Дикарь, или песчаник, – камень натурального происхождения. По сути это песок, сцементированный природой. Разнообразие видов позволяет его использовать в ландшафте, декоративной отделке, строительстве. Люди также научились делать аналоги. Дома формируют искусственные пласты, а на производствах изготавливают гибкие камни и твердые плиты.
Происхождение песчаника
Псаммолит образуется на дне рек, озёр, морей и океанов. Сначала горные породы разрушаются, превращаются в псаммит — песок, затем он перемешивается с природными цементирующими веществами, под давлением воды спрессовывается в течение столетий и преобразуется в высокопрочный минерал. Этот процесс называют литизацией. Также в некоторых случаях цементация породы происходит и без участия соединяющих частиц: при механическом сжатии (давление на огромной глубине) или расплавлении в твёрдом состоянии. Чем дольше песок подвергается сжатию, тем более зрелым и прочным становится этот стройматериал.
В случае образования полезных ископаемых на дне морей и океанов, через миллионы лет, в результате естественного движения земной коры (тектонической активности), рельеф поднимается, дно становится горами и равнинами на поверхности земли и крупные месторождения ценнейших осадочных пород становятся доступными для добычи.
Изготовление песчаника в домашних условиях
Искусственный песчаник можно изготовить своими руками. Для этого необходим простой набор материалов, включающий песок, глину, соль кухонную, жидкое стекло.
Все компоненты, кроме соли, перемешивают до состояния однородной массы, которую помещают в ванну с раствором хлорида натрия.
Процесс изготовления требует соблюдения ряда тонкостей. При приготовлении массы необходимо тщательно смешать состав, чтобы не осталось сухого вещества. Приготовленную массу необходимо сразу отформовать, не оставляя ее для просушки на воздухе.
Помещать изделия в ванну с раствором необходимо целиком, не оставляя открытой поверхности. Массивные изделия лучше формировать с полостями. Это позволит сэкономить расход материалов и позволит раствору соли проникнуть вглубь изделия.
Остатки массы можно сложить в полиэтиленовый пакет, прочно завязать его и положить в затемненное прохладное помещение. Важно избегать контакта массы с воздухом, который способствует ее пересыханию и ухудшению качества изделия.
Состав песчаника
Так как это полезное ископаемое потрясает разнообразием видов, существует множество классификаций по составу, отечественных и зарубежных, интересных в научном плане. Здесь же мы остановимся на показателях, полезных обработчику камня, дизайнеру, строителю и, конечно, покупателю.
Наиболее распространён «дикарь» из кварцевого песка. Реже встречаются породы из полевого шпата, кремния, слюды, глауконита и многих других минералов. Существуют даже породы с содержанием полудрагоценных примесей: турмалин, опал, циркон, апатит, гранат, гематит и др. Цементом могут служить: глинозём, каолин, кремнезём, кварц, полевой шпат, опал, гидрооксид железа (ржавчина), и т.д.
Нередки также вкрапления растительного или животного характера, например: древесина в породе, образованной на дне рек, раковины, элементы окаменелостей вымерших рыб и животных — в океанском камне.
Глинистый песчаник с с нуммулитами. Обломок включает зерна кварца, полевого шпата, глауконита, обломки и целые раковины нуммулитов (1–2 см). Мелкозернистая, органогенная структура. Текстура слоистая.
По количеству минералов в составе песка, псаммолиты разделяют на:
- моногенные (один минерал),
- олигомиктовые (два минерала),
- полимиктовые (три минерала и более).
История и происхождение минерала
Псаммиты (песчаная горная порода) формируются столетиями на дне глубоководных водоемов. Дикарь образован из осколков минералов, обломанных течением. Скопление песчинок опускалось в не промываемые места, реагировало с другими веществами, прессовалось толщей воды. Камень находили в местах высохших озер, морей, рек, лагун.
Из песчаника сделали:
- египетского сфинкса;
- усыпальницу Петра (Иордания);
- минарет Кутб-Минар (1368 г.);
- петербургский дом Кельха (1903 г.);
- Версальский дворец;
- парижские здания (по распоряжению Наполеона III).
Из природного камня вытачивали символы и статуи богов, в храмах делали колонны, ступеньки. Сохранился исторический комплекс у села Буша в районе Ямпольского месторождения.
Из песчаника сделан дохристианский скальный храм, городская ратуша, остатки крепости. Возраст некоторых памяток датируется III тысячелетием до начала нашей эры.
