Kamieniołom marmuru "Biała Marianna"
Fot. Elżbieta Tołkanowicz
MATERIAA
Y KAMIENNE
Opracowała: dr inż. Teresa Rucińska
MATERIAA
Y KAMIENNE
1. Minerały i skały
1.1. Minerały to substancje występujące w przyrodzie
w postaci naturalnej. Są one najczęściej związkami
chemicznymi lub rzadziej pojedynczymi pierwiastkami.
Minerał jest najmniejszą jednostką z punktu
widzenia geologii, z jakiej zbudowana jest
skorupa ziemska.
MATERIAA
Y KAMIENNE
Większość minerałów ma budowę krystaliczną, a wymiary
kryształów są zróżnicowane.
Znane są minerały bezpostaciowe  zwane amorficznymi (jak
krzemień, opal, bursztyn).
Ze względu na liczbę składników wyróżniamy minerały:
q� jednoskładnikowe jak np.: diament, grafit, siarka, złoto,
srebro i inne metale
q� wieloskładnikowe jak np.: siarczki, tlenki, chlorowce, sole
kwasów tlenowych, węglowce
MATERIAA
Y KAMIENNE
1.2. Skały są to duże skupiska minerałów w skorupie
ziemskiej. Wyróżniamy skały:
q�mniej lub bardziej zwięzłe, np.: granit, porfir,
bazalt, piaskowiec, wapień
q�skały luz
ne (nazywane kruszywem naturalnym)
będące produktem naturalnego rozdrobnienia skał
zwartych, np.: otoczaki, żwir, piasek
MATERIAA
Y KAMIENNE
Ze względu na liczbę minerałów wchodzących w
skład skały wyróżnia się skały:
q� proste  monomineralne, np.: wapień składający
się z kalcytu
q� złożone  polimineralne, np.: granit złożony z
kwarcu, skalenia i miki
MATERIAA
Y KAMIENNE
2. Podział skał z uwagi na sposób powstawania:
q�skały osadowe - powstały w wyniku osadzania się
szczątków zwietrzałych starszych skał lub przez
nagromadzenie się szczątków zwierzęcych, a
także przez wytrącanie się związków mineralnych z
wód w zamkniętych zbiornikach wodnych.
MATERIAA
Y KAMIENNE
q�skały magmowe - powstały przez zakrzepnięcie
płynnego stopu krzemianowego - magmy.
Wyróżniamy:
" skały głębinowe  zastygające w głębi skorupy ziemskiej,
mające strukturę wyraz
nie krystaliczną
" skały wylewne  zastygające na powierzchni ziemi,
mające strukturę drobno lub mikrokrystaliczną oraz
" skały żyłowe  krystalizacja zakończona w szczelinach
innych skał
MATERIAA
Y KAMIENNE
q�skały przeobrażone - są produktami
przeobrażenia (metamorfozy) skal magmowych i
osadowych, które zaszło w wyniku działania na nie
wysokiej temperatury i ciśnienia
MATERIAA
Y KAMIENNE
Przykłady skał ze zwględu na pochodzenie
Pochodzenie
Powstawanie Rodzaj
skały
�� granit
�� leukogranit (surowiec skaleniowy)
�� granodioryt
Skały głębinowe
�� sjenit
�� gabro
Skały
�� dioryt
magmowe
�� porfir
�� andezyt
�� melafir
Skały wylewne
�� diabaz, bazalt
�� tuf wulkaniczny
MATERIAA
Y KAMIENNE
�� wapienie
�� dolomit
Skały węglanowe
(wybrane)
�� wapień zbity ( marmur )
�� margiel
�� piaskowiec
�� okruchowiec
Skały krzemionkowe,
Skały
�� zlepieniec
okruchowe,
�� piasek
osadowe
ilaste
�� żwir
(wybrane)
�� ił i glina
�� bentonit
�� gips
�� anhydryt
Skały siarczanowe
�� alabaster
MATERIAA
Y KAMIENNE
��gnejs
��serpentynit
Skały metamorficzne -��kwarcyt
przeobrażone
��wapień krystaliczny (marmur
(wybrane)
właściwy)
��łupek fillitowy
Gr  Granit
MATERIAA
Y KAMIENNE
S  Sjenit
Gb  Gabro
A  Andezyt
Bz  Bazalt
Db  Diabaz
Mf  Melafir
Pf  Porfir
T  Tuf
Ps  Piaskowiec
Ch  Chalcedonit
W  Wapienie
Dl  Dolomit
G  Gnejs
K  Kwarcyt
Mm  Marmur
Wt  Wapień trawetyn
Br  Baryt
MATERIAA
Y KAMIENNE
3. Właściwości skał
3.1. Struktura i tekstura skał
Struktura skały - jest to zespół cech
charakteryzujący budowę wewnętrzną skały. W
skałach można wyróżnić następujące typy struktur:
q�krystaliczna
q�porfirowa
q�szklista
q�klastyczna
MATERIAA
Y KAMIENNE
Tekstura skały - charakteryzuje cechy wewnętrznej
budowy skały, tzn. stopień wypełnienia przestrzeni
przez minerał (porowatość), sposób przestrzennego
rozmieszczenia składników skały.
