Bouwstenen:gebruik, aankleding en conservering | Technische materialen

In dit artikel zullen we bespreken over:- 1. Gebruik van stenen 2. Natuurlijk bed van stenen 3. Dressing 4. Verslechtering 5. Vertraging 6. Behoud 7. Kunststenen.

Gebruik van stenen :

De stenen worden gebruikt bij de constructie van gebouwen uit de oudheid en de meeste oude tempels en forten van ons land werden met stenen gebouwd. De Taj Mahal in Agra en het Rode Fort, Jama Masjid, Parliament House, Central Secretariat en Rashtrapati Bhawan in Delhi en verschillende andere prominente structuren verspreid over de lengte en breedte van ons land leveren ons de prachtige voorbeelden van de bijdrage van stenen als bouwmateriaal. Ook nu nog vormen ze een basismateriaal voor cementbeton en bakstenen.

Hier volgen de verschillende toepassingen waarvoor stenen worden gebruikt:

(1) Structuur:

De stenen worden gebruikt voor funderingen, muren, kolommen, lateien, bogen, daken, vloeren, vochtwerende banen, enz.

(2) Gezichtswerk:

De stenen zijn geadopteerd om de structuur een massieve uitstraling te geven. De muren zijn van bakstenen en de bekleding is uitgevoerd in stenen van de gewenste tinten. Dit staat bekend als het composiet metselwerk.

(3) Bestrating:

De stenen worden gebruikt om vloeren van verschillende soorten gebouwen te bedekken, zoals woningen, commerciële, industriële, enz. Ze worden ook gebruikt om wegen, voetpaden, enz. te vormen.

(4) Basismateriaal:

De stenen worden gedesintegreerd en omgezet in een basismateriaal voor cementbeton, marum van wegen, kalkcementen, kunststenen, holle blokken, enz.

(5) Diversen:

Naast bovenstaande toepassingen, worden de stenen ook gebruikt als:

(i) Ballast voor spoorwegen,

(ii) Flux in hoogovens,

(iii) Blokken bij de constructie van bruggen, pijlers, landhoofden, keermuren, vuurtorens, dammen, enz.

Houd er echter rekening mee dat de stenen geleidelijk aan hun populariteit als bouwmateriaal verliezen vanwege de volgende feiten:

(i) Het bewerken van stenen blijkt vervelend, arbeidsintensief en tijdrovend te zijn.

(ii) De stenen van de gewenste sterkte en kwaliteit zijn niet gemakkelijk verkrijgbaar tegen matige prijzen, vooral in vlakke gebieden.

(iii) De alternatieven voor verhalen, namelijk R.C.C. en staal, zijn sterker, minder omvangrijk, duurzamer en geschikter gebleken voor de hedendaagse constructie van gebouwen met meerdere verdiepingen en belangrijke gebouwen.

(iv) De constructies gemaakt van stenen kunnen niet rationeel worden ontworpen zoals in het geval van R.C.C. of staalconstructies.

Natuurlijk stenen bed :

(1) Definitie:

De bouwstenen worden verkregen uit rotsen. Deze rotsen hebben een duidelijk scheidingsvlak waarlangs stenen gemakkelijk kunnen worden gespleten. Dit vlak staat bekend als het natuurlijke bed van steen en geeft dus het vlak of bed aan waarop de sedimentaire steen oorspronkelijk werd afgezet. Het natuurlijke bed van steen hoeft niet per se horizontaal te zijn.

Voor afzettingsgesteenten is het gemakkelijk om de natuurlijke bedding waar te nemen en te lokaliseren, aangezien deze langs de gelaagdheidsvlakken ligt. Voor stollingsgesteenten is het natuurlijke bed van weinig betekenis of belang en is het ook moeilijk te bepalen.

(2) Belang:

Bij metselwerk is de algemene regel dat de richting van de natuurlijke bedding van alle sedimentaire stenen loodrecht of bijna loodrecht op de richting van de druk moet staan. Een dergelijke opstelling geeft maximale sterkte aan het metselwerk.

De natuurlijke bedden van stenen kunnen worden gedetecteerd door water te gieten en de richtingen van lagen te onderzoeken. Het vergrootglas kan ook voor dit doel worden gebruikt. Een ervaren werker kan gemakkelijk de richting van het natuurlijke stenenbed bepalen aan de hand van de weerstand die aan de beitel wordt geboden. De stenen breken gemakkelijk langs deze natuurlijke bedden.

