Disciplina: Constructii Civile Industriale si AgricoleReferat: Piatra naturala utilizata in constructii

Ecologica, estetica si durabila, piatra naturala constituie unul dintre cele mai apreciate materiale de constructie, folosit inca din cele mai vechi timpuri. Cu aplicatii nenumarate, atat in mediul rezidential, cat si in cel urban public, de la lucrari utilitare pana la lucrari monumentale, astazi piatra este inca favorita constructorilor si beneficiarilor din toate domeniile. In domeniul constructiilor, prin piatra naturala se intelege orice roca utilizata in constructii, de la marmura, gresie si travertin, pana la calcare si piatra de rau (exista peste o mie de tipuri de roci inregistrate si clasificate in domeniul constructiilor).Se spune adesea ca piatra si lemnul constituie unica legatura durabila dintre natura si lumea construita de om, facandu-se referire atat la longevitatea acestei legaturi, cat si la rezistenta acestor materiale in fata intemperiilor si degradarii. Piatra si lemnul sunt, istoric vorbind, chiar primele materiale constructive folosite pentru ridicarea locuintelor si a constructiilor utilitare (sa nu uitam de lut, care insa nu oferea o durabilitate satisfacatoare si care si-a castigat succesul abia dupa ce a ajuns sa fie ars, transformat in caramizi, pentru a capata o consistenta si o duritate macar asemanatoare cu a pietrei).Astazi stim deja ca cele mai durabile monumente ale Antichitatii si cele mai impunatoare catedrale ale Evului Mediu au fost ridicate din piatra naturala si decorate cu ornamente din aceleasi materiale: zidaria si placarile, statuile si coloanele, boltile si ornamentele, bancile si aleile exterioare puteau fi pavate, ornate sau construite din orice tip de roca naturala, de la uimitoarea marmura, pana la aspectoasele si rezistentele granit, travertin, calcar etc.Pana in perioada industriala, piatra, caramida si lemnul au ramas in topul preferintelor constructorilor, dar cum resursele naturale erau deja limitate comparativ cu nevoile constructive ale perioadei, respectiv cu dezvoltarea masiva a mediilor urbane si industriale, s-a trecut la utilizarea betonului si otelului pe scara mult mai larga. Acestea din urma permiteau obtinerea de elemente constructive mai ieftine, fabricate in serie, usor de turnat.Asta nu inseamna ca piatra naturala nu a continuat sa fie intrebuintata, dar aceasta a ajuns sa ocupe doar un palier din intreaga industrie a constructiilor, care avea acum la dispozitie o serie de inlocuitori (piatra artificiala, amestecuri de agregate si beton etc.). Chiar si asa, rocile continuau sa intre in compozitia multor materiale de constructii, oferindu-le acestora rezistenta necesara si avantaje ecologice.Pe de alta parte, datorita dezvoltarii industriilor mecanice si electrice, piatra a devenit mai usor de exploatat, apoi de prelucrat si fasonat, iar in paralel s-au dezvoltat liantii pentru roci, adezivii pentru placari, masele de amestec etc., ceea ce a mentinut si amplificat valoarea pietrei naturale din punct de vedere decorativ, pentru finisaje si pavaje.Piatra naturala este extrasa din cariere din munti, subterane sau de suprafata si sparta apoi in blocuri compacte, pentru utilizarea in constructii.Dimensiunea blocurilor de piatra naturala variaza in functie de utilizarea ulterioara. Dupa ce sunt sparte din munti, blocurile de piatra naturala sunt transportate la sectii de transare si de finisare, acolo unde capata diverse forme si sunt prelucrate, respectiv finisate in asa fel incat sa corespunda cerintelor de utilizare.O caracteristica deosebita a pietrei naturale este aceea ca nu exista doua bucati identice. Unele tipuri de piatra naturala pot avea variatii foarte mari de culoare si textura, de la o placa la alta.Toate caracteristicile tehnice specifice fiecarui tip de produs din piatra naturala se determina in conditii normale si ne conduc spre cunoasterea comportarii fiecarui produs in parte la actiunile agentilor fizici si chimici, respectiv la agentii atmosferici (umezeala, temperatura) si la solicitarile mecanice.O investigare completa a unui produs din piatra ar cuprinde in functie de tipul de produs, urmatoarele caracteristici tehnice: Omogenitateapietrei naturale -- se examineaza vizual sau cu lupa si microscopul in vederea aprecierii continuitatii structurale si de compozitie; Spartura-- se examineaza cu ochiul liber pentru a stabili conditiile de prelucrare si utilizare; Densitatea-- se determina pentru a cunoaste caracteristicile structurale (compactitate, porozitate) si reprezinta masa unitatii de volum a unui material; Densitatea reala-- pentru a efectua determinarea