Свойства песчаника
Данные, приведенные ниже, достаточно общие. Если необходимы параметры выбранной вами породы, стоит уточнять их непосредственно у производителя или добытчика.
Плотность песчаника зависит от размера частиц, цементирующего вещества, прочих факторов и может колебаться от 1,6 гр/см3 до 2,77 гр/см3.
Некоторые виды достаточно хрупкие, некоторые по прочности приближаются к граниту. Это зависит от внешних факторов, состава песка, цемента. Например, породы с опаловым и халцедоновым цементом обладают высокой прочностью, с гипсовым, глинистым, мергелистым или известковым — средней прочностью. Есть виды, которые распадаются в воде.
Твердость по шкале Мооса: от 4 до 6.
Предел прочности на сжатие в сухом состоянии от 10 до 140 МПа.
Снашиваемость из-за трения — 0,55-0,72 гр./см2.
Морозостойкость — F50-F75. Выдерживает 50-75 циклов замораживания и размораживания.
Огнеупорность — кварцитовый псаммолит выдерживает 1700-1770°С без физических изменений.
Водопоглощение низкое.
Некоторые виды отличаются низкой теплопроводностью.
Искусственный песчаник
Искусственный дикарь делают на производствах или в домашних условиях. Заводской песчаник с равномерным окрасом прочнее и дешевле натурального материала, не требует шлифовки.
Способ изготовления песчаника своими руками:
- Растворяют каменную соль в воде из расчета 0,3 кг/1 л (можно заменить удобрением «Нитрат кальция»), заливают в глубокую емкость.
- Смешивают жидкое стекло, глину, песок в пропорции 4:1:10 (делают маленькими объемами).
- Вымешивают смесь до однородной консистенции и выбивают как фарш.
- Формируют камни.
- Камни помещают на 3 дня в солевой раствор (жидкость должна покрывать песчаник).
- Сушат, полируют.
В 100 л жидкости замачивают не больше 330 кг материала. Остаток неиспользованного раствора можно хранить в плотно закрытом пакете с выдавленным воздухом при температуре ниже 18 ºC вдали от света.
Виды песчаника
По размеру песчинок в структуре псаммитолиты в России классифицируют таким образом:
| Структура | Размер обломочных зёрен, мм |
| Грубозернистая | 2 — 1 |
| Крупнозернистая | 1 — 0,5 |
| Среднезернистая | 0,5 — 0,25 |
| Мелкозернистая | 0,25 — 0,1 |
| Тонкозернистая | 0,1 — 0,05 |
Источник: «Осадочные горные породы. Систематика и классификация». Бетхер О.В., Вологдина И.В.
Также вы можете встретить разнозернистый псаммитолит — результат образования «дикаря» из частиц, сильно отличающихся по размеру. Это могут быть и более крупные, чем песок, куски породы раннего периода в составе дикого камня.
Весьма интересен кварцито-песчаник — промежуточное звено между кварцевым песчаником и кварцитом. Эта порода гораздо плотнее, прочнее «дикаря». Процесс превращения одного минерала в другой без плавления называется метаморфизмом. Происходит в результате действия высокого давления и тепла в зонах стыков континентальных плит.
Кварцевый песчаник. Обломок содержит кварц и небольшие вкрапления полевого шпата и рудного минерала.
Аркозы состоят более чем на 25% из полевого шпата. Зёрна в породе угловатые, разноразмерные.
Аркозовый песчаник. Обломок содержит зерна кварца, полевого шапата, гематита и чешуйки слюды.
Граувакки — очень прочные полимиктовые разнозернистые породы графитовой, черной окраски со множеством неожиданных оттенков и примесей.
Граувакковый песчаник. Состоит из остроугольных зерен плагиоклаза и обломков вулканогенно-осадочных пород.
В литографии — печати рисунков при помощи камня, использовали литографический песчаник — минерал высокой плотности с однородным составом. Его шлифовали, наносили рисунок, затем протравливали специальным составом, смывали. Получался каменный штамп, на который затем наносили краску и делали оттиски.
Стоит также пару слов сказать о том, что называют песчаником-ракушечником. По сути своей, это — известняк. Он состоит обломков ракушек, образующих пористую структуру, известкового цемента, иногда песка. Эта окаменелость более хрупкая, поэтому ее применяют только в отделке.