Met betrekking tot het natuurlijke bed worden de stenen als volgt in verschillende situaties geplaatst:

(i) Bogen:

In stenen bogen worden de stenen met hun natuurlijke bedding radiaal geplaatst, zoals weergegeven in fig. 2-1.

Met een dergelijke opstelling werkt de stuwkracht van de boog normaal op de richting van natuurlijke bedden.

(ii) Kroonlijsten, Stringcursussen, enz.:

De stenen zijn gedeeltelijk niet ondersteund in het geval van kroonlijsten, koordlagen, enz. Daarom moeten ze worden geplaatst met de richting van natuurlijke bedden als verticaal. Dit principe gaat niet op voor hoekstenen. In dergelijke gevallen zou het wenselijk zijn om stenen zonder natuurlijke bedden te adopteren.

(iii) Muren:

De stenen moeten in muren worden geplaatst met de richting van hun natuurlijke bedden horizontaal, zoals weergegeven in afb. 2-1.

Kleding van stenen :

De stenen moeten, nadat ze zijn gewonnen, in geschikte maten en met geschikte oppervlakken worden gesneden.

Dit proces staat bekend als het afwerken van stenen en wordt voor de volgende doeleinden uitgevoerd:

(i) Om het gewenste uiterlijk van metselwerk te krijgen,

(ii) Om het transport vanuit de steengroeve gemakkelijk en voordelig te maken,

(iii) Om te voldoen aan de eisen van metselwerk,

(iv) Om te profiteren van lokale mannen in de buurt van steengroeven die zijn opgeleid voor dit soort werk, enz.

Met betrekking tot de werkplek kan de dressing in twee soorten worden verdeeld, namelijk steengroevedressing en sitedressing.

Bij de steengroeve worden de stenen ruw behandeld om de volgende voordelen te verkrijgen:

(i) Op de steengroeve is het mogelijk goedkope arbeidskrachten te krijgen voor het proces van het bewerken van stenen.

(ii) Het is mogelijk om stenen te sorteren voor verschillende werken, als steengroevedressing wordt toegepast.

(iii) De onregelmatige en ruwe delen van de stenen worden verwijderd, wat het gewicht van de stenen vermindert en het vergemakkelijkt ook het transport van de stenen.

(iv) Het natuurlijke bodemoppervlak van stenen kan prominent worden gemaakt tijdens het aanleggen van de steengroeve.

(v) Wanneer de stenen vers worden gewonnen, bevatten ze sap uit de steengroeve en zijn daarom relatief zacht en kunnen gemakkelijk worden bewerkt.

Hier volgen de verschillende afwerkingen die worden verkregen door het bekleden van stenen:

(1) Axed Finish:

De oppervlakken van harde stenen zoals graniet worden met een bijl geslepen. Een dergelijke afwerking wordt een axed-afwerking genoemd.

(2) Opschepperige of gedurfde afwerking:

Bij dit type afwerking wordt de pocher gebruikt om niet-doorlopende parallelle markeringen op het stenen oppervlak te maken, zoals weergegeven in fig. 2-11. Deze markeringen kunnen horizontaal, schuin of verticaal zijn. Een opschepper is een beitel met een rand met een breedte van ongeveer 60 mm.

(3) Beitelvormige marges:

Om uniforme voegen in metselwerk te verkrijgen, worden de marges geplaatst die ofwel vierkant, schuin of afgeschuind kunnen zijn.

(4) Ronde afwerking:

Bij dit type afwerking is het oppervlak van steen rond of rond gemaakt, zoals bij een kolom.

(5) Gesleepte of gekamde afwerking- Bij dit type afwerking wordt een sleep of een kam, een stuk staal met een aantal tanden, in alle richtingen en het oppervlak over het oppervlak gewreven, zoals weergegeven in Fig. 2-12, wordt verkregen. Deze afwerking is alleen geschikt voor zachte stenen.

(6) Gegroefde afwerking:

In dit type afwerking is een marge van ongeveer 20 mm breed verzonken op alle randen van steen en het centrale gedeelte is gemaakt om ongeveer 15 mm uit te steken.