se procedeaza la sfaramarea probei si majorarea acesteia; Densitatea aparenta-- poate avea valori mai mici de 1200kg/m pana la valori mai mari de 3000kg/m) si este importanta in aprecierea greutatii constructiei, in calculul caracteristicilor structurale etc. Densitatea in gramada-- este o determinare specifica materialelor granulare si reprezinta masa unitatii de volum de material granular; Volumul de goluri -- este o caracteristica tehnica specifica tot materialelor granulare si reprezinta proportia de goluri dintr-un volum in gramada in stare afanata; Granulozitatea agregatelor-- reprezinta compozitia in granule de diferite dimensiuni dintr-un agregat; Aspectul suprafeteigranulelor de agregat -- care poate fi lucios, neted, aspru, rugos etc. va influenta comportarea straturilor de agregat prin frecarea interna diferita, iar in cazul materialelor composite va influenta aderenta intre faze; Absorbtia de apa-- reprezinta cantitatea maxima de apa pe care o poate absorbi o proba de material (in cazul de fata piatra naturala) in conditii normale de incercare. In conditii de laborator, determinarea absorbtiei presupune in primul rand uscarea la masaconstanta(pana cand diferenta intre doua cantariri succesive realizata la intervale de timp normale devine nesemnificativa) si cantarirea probei de material (m), dupa care se realizeaza saturarea la masaconstantasi cantarirea probei; Rezistenta la inghet-dezghet sau gelivitatea --reprezinta capacitatea unui material de a rezista la actiunea temperaturilor alternante positive si negative in prezenta umiditatii; Gelitivitatea--reprezinta numarul de cicluri de inghet-dezghet succesiv pe care un material aflat in stare saturata cu apa le poate suporta fara ca pierderile de masa si de rezistenta sa depaseasca anumite limite standardizate; Continutul de impuritati Corpuri straine Continutul de argila Continutul de mica libera Rezistentele mecanicela piatra naturala -- se determina distinct pe probe fasonate si pe agregate, iar pe masura prezentarii lor se vor detalia diferentele privind modul de determinare si aprecierea rezistentelor; Rezistenta la soc-- apreciaza comportarea la actiuni dinamice a materialului fasonat sau sub forma granulara; Rezistenta la uzura-- se poate determina in varianta cu material granural si in varianta cu probe fasonate, reprezentand capacitatea probei respective de a se opune uzurii provocata de frecare in anumite conditii. Rezistenta la strivireprin compresiune -- este o caracteristica specifica materialelor granulare si se realizeaza pentru stare uscata si umeda a agregatelor, cu sorturi monogranulare sau amestecate.Piatra folosita in constructii este supusa actiunii distructive a unor agenti din mediul exterior, cum ar fi: Agenti fizici: variatiile de temperatura combinate cu actiunea apei si a vantului ce actioneaza asupra pietrei naturale dupa mecanismul descris la formarea rocilor sedimentare; inghet-dezghetul produce dezagregari prin marimea volumului apei (9-10%) din porii pietrei de constructie; actiunile mecanice - uzura, eroziunea, conduc la dezagregarea elementelor de constructie din piatra. Agenti chimici: apa incarcata cu saruri provoaca exfolieri si eflorescente in reactie cu componentii agregatelor; aerul atmosferic este incarcat cu dioxid de carbon si SO2 rezultate din procese industriale in prezenta umiditatii. Aceste gaze au o actiune acida care duce la solubilizarea unor componenti ai pietrelor (mai ales calcare). Agenti biologici: microorganisme vegetale (licheni, ciuperci) care se pot dezvolta pe un strat subtire pe pamant depus pe suprafetele orizontale adapostite ale constructiilor, prin descompunere formeaza acizi humici care distrug piatra naturala; plantele ce isi gasesc loc de crestere pe piatra naturala pot provoca distrugerea prin actiune mecanica cand dezvoltarea se produce infisurile din piatra de constructie.Pentru evitarea distrugerilor in urma actiunilor anterior prezentate se iau urmatoarele masuri: De ordin constructiv: constructiile sa nu prezinte suprafete orizontale ce pot inlesni depuneri de argila, praf si care pot fixa plantele; se prevad lacrimare care impiedica scurgerea apei pe fatade; la fundatii se prevad hidroizolanti. Tratamente de protectie: vopsirea cu uleiuri sicative - prin oxidarea uleiului in aer rezulta o pelicula protectoare; tratarea cu BaCI2 in zonele cu atmosfera bogata in SO2 - rezulta un precipitat insolubil, protector superficial; tratarea cu fluati - saruri ale HF- in prezenta agentilor atmosferici rezulta saruri insolubile, protectoare; tratarea cu rasini siliconice - rezulta suprafete neaderente bune protectoare.