Особое место занимают оолиты и пизолиты — пористые отложения из ооидов — мелких шариков, сцементированных между собой. Пизолиты отличаются тем, что шарики крупнее, чем в оолитах, более 2 мм. в диаметре. Оолит ещё называют яичным камнем, причем обычно это также вовсе не песчаник, а известняк. Как и другие осадочные породы, они могут быть очень разными по составу.
По степени обработки разделяют: бутовый камень (необработанный), пластушка и фонтанка (естественным образом откалывающиеся куски), плитняк (более плотный «дикарь», разрезанный на пластины), для строительства нарезают на блоки, подходящие для кладки.
Для декоративных целей вы легко подберёте песчаник нужной фактуры: грубой, шероховатой или гладкой. Это зависит от размера песчинок, метода обработки. Чтобы получить гладкий песчаник, его шлифуют и полируют. Иногда наносят защитное покрытие, чтобы сохранить природный цвет.
Популярен галтованный камень — обработанный в специальном барабане с абразивными частицами. Получается нечто среднее между просто нарезанными кусками и теми, которые в природе годами окатывались водой до гладких «кругляшей» — куски с неровными, но скругленными краями и сглаженной фактурой на плоских частях.
Сланцы
Слюдистые сланцы — метаморфическая горная порода, состоящая из мельчайших зерен кварца и слюды, обладает характерной особенностью раскалываться на тонкие плитки («сланцеватость»)
Цвет — темный до черного; имеются разновидности зеленоватого цвета с рисунком.
Размер плит обычно 0,5—1,0 м2; отдельные плиты — до 3,0 м2.
Применение. Сланцы, раскалывающиеся на тонкую плитку (4—8 мм), применяются для кровли, а состоящие из более толстых плит идут для изготовления подоконников, ступеней, перегородок и пола.
Вследствие расслаивания сланца не допускается использование его в виде штучного камня. Сланец в большинстве случаев не принимает полировки и применяется с естественной или лощеной фактурой, последняя достаточно полно выявляет оттенки его окраски и рисунок.
Цвет песчаника
В следствие большого разнообразия факторов, влияющих на формирование породы, этот экологичный материал радует дизайнеров и владельцев частных домов широкой цветовой палитрой и приличным выбором рисунков. Более того, каждый срез имеет уникальный узор.
Наиболее распространен серый «дикарь», с буроватым или зеленоватым оттенком — глауконитовый вид.
Наличие в составе железа придает минералу ржаво-бурый или темно-красный тон — это элитный красный песчаник. Он очень красив и прочен. Помимо этого, не выгорает под солнцем, не боится значительных перепадов температур и влажности. Вероятно, причина в том, что этот вид был образован в более древнем периоде и дольше «созревал».
Некоторые оттенки красного получают, обжигая сырьё в печах при температуре 400-550 °С. В результате цветовая палитра расширяется от розового до терракоты. Помимо этого, увеличивается практичность минерала: повышается твердость, устойчивость к воздействию окружающей среды.
Роскошный белый песчаник и светло-серый обычно на 90% состоят из кварца. Их часто используют для отделки фасадов, колонн, создания архитектурных элементов и скульптур.
Тёмно-коричневый и черный песчаник образуются в результате примеси органических веществ — битумов. Выглядит презентабельно, особенно в декоре фасадов и ограждений.
Серо-голубой, серо-синий, серый, темно-серый оттенки можно обнаружить под общим названием: синий песчаник. Это — очень прочный материал. Особенно эффектно в этом цвете выглядит фактура «дракон».
Так называемый желтый песчаник выглядит желтовато-бурым или светло-бурым благодаря фосфатному цементу. Очень распространён в природе. Поверхность шероховатая, зернистая. Морозостойкость высокая, а прочность — не очень, по этой причине используют для отделки.
Также вы можете встретить другие цвета и названия рисунков: малиновый, медовый, терракотовый, тигровый, тигровый розовый, радужный, капучино, опавшая листва. Привлекателен рисунок, похожий на древесный: желтоватая, желто-коричневая, светло-коричневая гамма с характерными разводами. Красиво выглядит плитка с янтарным узором.
Физико-химические свойства
У песчаника нет единых физико-химических свойств. Если говорить о всех месторождениях мира, то разбег характеристик этого минерала следующий:
- породообразующее вещество – кварц, полевой шпат, слюда, глауконит;
- примеси – гранат, турмалин, рутил, магнетит, ильменит;
- твердость – 1600-2700 кг/м³;
- плотность – 2,25-2,67 г/см³;
- размер песчинок – 0,05-2 мм;
- водопоглощаемость – 0,63-1,57%;
- пористость – 0,63-1% у кварцевых дикарей, 1,5-2,73% у глинистых разновидностей;
- устойчивость к температурам – до 1690°С кремнистые и кварцевые песчаники.