Een aantal verticale of horizontale groeven van ongeveer 10 mm breed zijn gevormd in dit geprojecteerde gedeelte zoals getoond in Fig. 2-13. Deze afwerking wordt over het algemeen gebruikt om de wiggen prominent te maken.

(7) Gegoten afwerking:

Het oppervlak van steen kan in elke gewenste vorm worden gegoten om het uiterlijk van het werk te verbeteren. De lijsten kunnen zowel met de hand als machinaal worden gemaakt.

(8) Gehamerd afgewerkte afwerking:

Bij dit type afwerking worden de stenen ruwweg vierkant of rechthoekig gemaakt door middel van een hamer van Waller, zoals weergegeven in fig. 2-14. De gehamerde stenen hebben geen scherpe of onregelmatige hoeken en hebben een relatief vlak oppervlak om goed in metselwerk te passen.

(9) Normale afwerking:

Bij dit type afwerking wordt het oppervlak van de steen ongeveer glad gemaakt met een zaag of met een beitel.

(10) Gepolijst Afgewerkt:

Het oppervlak van de stenen zoals marmer, graniet, enz. kan met de hand of machinaal worden gepolijst.

(11) Ponsmachine:

Op het stenen oppervlak worden de verdiepingen gemaakt met een pons. Het oppervlak van de steen heeft de vorm van een reeks holtes en richels.

(12) Netvormige afwerking:

Dit type afwerking heeft een netachtig uiterlijk zoals getoond in fig. 2-15. Op de randen van steen is een rand van ongeveer 20 mm breed gemarkeerd en op de omsloten ruimte wordt een onregelmatige verzakking gemaakt. Rond de onregelmatig gevormde verzinking is een rand van ongeveer 10 mm breed aangebracht met een diepte van ongeveer 5 mm. Een puntig gereedschap wordt gebruikt om de markeringen op het verzonken oppervlak aan te brengen om een ​​pokdalig uiterlijk te geven.

(13) Gewreven afwerking:

Dit type afwerking wordt verkregen door een stuk steen met het oppervlak te wrijven of door het oppervlak te wrijven met behulp van een geschikte machine.

Het water en zand worden vrijelijk gebruikt om het proces van wrijven te versnellen.

(14) Scabbling Finish:

Bij dit type afwerking worden de onregelmatige uitsteeksels verwijderd met een krabhamer en op deze manier worden de stenen ruw bewerkt.

(15) Afwerking met gereedschap:

Het stenen oppervlak wordt afgewerkt door middel van een beitel en parallelle doorlopende markeringen, horizontaal of schuin of verticaal, worden op het oppervlak achtergelaten.

(16) Afwerking met zelf- of rots- of steengroeve:

Sommige stenen, zoals verkregen uit de groeve, hebben een glad oppervlak en kunnen direct op het werk worden geplaatst. Zo'n stenen oppervlak wordt de zelf-geconfronteerde of rots-faced of steengroeve-faced afwerking genoemd.

(17) Verzonken afwerking:

Deze afwerking wordt verkregen door het oppervlak onder het oorspronkelijke niveau te laten zakken in de vorm van brede groeven, afschuiningen, hellende oppervlakken, enz.

(18) Vermiculeerde afwerking:

Deze afwerking is vergelijkbaar met het type met een netvormig patroon, behalve; dat de zinken meer gebogen zijn. Deze afwerking heeft een door wormen aangevreten uiterlijk.

Verslechtering van stenen:

De stenen met zichtbare vlakken worden beïnvloed door verschillende atmosferische en verslechtering.

Hier volgen de oorzaken van het verval van stenen:

(1) Afwisselend nat worden en drogen

(2) Vorst

(3) Onzuiverheden in de atmosfeer

(4) Levende organismen

(5) Bewegingen van chemicaliën

(6) Aard van de mortel

(7) Regenwater

(8) Temperatuurvariaties

(9) Plantaardige groei

(10) Wind.

(1) Afwisselend nat worden en drogen:

De stenen worden nat gemaakt door verschillende instanties zoals regen, vorst, dauw, enz. Een dergelijk nat oppervlak wordt gedroogd door zonneschijn. Gebleken is dat stenen die aan een dergelijke afwisselende nattigheid en uitdroging worden onderworpen, snel verslijten.

