori modificatori externi.

ROCIROCI

Page 10: Piatra Naturala

10

Duritatea Mohs

Page 11: Piatra Naturala

Tipuri de roci

Criteriile de clasificare a rocilor sunt diverse: compoziţie mineralogică, geneză, caracteristici structurale, fizice.

Tipuri de roci clasificate după caracteristicile compoziţionale

Compoziţia mineralogică, este determinată de prezenţa mineralelor principale, fapt care diferenţiază rocile după:

pH - acide, intermediare, bazice, ultrabazice;

indice de culoare - leucocrate deschise la culoare şi melanocrate, închise la culoare;

duritate.

Page 12: Piatra Naturala

12

Tipuri de roci clasificate după structură şi textură

Structura defineşte mărimea, forma şi aranjamentul mineralelor sau granulelor dintr-o rocă.

fenocristalină, cristale macroscopice (dimensiuni mai mari de 5 mm);

microcristalină, mărimea cristalelor cuprinsă între 1 şi 5 mm;

criptocristalină, mărimea cristalelor de maxim 1

Deci, după gradul de cristalizare al mineralelor rocile pot prezenta structură :

Mărimea cristalelor determină o structură:

holocristalină (holos = complet), alcătuite în totalitate din minerale cristalizate (mărimea cristalelor depinzând de viteza de răcire a magmei şi respectiv de condiţiile de temperatură şi presiune geologice în cazul formării rocilor metamorfice) iar mărimea cristalelor formează structuri echigranulare sau grăunţoase cu cristale mari de dimensiuni apropiate şi structuri inechigranulare sau porfirică - fenocristali înglobaţi într-o masă alcătuită din micro sau criptocristali

Page 13: Piatra Naturala

13

holocristalină holocristalină

inechigranulară (porfirică) echigranulară (grăunţoasă)

Page 14: Piatra Naturala

14

hipocristalină (hipos = mai puţin) alcătuită din minerale cristalizate înglobate într-o masă minerală sticloasă (amorfă) fiind caracteristică rocilor formate în apropierea scoarţei terestre unde viteza de răcire a topiturilor a fost relativ mare

vitroasă (hialină), formă din minerale în stare sticloasă (amorfă), structură caracteristică rocilor de suprafaţă la care viteza mare de răcire a topiturilor nu a permis cristalizarea

hipocristalină vitroasă

Page 15: Piatra Naturala

15

Mărimea granulelor constituente, dintr-o rocă determină o structură:

psefitică compusă din granule cu dimensiuni mai mari de 2 mm

psamitică compusă din granule cu dimensiuni de (0,02.........2) mm

pelitică compusă din granule cu dimensiuni mai mici de 0,02 mm Textura defineşte modalitatea de dispunere în spaţiu a cristalelor sau granulelor.

Astfel rocile pot fi:

Roci cu textură masivă sau neorientată când nu se observă un anume aranjament în spaţiu al granulelor. Au minerale sub formă grăunţoasă şi formează roca cu caracteristici similare după orice direcţie (izotropie) );

Roci cu textură stratificată, cu aranjarea în straturi a granulelor, dar în fiecare strat se regăsesc în aceleaşi proporţii mineralele constituente ceea ce face ca proprietăţile să difere funcţie de unghiul dintre direcţia de încercare şi aceste straturi, iar roca să prezinte fenomenul de clivaj (desfacerea în foi - exemplu: unele gresii, mica);

Roci cu textură şistoasă, formată din straturi, dar cu deosebiri mineralogice între acestea;

Roci cu textură vacuolară, ce prezintă goluri de formă neregulată (vacuole).

Page 16: Piatra Naturala

16

Tipuri de roci clasificate după geneză.

Procesele care au condus la formarea rocilor în scoarţa terestră pot fi endogene (magmatism, metamorfism) şi exogene (sedimentare, diageneză).

Page 17: Piatra Naturala

17

Rocile formate din răcirea magmei poartă denumirea de roci magmatice.

Magma este un amestec de minerale topite de tipul silicaţilor şi aluminaţilor şi în proporţii reduse oxizi ai unor metale şi alte impurităţi.

Magmatismul cuprinde totalitatea proceselor care au condus la consolidarea magmei.

Magma este o masă topită, compusă, în principal din silicaţi, băgată în substanţe volatile şi formată în

scoarţa terestră la mare adâncime.

Topiturile de silicaţi, ce iau naştere în vecinătatea scoarţei cu mantaua terestră formează magmele primare

(ce au compoziţie bazaltică) şi care se pot răci la:

Page 18: Piatra Naturala

18

suprafaţă, dând naştere la roci vulcanice sau rocile extrusive (dacit, trahit, andezit, bazalt, tuf vulcanic);

în crăpăturile din scoarţa terestră, la adâncimi diferite formând roci hipoabisale sau filoniene (porfir, porfirit);

Din magma primară, prin procese de diferenţiere, se separă topituri cu vâscozităţi ridicate , numite magme secundare ( cu compoziţie

granitică) ce se răcesc lent, la presiuni mari şi formează rocile plutonice, abisale sau intrusive (granit, grandiorit, sienit, diorit, gabrou)

Rocile magmatice se împarte în şase familii, diferenţiate prin compoziţia chimică şi mineralogică (granite, granodiorite, sienite, diorite, gabrouri, periodolite); în cadrul familiilor, rocile se deosebesc prin geneză, proporţia mineralelor predominante şi structură.

suprafaţă, dând naştere la roci vulcanice sau rocile extrusive (dacit, trahit, andezit, bazalt, tuf vulcanic);

în crăpăturile din scoarţa terestră, la adâncimi diferite formând roci hipoabisale sau filoniene (porfir, porfirit);

Din magma primară, prin procese de diferenţiere, se separă topituri cu vâscozităţi ridicate , numite magme secundare ( cu compoziţie

granitică) ce se răcesc lent, la presiuni mari şi formează rocile plutonice, abisale sau intrusive (granit, grandiorit, sienit, diorit, gabrou)

Rocile magmatice se împarte în şase familii, diferenţiate prin compoziţia chimică şi mineralogică (granite, granodiorite, sienite, diorite, gabrouri, periodolite); în cadrul familiilor, rocile se deosebesc prin geneză, proporţia mineralelor predominante şi structură.

Page 19: Piatra Naturala

19

Granitul Granitul Granitul fiind roca reprezentativă pentru această categorie de roci abisale,

acestea mai poartă denumirea de roci granitice şi sunt alcătuite din fenocristale de cuarţ (dioxid de siliciu), feldspaţi şi mică.

Structura microscopică a rocilor granitice

Roci înrudite cu granitul sunt: sienitul, dioritul, gabroul şi diabazul. Diferenţa între aceste roci este datorată proporţiei de cuarţ ce scade până la dispariţie, locul său fiind luat de diferiţi silicaţi de fier, calciu, magneziu.

Page 20: Piatra Naturala

20

Granitul Granitul Rocile granitice prezintă rezistenţă mare la compresiune (120 - 140 N/mm2)

şi la uzură, au o bună comportare la îngheţ-dezgheţ repetat şi sunt stabile din punct de vedere fizico-chimic. Sunt roci dure, iar în spărtură se disting uşor mineralele componente.

Culoarea rocilor de tip granitic poate fi neagră, cenuşie, roz, roşie cu incluziuni albe, cenuşii, negre şi verzi.

. Rezistenţele mecanice sunt cu atât mai mari cu cât granulaţia structurală vizibilă cu ochiul liber este mai fină, iar conţinutul de

cuarţ este mai mare. Rezistenţele mecanice se reduc când creşte conţinutul de mică din compoziţia mineralogică a rocii.

Acest tip de roci se lucrează foarte greu, se lustruiesc frumos şi îşi păstrează lustrul. Se utilizează pentru realizarea de monumente,

pavaje, borduri, trepte etc.

Page 21: Piatra Naturala

21

Roci filoniene Roci filoniene Roci filoniene - s-au format prin pătrunderea magmei în straturile scoarţei

terestre prin crăpături produse de mişcări tectonice sau de altă natură diferită de cea geologică; răcirea producându-se la adâncimi mici, a determinat formarea unei structuri compacte, compusă dintr-un amestec de cristale de diferite dimensiuni: fenocristale, microcristale şi criptocristale , remarcându-se tendinţa de dezvoltare a cristalelor pe direcţia filonului.

Reprezentativ pentru acest tip de rocă este porfirul, iar aceste roci mai poartă şi denumirea de roci porfirice. Spre deosebire de rocile granitice, la cele porfirice în condiţiile aceleiaşi structuri holocristaline şi a texturii neorientate, se poate observa o masă fină cristalizată de feldspaţi (microcristale şi criptocristale) în care apar cristale de cuarţ sau de mică .

Page 22: Piatra Naturala

22

Roci filonieneRoci filonieneDupă compoziţie, prin analogie cu rocile granitice, porfirul poate fi granitic,

sienitic sau dioritic.

Ca şi rocile granitice, rocile porfirice prezintă densitate şi rezistenţe mecanice mari, sunt stabile din

punct de vedere chimic. Sunt roci dure şi se lustruiesc frumos.

Culoarea rocilor de tip porfiric poate fi verde, roşie, albastră, nuanţă albăstruie sau cenuşie.

Având în vedere caracteristicile fizico-mecanice şi chimice, aceste roci pot fi utilizate în construcţii

pentru realizarea de socluri, monumente, dar nu la pavaje, deoarece prin uzură devine lunecos.

Page 23: Piatra Naturala

23

Roci efuzive Roci efuzive

s-au format prin răcirea magmei la suprafaţa scoarţei terestre; răcirea la suprafaţă având loc cu viteză mare, va avea drept urmare formarea unei structuri hemicristaline (formată din cristale mici şi minerale amorfe), sau chiar numai o structură amorfă..

În funcţie de condiţiile de formare, rocile efuzive se clasifică în:

- roci efuzive compacte;

- roci efuzive poroase.

Rocile efuzive compacte - al căror prototip îl reprezintă bazaltul, mai poartă denumirea de roci bazaltice, au structura hemicristalină fin granulată sau

compact sticloasă cu apariţii de cristale mari izolate.

Roci înrudite cu bazaltul sunt: andezitul, trahitul, dacitul, fiecare dintre ele cu caracteristici şi utilizări specifice.

Page 24: Piatra Naturala

24

Roci efuzive Roci efuzive

Bazaltul - se prezintă ca o rocă de culoare negricioasă sau neagră. Mineralele principale care îl compun sunt: feldspaţi, oxid de fier, silicaţi de fier şi magneziu etc.