Cele mai intalnite tipuri de piatra naturala sunt: Marmura este o piatra naturala metamorfica ce rezulta din recristalizarea calcarului. In scop comercial toate rocile calcaroase produse de natura pot, ca dupa polisare si alte procedee de finisare, sa capete aspect de marmura. Culorile sub care poate fi gasita marmura sunt: alba, cenusie, gri, neagra si rosie. Denumirea de marmura provine din limba greaca veche unde insemna a straluci, a luci. In Romania, cea mai cunoscuta marmura este marmura de Ruschita. Granit este o piatra naturala magmatica, cu granulatie grosolana ce se formeaza de obicei la adancimi mari. Granitul este folosit in constructii la: pavarea trotuarelor (datorita faptului ca este foarte dur si rezistent la erodare si la intemperii), acoperirea peretilor caselor si a altor cladiri, in gradini la fantani sau la pavarea aleilor etc. De obicei piatra naturala din granit se clasifica in trei grupe principale: granulatie fina, granulatie medie, granulatie grosiera. In ultimii ani 83% din piatra naturala utilizata pentru monumente a fost granitul, restul de 17% fiind din marmura. Travertin -- este o forma de calcar cu o suprafata aparte. Micile alveole caracteristice suprafetei sunt create de izvoarele fierbinti existente acum milioane de ani in jurul formatiunilor geologice. Deoarece travertinul nu permite lustruirea, textura suprafetei se preteaza finisajelor cu aspect aticat. Gama de utilizare a travertinului este similara cu cea a calcarelor. Calcar este definit ca o piatra naturala de origine sedimentara, compusa in principal din carbonat de calciu sau carbonat dublu de calciu si magneziu, sau o combinatie a acestor doua minerale. Calcarul recristalizat, calcarul compact microcristalin si travertinul finisate si polisate sunt comercializate de obicei ca marmura. Calcarul contine o serie de caracteristici distincte fata de alte pietre naturale, inclusiv dungi sau pete de calcit, fosile sau formatiuni de scoici, gauri de cariera, dungi deschise de textura, formatiuni in forma de fagure, pete de fier etc. Ardezie aceasta piatra naturala este o gresie argiloasa sau argila cu granule fine, care se poate desface usor in foi subtiri ce sunt utilizate la acoperisurile cladirilor sau ca dale pentru pardoseli. Suprafata ardeziei poate fi slefuita sau bruta. Ardezia ofera o rezistenta buna la uzura si nu crapa la ger, dar prezinta dezavantajul de a se zgaria usor. Gresie Cuartite quartzul este o piatra naturala comuna cel mai adesea distribuit sub forma de piese compacte.

MARMURAMarmura este o roca metamorfica, compusa in cea mai mare parte din calcit si obtinuta prin metamorfoza calcarului. Din punct de vedere petrografic, marmurele sunt calcare sau dolomite cu cristale de calcit bine dezvoltate datorita proceselor metamorfice la care au fost supuse. Cele mai obisnuite culori pentru marmura sunt urmatoarele: alba, cenusie, gri, neagra si rosie, datorate in general impuritatilor continute (rosu de la sarurile de Fier, cafeniu de la cele de Mangan, cenusiu de la Grafit etc ), iar venulatia se datoreaza numeroaselor fisuri umplute ulterior cu calcit secundar.Marmura se formeaza din calcar sub actiunea caldurii si presiunii de peste ani in scoarta terestra. Aceste presiuni sau forte de presiune determina calcarul sa-si schimbe textura si aspectul, proces numit recristalizare. Materialele fosilizate in calcar, impreuna cu minerale, recristalizeaza si formeaza boabe mari, grosiere de calcit.Impuritatile prezente in calcar in cursul perioadei de recristalizare afecteaza/ modifica compozitia minerala a marmurei. La temperaturi relativ scazute, impuritatile de siliciu formeaza cristale de cuart. La temperaturi mai ridicate, dioxidul de siliciu reactioneaza cu carbonatii pentru a produce diopside sau forsterite. La temperaturi foarte ridicate, mineralele rare de calciu se transforma in marmura. In prezenta apei se pot forma si alte minerale. Prezenta de fier, aluminiu si siliciu poate duce la formarea de hematite si magnetite.Mineralele rezultate din impuritati dau marmurei o mare varietate de culori. Marmura cea mai pura din punct de vedere al calcitului este cea de culoare alba. Marmura care contine hematite sunt de culoare rosiatica, cea care contine limonit este galbena si cea care contine serpentine este de culoare verde.Marmura nu poate fi impartita cu usurinta in foi de dimensiuni egale si trebuie sa fie exploatata cu grija. Roca se poate sparge daca sunt utilizati explozivi. Blocurile de marmura sunt exploatate cu masini care taie santuri si care fac gauri in stanca. Delimitarea unui bloc de marmura de catre mineri se realizeaza prin trasarea de santuri si gauri. Desprinderea blocului se face cu pene si masini speciale, blocurile astfel obtinute debitandu-sa cu fierastraie la forma si dimensiunea dorita, dupa care se finiseaza si se lustruiesc conform solicitarilor.Proprietatile fizice generale ale marmurei sunt duritatea, densitatea, compresiunea etc. Majoritatea marmurelor (cu foarte putine exceptii) au urmatoarele caracteristici:Duritate: 3 - 4 pe scala MohsDensitate: 2.55 - 2.7 Kg/cmRezistenta la compresiune: 70 - 140 N/mmModul de ruptura: 12 - 18 N/mmAbsorbtia de apa: mai putin de 0,5%Porozitate: scazuta