(2) Vorst:

In heuvelstations of zeer koude plaatsen wordt het vocht dat in de atmosfeer aanwezig is, afgezet in poriën van stenen. Bij het vriespunt bevriest dit vocht en zet het daardoor in volume uit en veroorzaakt het splijten van steen.

(3) Onzuiverheden in de atmosfeer:

De atmosfeer bevat verschillende onzuiverheden die nadelige effecten hebben op stenen. Zo overheersen de zuren en dampen in een industriestad. Deze onzuiverheden werken in op kalkcarbonaat en veroorzaken de aantasting van steen.

(4) Levende organismen:

Sommige levende organismen zoals wormen en bacteriën werken op stenen en verslechteren deze. Deze organismen maken gaten in stenen en verzwakken ze zo. Ze scheiden ook organische zuren af ​​die een bijtende werking hebben op steenmineralen.

(5) Verplaatsingen van chemicaliën:

Als stenen van verschillende variëteit, zoals kalksteen en zandsteen, naast elkaar in dezelfde structuur worden gebruikt, kunnen de chemicaliën die door de inwerking van atmosferische factoren op de ene variëteit worden gevormd, naar de andere gaan en veroorzaken de verslechtering van die ander.

Als bijvoorbeeld zandsteen onder kalksteen wordt geplaatst, zullen de chemicaliën die door regenwater of een andere reden uit de kalksteen worden gehaald, ervoor zorgen dat de zandsteen gaat rotten. Op soortgelijke wijze kan, als korrelige kalksteen en magnesiumkalksteen samen worden gebruikt, de korrelige kalksteen verslechteren als gevolg van de absorptie van magnesiumsulfaat uit magnesiumkalksteen.

(6) Aard van de mortel:

De aard van mortel die als bindmiddel in metselwerk wordt gebruikt, kan zodanig zijn dat het chemisch kan reageren met een van de bestanddelen van stenen en dus kan leiden tot het uiteenvallen van stenen.

(7) Regenwater:

De werking van regenwater op stenen is te veelvoudig – fysiek en chemisch. De regen maakt het oppervlak van steen nat en het wordt gedroogd door zonneschijn. Dergelijke afwisselende nattigheid en uitdroging resulteren in het uiteenvallen van steen. Dit is de fysieke werking van regenwater.

Het regenwater, dat door de atmosfeer naar het aardoppervlak afdaalt, absorbeert koolstofdioxide (CO₂ ), waterstofsulfide (HgS) en andere gassen die in de atmosfeer aanwezig zijn. Deze gassen werken nadelig op stenen en veroorzaken verval van stenen. Dit is de chemische werking van regenwater.

(8) Temperatuurvariaties:

De stijging van de temperatuur leidt tot uitzetting van stenen. De daling van de temperatuur veroorzaakt samentrekking van stenen. Als de temperatuur vaak stijgt en daalt, gaan de stenen gemakkelijk achteruit door het ontstaan ​​van interne spanningen.

(9) Plantaardige groei:

De klimplanten en bepaalde bomen ontwikkelen zich op een stenen oppervlak met hun wortels in voegen tussen stenen. Dergelijke wortels trekken vocht aan en houden het stenen oppervlak vochtig. Tegelijkertijd proberen ze uit te breiden. Dergelijke acties versnellen vervolgens het verval van stenen.

(10) Wind:

De wind bevat fijne stofdeeltjes. Als het met hoge snelheid blaast, zullen dergelijke deeltjes tegen het steenoppervlak slaan en zo zullen de stenen vergaan. De wind zorgt er ook voor dat regenwater met kracht de poriën van stenen binnendringt. Dergelijk water zet bij bevriezing uit en splijt de stenen.

Vertraging van het verval van stenen :

De volgende voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen om de rottende werking van de weersinvloeden op de stenen te vertragen:

(1) Compacte kiezelstenen:

Het is wenselijk om alleen compacte kiezelstenen te gebruiken voor de buitenoppervlakken van belangrijke gebouwen. Deze stenen moeten een dichte kristallijne textuur hebben. Het gebruik van zandsteen gecementeerd met kiezelhoudend bindmateriaal moet worden gemaakt en het gebruik van kalksteen of kalkhoudende zandsteen met open structuur moet worden vermeden voor de buitenoppervlakken in industriesteden.