Bazaltul este o rocă cu densitate aparentă şi rezistenţa la compresiune foarte mare (Rc = 300 ...400 N/mm2). Este un material foarte dur, din care cauză se prelucrează greu. Prezintă stabilitate chimică redusă datorită prezenţei în structură a mineralelor amorfe, dar se comportă bine la acţiunea intemperiilor (variaţii de umiditate, temperaturi extreme etc.). Se întrebuinţează ca piatră de pavaj, la realizarea monumentelor etc.Trahitul - este o rocă bazaltică de culoare cafenie în diferite nuanţe. Structura este vitros-poroasă formată din feldspaţi, cuarţ, mică etc., dar şi cu unele cristale mari izolate. Este o rocă dură, rezistentă, se lucrează greu şi nu se lustruieşte. Se utilizează: pentru realizarea de socluri, trepte de scări etc.

Andezitul - este o rocă hemicristalină, ce are în compoziţie feldspat şi minerale fero-magneziene. Cristalele mari din structura andezitului sunt de feldspaţi sau magnetit.

Andezitul este o roca cu densitate şi rezistenţe mecanice mari. Este un material dur, care se prelucrează greu, iar culoarea este cenuşie închisă spre brun. Se utilizează în general pentru realizarea pavajelor.

Page 25: Piatra Naturala

25

Roci efuzive poroase - sunt roci rezultate fie prin solidificarea magmei la suprafaţa scoarţei terestre în prezenţa unei surse de gaz sau vapori de apă (lava, scoria bazaltică, piatra ponce), fie din aglomerarea şi cimentarea cenuşilor vulcanice spălate de ploi, din depozite supraterane (tufuri vulcanice).

Piatra ponce - este un rezultat al formării zgurii de deasupra magmei în condiţiile degajării de gaze şi vapori, având drept consecinţă crearea unei structuri spongioase şi foarte uşoare. Prezintă rezistenţă la compresiune redusă, se lucrează uşor şi se comportă bine ca piatră de construcţii (material termoizolator).

Cenuşile vulcanice sunt materiale rezultate prin solidificarea materialului pulverizat în timpul erupţiilor vulcanice şi care ca urmare a răcirii rapide prezintă structură amorfă.Structura acestor roci este în general vitroasă şi spongioasă, cu caracteristici fizico-mecanice şi chimice variabile şi utilizări în concordanţă cu aceste caracteristici.

Lava - este de fapt magma topită, solidificată în timp scurt în prezenţa aerului şi formând o structură sticloasă. Datorită modului de formare este un material poros, dur şi casant şi se lucrează greu.

Tuful vulcanic - este format prin cimentarea cenuşilor vulcanice. Este un material cu densitatea aparentă mică şi uşor de prelucrat, cu bune rezistenţe la intemperii. Se utilizează: pentru realizarea de înlocuitori de cărămidă, agregate concasate pentru betoane etc.

Page 26: Piatra Naturala

Rocile sedimentare s-au format prin acţiunea unor factori distructivi chimici, fizici şi biologici asupra rocilor preexistente.

Aceste roci s-au format în natură fie prin depunere de sfărâmături din alte roci preexistente, fie prin cristalizări şi precipitări din soluţii, fie prin acumulări de resturi organice. Primele se numesc şi roc detritice (detritus= grămadă de sfărâmaturi) şi se formează astfel : - în regiunea muntoasa, diferenţele de temperatură sânt mari nu numai între anotimpuri, dar chiar în decurs de 24 ore : în plin soare, temperatura pe stâncă se apropie de 50 0C, iar la miezul nopţii coboară sub 10 0 C. Aceste variaţii de temperatură produc în rocă eforturi mari.

Diferenţele de temperatură nu se transmit instantaneu în toată masa materialului, deci dilatarea termică nu este uniformă, straturile superficiale dilatându-se şi contractându-se mai mult decât partea interioară a rocii.

Componenţii mineralogici ai rocii au coeficienţi de dilatare diferiţi, aşa că mai ales in rocile cu fenocristale, acestea se vor dilata diferit. Când eforturile interioare depăşesc coeziunea materialului, roca se fisurează. Prin fisuri pătrunde apoi apa din precipitaţii, şi când îngheaţă, din cauza măririi de volum ce se produce, se nasc în rocă acţiuni expansive atât de puternice, incit părţile fisurate se desprind şi cad la baza pereţilor stâncoşi, formând depozite

de .granule colţuroase numite grohotişuri.

Page 27: Piatra Naturala

27

Prin acţiunea apelor rezultate din topirea zăpezilor şi din ploi, aceste depuneri sunt luate şi duse în aval prin rostogolire, granulele se freacă între ele şi din granule colţuroase se transformă în granule rotunjite. Prin reducerea vitezei granulele se depun treptat, mai întâi cele mari şi apoi granulele din ce în ce mai mici.

Primele, formează depozitele numite prundişuri, caracterizate prin forma rotunjită a granulelor. Granulele mai mici de 7 mm formează depozitele numite nisipuri, iar acelea sub 0,05 mm formează mâlurile. Granulele foarte mici de nisip (sub 1 mm) ,având masă redusă, sunt purtate de ape în suspensie, evitându-se astfel rostogolirea, şi deci păstrând forma colţuroasă. În aceste condiţii nisipul se prezintă aspru la pipăit, condiţie obligatorie pentru nisipurile necesare mortarelor şi betoanelor. Granulele mai mici de 0,05 mm pot fi transportate şi de vânt, iar depozitele formate 'prin depunerea granulelor aduse de vânt numesc prafuri.

Toate depozitele enumerate (grohotişuri, prundişuri şi nisipuri sânt formate din grămezi de granule nelegate între ele; Astfel, aceste depozite se numesc roci sedimentare necimentate.

Page 28: Piatra Naturala

28

Prin golurile acestor depozite pot pătrunde apele cu diverse si substanţe dizolvate sau în suspensie ce pot precipita în goluri şi să cimenteze.

Aceste cimenturi pot fi generate de:

bioxidul de siliciu aflat în apă în dispers coloidă care generează cimentul cel mai rezistent;

carbonatul de calciu care se găseşte dizolvat în apă sub formă carbonat acid de calciu (bicarbonat de calciu) şi care se descompune rezultând bioxid de carbon şi carbonat ide calciu. Rezultă un ciment mai slab .

Tot cimenturi mai slabe dau argilele şi substanţele bituminoase.

Prin acţiunea acestor substanţe, din rocile sedimentare necimentate iau

naştere roci sedimentare cimentate. Astfel, din grohotişuri se

formează breciile caracterizate prin forma colţuroasă a granulelor cimentate , din prundişuri se formează conglomerate caracterizate prin forma rotunjită a granulelor cimentate, iar din nisipuri se formează

gresiile, cele mai rezistente gresii fiind acelea cimenta cu bioxid de siliciu, deci gresiile silicioase. Din mâluri şi prafuri prin cimentare cu ciment

calcaros ia naştere roca poroasă numită loess.

Page 29: Piatra Naturala

29

C2C2

conglomerat breccie

structura rocilor detritice consolidate

Page 30: Piatra Naturala

30

Rocile formate prin cristalizări şi precipitări din soluţii se numesc roci de

precipitaţie. Cele mai importante roci de acest fel din punct de vede al industriei materialelor de construcţie sânt gipsul şi calcarul.

Gipsul se formează prin cristalizare din bazine marine izolate, care se concentrează prin evaporarea naturală a apei. De la un anumit grad de concentrare al apei marine, când conţinutul în clorură de sodiu a depăşit o anumită limită, în loc să cristalizeze gipsul (sulfat de calciu dihidratat), cristalizează anhidritul (sulfat de calciu anhidru). Gipsul se foloseşte ca material de bază în industria lianţilor.

Calcarele de precipitaţie se formează din soluţiile naturale de carbonat acid de calciu, care se descompune în carbonat de calciu foarte greu solubil şi bioxid de carbon :

Ca (HCO3 )2 ↔ CaCo3 ↓ +CO2 ↑ +H2 O

Procesul este reversibil şi din ecuaţia dată se deduce că reacţia se va desfăşura de la stânga la dreapta atunci când presiunea parţiala a bioxidului carbon deasupra soluţiei scade şi permite degajarea gazului din soluţie.

Cele mai multe calcare sunt formate din calci. După modul de formare şi vechimea lor în zăcământ, calcarele pot avea diferite grade de compacitate, începând de la calcarul compact şi terminând cu tuful calcaros, de formaţie nouă şi cu porozitate foarte mare.

Page 31: Piatra Naturala

31

0 poziţie intermediară este reprezentată de roca numită travertin, formată prin precipitarea carbonatului de calciu peste diverse vegetale (alge, muşchi, plante), care dispar prin putrezire şi lasă o rocă bogată în vacuole. Travertinul se poale tăia uşor în plăci şi se polizează frumos, fiind mult întrebuinţat ca material pentru placarea exterioară a construcţiilor.

Rocile formate din acumulări de resturi organice se numesc roci organgene. Cele mai importante roci organogene sânt calcarele organogene şi unele roci silicioase. Calcarele organogene sânt formate din cochilii calcaroase cimentate între ele şi se numesc calcare cochilifere. În general, aceste calcare sânt poroase din cauza unei cimentări necomplete, densitatea lor aparentă fiind cu aproximativ 25% mai mică decât a unui calcar compact. Dintre rocile formate din resturi silicioase de microorganisme, mai importante sunt diatomitul şi tripoli, care au fost descrise în. Rocile sedimentare necimentate şi cimentate se caracterizează prin textură stratificată.

Page 32: Piatra Naturala

32

Rocile metamorfice Rocile metamorfice Rocile metamorfice s-au format din rocile existente ca urmare a modificării

condiţiilor de temperatură sau presiune şi a mişcărilor tectonice (cuarţite, gnaisuri, marmure).

Dacă unul din tipurile de roci enumerate suferă în scoarţă acţiunea unor presiuni mari, datorita cutării straturilor, sau a încălzirii la temperaturi ridicate,

sau din cauza trecerii unui curent de magmă prin apropierea lor, ele îşi schimba foarte mult fie structura şi textura, fie compoziţia chimică, dând astfel naştere la

roci noi, numite roci metamorfice. Metamorfozările pot fi produse şi pe cale chimică prin acţiunea gazelor fierbinţi, a vaporilor sau soluţiilor asupra

diferitelor roci sensibile la asemenea acţiuni. Aceşti factori acţionează simultan (mai ales presiunea şi temperatura), având ca urmare transformarea compoziţiei şi formei cristalelor şi provocând aranjarea lor după anumite direcţii orientate în

straturi, fiecare strat fiind format dintr-un anumit fel ide minerale.