Din punct de vedere al proprietatilor chimice, marmurele sunt roci cristaline compuse in principal din calcit, dolomita sau minerale serpentina, impreuna cu alte componente minore care variaza de le origine la origine. Dintre cele mai importante se mentioneaza:Var (CaO): 28-32%Cuart (SiO2): 30 - 30%Peridotit (MgO): 20 - 25%Bauxita (FeO si Fe2O3): 1-3%Pierdere la calcinare (LOI): 20-45%

Dintre impuritatile minerale depistate in marmura amintim tremolitul, actinolitul. flintul, granatul, biotitul, talcul, fosterite etc.Cea mai mare cariera de marmura din Romania se afla la Muntii Poiana Ruscai, judetul Caras-Severin. Cariera Ruschita a intrat in exploatare in 1884. Marmura extrasa aici este de culoare alba cu nuante roz, albastrui si cenusii, compacta (98,11%), cu structura zaharoida marunta pana la mijlocie, calitatea deosebita a acesteia fiind apreciata si peste hotare, fiind exportata in Franta, Italia, SUA, Germania, Austria, Ungaria, Egipt etc. Pentru realizarea Casei Poporului - actualul Palat al Parlamentului s-au folosit printre alte materiale 1.000.000 metri cubi de marmura.Marmura(calcar cristalin, recristalizat, de diferite culori) este mult raspandita in Europa. InItaliaea se afla in Muntii Alpi, Apeninii Nordici (cunoscuta din antichitate sub numele de marmura deCarrara, fiind de culoare alba, albastruie). Exploatari se fac in jurul orasului Spezzia, laLivorno(marmura verde, rosiatica), Portovenere. In provincia Toscana din Apeninii Centrali exploatarile sunt prezente la sud de Florenta (Siena) si in nord-vestul Florentei (Prato). Alte centre in Apenini mai sunt la Apulia siCampania. In Muntii Alpi se extrag varietati diferite de marmura, de la cea de culoare alba, alb-albastruie din Valea Ossole, la cea de culoare neagra (La Varenna), verde (Cezana si Susa) sau de culoare rosiatica, exploatata in sud-est, la Verona.InGrecia,exploatari de marmura sunt in apropierea capitalei Atena, la Imettos, Pentelikos, in Arhipelagul Cicladelor si Skiros siParos. Marmura de culoare alba de laParossi Pentelikos a fost utilizata in antichitate, in constructia diferitelor opere de arta. In Peninsula Iberica, in nord-estulSpaniei, in provinciaEstremadura; in sud-est, in Sierra de Bacares se exploateaza marmura pentru statui. Este cunoscuta pentru frumusetea marmurei si provincia Almetejo dinPortugalia, cu tonuri de culori variate (roz, galben, purpuriu, brun, violaceu).In Pirineii CentraliFrantadispune de marmura pentru ornamentatii de culoare rosie, verde, roz. Alte varietati de marmura se intalnesc in Muntii Jura, in Masivul Central Francez, Muntii Vosgi si in nord-estul tarii, la Boulogne-Givet. Varietati de marmura, cu nuante de la verde la negru sau maron, se intalnesc in Alpii Scandinavici inSuediasiNorvegia.Exploatari de marmura sunt si in Peninsula Crimeea (Ucraina), Peninsula Karelia, in Asia Centrala si Muntii Urali (Federatia Rusa). Alte tari cu exploatari de marmura din Asia suntChina, in Peninsula Shandung;India,cu varietati de marmura alba pentru sculptura, existente in statul Assan, inMadras,Turcia(Pod. Anatoliei),Japonia(in insulaHokkaido),Filipine(cu o productie de 2.017 mii m3in 1995),Thailanda,Yemen.Rezerve importante sunt detinute inAmerica de Nordde: SUA (in Muntii Appalachi, in statul Colorado - varietatea alba), Canada (exploatari in zona fluviului Sfantul Laurentiu - de culoare bleu, neagra, cu dungi albe sau gri); anual se produc aici 40 mii m3de marmura; Mexic (cu exploatari in jurul capitalei de la El Marmol si Peninsula California), iar inAmerica Latinase intalnesc varietati de marmura in: Cuba, Brazilia, Argentina, Chile.InAfricaexista marmura in Etiopia (184 mii mc), nord-estul Algeriei,Egipt,Nigeria, Mozambic si Maroc.Societatea noastra va pune la dispozitie o gama variata de materiale provenind din Italia, Grecia, Spania, Turcia, India, Egipt, Iran sau Liban, acestea avand diferite dimensiuni, grosimi si finisaje.

