Prirodni kamen – 2. dio

Kakav kamen trebam izabrati? Ovo je jedno od najučestalijih pitanja, koja si ne postavljaju samo investitori, već i arhitekti, i izvođači. Jer, ima mnogo mogućih odgovora. Kamen odabiremo po njegovom izgledu, izdržljivosti, cijeni… Ako udovoljimo svim zahtjevima,  možemo biti sigurni da smo izvršili pravi odabir, ili pak krećemo u kompromise i tada zapadamo u dvojbe. U ovom ćemo članku pokušati osvijetliti neke temeljne osobine prirodnoga kamena.

k18-25-s1-300.jpgNEVJEROJATNA PALETA BOJA I UZORAKA

Već i površan pregled sastava stijena razjašnjava svojstva pojedinih vrsta stijena. One se sastoje od minerala. To su tvrde homogene anorganske tvari sa stalnim kemijskim sastavom. Najčešći su elementi, koji opet tvore minerale, sljedeći: aluminij, kalcij, kalij, magnezij, mangan, natrij, ugljik, silicij, željezo i drugi.

Minerali odnosno njihovi elementi određuju stijenama svojstva kakva su boja, tvrdoća i težina. U stijenama su minerali, primjese i veziva međusobno pomiješani, a stijena ima boju onog elementa, koji u njoj preovladava. Stijene koje sadrže mnogo silicija, aluminija i kalija svijetlih su boja, a stijene bogate manganom, magnezijem i željezom imaju tamnije boje. Kalcij daje stijeni bijelu boju; željezo i mangan žutu, crvenu, smeđu, ljubičastu pa i crnu; magnezij sivu, a klor i krom zelenu. Primjese koje se pojavljuju u stijeni mogu biti bitumen, koji joj daje tamnosivu i crnu boju, te glina, koja će stijeni dati žućkastu boju. Veziva, koja prije svega u sebi sadrže stijene što ih nazivamo sedimentnima, mogu biti vapnenačka (ona stijeni daju bijelu i sivu boju), laporasta (obojit će stijenu smeđkastim tonovima) i glinenkasta (daju joj žutu boju).

Prema njihovom geološkom izvoru stijene dijelimo na tri glavne skupine: magmatske, sedimentne i metamorfne.

k18-25-s2-3-300.jpgMagmatske stijene

Magmatske stijene nastale su prodiranjem magme kroz raspukline na površinu Zemlje. Pod utjecajem velikih pritisaka minerali tekuće magme se kristaliziraju i time ovim stijenama daju prepoznatljivu zrnatu ili kristalnu strukturu. Ako se magma stvrdnula već u kori Zemlje, nastaju dubinske stijene (granit, sienit, diorit, tonalit, gabro), kojima je značajka spomenuta zrnasta struktura. Tamo gdje je magma naglo prodrla na površinu i zatim se na njoj stvrdnula, nastaju prodiruće stijene (vulkanske stijene kakve su porfir, trahit, andezit, bazalt, diabaz, lava), kojima je glavna značajka porfirno – staklasta struktura.

Sedimentne stijene

Mehanički sedimenti su nastali taloženjem (sedimentacijom) djelića prvotnih (magmatskih) stijena, uz koje su se primiješali novi minerali. Ako je voda ove djeliće odlagala slobodno, nastali su nevezani sedimenti (tucanik, šljunak, pijesak, glina), a ako su se ovim djelićima primiješale rude, nastali su vezani sedimenti (breča, konglomerat, pješčenjak, glinenci, lapor). Posebnu skupinu vezanih sedimenata sačinjavaju tufski sedimenti (tufi), koji su nastajali odlaganjem vulkanske prašine u okolici vulkana.

k18-25-s4-230.jpgNeke sedimentne stijene mogu nastati i pod utjecajem raznih kemijskih procesa. To su primjerice sadra ili gips, anhidrid, siga …

Biokemijski sedimenti su nastali povapnenjem (kalcifikacijom) i taloženjem ostataka organizama (životinja, biljaka) te prilikom nekih kemijskih procesa. Većina biokemijskih sedimenata je izrađena od tvrdih dijelova organizama (fosila) kao što su ostaci školjaka, kosturi, koralji ili bilje. Takvi su sedimenti vapnenec i kreda.

Neki biokemijski sedimenti su nastali još pod utjecajem kemijskih procesa pri izlučivanju minerala iz vodenih rastopina. Takvi su dolomit i lehnjak.

k18-25-s5-230.jpgMetamorfne stijene

Metamorfne stijene su nastale od magmatskih i sedimentnih stijena kada su se ove našle u dodiru sa lavom, koja je u dubinskim slojevima prodirala u raspukline. Pod utjecajem visokih temperatura i pritisaka ove su se stijene prekristalizirale. Tako su dobile njima svojstvenu kristalnu strukturu.