Page 33: Piatra Naturala

33

Din rocile eruptive iau naştere gneisurile şi micaşisturile.

Gneisurile sunt roci dure, având cam aceeaşi compoziţie mineralogica fa şi rocile granitice, insă cu structură şistoasă. Micaşisturile se caracterizează prin faptul ca au straturi de cristale de mică printre straturile formate din ceilalţi componenţi mineralogici. Aceasta textura este un neajuns pentru rezistenţele mecanice ale rocii, ea prezentând un plan de rezistentă redusă dea lungul straturilor de mică.

Din gresiile silicioase se formează rocile dure numite cuarţite, din cauza transformării cimentului silicios din amorf în cristalin şi deci a generalizării structurii cristaline în toată masa rocii.

Calcarele supuse la presiuni mari se transformă într-o rocă compactă şi frumos cristalizată, numita marmură. (De multe ori în tehnică, denumirea de marmură se dă oricărei roci care se poate lustrui, ceea ce este greşit; prin marmură, trebuie să se înţeleagă numai calcare metamorfozate, compacte şi cristalizate).

Argila se metamorfozează in ardezie, rocă ce se poate desface uşor în plăci, folosite ca material pentru învelitori.

În concluzie, rocile metamorfice se caracterizează prin modul de formare şi prin şistozitate.

Page 34: Piatra Naturala

34

CARACTERISTICILE FIZICO-MECANICE ALE PIETREI NATURALE DE CONSTRUCŢIE.

Pentru folosirea în construcţii a pietrelor naturale este necesară cunoaşterea comportării lor faţă de acţiunile agenţilor fizici şi chimici, respectiv agenţii

atmosferici, umezeala, îngheţ dezgheţ, solicitările mecanice.

Astfel, asupra pietrei pentru construcţii serie de încercări şi determinări de şantier şi de laborator.

Din examinarea pietrei, cu ochiul liber, cu lupa sau cu microscopul se poate constata dacă piatra este omogenă, dacă n-are fisuri sau intruziuni de materii străine care ar face-o improprie folosirii.

Din examinarea spărturii rezultă concluzii privind prelucrarea şi folosirea:

• dacă spărtura este plană, piatra se va prelucra uşor în blocuri cu feţe plane;

• dacă spărtura este convexă sau concavă, piatra se va prelucra greu în forme regulate. Spărtura foioasă sau aşchioasă cere o prelucrare atentă, fără smucituri.

Spărtura cristalină sau zaharoidă, arată că piatra va primi un lustru frumos prin şlefuire.

O preocupare importantă trebuie să fie studiul stratificaţiei, ştiind că de regulă, piatra trebuie pusă în operă în aceeaşi poziţie în care se găseşte în carieră.

Page 35: Piatra Naturala

35

Densitatea Densitatea Densitatea poate constitui un indice de calitate, deoarece obişnuit există un raport între creşterea densităţii pietrei şi creşterea rezistenţei mecanice.

Densitatea aparentă poate fi importantă în calculul greutăţii construcţiei; ea este importantă de asemenea la alegerea componentelor betoanelor. Din punct de vedere al densităţii aparente se deosebesc roci:

foarte uşoare ( cu ρa ≤ 1200 kg/m3 ),

uşoare, semigrele,

grele,

foarte grele (ρa ≥3000 kg/m3 )

Compacitatea pietrelor naturale şi direct legată de aceasta, porozitatea lor sânt importante deoarece constituie un indice asupra comportării probabile a materialului la îngheţ şi dezgheţ repetat.

Normele prevăd pentru utilizarea curentă a pietrei la lucrări executate la suprafaţa solului o compacitate de minimum 85%, dar cel puţin 95% pentru lucrări în fundaţii sau în mediu umed.

Page 36: Piatra Naturala

36

Capacitatea de absorbţia apei Capacitatea de absorbţia apei Capacitatea de absorbţia apei, cantitatea de apă absorbită de o piatră atunci când ea este imersată în apă, este important de cunoscut căci permite aprecierea pericolului de îngheţ ca şi a aceluia de umiditate a construcţiilor.

Pentru pietrele naturale de construcţii, capacitatea deabsorbţie apei se determină în trei situaţii: la presiune normală, prin fierbere şi la presiune înaltă.

Capacitatea de absorbţie a apei la presiune normală se determină cântărind cuburi din piatra de încercat, după ce au fost încălzite la 105 ... 110°C până ce au ajuns la masă constantă; apoi se cufundă în apă până la 1/4 din înălţime, după o oră până la 1/2 din înălţime, după altă oră până la 3/4 şi în sfârşit se cufundă în întregime.

Se fac cântăriri repetate până când masa rămâne constantă, oricât se prelungeşte imersiunea. Diferenţa dintre cele două cântăriri dă cantitatea de apă absorbită care este raportată la volumul cuburilor de probă.

Page 37: Piatra Naturala

37

Capacitatea de absorbţia apei Capacitatea de absorbţia apei Capacitatea de absorbţie a apei prin fierbere se determină fierbând în apă distilată timp de două ore probele de material. Absorbţia de apă este determinată prin compararea maselor probelor după uscare la 110°C până la masă, care precede fierberea în apă, şi cea determinată după fierbere.

Dacă în timpul fierberii probele se avariază, materialul se consideră necorespunzător.

Capacitatea de absorbţie a apei sub presiune înaltă se determină astfel: după cîntărirea probelor ajunse la masă constantă la 105...110°C, acestea sânt introduse în apă distilată sub clopotul unei maşini pneumatice. La scăderea presiunii aerului, aerul din porii pietrei se ridică sub formă de bule prin apa distilată. După ce ieşirea aerului s-a terminat, se scoate clopotul maşinii pneumatice şi se lasă probele în apă încă 2 ore la presiune normală, apoi se introduc, cu vas cu tot, fără a fi scoase din apă, într-un recipient adaptat la o presă hidraulică, unde se ţin sub presiune de 150 atm timp de 24 ore. Prin cântărire se determină cantitatea de apă absorbită.Raportul dintre absorbţia la presiune normală şi absorbţia la 150 atm se numeşte coeficient de saturaţie. Pentru piatra folosită la zidărie neexpusă la îngheţ este suficientă prima probă.

Pentru pietrele folosite la exterior, se cere proba absorbţiei prin fierbere, iar pentru lucrări importante este de dorit şi a treia probă.

Page 38: Piatra Naturala

38

Pentru piatra folosită la zidărie neexpusă la îngheţ este suficientă prima probă.

Pentru pietrele folosite la exterior, se cere proba absorbţiei prin fierbere, iar pentru lucrări importante este de dorit şi a treia probă.

Din punct de vedere al capacităţii de absorbţie a apei sunt : roci foarte puţin absorbante (sub 0,5 %), puţin absorbante , absorbante, foarte absorbante.

Cedarea apei se determină prin ţinerea probelor după ce au fost saturate cu apă, într-un exicator cu acid sulfuric şi cântărirea lor repetată până ce ajung la masă constantă. Se află astfel cantitatea de apă cedată, care se exprimă prin procente de greutate raportată la greutatea cuburilor uscate.

Proba cedării apei indică modul în care se va comporta construcţia: dacă va fi sau nu uscată şi sănătoasă ( piatra care cedează greu apa trebuie evitată).

Higroscopicitatea este proprietatea pietrei de a absorbi apa prin capilaritate (nu prin submersiune). Coeficientul de higroscopicitate se determină ţinând un cub cu

latura de 5 cm, uscat în prealabil la 105... 110°C, cu baza cufundată în apă cu 5 mm, timp de 24 ore. Diferenţa între masa iniţială şi cea constatată după 24 ore, împărţită la

25 (25 cm2 = sec-ţiunea probei) şi la 24 (24 ore = timpul necesar absorbţiei) dă coeficientul de higroscopicitate.

Coeficientul de higroscopicitate arată dacă există sau nu pericol de igrasie în clădirile construite cu piatra studiată.

Page 39: Piatra Naturala

39

Permeabilitatea este determinată de un coeficient ce arată cantitatea de apă ce poate trece prin porii pietrei, în timp de o oră, pe unitatea de suprafaţă. Pentru determinare se trece apa printr-un cub de piatră cu la-tura de 7 cm saturat cu apă până la masă constantă. Apa este adusă dintr-un rezervor printr-un tub de sticlă fixat pe suprafaţa pietrei cu un mastic impermeabil. Se măsoară cantitatea de apă scursă prin tub la intervale date şi se raportează la timpul trecut de la începerea probei.

Cunoaşterea permeabilităţii pietrei este importantă în construcţia zidăriei subsolurilor, a barajelor, a zidurilor de sprijin etc.

Gelivitatea este caracteristica pietrei de a se avaria când este supusă îngheţului si dezgheţului repetat, sau chiar de a prezenta după îngheţ, fără avariere aparentă, scăderi sensibile (peste 15%) în rezistenţa la compresiune. Piatra gelivă nu poate fi folosită în construcţii.

Determinarea se face asupra unor cuburi cu latura de 5 cm îmbibate sau nu iniţial cu apă, după condiţiile în care piatra se va găsi în construcţie. Cuburile se supun la un număr determinat (între 25 şi 200) de cicluri de câte 4 ore îngheţ la aer, la minus 15 ... 20°C şi dezgheţ în apă la plus 15 ... 20°C. După numărul prevăzut de cicluri, se cercetează cu lupa dacă nu s-au produs fisuri sau alterări. În caz negativ cuburile se supun şi la proba de compresiune pentru verificarea rezistenţei.

Page 40: Piatra Naturala

40

0 probă rapidă se poate face prin răcirea corpurilor de probă timp de circa o oră la 70°C şi aruncarea lor în apă caldă la +40°C. Astfel 3roba durează numai 75 minute.

0 probă mai simplă se poate face prin cufundarea repetată a cuburilor de probă într-o soluţie fierbinte de sulfat de sodiu şi cercetarea pietrei după răcirea şi cristalizarea sulfatului de sodiu. Uneori acest procedeu face însă să treacă drept gelive şi pietre sănătoase. Pentru prevenirea riscurilor gelivităţii, unele recomandări prevăd folosirea pietrei de construcţii numai după ce timp de o iarnă a stat depozitată în aer liber, aşezată răsturnat faţă de poziţia avută în carieră.