Descrierea termenilor utilizati: roci metamorfice - iau nastere din alte roci prin procesul de metamorfoza (transformare) produs de presiuni, temperaturi inalte care atrage dupa sine un schimb de elemente chimice calcit - mineral din clasa carbonatilor foarte frecvent intalnit in natura calcar - denumit si carbonatul de calciu, este o roca sedimentara, dominant organogena, de culoare alba, cenusie sau galbena. Roca este compusa in special din mineralele calcit si aragonit ambele avand formula chimica (CaCO3). dolomita - varietate de calcar hematite - oxid natural de fier, foarte dur, de culoare roie sau bruna, cu luciu semimetalic magnetite - minereu de fier de culoare neagra sau cenusie-inchis care se gaseste in roci eruptive si care are proprietatea de a atrage fierul limonit - minereu de fier cristalizat sau amorf, de culoare galbena-bruna sau roscata pana la negru, alcatuit din oxid de fier hidratat, argila si putin fosfor) serpentine - mineral cu varietati de diferite culori, rezultat prin hidroliza silicatului de magneziu peridotit - peridotitele fac parte din rocile cu o granulatie mare, formate in straturile din scoarta pamantului, situate la o adancime de 200 - 300 km, ce contin cel putin 40 % olivina, restul fiind compus din ortopiroxeni si clinopiroxeni, mineralele avand o concentratie importanta de aluminiu, magneziu, fier care in functie de temperatura si presiune la formare sunt asociate cu granat, spinel, mai rar plagioclaz bauxita - bauxita este unul dintre cele mai importante minereuri de aluminiu si se compune in cea mai parte din mineralele ce contin aluminiu ca: Gibbsit (Hydrargillit) Al(OH)3, Boehmit AlO(OH) si Diaspor AlO(OH). Bauxita mai poate contine minerale cu fier ca Hematit Fe2O3 i Goethit FeO(OH), ca si minerale argiloase Caolinit si minerale cu un continut redus in oxizi de titan Anatas TiO2. cuart - sau bioxid natural de siliciu, care se gaseste in roci in stare neconsolidata (ca nisip) sau in forma de cristale hexagonale, transparente si incolore (in stare pura) sau diferit colorate (cand contin si substante straine) tremolit - silicat natural de calciu si de magneziu care se prezinta sub forma de cristale de culoare alba actinolit - piatra stralucitoare verde cu cristale alungite radiale flint - varietate naturala de opal granat - silicat natural de calciu, de magneziu, de fier, de mangan, de aluminiu sau de crom, intrebuintat ca piatra de slefuit sau, in stare pura (de culoare rosie), ca piatra semipretioasa biotit - varietate de mica, de culoare verde, bruna sau neagra talc - silicat natural hidratat de magneziu, de culoare alb-verzuie, unsuros si moale la pipait fosterite - grup de rasini

Bibliografie:

Mihalcescu N. , Piatra naturala in constructii, Editura Tehnica, Bucuresti, 1957 Mircea Rujaru si Livia Groll, Materiale pentru constructii, Editura Gheorghe Asachi,Iasi, 1999 http://www.rasfoiesc.com/educatie http://www.marmurasaugranit.ro/ http://referat-referate.blogspot.ro/ http://www.creeaza.com/ http://www.piatra-naturala.ro/ http://www.piatranaturalakm78.ro/ http://www.algabeth.ro/

10