Tekstura może być:
��bezładna ��fluidalna (lawy wulkaniczne)
��masywna ��włóknista
��równoległa ��łupkowa itp.
��pęcherzykowata
MATERIAA
Y KAMIENNE
Wady skały - skały mogą posiadać pewne wady
ograniczające możliwość ich stosowania.
Do nich zalicza się:
�� przerosty
�� żyły
�� kawerny (jamiste wgłębienia)
�� plamy
�� wrosty i wtrącenia
�� sztych (włoskowate pęknięcia)
MATERIAA
Y KAMIENNE
4. Wydobywanie i obróbka kamienia
Miejscem wydobywania kamieni są kamieniołomy.
Urabianie skał, zależnie od ich właściwości i
przeznaczenia, może odbywać się:
q� ręcznie
q� mechanicznie
q� za pomocą materiałów wybuchowych
MATERIAA
Y KAMIENNE
Urabianie ręczne - stosowane przy skałach:
v� niezbyt twardych,
v� posiadających łatwą oddzielność
v� spękanych i ze szczelinami
MATERIAA
Y KAMIENNE
Urabianie mechaniczne - odbywa się za pomocą:
v� tzw. liny bez końca
v� wrębiarek udarowych
v� pił tarczowych
Ten sposób urabiania stosowany jest również przy
skałach niezbyt twardych, np. marmur, wapień lub
piaskowiec.
MATERIAA
Y KAMIENNE
Materiały wybuchowe - stosuje się przy:
v� wydobywaniu kamienia przeznaczonego
na kruszywo
v� oraz przy odspajaniu bloków
kamiennych
MATERIAA
Y KAMIENNE
Obróbka kamienia - jest procesem
technologicznym, który ma na celu nadanie bryle
kamienia określonego kształtu, wymiarów i faktury
powierzchni.
Obróbka kamienia może być:
q� ręczna
q� mechaniczna
q� automatyczna
MATERIAA
Y KAMIENNE
q�Obróbka ręczna - wykonywana przez człowieka
q�Obróbka mechaniczna - wykonywana przez
maszynę
q�Obróbka automatyczna - wykonywana przez
maszynę, przy której zautomatyzowane są ruchy
zespołów obrabiarek
MATERIAA
Y KAMIENNE
5. Faktury obrobionych powierzchni kamienia
Faktury obróbki udarowej
ż� łupana ż� płasko-ciosana
ż� rwana ż� zębato-ciosana
ż� krzesana ż� gradzinowana
ż� grotowana ż� dłutowana
ż� groszkowana ż� nacinana
ż� prążkowana
MATERIAA
Y KAMIENNE
Faktury obróbki ściernej
ż� piłowana ż� szlifowana ż� półpolerowana
ż� przecinana ż� piaskowana ż� polerowana
Faktura płomieniowa - posiada wygląd zbliżony
do wyglądu powierzchni naturalnego przełomu -
ślady działania płomienia i wysokiej temperatury.
MATERIAA
Y KAMIENNE
6. Wybrane cechy fizyczne i mechaniczne skał
6.1. Cechy fizyczne
Gęstość objętościowa skał:
q� skały bardzo lekkie  r�o <� 1500 kg/m3
q� skały średnio lekkie  1500 kg/m3 Ł� r�o <� 2200 kg/m3
q� skały ciężkie  2200 kg/m3 Ł� r�o <� 2600 kg/m3
q� skały bardzo ciężkie  r�o >� 2600 kg/m3
MATERIAA
Y KAMIENNE
Przewodność cieplna:
q� skały tzw. zimne  l� >� 0,76 W/(m��K)
q� skały tzw. ciepłe  l� Ł� 0,76 W/(m��K)
Nasiąkliwość skał:
q� skały bardzo nasiąkliwe  n >� 20%
q� skały średnio nasiąkliwe  5% <� n Ł� 20%
q� skały mało nasiąkliwe  0,5 Ł� n Ł� 5%
q� skały bardzo mało nasiąkliwe - n <� 0,5%
MATERIAA
Y KAMIENNE
6.2. Cechy mechaniczne
Wytrzymałość na ściskanie:
q� skały bardzo słabej wytrzymałości  Rc <� 15 MPa
q� skały słabej wytrzymałości  15 MPa Ł� Rc <� 60 MPa
q� skały średniej wytrzymałości  60 MPa Ł� Rc <� 120 MPa
q� skały dużej wytrzymałości  120 MPa Ł� Rc <� 200 MPa
q� skały bardzo dużej wytrzymałości  Rc >� 200 MPa
MATERIAA
Y KAMIENNE
Wytrzymałość materiałów kamiennych na rozciąganie
Rr, na zginanie Rg i na ścinanie Rt można w
przybliżeniu ocenić (wg Bauschingera), stosując
współczynniki przeliczeniowe w stosunku do
wytrzymałości na ściskanie Rc; tak więc
q� Rr = 1/26 Rc,
q� Rg = 1/6 Rc,
q� Rt = 1/13 Rc