Pod utjecajem temperature su nastajale kompaktne metamorfne stijene (mramor, serpentin i kvarcit), a pod utjecajem pritisaka škriljaste metamorfne stijene (škriljevac ili gnajs, ardezija).

k18-25-s9-150.jpgJE LI MOST DOVOLJNO ČVRST?

Naravno, nastavak znamo: kao kamen, skala… U ovom ćemo poglavlju pokušati osvijetliti neke suštinske osobine, koje su od velikoga značaja prilikom odabira kamena.

Čvrstoća

Čvrstoća je otpornost stijene na djelovanje sile koja je podvrgava pritisku. S obzirom na sile koje mogu djelovati na kamen, razlikujemo pritisnu silu i čvrstoču na savijanje te otpornost na lom.

Čvrstoća neke stijene na tlak izražava se u kilogramima po kvadratnom centimetru (kg/cm2). Najveće opterećenje koje stijena još može izdržati računa se u kilogramima pritiska na kvadratni centimetar površine što na nju djeluje. Kao primjer, navodim nekoliko veličina pritisaka, koji pojedine stijene još mogu podnijeti:

  • k18-25-s6-7-300.jpg pješčenjaci 500–1800 kg/cm2,
  •  vapnenci i mramori 600–2000 kg/cm2,
  •  graniti 1500–2700 kg/cm2,
  •  dioriti 200–2700 kg/cm2,
  •  bazalt 2500–3500 kg/cm2.

Među stijenama na slovenskom području najtvrđa je pohorski tonalit (granodiorit).

Čvrstoća na savijanje stijene je njezina otpornost na savijanje, odnosno na lom. Opasnostima od loma su prije svega izložene kamene poprečne plohe, nosive konzole i masivne učvršćene kamene stube. Važno je reći kako stijena koja je opterećena na savijanje treba biti – bez nedostataka.

k18-25-tab-450-230.jpgTvrdoća i otpornost na habanje

Pojam tvrdoća označava otpornost stijene na habanje. Ova tvrdoća ovisi o tvrdoći minerala i njihovoj strukturi. Stupanj tvrdoće stijena određujemo u rasponu od 1 do 10 po Mohsovoj ljestvici, kod koje veći brojevi označavaju i veću tvrdoću. Kao primjer navodim četiri skupine, u koje su razdijeljene stijene po stupnju otpornosti na trljanje i rezanje:

Habanje je vrlo važan pojam kod odabira stijena za prohodne površine. Koeficijent obrusa se ovdje utvrđuje pokusnim brušenjem površine. Nizak koeficijent označava visoki stupanj habanja, a visoki koeficijent niski stupanj habanja (recimo, kod pješčenjaka je to 5,3 milimetara, a kod kompaktnih vapnenaca 4,8, ili kod granita 0,7 milimetara).

Upijanje vode

Svaka stijena koju nalazimo u prirodi sadrži i određenu količinu vlage u sebi, i ona nije štetna. No, štetna je vlažnost koju stijena dobiva prigodom uporabe uslijed svoje poroznosti. Stijena sa niskim stupnjem poroznosti ima oko 1 posto vlažnosti. Svojstvo upijanja vode značajno je prije svega kod stijena sa srednjom i velikom poroznošću. Takvi su materijali zato manje otporni na zamrzavanje, a time postaju i manje trajni.

ZAKLJUČAK

Magmatske stijene (među koje ubrajamo granite i porfire) pripadaju tvrđim i trajnijim stijenama sa niskom sposobnošću upijanja vode i niskim stupnjem habanja. Zato se vanjske površine i prostori visoke uporabne frekventnosti popločavaju granitom ili porfirom.

Sedimentne stijene (među kojima su vapnenac, breča i pješčenjak) imaju brojne uzorke, jer su u njima nanosi i ostaci kamenja, školjaka, pijeska… Radi ovih nam osobina izgledaju kao ljepše i stoga prikladnije za unutarnje obloge, kao dodaci opremi ili nam služe za ukrašavanje prostora.

Metamorfne stijene (kojima pripadaju mramor i kvarcit), koje su zapravo prekristalizirane magmatske i sedimentne stijene, očuvale su izgled prvospomenutih. U načelu su one postojanije od sedimentnih, odnosno manje postojane od magmatskih stijena.

Jožica Curk, dipl. ing. arh.

PODIJELI