Această recomandare are în vedere două obiective:

în primul rând, prin expunerea timp de o iarnă a pietrei la îngheţ dă prilej blocurilor care prezintă fisuri sau zone gelive, să se degradeze; în acest fel se elimină riscul de a se prelucra asemenea pietre care s-ar distruge mai târziu, după punerea în operă;

în al doilea rând, se lasă timp apei de carieră să se evapore. Apa e carieră este umezeala naturală a pietrei din zăcământ.

Page 41: Piatra Naturala

41

S-a constatat că unele pietre naturale puse în operă imediat după extragerea din cariere se dovedesc mai târziu gelive, în timp ce aceleaşi pietre, dacă au fost lăsate să se usuce pe deplin înainte de prelucrare punerea în operă, dovedesc o bună rezistenţă la îngheţ.

Explicaţia acestui fenomen constă în aceea că apa de carieră conţine soluţie săruri minerale care odată cu evaporarea ei astupă porii pietrei, impermeabilizând-o.

Dacă piatra este pusă în operă înainte de desăvârşirea acestui proces, există riscul ca apa de carieră, împreună cu sărurile pe care le conţine, să difuzeze în mortarul de zidărie, lăsând astfel porii pietrei deschişi şi expuşi acţiunii îngheţului.

Rezistenţa la acţiunea gazelor de fum se determină prin supunerea lor plăci de piatră, într-o atmosferă umedă, la acţiunea succesivă a unor curenţi de C02 şi de S02, apreciindu-se apoi alterările survenite după un interval de timp dat.

Încercarea aceasta este importantă mai ales pentru piatra folosită în placarea faţadelor clădirilor centrelor importante industriale, a căror atmosferă are un bogat conţinut de bioxid de carbon, bioxid şi trioxid de sulf. De asemenea, ea este importantă pentru piatra folosită în finisarea clădirilor şi peroanelor gărilor situate pe trasee în care tracţiunea cu abur joacă un rol important.

Page 42: Piatra Naturala

42

Foarte importantă este determinarea rezistenţei la compresiune. Ea se face pe cuburi cu latura de 5 cm, uscate la 105 ... 110°C, ce se supun comprimării într-o presă de laborator, până la rupere.

Se constată că dacă probele au fost întâi saturate cu apă la presiune normală, rezistenţa lor este mai scăzută, cu un coeficient de înmuiere specific fiecărei pietre.

Foarte importantă este determinarea rezistenţei la compresiune. Ea se face pe cuburi cu latura de 5 cm, uscate la 105 ... 110°C, ce se supun comprimării într-o presă de laborator, până la rupere.

Se constată că dacă probele au fost întâi saturate cu apă la presiune normală, rezistenţa lor este mai scăzută, cu un coeficient de înmuiere specific fiecărei pietre.

Rezistenţa la şoc se determină făcând să cadă, de la diverse înălţimi, un ciocan – ciocan Feopll - de 50 daN asupra cuburilor de piatră, şi determinându-se lucrul mecanic necesar pentru spargerea acestora.

Determinarea rezistenţei la şoc este importantă pentru pietrele ce vor îi folosite la executarea scărilor, soclurilor, ancadramentelor de uşi şi în general a tuturor elementelor ce ar putea fi expuse loviturilor.

Rocile pot fi :roci foarte puţin rezistente (sub 1N.cm/cm3 ), puţin rezistente , mediocre, rezistente, foarte rezistente (peste 10N.cm/cm3 )

De asemenea, la probele de piatră supuse la îngheţ şi dezgheţ se constată scăderea rezistenţei cu un coeficient de gelivitate.

Coeficienţii de înmuiere şi de gelivitate trebuie să fie sub 15%.

Page 43: Piatra Naturala

43

Rezistenţa la uzură se determină prin şlefuirea unui cub de probă, la un număr dat de ture ale maşinii cu care se face determinarea . Se exprimă prin pierderea procentuală a greutăţii după şlefuire.

Pot fi : roci cu rezistenţă la uzură foarte mică (sub 0,05 g/cm 2 ), cu uzură mică, mijlocie, uzură mare, uzură foarte mare(peste 0,4 g/cm2 )

Determinarea rezistenţei la uzură este importantă pentru pietrele folosite la pardoseli, scări şi pavaje. In aceeaşi pardoseală sau pavaj nu se pot asocia pietre cu coeficient de uzură foarte diferit, întrucât se vor produce în timp denivelări, unele pietre uzându-se mai mult decât celelalte. De asemenea, pardoselile din pietre cu coeficienţi de uzură diferiţi nu se pot lustrui bine întrucât pietrele dure cer alt abraziv şi altă viteză de frecare decât cele moi.

Coeficientul de calitate (uzură Deval) :

• roci slabe (coeficient de calitate sub 7),

• mediocre, acceptabile,

• bune,

• foarte bune,

• excelente (coeficient de calitate mai mare de 15).

Page 44: Piatra Naturala

44

Pentru pietriş, piatră spartă, nisip intervin determinări cu caracter specific acestor materiale.

Nu este necesar întotdeauna să se facă toată seria de determinări prezentate mai sus.

In general, caracteristicile pietrelor din diverse cariere în curs de exploatare sânt cunoscute şi studii aprofundate se fac numai la punerea în exploatare a unor zăcăminte noi sau la folosirea unor pietre de provenienţă incertă.

Mai concludentă decât multe probe de laborator este cercetarea zăcământului în carieră, cercetarea construcţiilor vechi unde s-a folosit piatra respectivă şi chiar a pietrelor de cimitir, care pe lângă faptul că au stat expuse tuturor intemperiilor au şî avantajul de a purta o dată certă.

După cum rezultă din diversele încercări, pietrele naturale de construcţie au rezistenţe la compresiune mari, variind între 4000 daN/cm2 pentru unele roci eruptive şi 800 ... 900 daN/cm2 pentru unele roci sedimentare.

Conţinutul în minerale dure (duritate Mohs mai mare de 5,5) şi rezistenţa la compresiune - roci foarte moi, moi, duritate mijlocie, foarte dure.

Page 45: Piatra Naturala

45

Tipuri de roci folosite în construcţii:Tipuri de roci folosite în construcţii:

Pentru industria construcţiilor şi a materialelor de construcţii interesează în mod deosebit următoarele tipuri de roci:

Granite - roci plutonice, familia granite; acide (SiO2 65 %); minerale esenţiale: cuarţ, ortoză, albit, oliglaz; leucocrate, structură holocristalină, grăunţoasă; textură masivă; rezistenţă mare la compresiune; compacte; principalele cariere: Iacobdeal, Meri, Urviş, Greci. Măcin, Turcoaia; domenii de folosire: placări, zidării, pavaje, agregate.

Dacite - roci hipoabisale, familia granodiorite; acide; minerale; esenţiale: cuarţ, ortoză, albit, plagiglasi; leucocrate; structură porfirică; textură masivă; rezistente mecanic; principalele cariere din ţară: Poieni, Poiana Ilvei, Valea Drăganului; domenii de folosire: pavaje, agregate.

Andezite - roci hipoabisale; familia diorite; intermediare; minerale esenţiale: ortoză, albit, oliglas, andezim; leucocrate; structură porfirică; textură compactă; rezistente mecanic; principalele cariere: Chileni-Suseni, Melnaş, Bicsad, Pietroasa, Deva, Poiana Negri, Vlăhiţa; domenii de folosire:placaje, agregate.

Page 46: Piatra Naturala

46

Bazalt - rocă vulcanică; bazică (SiO2 = 48 ... 52 %); minerale esenţiale: anortit, piroxeni, amfiboli, olivină; melanocrate; structură porfirică; textură compactă slab vacuolară; rezistenţă mare la uzură; porozitate redusă; principalele cariere: Lucavăţ, Racoş; domenii de utilizare: pavaje, zidării la poduri, agregate.

Tuf vulcanic - roci vulcanice; bazice; minerale esenţiale: ortoză, albit, plagioclaşi; melanocrate; structură specifică; textură compactă; uşoare, poroase, absorbante; principalele cariere: Deva, Cepari, Dej, Mârşid, Tociloasa; domenii de folosire: zidării, agregate uşoare, materiale izolatoare, materii prime pentru tras, zeoliţi.

Gresii - roci sedimentare de origine mecanică; culoare diversă în funcţie de mineralele conţinute; structură psemitică; textură masivă; rezistente mecanic; principalele cariere: Alba, Geoagiu, Pojorâta, Soveja, Tarcău, Urviş de Beiuş; domenii de folosire: zidării, placaje, pardoseli, agregate.

Calcare - roci sedimentare de precipitaţii; minerale esenţiale: calcită; culoare diferită funcţie de mineralele asociate; structură criptocristalină; textură compactă; cu zone vacuolare; caracteristici fizico-mecanice variate; principalele cariere: Căprioara, Cărpiniş, Geoagiu, Moneasa, Pojorâta, Vaşcău; domenii de folosire: zidării, placaje, agregate, fabricarea varului şi cimentului.

Page 47: Piatra Naturala

47

Gips - roci sedimentare de precipitaţie; minerale esenţiale: gips; culoare gri-gălbui; structură holocristalină; textură compactă; principalele cariere: Aghireşti, Cuzlău, Sincăieni, Pucioasa; domenii de folosire: materii prime la fabricarea lianţilor pe bază de gips - ipsos, anhidrit etc., adaos pentru reglarea prizei la cimenturi.

Travertin - roci sedimentare de precipitaţie; culoare alb-cenuşiu, brun; principalele minerale: calcit, cuarţ; textură vacuolară; structură microcristalină; principalele cariere: Borsec, Cărpiniş, Geoagiu; domenii de folosire: placaje, pardoseli.

Marmură - roci metamorfice; principalele minerale: calcit şi în proporţii reduse, muscovit, cuarţ, pirită, hematită; culoare diversă funcţie de natura impurităţilor: alb, gri, roz, roşu, verde, negru; structură criptocristalină; textură compactă; rezistente mecanic, porozitate redusă, rezistente la gelivitate şi uzură; principalele cariere: Alun, Căprioara, Moneasa, Ruşchiţa, Văratec, Gura-Văii; domenii de folosire: placări exterioare şi interioare, pardoseli, mozaicuri, lucrări de artă.

