Закономерности на свойствата на естествения камък
Отопление, водоснабдяване, канализация
Всички минерали и скали имат определени зависимости на своите свойства от състава и структурата. Но тези специфични зависимости идват от някои обобщени, когато една от тях се оказва често срещана за многобройни сортове естествен камък. Такава обща зависимост се превръща в закономерност и може да бъде от голямо практическо значение при избора на камък за строителни цели.
По-горе беше отбелязано, че съставът на скалите може да бъде моно- и полиминерален. Качествените характеристики на първите се определят от свойствата на техния скалообразуващ минерал, формата и размера на частиците му, структурните дефекти, вида на химическата връзка между частиците, макро- и микропористостта и др. Кварцитите например са прехвърлени към свойствата на техния скалнообразуващ кварцов компонент: висока твърдост, плътност и механична якост; малък, деформируемост. (чупливост), фрактура на фрактури, висока устойчивост на химически атмосферни влияния и др. Физико-механичните свойства на варовиците отразяват характерните черти на образуващия скала калцит: относително лесна разтворимост във вода, ниска твърдост и перфектно разцепване, които са свързани с намаленото здравина на тези скали. Това влияние на свойствата на калцита се отразява и в свойствата на мраморите, които са метаморфизирани разновидности на варовиците. И въпреки че високата температура и налягането донякъде намаляват влиянието на калцита като скалообразуващ компонент, неговите физикохимични свойства и кристално-химични характеристики играят решаваща роля за формирането на структурата и свойствата на мраморите. Но особено ясно се проследява отрицателното влияние на перфектното разцепване на калцита върху силата на грубокристалните сортове карбонатни скали с химичен генезис. Намаляването на тяхната якост при механично въздействие се обяснява преди всичко с разрушаването на калцитовите частици по равнините на разцепване, както и по границите на контакта им помежду си.
По отношение на варовиците, седиментните мономинерални скали ясно се проследява следната закономерност: в техните нископорести разновидности стойностите на якост, плътност, еластичност и някои други свойства са близки до стойностите на показателите на същите свойства от техния скалообразуващ минерален калцит. Същият модел е валиден за кварцити и мрамори - скали с метаморфна генеза, въпреки факта, че в условията на метаморфизация структурата и свойствата не само на оригиналната скала, но и на нейния скалообразуващ минерал (принцип на Ле Шателие) могат да бъдат нарушени дори с постоянен химичен състав, т.е. в случай на изохимична прекристализация.
С увеличаване на порьозността, както и с появата на течове в контактите и някои други структурни дефекти, които неизбежно възникват по време на образуването на мономинерални скали, техните еластични и якостни свойства са силно намалени.
Подобни явления се наблюдават и в полиминералните скали, когато количествено преобладаващият скалообразуващ минерал има най-забележим ефект върху образуването на определени скални свойства. В магматичните скали, като гранитите, с увеличаване на съдържанието на кварц, който има много висока крайна якост на компресия (около 2000 МРа), механичната якост се увеличава. Напротив, увеличаването на количеството фелдшпати и слюда в тези скали намалява тяхната якост, обикновено до 200 MPa за финозърнести сортове и до 120-140 MPa за техните грубозърнести сортове. Това се дължи на факта, че фелдшпатът няма висока якост на натиск, подобна на кварца (само около 170 МРа), а слюдата, с присъщите си високи разцепвания и способността да образува хлъзгави равнини, допринася за механичното разрушаване на гранит с появата на вътрешни напрежения на срязване. С малко количество слюда или пълното му заместване с рог, гранитът придобива повишен вискозитет и здравина (включително ударно натоварване). С увеличаване на порьозността на изветрените и еднонитови гранити, тяхната якост бързо намалява, достигайки 80-60 МРа и по-долу. Подобен ефект от увеличаване на порьозността се открива върху показателите на еластичния модул: с увеличаване на порьозността 5 пъти, т.е. от 0,6 до 3,0%, стойността на този показател за груб гранит намалява от 6,0 * 104 на 1,6 * 104 МРа и в същото време, поради необратимото разхлабване на структурата му, едновременно се отбелязва увеличаване на постоянната деформация.
Много седиментни скали също са полиминерални агрегати, често състоящи се от фрагменти от минерали и скали с неравномерни размери. Свойствата на тези сложни скали (бреки, конгломерати и др.) Се определят както от свойствата на самите фрагменти, така и особено от свойствата на естествено свързващо вещество, действащо като матричен компонент на моно- или полиминерален състав. Естествените цименти могат да бъдат аморфни или кристални. Най-здрави са кварцовите, силициевите и опаловите мономинерални еднородни гранулирани цименти. Те значително отстъпват по здравина на полимиктичните цименти от различни зърна, състоящи се от минерални зърна с различен химичен състав с неравномерни частици. Глинените и разтворими съединения (глини, гипс и др.) Се характеризират с най-малка циментираща способност. По аналогия тази група скали може да се сравни с изкуствени строителни конгломерати (например с бетон), образуването на структурата на които се случва под влиянието на свързващи вещества в завода.