(2) Externe weergaven:

Voor gewone gebouwen moeten de externe weergaven, zoals voegen of pleisterwerk, op het stenen oppervlak worden aangebracht tijdens de bouw.

(3) Gewrichten:

Alle voegen in het metselwerk moeten volledig worden opgevuld om een ​​solide en solide structuur te krijgen zonder holtes of holtes.

(4) Natuurlijke bedden:

De stenen moeten op hun natuurlijke bedding worden geplaatst.

(5) Kwaliteiten van stenen:

Het gebruik van afgewerkte, gepolijste en goed bewerkte stenen verdient de voorkeur boven de ruwe stenen.

(6) Doorgewinterde stenen:

De vers gewonnen stenen bevatten sap uit de steengroeve dat de rottingsactie versnelt en daarom moeten dergelijke stenen voldoende lang worden gekruid door ze bloot te stellen voordat ze op hun plaats worden geplaatst.

(7) Grootte van stenen:

Het is aan te raden om zo veel mogelijk stenen van groot formaat te gebruiken om het aantal voegen te minimaliseren die tekenen van zwakte zijn en waardoor water of vocht gemakkelijk kan binnendringen.

(8) Wassen met water:

Het stenen oppervlak moet zo schoon mogelijk worden gehouden en moet daarom regelmatig met water worden gewassen.

Behoud van stenen :

Het verval van bouwstenen van inferieure kwaliteit wordt tot op zekere hoogte voorkomen, als ze goed worden bewaard. Voor dit doel worden de conserveermiddelen op de stenen oppervlakken aangebracht.

Een ideaal conserveermiddel heeft de volgende eigenschappen:

(i) Het laat geen vocht toe om het stenen oppervlak binnen te dringen.

(ii) Het ontwikkelt geen aanstootgevende kleuren.

(iii) Het hardt voldoende uit om de effecten van verschillende weersomstandigheden te weerstaan.

(iv) Het dringt gemakkelijk door in een stenen oppervlak.

(v) Het is economisch.

(vi) Het is niet-corrosief en onschadelijk.

(vii) Het blijft lang effectief na het drogen.

(viii) Het aanbrengen op een stenen oppervlak is eenvoudig.

Houd er echter rekening mee dat er geen enkel conserveermiddel is dat geschikt is voor alle soorten stenen. De keuze voor een conserveermiddel vraagt ​​daarom een ​​zorgvuldige afweging. Afhankelijk van de chemische samenstelling van stenen en hun locatie in de structuur, moet een bepaald conserveermiddel worden aanbevolen. Elk geval moet goed worden bestudeerd voordat een definitieve keuze wordt gemaakt.

Hier volgen de conserveringsmiddelen die gewoonlijk worden gebruikt om de stenen te bewaren:

(1) Koolteer:

Als koolteer op een stenen oppervlak wordt aangebracht, behoudt het de steen. Maar de kleur van koolteer geeft een aanstootgevend uiterlijk en het met koolteer bedekte oppervlak absorbeert de warmte van de zon. Daarom wordt dit conserveermiddel niet algemeen gebruikt omdat het de schoonheid van stenen bederft.

(2) Lijnzaadolie:

Dit conserveermiddel kan worden gebruikt als rauwe lijnolie of gekookte lijnolie. De ruwe lijnolie verstoort de oorspronkelijke steentint niet. Maar het vereist frequente vernieuwing, meestal een keer per jaar. De gekookte lijnolie gaat lang mee, maar maakt het steenoppervlak donker.

(3) Verf:

Het aanbrengen van verf op een stenen oppervlak dient als conserveermiddel. De verf verandert de oorspronkelijke kleur van steen. Het wordt onder druk aangebracht, indien diepe penetratie vereist is.

(4) Paraffine:

Dit conserveermiddel kan alleen worden gebruikt of het kan worden opgelost in neptha en vervolgens op een stenen oppervlak worden aangebracht. Het verandert de oorspronkelijke kleur van steen.

(5) Oplossing van aluin en zeep:

Het aluin en de zachte zeep worden genomen in een verhouding van respectievelijk ongeveer 0,75 N en 0,50 N en worden opgelost in een liter water. Deze oplossing, wanneer aangebracht op een stenen oppervlak, werkt als conserveermiddel.