По показателям плотности и хрупкости песчаник находится между известняком и гранитом, а низкое поглощение влаги и устойчивость к резким перепадам температур позволяет строить из этого камня надежные и долговечные строения в условиях переменного климата.
Песчаник, как и гранит, прочен и долговечен, при этом имеет несколько весомых преимуществ. Его стоимость по сравнению с гранитом на порядок ниже, а цветовой диапазон более широкий, а рисунок отличается затейливыми узорами, возникающими за счет плавных переходов цветов из одного в другой. Кроме того, песчаник легок в обработке и при правильной обработке имеет высокую стойкость к износу.
Месторождения и добыча песчаника
Залежи минерала распространены по всему миру.
В России это полезное ископаемое было обнаружено в Московской и Кемеровской областях, в Поволжье, на Урале, на Северном Кавказе и в Закавказье, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке.
Особенно знамениты карьеры в Ростовской области и в Дагестане. В Карелии, недалеко от села Шокша, получают прославившийся на весь мир древний красный кварцито-песчаник протерозойского периода — Шокшинский порфир.
Шокшинский порфир — красный кварцито-песчаник
Добывают разными способами, в зависимости от глубины залегания, размеров и прочности:
- Камнерезный. Самый точный, практичный и бережный вариант. Ископаемое разрезают на части.
- Метод воздушной подушки, или контролируемый взрыв. Безопасный, бережный приём, позволяющий получить материал без микротрещин. В пласте проделывают шурфы, в которые закачивается воздух. Под давлением воздуха минерал раскалывается. Места расколов прогнозируемые.
- Буровзрывной. Самый опасный способ с большими потерями. Используют для прочных кварцевых и кремнистых пород, когда другие варианты не подходят. В скале бурятся отверстия, куда закладывается взрывчатка. После взрыва получают куски неровной формы, порядка 70% от объема и щебень — около 30%. Материал получается со скрытыми дефектами.
Добыча песчаника
Полученное сырьё пилят, затем режут на стандартные блоки, слэбы. Часть материала отправляется на фабрику для дальнейшей обработки, часть фасуется, отгружается прямо с карьера и доставляется покупателям по всей стране.
Описание и свойства
Песчаник в природе формировался из частиц кварца, связанных между собой глиноземом, и разными минералами: опалом, кальцитом, халцедоном и другими. Природные стихии переносили обломки горных пород.
По окатанности камней, размеру и наличию разных частиц можно судить о происхождении и перемещении песчаника. Известны современные месторождения на Урале, в Сибири, богаты породами территории Казахстана, Польши, Болгарии.
От содержания вяжущих компонентов зависит разнообразная окраска породы. Неповторимые рисунки создает в составе железная руда. Каждый каменный срез индивидуален, поэтому всегда притягивал взор человека. Несколько тысячелетий назад материал уже использовался в возведении усыпальниц, жилищ, дворцов.
В строительстве декоративно-облицовочный камень ценят за многие характеристики:
- прекрасные эстетические параметры;
- безопасность и экологичность;
- многообразие видов срезов и цветовой гаммы;
- неприхотливость в уходе;
- инертность материала (нет реакции на прочие строительные составы);
- долговечность натурального камня;
- податливость в обработке: распил и шлифовка;
- доступная цена.
Единственным недостатком строительного материала является большой вес, отражающий немалую плотность материала. Этот показатель может отличаться в зависимости от непостоянности состава песчаника.
В сравнении с другими природными материалами по этому свойству его положение находится между известняком и гранитом. Конечно, незыблемая мощь гранита неизменна в веках. Но преимущества песчаника в удобстве обработки, многообразии палитры.
Правильная пропитка материала и дополнительное покрытие могут превратить породу в монолит, не подверженный износу. Каменные блоки выдерживают солидные нагрузки на 1 кв.м в несколько тонн.
Камень песчаник отличают высокие химико-физические свойства, благодаря которым он не боится влаги, устойчив к изменениям погоды, резким оттепелям и сильным морозам. Структура камня долгие годы неизменна.
У кремнистых пород песчаника прочность самая высокая, у камней с доломитовыми, известняковыми слоями – наименьшая. Высокая огнеупорность характерна для кварцевых песчаников с цементирующим кремнием.