Cuarţit - rocă metamorfică; minerale esenţiale: cuarţ, muscovit, biotit; structură granoblastică; textură masivă; dure, rezistenţă medie la compresiune, foarte rezistente la uzură; principalele cariere: Aghireşti, Greci, Măcin, Nădrag, Urviş; domenii de folosire: plăci antiacide, materii prime la fabricarea produselor refractare.

Ardezie - rocă metamorfică; culoare neagră; textură şistoasă; absorbţie mică, rezistente la gelivitate; domenii de folosire: sub formă de plăci subţiri - 1,5 mm, impermeabile, stabile la apă; principalele cariere: Greci, Cerna-Dobrogea.

Page 48: Piatra Naturala

48

Produse de piatră pentru construcţii

Produsele din piatră naturală rezultă prin extragerea rocilor din cariere sau din balastiere.

Produsele de carieră se obţin prin săpare cu ajutorul explozivilor, când nu se pun probleme de mărime şi microfisurare a blocurilor şi prin tăiere pentru obţinerea blocurilor mari nefisurate; produsele astfel obţinute se pot folosi ca material nefinisat sau pot suferi transformări (dimensiuni, formă, aspect).

Produsele de balastieră se obţin prin săpare mecanică din zăcăminte, spălarea şi sortarea materialelor, rezultând produse granulare.

Page 49: Piatra Naturala

49

Pietre naturale pentru construcţii Pietre naturale pentru construcţii

Pietrele naturale pentru construcţii sunt materiale în bucăţi, cu grade diferite de prelucrare folosite la realizarea zidăriilor, placaje, pardoseli etc.

Pietre neprelucrate

Pietrele neprelucrate sunt bucăţi de rocă folosite la forma şi dimensiunile în care au rezultat din dislocările cu explozivi sau cu foarte puţine modificări (îndepărtarea muchiilor, a proeminenţelor e

Piatra brută - bucăţi de formă neregulată, cu dimensiunile aproximativ egale, folosite la fundaţii, ziduri de sprijin.

Page 50: Piatra Naturala

50

Piatra pentru anrocamente - bucăţi cu masa cel puţin 100 kg, folosite la protecţia malurilor şi fundaţiilor canalelor de scurgere a apelor.

Lespezi - plăci folosite pentru pereuri, trotuare şi pardoseli.

•Protecţia malurilor cu anrocamente şi pereuri

Page 51: Piatra Naturala

51

Pietre prelucrate

Pietrele prelucrate sunt bucăţi de rocă ce au fost supuse unor operaţii de fasonare după extragere din carieră şi înainte de a fi puse în operă.

Faţa văzută a pietrelor prelucrate poate fi finisată în următoarele moduri:

Finisare dreaptă; faţa văzută este realizată într-un singur plan, putând avea de jur împrejur un chenar lucrat altfel decât câmpul .

Page 52: Piatra Naturala

52

Pietre prelucrate

Finisare în bosaj; faţa văzută este realizată într-un singur chenar, care este în planul faţadei (chenar = margine de 2 ... 4 cm).

Finisare din gros; câmpul lucrat cu ciocanul, rezultând creste şi adâncituri.

Finisare şpiţuită; finisare cu şpiţul, rezultând adâncituri în planul feţei.

Finisare buceardată; câmpul lucrat cu bucearda (ciocan cu crestături) rezultând o faţă cu adâncituri mici.

Finisare pieptănată; realizarea unor şanţuri paralele cu ajutorul pieptenului (unealtă din oţel cu mai mulţi dinţi).

Finisare similată; feţe cu şanţuri scurte, îndreptate în direcţii diferite, realizate cu gradina (pieptene cu un singur dinte).

Finisare vermiculată; câmp lucrat cu şpiţul în şanţuri continue neregulate.

Finisare prin sablare; prelucrarea suprafeţelor cu un jet de nisip, rezultând feţe cu mici adâncituri.

Page 53: Piatra Naturala

53

Instrumente pentru prelucrat faţa văzută a pietrei:

buceardă daltaşpiţ

Page 54: Piatra Naturala

54

Instrumente pentru prelucrat faţa văzută a pietrei:

raşchetăgradină

Finisare frecată; finisare în câmp drept cu denivelări mai mici de 1 mm.

Finisare şlefuită; feţe netede cu denuvelări mai mici de 0,5 mm.

Finisare lustruită; feţe cu luciu tip oglindă.

Page 55: Piatra Naturala

55

Principalele tipuri de pietre prelucrate sunt:

A. Pietre pentru zidării:

Moloane - blocuri din piatră cu o faţă văzută, prelucrată, iar feţele laterale cioplite sau lucrate în echer pe adâncimi de 3 ... 7 cm, având coada cel puţin egală cu înălţimea feţei văzute (coada este dimensiunea perpendiculară pe faţa văzută).

secţiune

Page 56: Piatra Naturala

56

După gradul de prelucrare a feţei văzute, molonul poate fi:

brut (faţa văzută prelucrată cu ciocanul),

cu feţe îndreptate (faţa văzută prezintă denivelări de maximum 1 cm),

regulat sau neregulat (faţa văzută este un poligon regulat - pătrat, dreptunghi, hexagon etc.

•Zidării din moloane

Page 57: Piatra Naturala

57

Din moloane se realizează zidării cu o faţă văzută, coada molonului fiind înglobată în beton.

Bolţar :bucăţi folosite la realizarea bolţilor având forma acestora şi putând fi: • bolţar cheie, • contracheie, • de naştere .

Page 58: Piatra Naturala

58

. Piatră de talie; bucăţi de formă regulată având cel puţin patru feţe prelucrate şi din care se realizează zidării cu două feţe văzute

•Zidării din piatră de talie

Page 59: Piatra Naturala

59

B. Pietre pentru pardoseliDale din piatră; plăci de grosime mai mare de 3 cm şi laturile mai mari de 40 cm, cu faţa văzută prelucrată şi de formă poligonală cu laturile inegale.

Plăci din piatră; plăci de grosimi mici şi cu faţa văzută de formă poligonală cu laturile egale.

Piatră de mozaic; granule poliedrice, rezultate din prelucrarea rocilor dure, folosite la realizarea mozaicurilor decorative interioare sau exterioare.

C. Pietre folosite la placaje

Plăci din piatră: plăci de mică grosime cu faţa văzută finisată prin şlefuire sau lustruire şi feţele adiacente acesteia prelucrate în echer pentru realizarea rosturilor închise; faţa nevăzută se prelucrează cu rugozităţi pentru o mai bună aderenţă la stratul suport.

Page 60: Piatra Naturala

60

D. Pietre prelucrate pentru pavajeSunt bucăţi de formă regulată, destinate îmbrăcăminţilor, ancadramentelor şi delimitării căilor rutiere.

Calâp; pietre de formă cubică cu laturile de 9 cm sau prisme cu dimensiunile:

7 x 7 x 9 cm .

Pavele; bucăţi de formă prismatică, cu denumiri specifice:

-pavele normale:

- tip dobrogean (18 x 12 x 13 cm) şi

- tip transilvănean (17 x 17 x 13 cm);

- pavele abnormale, cu dimensiuni ce variază în următoarele limite: (12 ... 16) x (8 ... 11) x (10 ... 13) cm.

Page 61: Piatra Naturala

61

•pavaje rutiere

Page 62: Piatra Naturala

62

Butise pentru pavaje; pavele folosite la marginea îmbrăcăminţilor rutiere, având lungimea de 1,5 ori cu cea a pavelei utilizate în restul lucrării şi cu rolul de a realiza decalarea rosturilor.

Borduri din piatră; blocuri din piatră cioplită care servesc la încadrarea părţii carosabile sau a trotuarelor.

Page 63: Piatra Naturala

63

AGREGATE NATURALEAgregatele naturale sunt materiale granulare, rezultate din sfărâmarea naturală

sau artificială a rocilor, folosite ca materiale în vrac (pentru izolări termice, ruperi de capilaritate, fundaţii (etc.) sau aglomerate în materiale compozite (mortare, betoane etc.).

PRODUSE DE BALASTIERĂ

Sunt materiale sfărâmate natural (din categoria rocilor sedimentare de origine mecanică neconsolidate) ce se pot livra în următoarele forme:

Nisip de râu (natural); material granular cu granulaţia maximp 7,1 mm, folosit la realizarea mortarelor, betoanelor etc.

Nisip fin; nisip cu granulaţia maximă 1 mm; se foloseşte la realizarea mortarelor din stratul vizibil.

Nisip grăunţos; nisip natural cu granulaţia 3, 15 ... 7,1 mm; folosit în special la prepararea betoanelor.

Pietriş; material granular cu granulaţia de 7,1 ... 71 mm; se foloseşte sortat (7,1 ... 16; 16 ... 31; 31 ... 71 mm) la prepararea betoanelor, straturi pentru ruperi de capilaritate, umpluturi, material filtrant etc.

Page 64: Piatra Naturala

64

PRODUSE DE BALASTIERĂ

Mărgăritar; pietriş cu granulaţia 7,1 ... 16 mm.

Bolovani de râu; material granular cu granulaţia 71 ... 160 mm; folosit la realizarea unor tipuri speciale de betoane sau materiale primă pentru obţinerea agregatelor sfărâmate artificial.

Balast; amestec natural de nisip, pietriş şi eventual bolovani de râu; serveşte la realizarea produselor de balastieră sau la umpluturi pentru fundaţii.

Page 65: Piatra Naturala

65

•Agregate balastieră

Page 66: Piatra Naturala

66

Agregate naturale sfărâmate artificial

Materiale granulare, grosiere sau fine, obţinute prin sfărâmarea artificială a rocilor (concasare, măcinare, granulare, sortare etc.).

Filer; material prăfos, obţinut prin măcinarea fină a rocilor în mori cu bile, cu granulaţia maximă 0,09 mm; folosit pentru mărirea durabilităţii elementelor de construcţii care utilizează lianţi hidrocarbonaţi.

Nisip de concasaj; nisip obţinut prin sfărâmarea rocilor şi sortarea materialului; se foloseşte la realizarea betoanelor.

Piatră spartă; material granular obţinut prin concasarea (sfărâmarea) rocilor, granulaţia 7,1 ... 71 mm; se foloseşte la realizarea betoanelor speciale (foarte grele, absorbante, pentru radiaţii, uşoare etc.), pentru lucrări de drumuri, caz în care sorturile şi denumirile acestora sunt: savură - piatră spartă cu granulaţia maximă 8 mm; split - piatră spartă cu granulaţiile: 8 ... 16; 16 ... 25; 25 ... 40 mm.