(6) Oplossing van Baryta:

Een oplossing van bariumhydroxide Ba(OH)₂ , wanneer aangebracht op een stenen oppervlak, werkt het als een conserveermiddel. Dit conserveermiddel wordt gebruikt wanneer het verval van steen voornamelijk te wijten is aan calciumsulfaat, CaSO₄ .

Volgende chemische reactie vindt plaats –

Ba(OH)₂ + CaSO₄ =BaSO₄ + Ca(OH)₂

Het bariumsulfaat is onoplosbaar en wordt het minst aangetast door atmosferische invloeden. Het calciumhydroxide absorbeert koolstofdioxide uit de atmosfeer en vormt calciumcarbonaat CaCO₃ wat bijdraagt ​​aan de sterkte van steen.

Kunststenen :

Deze staan ​​ook bekend als de gegoten stenen of gereconstrueerde stenen.

(1) Procedure voor het maken van een kunststeen:

De volgende procedure wordt over het algemeen gevolgd bij het maken van een kunststeen:

(i) De natuursteen wordt vermalen tot afmetingen kleiner dan 6 mm.

(ii) Het steenstof wordt verwijderd.

(iii) Er wordt een mengsel bereid van 1½ A delen stenen met een grootte van 3 mm tot 6 mm, 1½ delen stenen met een grootte van minder dan 3 mm en 1 volumedeel cement.

(iv) Het benodigde pigment om het gewenste kleureffect te produceren wordt aan het bovenstaande mengsel toegevoegd. Het aandeel ervan mag niet groter zijn dan 15% van het gewicht van het cement.

(v) Het water in de vereiste hoeveelheid wordt toegevoegd en de materialen worden grondig gemengd.

(vi) Het aldus bereide mengsel wordt overgebracht naar speciaal geconstrueerde vormen.

(vii) Het mag uitharden en het oppervlak wordt nat gehouden. De kunststeen is dan klaar in blokvorm.

(viii) Het polijsten wordt gedaan, indien nodig.

(ix) Het witte cement kan worden gebruikt in plaats van gewoon cement om een ​​lichte tint te produceren.

(2) Vormen van kunstmatige stenen:

De kunststenen kunnen als volgt verschillende vormen aannemen:

(i) Cementbeton:

Dit is een mengsel van cement, fijn toeslagmateriaal, grof toeslagmateriaal en water. Het kan ter plaatse of voorgegoten zijn. Het wordt momenteel veel gebruikt. Als staal wordt gebruikt met cementbeton, staat het bekend als het gewapend cementbeton of R.C.C. bouw.

(ii) Mozaïektegels:

De prefab betontegels met marmerschilfers aan de bovenzijde staan ​​bekend als de mozaïektegels. Ze zijn verkrijgbaar in verschillende tinten en worden momenteel op grote schaal toegepast.

(iii) Terrazzo:

Dit is een mengsel van marmerschilfers en cement. Het wordt gebruikt voor badkamers, woongebouwen, tempels, enz.

(3) Voordelen van kunstmatige stenen:

Hier volgen de voordelen van kunststenen:

(i) De holtes mogen in de kunststenen worden bewaard. Deze holtes worden gebruikt om leidingen, elektrische draden, enz. te transporteren.

(ii) De groeven kunnen tijdens het gieten in een kunststeen worden bewaard. Deze groeven zijn handig voor het bevestigen van verschillende fittingen.

(iii) Het kan in de gewenste vorm worden gegoten om aan de architecturale vereisten te voldoen.

(iv) Het kan uit één stuk worden gemaakt en daardoor wordt de moeite om grote blokken stenen voor lateien, balken, enz. te krijgen, vermeden.

(v) Het kan sterker worden gemaakt dan de natuursteen.

(vi) Het is goedkoop en zuinig omdat stenen van kleinere afmetingen winstgevend worden geconsumeerd.

(vii) Het is even goed bestand tegen aantasting en desintegratie veroorzaakt door verschillende atmosferische factoren zoals regen, vorst, enz.

(viii) Het is duurzamer dan natuursteen.

(ix) Het natuurlijke bed is afwezig in kunststenen en daarom doet de kwestie van het nemen van voorzorgsmaatregelen met betrekking tot het natuurlijke bed van stenen zich niet voor.