В строительных работах песчаник, в отличие от дорогих гранита и мрамора, не требует больших затрат. В облицовке, внутренней и внешней, допускается укладка на цементный раствор.
Рваный песчаник произвольно подгоняют молотком в рядах для формирования отделки. Очень большие куски здесь не требуются. Универсальность материала проявляется в изготовлении
- каминов;
- столешниц;
- подоконников;
- ограждений;
- фасадной плитки;
- других фасонных изделий и отделки.
Существует искусственный аналог гладкого песчаника, который несложно отличить от натурального материала. У природного камня зернистая структура, нет четких линий, присутствуют расплывчатые вкрапления минералов.
Истинный образец подлежит шлифованию, так как имеет неровную шероховатую поверхность. Искусственный камень изначально ровный и гладкий, не требующий обработки. Окрас однотонный с четкими линиями рисунка. Искусственные материалы дешевле, но они не обладают характеристиками и свойствами природных камней.
Где используется
- Архитектура. Многие памятники архитектуры были построены из него или отделаны им. В одном только Санкт-Петербурге насчитывают порядка 30 объектов.
- Скульптура. Например, египетский Сфинкс.
- Строительство частных зданий. Есть виды, обладающие низкой теплопроводностью, благодаря чему из них можно построить отличный дом из песчаника, в котором будет тепло зимой и прохладно летом.
- Облицовка каменной плиткой стен, пола, каминов, лестниц.
- Балясины для лестниц, колонны, балюстрады, подоконники, столешницы, раковины.
- Декоративные изделия в интерьере: вазоны, статуи, фонтаны.
- Мозаика: панно, барельефы.
- Поделки.
- Кладка и заливка фундамента — добавляют щебень в раствор.
- Для внутренней отделки стен применяют подобным образом, выбирая более мелкие фракции.
- Облицовка фасадов, ступеней, зон для барбекю, отмосток, ограждений, беседок.
- Тротуары и садовые дорожки.
- Ландшафтный дизайн: отдельно лежащие природные валуны интересной формы, садовые скульптуры, альпийские горки, обрамление клумб, водопады, фонтаны, даже выкладывают дно и побережье небольших водоёмов.
- Производство динаса — огнеупорного кирпича для обкладки внутренних стенок электрометаллургических, мартеновских, коксовых и стекловаренных печей.
- Производство стекла.
- Производство асфальта.
- В качестве флюса при выплавке меди и никеля.
- Сырьё для получения ферросилиция, карбида кремния (карборунда) и силумина (сплава алюминия и кремния).
- Производство жерновов, точильных камней.
- Производство удобрений.
- Литография — один из способов тиражирования рисунков.
- Ювелирное производство: бусы, браслеты, серьги.
- Оформление аквариумов и террариумов — тут чаще всего применяют пещеристый вид: бут разной формы белого, бежевого и желтоватого оттенков с большим количеством сквозных отверстий.
- Литотерапия — лечение прикладыванием нагретых камней и массажем.
- Ортопедические дорожки для малышей.
- Ритуальные услуги — плиты, памятники.
Египет. Сфинкс.
История минерала
История формирования песчаника насчитывает миллионы лет. Пять тысяч лет назад его начали использовать для строительства жилищ и укрытий. Об этом свидетельствуют обнаруженные в пещерах и гротах наскальные рисунки, сохранившиеся до настоящего времени.
Благодаря эзотерическим свойствам камня, из него издревле возводили здания и комплексы. В качестве строительного материала он пользовался большим успехом в Париже во времена Наполеона Третьего. В Иордании из песчаника была выстроена усыпальница Петры, а в пирамидах Египта находится знаменитый Сфинкс.
Разновидность песчаника
Первое, что видит человек, так это то, как выглядит камень песчаник. Различают его не только по химическому составу и физическим свойствам, но и по цвету.
К примеру, самым дорогостоящим и прочным считается красный песчаник, его добывают в Карелии с давних времен, породы там могут иметь различный цветовой окрас, от розовато-оранжевого до малинового цвета.
Самым распространенным и доступным считается камень песчаник с желтым оттенком. На основе соединения и спрессовывания глинистых пород и песка образуется именно этот вид. Скрепляющим веществом в этом союзе является именно глина. Он не столь долговечен и поэтому его чаще всего используют для покрытия дачных и приусадебных дорожек, но со временем он теряет свою прочность и начинает трескаться, требуя частичной замены.