Piatră spartă mare; material granular, obţinut prin concasarea rocilor cu granulaţia 71 ... 160 mm; pentru lucrări de drumuri granulaţia este 63 ... 160 mm.

Cribluri; agregat natural artificial cu granulaţii rotunjite (obţinute prin concasare şi granulare) cu granulaţia 3,15 ... 25 mm).

Page 67: Piatra Naturala

67

•Agregat de concasaj

•Mod obţinere

•Denumire •Denumire sort •Sorturi (mm)

•Concasare într-o treaptă

•PIATRĂ SPARTĂ

•Piatră spartă •7,1-16/ 16-31,5/ 31,5-71

•Savură •0-8

•Split •8-16/ 16-25/ 25-40

•Piatră pentru drumuri

•40-63/ 63-90

•Concasare în două trepte

•CRIBLURI •Nisip de concasaj

•0-31,5 şi 0-71

•Criblură •3,15-8/ 8-16/ 16-25

•Măcinare •FILERE •Filer •≤,071 sau ≤0,09

Page 68: Piatra Naturala

68

AGREGATE ARTIFICIALE

Agregatele artificiale sunt materiale granulare obţinute prin sfărâmarea unor subproduse (zguri, deşeuri ceramice etc.) sau fabricate în mod special (argile expandate, perlit expandat, cenuşi aglomerate etc.).

Caracteristicile tehnice ale agregatelor.

Agregatele grele sunt destinate realizării straturilor de fundaţii şi preparării betoanelor şi mortarelor, domenii care impun, în principal, exigenţe de rezistenţă şi durabilitate.

Natura rocii: agregatele trebuie să provină din roci stabile, nealterabile în aer sau apă, rezistente la îngheţ-dezgheţ; nu se pot folosi agregatele provenite din roci feldspatice sau cu textură şistoasă, iar cele care conţin Si02 în stare amorfă se pot folosi numai după efectuarea unor determinări de laborator privind reactivitatea acestora cu lianţii.

Page 69: Piatra Naturala

69

Caracteristicile tehnice ale agregatelor.

Impurităţi. substanţe prezente în cantităţi mici în masa agregatului, dar care au acţiuni defavorabile în cazul folosirii acestor agregate la prepararea betoanelor (măresc suprafaţa specifică - argile, părţi levigabile-, prezintă inconstanţă de volum - mică, cărbuni -, reacţionează chimic defavorabil cu lianţii - humus, sulfaţi - etc.).

Conţinutul de impurităţi, este reprezentat de substanţe care în cantităţi mici în masa agregatului, pot avea acţiuni defavorabile când sunt folosite la realizarea betoanelor.

Normativele în vigoare limitează prezenţa următoarelor impurităţi: corpuri străine, argilă, mică liberă, cărbune, humus, părţi levigabile, sulfaţi şi săruri solubile.

Corpurile străine sunt în agregat sub formă de bucăţi de argilă, resturi vegetale sau animale etc. şi creează defecte în structurile în compoziţia cărora intră, afectând negativ rezistenţele mecanice. Prezenţa acestora în proba de material se constată prin examinare vizuală.

Page 70: Piatra Naturala

70

Caracteristicile tehnice ale agregatelor.

•Conţinutul de argilă din nisip se determină pe o probă medie de 500g nisip care se separă în două sorturi (0-1şi 1-7), se iau câte 30g din fiecare sort, se introduc în câte un pahar, se adaugă apă şi se fierbe 3-4 minute. Paharele se introduc pe rând la agitator unde se lasă câte 10 minute. Aceste amestecuri se completează cu apă, se agită cu o baghetă şi cu ajutorul unui tub de aspiraţie se îndepărtează suspensia formată, până când aceasta devine limpede. Conţinutul de argilă se determină cu relaţia:

în care:

- x = fracţiunea 0-1, în%;

- y = fracţiunea 1-7,1, în %;

- m1 = cantitate nisip sort 0-1,după spălare, în g;

- m2 = cantitate nisip sort 1-7,1, după spălare, în g.

Page 71: Piatra Naturala

71

Caracteristicile tehnice ale agregatelor.

Conţinutul de mică liberă se determină pe nisip uscat la masă constantă, sortat, din care mica liberă se extrage cu penseta din sorturile mari şi în curent de apă ascendent, se cântăreşte şi se raportează la masa iniţială, procentul admis fiind strict limitat.

Conţinutul de cărbune se determină pe o probă de nisip uscat care se introduce într-un cilindru gradat, se toarnă soluţie concentrată de clorură de calciu, se agită amestecul, se lasă să sedimenteze nisipul iar soluţia se trece printr-o hârtie de filtru. Cărbunele filtrat se usucă, se cântăreşte, se raportează la masa iniţială şi în procente se compară cu valorile normate.

Conţinutul de humus se apreciază prin reacţia de culoare pe care o dă amestecul de nisip cu o soluţie de NaOH cu concentraţia de 3%, la 24 ore de la amestecare şi agitare. Culoarea obţinută se compară cu culorile etalon, de la galben spre brun marcându-se conţinutul de humus peste limitele admise în amestecurile de betoane.

Page 72: Piatra Naturala

72

Caracteristicile tehnice ale agregatelor.

Părţile levigabile se determină prin introducerea unei probe de nisip uscat într-un vas în care se adaugă apă, se agită amestecul, se lasă în repaos 15 secunde, se scurge apa în exces. Operaţia se repetă până când apa ce se scurge devine curată. Nisipul astfel spălat se usucă, se cântăreşte, iar raportul între masa de material spălat şi masa iniţială de nisip în procente se compară cu valorile normate.

Conţinutul de sulfaţi se determină pe o probă de nisip uscată, măcinată şi mojarată în anumite condiţii, cu masa de 100g. Aceasta se introduce într-un cilindru gradat, se adaugă apă distilată, amestecul se agită şi se filtrează. Soluţia filtrată se acidulează cu câteva picături de acid clorhidric 37% şi se adaugă soluţie de clorură de bariu 10%. Apariţia unei tulburări sau a unui precipitat de culoare albă indică prezenţa sulfaţilor. Prezenţa sulfaţilor nu este permisă în amestecurile de betoane, iar dacă se doreşte se poate determina cantitatea exactă de sulfaţi prin metoda cantitativă (are la bază aceleaşi principii de determinare cu metoda calitativă).

Page 73: Piatra Naturala

73

Caracteristicile tehnice ale agregatelor.

Conţinutul de săruri solubile se determină pe o probă de 50g de nisip care se mojarează până când trece în totalitate prin sita 0,02, se introduce într-un pahar de laborator, se adaugă apă distilată şi se încălzeşte în baia de apă timp de 2…4 ore. Lichidul din pahar se filtrează, se introduce intr-o capsulă de porţelan, se evaporă apa din soluţia respectivă pe capsulă rămânând doar sarea, care se cântăreşte şi raportată la masa iniţială (procentual), se compară cu valorile normate.

Page 74: Piatra Naturala

74

Caracteristicile fizico-mecanice

se referă la caracteristicile structurale -densitate aparentă, densităţi în grămadă, porozitate aparentă, absorbţie de apă, rezistenţă la gelivitate, etc.- şi caracteristicile mecanice - rezistenţa la strivire în stare uscată şi în stare saturată, coeficientul de înmuiere la apă, rezistenţa la compresiune a rocii de provenienţă a agregatelor de concasaj, rezistenţa la îngheţ-dezgheţ

Densitatea - se determină pentru a cunoaşte caracteristicile structurale (compacitate, porozitate) şi reprezintă masa unităţii de volum a unui material.

Se calculează cu relaţia: φ = m/V [ g / cm3 ; kg / m3 ; t / m3 ]

în care:

- m = masa probei determinată în stare uscată la masă constantă;

- V = volumul probei şi poate reprezenta:

volumul real ( V ), ce reprezintă volumul de material lipsit de pori;

volumul aparent ( Va ), ce reprezintă volumul materialului în care sunt incluşi porii din structura acestuia;

volumul în grămadă ( Vg), ce reprezintă volumul materialului granular inclusiv golurile dintre granule.

Page 75: Piatra Naturala

75

Densitatea reală – pentru a efectua determinarea se procedează la sfărâmarea probei şi mojararea acesteia.25 cm3

O cantitate de masă m se introduce într-un picnometru ( balon de sticlă cu dop rodat şi un prea-plin cu diametru capilar ) după care se completează cu lichid de referinţă. Efectuând cântăriri ale picnometrului: uscat şi gol, plin cu apă, uscat cu pulbere, cu pulbere şi lichid, se poate calcula volumul real şi în final densitatea reală.

25 cm3

20OC

Nivelul lichidului corespunzatoer

25 cm3

20OC

dop rodat cu capilar

Vas comunicant cu

rol de preaplin25 cm3

20OC

balon cotat picnometre

N

N

Page 76: Piatra Naturala

76

Densitatea aparentă (poate avea valori mai mici de 1200kg/m3 până la valori mai mari de 3000kg/m3) este importantă în aprecierea greutăţii construcţiei, în calculul caracteristicilor structurale, etc.

Determinarea densităţii aparente presupune măsurarea masei şi volumului aparent al probei cu structura nemodificată.

Pentru măsurarea masei se va avea în vedere ca proba de material să fie uscată la masă constantă, în caz contrar se specifică umiditatea.

Măsurarea volumului aparent se va face prin măsurări directe la probele de material cu forma geometrică regulată(cu şublerul cu precizie de măsurare 0,01mm) şi prin volum de apă dezlocuit în cilindrul

Dimensiunile care se măsoară

Page 77: Piatra Naturala

77

Pentru probe poroase, imersarea în apă (în cazul de faţă lichid în de referinţă deoarece proba nu reacţionează chimic cu lichidul şi trebuie să aibă densitate cunoscută şi viteză de evaporare mică pentru a nu-şi modifica volumul în timpul determinărilor) presupune absorbţia acesteia şi denaturarea mărimilor măsurate. Din acest motiv probele se pregătesc prin saturare la masă constantă sau prin acoperire cu un strat uniform de parafină, operaţii prin care se împiedică absorbţia de apă din cea destinată determinării.

VV

Vi

Metoda volumului dislocuit

Page 78: Piatra Naturala

78

• Densitatea în grămadă (în vrac) este o determinare specifică materialelor granulare şi reprezintă masa unităţii de volum de material granular.

a b

h

miscarea

riglei

h=10cm

cEtapele de pregătire a probelor

Page 79: Piatra Naturala

79

Determinarea propriu-zisă presupune introducerea materialului granular într-un vas de volum cunoscut (cu volume diferite în funcţie de dimensiunea maximă a granulei de agregat) şi realizând starea afânată (materialul se lasă să cadă de la 10 cm în vas) sau îndesată (materialul introdus în exces se supune la vibrare sau batere în condiţii normate) a acestuia, se fac cântăririle cu precizia de măsurare standardizată şi se raportează la volumul vasului.

Volumul de goluri( Vgol ), este o caracteristică tehnică specifică tot materialelor granulare şi reprezintă proporţia de goluri dintr-un volum în grămadă în stare afânată.

Relaţia de calcul este:

100V

VV

g

spgol

în care :

-Vsp = volumul spaţiilor intergranulare;

-Vg = volumul în grămadă în stare afânată.

[ % ]

Page 80: Piatra Naturala

80

Absorbţia de apă reprezintă cantitatea maximă de apă pe care o poate absorbi o probă de material (în cazul de faţă piatră naturală) în condiţii normate de încercare.

Se calculează cu relaţia:

în care:

mu= masa în stare umedă

m = masa în stare uscată.

În condiţii de laborator determinarea absorbţiei presupune în primul rând uscarea la masă constantă (până când diferenţa între două cântăriri succesive realizată la intervale de timp normate, devine nesemnificativă) şi cântărirea probei de material (m), după care se realizează saturarea la masă constantă şi cântărirea probei (mu).

Această caracteristică permite aprecierea pericolului de îngheţ şi în acelaşi timp a comportării în condiţii de umiditate a structurii respective.

100m

mma u

[ % ]

Page 81: Piatra Naturala

81

Gelivitatea reprezintă numărul de cicluri de îngheţ-dezgheţ succesiv pe care un material aflat în stare saturată cu apă, le poate suporta fără ca pierderile de masă şi de rezistenţă să depăşească anumite limite standardizate.

Rezistenţa la îngheţ-dezgheţ sau gelivitatea reprezintă capacitatea unui material de a rezista la acţiunea temperaturilor alternante pozitive şi negative în prezenţa umidităţii.

Ciclul de îngheţ-dezgheţ presupune menţinerea probei saturate timp de 4 ore la temperatura de –(173)0C, după care probele se menţin în apă tot 4 ore, la temperatura de+(205)0C. Aprecierea comportării la îngheţ-dezgheţ se realizează prin:

- pierderea relativă de masă sau coeficient de gelivitate (µg), care se calculează cu relaţia

în care: - m = masa probei înainte de îngheţ-dezgheţ:

- mg= masa probei după îngheţ-dezgheţ.

100m

mm gg

Page 82: Piatra Naturala

82

- pierderea de rezistenţă la compresiune sau coeficient de înmuiere la gelivitate (g), care se calculează cu relaţia:

100R

RR

m

gmg

[%]

în care:

- Rm = rezistenţa la compresiune pe probe martor, ţinute în apă în condiţii de laborator;

- Rg = rezistenţa la compresiune pe probe supuse la îngheţ-dezgheţ.

Pentru materiale granulare se ia ca probă un anumit sort de agregat saturat (m), se supune ciclurilor de îngheţ-dezgheţ şi se supune cernerii printr-un ciur cu dimensiunea ochiului mai mică decât dimensiunea minimă a agregatului (mg),calculându-se coeficientul de gelivitate.

Page 83: Piatra Naturala

83

Rezistenţa la şoc ( Rşoc ) apreciază comportarea la acţiuni dinamice a materialului fasonat sau sub formă granulară. Determinarea se realizează cu ajutorul ciocanului Föppl.

Pentru materiale granulare proba se constituie din anumite sorturi de agregat, se cântăreşte o cantitate normată, se introduce în cilindrul aparatului, se aplică un număr standardizat de lovituri ale berbecului aparatului, rezistenţa la şoc apreciindu-se prin modificarea granulozităţii materialului încercat. Aceasta se apreciază prin cernerea materialului sfărâmat printr-un ciur ce permite trecerea granulelor mai mici decât dimensiunea minimă a granulelor neîncercate. Cantitatea astfel obţinută m1, raportată la masa iniţială m, reprezintă rezistenţa la şoc a materialului granular şi se exprimă matematic astfel:

% 100m

mR 1

şoc - în care termenii din relaţie au semnificaţia prezentată anterior.

În cazul probelor fasonate, acestea se introduc pe nicovala aparatului de încercat, se lasă să cadă berbecul măsurând reculul acestuia, până când reculul începe să scadă. Se calculează lucrul mecanic necesar distrugerii probei, ca sumă de reculuri crescătoare înmulţite cu greutatea berbecului. Raportul între lucrul mecanic astfel calculat şi volumul probei încercate reprezintă rezistenţa la şoc pentru astfel de probe.

Page 84: Piatra Naturala

84

Rezistenţa la uzură (Ruz) se poate determina în varianta cu material granular şi în varianta cu probe fasonate, reprezentând capacitatea probei respective de a se opune uzurii provocată de frecare în anumite condiţii.

Pentru material granular, acesta trebuie să aibă o anumită granulozitate, se alege un număr de granule care se cântăresc m, se introduc în aparatul care provoacă uzura (aparatul Deval), se supun unui număr de rotaţii care duc la uzura materialului, după care se constată prin cernere pierderea de material provocată de uzură m1. Raportul între pierderea de material şi masa iniţială de material reprezintă rezistenţa la uzură, cu expresia matematică:

[%] 100m

mR 1

uz

maşina Deval

în care termenii din relaţie au semnificaţiile menţionate anterior.

Page 85: Piatra Naturala

85

Rezistenţa la strivire prin compresiune ( Rstr )

este o caracteristică specifică materialelor granulare, se realizează pentru stare uscată şi umedă a agregatelor, cu sorturi monogranulare sau amestecate, după cum urmează:

în vasul de încercare se introduce un anumit volum de agregat de masă m, în funcţie de tipul de agregat ce urmează a fi încercat;

se pune pistonul şi se efectuează încercarea la presă cu viteză standardizată.

Aprecierea rezistenţei la strivire se face prin modificarea de granulozitate provocată de strivirea agregatelor care practic se realizează prin cernerea materialului strivit şi cântărirea restului sau a trecerilor (în funcţie de tipul de încercare) notate cu m1. Relaţia matematică de calcul are expresia următoare:

100m

mR 1

str [%]

în care termenii din relaţie au semnificaţiile precizate anterior

Page 86: Piatra Naturala

86

Caracteristicile geometrice. definite prin raportul dimensiunilor granulelor şi prin cocficientul volumic mediu (raportul între volumul aparent al granulei şi volumul sferei

circumscrise acesteia) şi, din acest punct de vedere, granulele pot fi: izometric său scurt prismatice (dacă au dimensiunile aproximativ egale), plate (dacă au două dimensiuni aproximativ egale iar a treia mult mai mică) şi aciculare sau lung-prismatice (dacă au

două dimensiuni aproximativ egale, iar a treia mult mai mare).

Forma granulelor de agregat se apreciază în condiţii de laborator prin determinarea raportului parametrilor b/a şi c/a şi a coeficientului volumic mediu Cv. Din punct de

vedere al formei granulele de agregat pot fi:

-izometrice sau scurt prismatice, cu dimensiuni aproximativ egale;

-plate, cu două dimensiuni apropiate şi una foarte mică;

-aciculare, cu două dimensiuni forte mici şi una foarte mare.

Prin forma lor granulele de agregat influenţează volumul de goluri şi suprafaţa specifică a agregatului, astfel încât prima categorie de forme specificată anterior este cea care dă volum mic de goluri şi suprafaţă specifică redusă.

Page 87: Piatra Naturala

87

Raportul parametrilor b/a şi c/a se determină pe sorturi diferite de granule de agregat la care se face măsurarea dimensiunilor în spaţiu: a, b ,c. Se face raportul acestora, media

rapoartelor şi aceasta se compară cu valorile normate.Coeficientul volumic mediu Cv, se calculează ca raport între volumul aparent al agregatului şi suma volumelor sferelor circumscrise granulelor din agregatul respectiv, apreciază abaterea granulelor de la forma ideală şi se determină prin măsurarea pe un anumit număr de granule a dimensiunii maxime a granulelor de agregat şi cu acestea se calculează volumul sferelor circumscrise. Granulele măsurate se imersează în apă

pentru determinarea volumului aparent al granulelor şi se calculează:

i

1V

a6

VVC

în care: V= volumul de apă din cilindrul gradat;

V1= volumul de apă după imersarea agregatelor;

ai= dimensiunea maximă a granulelor

Page 88: Piatra Naturala

88

Raportul parametrilor b/a şi c/a se determină pe sorturi diferite de granule de agregat la care se face măsurarea dimensiunilor în spaţiu: a, b ,c. Se face raportul acestora, media

rapoartelor şi aceasta se compară cu valorile normate.Coeficientul volumic mediu Cv, se calculează ca raport între volumul aparent al agregatului şi suma volumelor sferelor circumscrise granulelor din agregatul respectiv, apreciază abaterea granulelor de la forma ideală şi se determină prin măsurarea pe un anumit număr de granule a dimensiunii maxime a granulelor de agregat şi cu acestea se calculează volumul sferelor circumscrise. Granulele măsurate se imersează în apă

pentru determinarea volumului aparent al granulelor şi se calculează:

i

1V

a6

VVC

în care: V= volumul de apă din cilindrul gradat;

V1= volumul de apă după imersarea agregatelor;

ai= dimensiunea maximă a granulelor

Page 89: Piatra Naturala

89

agregatele se livrează, în mod obişnuit, sortat. Sorturile trebuie să se caracterizeze prin granulozitate continuă (definita în standarde sau caiete de sarcini); conţinutul de granule din afara sortului nu trebuie să depăşească 10%, iar granulele mai mari conţinute trebuie

să aibă dimensiuni mai mici decât 1,5 ori dimensiunea limită superioară a sortului.

Granulozitatea agregatelor reprezintă compoziţia în granule de diferite dimensiuni dintr-un agregat.

Granulozitatea

Această compoziţie va influenţa volumul de goluri din agregat şi implicit caracteristicile materialelor în compoziţia cărora va intra ulterior.

În condiţii de laborator determinarea granulozităţii se face prin cernere pe seturi de ciururi /site standardizate, cantitatea de material supusă cernerii variind în funcţie de dimensiunea maximă a granulei din agregatul respectiv, conform normativelor în vigoare.

Page 90: Piatra Naturala

90

Curbe limită de granulozitate sort 0-31 mm

2

10

19

37

55

95

2

10

22

40

65

95

10

25

42

60

80

100

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,2 1 3 7 16 31

diametrul ochiurilor ciurului (mm)

trec

ut p

rin c

iur

% d

in m

asa

c1

c2

c3

Page 91: Piatra Naturala

91

Practic proba de material se supune cernerii prin setul standardizat, aşezat în poziţie orizontală şi în ordinea crescătoare a ochiurilor de ciur.

Dimensiunea maxima granulelor

de agregat

% treceri în masa prin sita

zona limita 0,2 1 3 7 16 31

16 mm

Imin. 8 24 44 68 95 -

max. 12 34 54 76 100 -

IImin. 6 19 39 64 95 -

max. 10 29 49 72 100 -

IIImin. 4 14 34 60 95 -

max. 8 24 44 68 100 -

IVmin. 4 14 28 45 95 -

max. 8 24 38 60 100 -

31 mm

Imin. 6 18 32 50 72 95

max. 10 25 42 60 80 100

IImin. 4 14 27 45 68 95

max. 8 22 37 55 76 100

IIImin. 2 10 22 40 64 95

max. 6 18 32 50 72 100

IVmin. 2 10 19 31 55 95

max. 6 18 29 45 68 100

Lim

ite

le z

on

elo

r d

e g

ran

ulo

zita

te

Page 92: Piatra Naturala

92

Practic proba de material se supune cernerii prin setul standardizat, aşezat în poziţie orizontală şi în ordinea crescătoare a ochiurilor de ciur. Cernerea se consideră terminată pe un ciur / sită, când cantitatea separată la continuarea cernerii pe o coală de hârtie albă nu depăşeşte 1% din cantitatea separată iniţial pe ciurul respectiv. Se cântăresc fracţiunile separate pe toate ciururile /sitele din set şi se calculează trecerile prin acestea în grame şi în procente.

Într-un sistem de axe rectangulare se construieşte graficul de variaţie al trecerilor prin ciur /sită funcţie de diametrul ochiurilor, grafic ce reprezintă curba de granulozitate a agregatului. Curba de granulozitate se va interpreta în funcţie de limitele admise, prezentate sub formă de grafice sau tabele.

Granulozitatea agregatelor reprezintă compoziţia în granule de diferite dimensiuni dintr-un agregat.

Sortul elementar reprezintă cantitatea de agregat separată între două ciururi consecutive din setul standardizat

Sortul granular reprezintă cantitatea de agregat ca sumă de sorturi elementare succesive (ex.: sortul 0-7,1 reprezintă nisipul).

Page 93: Piatra Naturala

93

Caracteristicile agregatelor uşoare.

Agregatele uşoare sunt destinate, în principal, realizării materialelor termoizolatoare ("în vrac", sau din materiale compozite), respectiv pentru realizarea

unor betoane uşoare. Acestor agregate li se impun condiţii referitoare la conductivitatea termică şi la densitatea aparentă a materialelor pe care le compun.

Agregatele uşoare, naturale, trebuie să provină din roci uşoare, poroase (diatomit, tufuri vulcanice, scorii bazaltice). Există şi agregate uşoare, artificiale, care vor fi

prezentate la capitolele referitoare la materialele din care se fabrică.

Exigenţele impuse sunt exprimate prin caracteristicile structurale şi geometrice ale granulelor (densitatea aparentă, porozităţi şi absorbţia de apă), respectiv

caracteristicile fizice pe care acestea le realizează în strat (densitatea în grămadă, volumul de goluri, conductivitatea termică).

Caracteristicile mecanice (rezistenţa rocii de provenienţă, rezistenţa la strivire) trebuie să asigure evitarea tasării stratului sau distrugerea materialului compozit,

ceea ce ar conduce la pierderea capacităţii de izolare.

Page 94: Piatra Naturala

94

ACŢIUNI AGRESIVE ŞI MIJLOACE DE PROTECŢIE A MATERIALELOR DIN PIATRĂ

Acţiunile distructivă fizice cuprind: variaţiile de temperatură ce conduc la microfisurare şi fisurarea structurii ca urmare a unor coeficienţi de dilatare diferiţi sau a diferenţei de temperatură în volumul elementului; îngheţul şi dezgheţul, apa din capilare. Efectul acţiunilor distructive fizice se manifestă într-un timp îndelungat depinzând şi de caracteristicile fizico-mecanice ale rocii (rezistenţe mecanice, porozitate, absorbţie de apă etc.).

Acţiunile distructive chimice, ale căror efecte depind de compoziţia mineralogică, sunt urmări ale reacţiilor chimice între oxizii din atmosferă, umiditate şi componenţii chimici din roci cu formarea unor produşi de reacţie uşor solubili, ce îşi măresc volumul prin cristalizări sau au culori diferite de a masei din care s-au format. După rezistenţa la acţiuni chimice, rocile se împart în două categorii: nerezistente la acţiuni chimice (gresii, calcare, dolomit etc.) şi rezistente la acţiuni chimice (roci cu compuşi silicioşi).

Page 95: Piatra Naturala

95

În cazul calcarelor:

CaCO3 +CO2 +H2O --> CaH(CO3)2 solubil

SO2 +H2O --> H2SO3

CaCO3 +H2SO3 --> CaHSO3 (solubil) +H2CO3

Acţiuni distructive biologice se manifestă prin acţiuni mecanice (presiunea rădăcinilor) şi chimice (acizii humici).Efectele acţiunilor agresive se pot diminua prin intermediul unor măsuri constructive: evitarea suprafeţelor orizontale şi cu contrapantă şi prin tratamente de suprafaţă; în scopul închiderii porozităţii sau realizării unor pelicule impermeabile transparente (aplicarea unor pelicule de silicat de sodiu sau soluţii de fluaţii).

Page 96: Piatra Naturala

96

PROTECŢIA PIETREI NATURALE DE CONSTRUCŢIE ÎMPOTRIVA AGENŢILOR AGRESIVI

Piatra folosită în construcţii este supusă acţiunii diverşilor agenţi agresivi şi anume agenţilor fizici, chimici şi biologici.

a. Agenţi fizici. Variaţiile de temperatură, asociate sau nu cu prezenţa apei, pot avea ca rezultat sfărâmări superficiale care macină treptat construcţia.

b. Agenţi chimici. Apa de ploaie, fiind încărcată cu bioxid de carbon, atacă pietrele cimentate cu carbonat de calciu pe care-l spală cu timpul, dezagregîndu-l.

Fumul are o acţiune multiplă: particulele de carbon se depun pe piatră şi o acoperă cu o pojghiţă spongioasă care reţine apa. Bioxidul de sulf pe care adesea îl conţinefumul se transformă reacţionând cu apa de ploaie, în acid sulfuric şi atacă cimenturile de calcar şi magneziu, transformându-le în sulfaţi. Sulfaţii de calciu şi de magneziu astfel formaţi cristalizează mărindu-şi volumul şi pot uneori sfărma piatra.

Infiltraţiile de apă pătrund din pământ, prin capilaritate, m zidăria de piatră, transportând săruri m soluţie. La evaporarea apei, aceste săruri se depun la exteriorul zidăriei, ca eflorescenţe, sau cristalizează în interiorul pietrei, provocând exfolierea ei.

Mortarele de var, ciment şi ipsos provoacă uneori sfărmarea pietrelor de construcţie, dacă prin reacţia mortarului cu compuşii pietrei iau naştere săruri care cristalizează cu mărire de volum.

Page 97: Piatra Naturala

97

PROTECŢIA PIETREI NATURALE DE CONSTRUCŢIE ÎMPOTRIVA AGENŢILOR AGRESIVI

c. Agenţi biologici. Ciuperci şi alge, dezvoltându-se pe porţiuni orizon-tale şi adăpostite ale construcţiilor, se descompun după moarte şi, prin acţiunea acizilor humici ce se formează, distrug încetul cu încetul piatra.

Pentru evitarea acţiunilor agenţilor agresivi din oricare din aceste categorii se iau măsuri de ordin constructiv, sau se aplică tratamente speciale pietrei după punerea în operă.

Ca măsuri constructive, se recomandă evitarea suprafeţelor orizontale sau prea puţin înclinate care permit staţionarea apei şi prafului.

La trecerea de la suprafaţa pe care se poate depune praful la planurile verticale ale faţadelor se prevăd lăcrimare care împiedică apa de ploaie încărcată cu praf şi funingine să se prelingă pe faţadele pe ar putea să le murdărească sau să le deterioreze.

In fundaţii se prevăd izolaţii hidrofuge spre a se evita infiltraţiile

Page 98: Piatra Naturala

98

PROTECŢIA PIETREI NATURALE DE CONSTRUCŢIE ÎMPOTRIVA AGENŢILOR AGRESIVI

Ca măsuri de protejare a pietrei după punerea în operă se recomandă:

— acoperirea cu un strat de ulei vegetal sau mineral. Ulei aplică fierbinte, ca să pătrundă în porii pietrei. El formează sub acţiunea oxigenului din aer o peliculă impermeabilă ce împiedică pătrunderea apei. Dezavantajul uleiurilor este că se întunecă cu timpul la cu modificând aspectul pietrei astfel protejate;

— în regiuni industriale, cu atmosfera bogată în bioxid de sulf poate trata piatra cu o soluţie apoasă de clorură de bariu care sub acţiunea bioxidului de sulf se transformă în sulfat de bariu insolubil, chimic şi care astupă bine porii pietrei;

— fluaţii, compuşi complecşi ai diverselor fluoruri metalice cu fluorura de siliciu, în soluţie apoasă, intră în combinaţie cu elementele componente ale pietrei dând produse insolubile ce se depun în porii acesteia. Constituie cel mai eficace tratament de apărare a pietrei; nu aduce nici o modificare culorii;

— rezultate interesante se obţin prin folosirea unor soluţii pe de răşini siliconice ce se aplică pe suprafaţa pietrei prin stropire.

Ele nu modifică deloc aspectul pietrei şi, datorită caracterului neaderent al suprafeţei astfel tratate, fac ca praful şi funinginea să poată fi cu uşurinţă înlăturate prin spălare cu furtunul sau chiar prin simpla acţiune a vântului şi apei de ploaie.