INTERNACIONALNI UNIVERZITET U TRAVNIKUFAKULTET POLUTEHNIKIH NAUKAkolska godina 2013./2014.Semestar I

Nastavni predmet: ININJERSKA GEOLOGIJA

SEMINARSKI RAD

Tema: PRIMJENA KAMENA U GRAEVINARSTVU

Vrijeme izrade: Januar,2014.Student: Ali VedadSmjer studija: PuteviPredmetni nastavnik: Doc.dr. Ermedin Halilbegovi dipl.ing.geol.

Bodovi: Ocjena

SADRAJ:

1. REZIME............................................................................................................................31.1Kljune rijei ..............................................................................................................32. UVOD..............................................................................................................................43. ZADATAK.........................................................................................................................44. CILJ..................................................................................................................................45. PRIMJENA STIJENA U GRAEVINARSTVU.......................................................................55.1.Tehniki kamen.........................................................................................................55.2.Arhitektonski kamen.................................................................................................75.3.Zatita kamena.........................................................................................................95.4.Karaktristina svojstva stijena i terena s aspekta upotrebljivosti i graenja..........106. ZAKLJUAK.....................................................................................................................127. LITERATURA...................................................................................................................13

8. REZIMEStijene se u graevinarstvu primjenjuju kao graevinski kamen.Osnovna podjela graevinskog kamena je na tehniki i arhitektonski.Upotreba tehnikog kamena je jako rasprostranjena.Upotrebljava se za izgradnju objekata visokogradnje i niskogradnje kao i hodrotehnikih i geotehnikih objekata.Primjena kamena pri proizvodnji graevinskih materijala je jako velika i rasprostranjena. Arhitektonski kamen se koristi za vanjsko i unutranje oblaganje objekta i za unutranje ureenje objekta u dekorativne svrhe,stoga ga mora odlikovati velika vrstoa,trajnost,postojane boje,obradivost,ilavost kao i otpornost na habanje.Prilikom odabira kamena koji e biti upotrijebljen potrebno je znati njegove geotehnike i morfoloke osobine.Vrsta stijene i nain postanka mnogo diktiraju te osobine.U tom pogledu razlikujemo kamen nastao od:magmatskih,sedimentnih i metamorfnih stijena.Dalja podjela data je u glavnom poglavlju.

1.1.Kljune rijeiGraevinski kamen-kamen koji se koristi u konstruktivne svrhe u graevinatstvu.Arhitektonski kamen-kamen koji se upotrebljava za dekoraciju objekata u graevinarstvu.Neobraen kamen-kamen uzet direktno iz pozajmita,bez dalje obrade.Obraen kamen-kamen podloen nekoj od metoda obrade (klesanje,rezanje,poliranje i dr.)

1. UVODPrvo sigurno sklonite ovjeka od njegovog postanka na Zemlji bila je kua od kamena-peina,kamen je upotrebljavan i za izradu orua,nakita,posua i u svim drugim segmentima djelatnosti ovjeka.iroka primjena kamena zadrana je i do danas.Najvie se upotrebljava u graevinarstvu za proizvodnju graevinskih materijala i u prirodnom stanju kao materijal za gradnju,pored graevinarstva kamen se upotrebljava i u mnogim industrijama(metalurgija,hemijska indutrija,...).Kamen kao prirodan materijal moe imati osobine bolje od bilo kojeg vjetakog materijala.To je najtvri prirodni graevinski materijal i u prolosti se iskluivo koristio za izgradnju objekata,danas je uveliko zamjenjen vjetakim materijalima,a upotrebljava se pri rekonstrukciji starih objekata i kao arhitektonski kamen u estetske svrhe.U radu e biti date vrste kamena koji se koristi u graevinarstvu i najei vid upotrebe pomenutog kamena.Ukratko e biti objanjen i nain postanka stijena.

2. ZADATAK Pojam kamen asocira na neto to svakodnevno vidimo oko nas.Zgrade obloene kamenom,poploane ulice i mnotvo drugih primjera.Zadatak ovog rada je da saeto i jasno da predstavu o kamenu koji se upotrebljava u graevinarstvu,o parmetrima koji su vani prilikom odabira kamena koji e se upotrijebiti i o osobinama kamena kao konstruktivnog elementa graevinskog objekta.Bit ce opisan i nain postanka kamena,kao i uticaj pojedinih mineralnih sastojaka na osobine i primjenu kamena u graevinarstvu.

3. CILJCilj ovog rada je prikazati raznovrsnost primjene kamena kao prirodnog materijala u graevinarstvu.Materijal koji su koristili ljudi u prolosti,upotrebljava se i danas i upotrebljavat e se i u budunosti,to je jedan vid zavisnosti ovjeka od prirode.To je i razlog izbora teme.Materijal koji se izuzima iz prirode,nastao bez uticaja ovjeka,a posjeduje bolje fizike,mehanike i tehnoloke osobine.Svaki kamen je unikatan element,a to ovom materijalu daje veliku estetsku vrijednost.Na kraju rada date su fotografije arhitekonskog kamena s prostora BiH.

4. PRIMJENA KAMENA U GRAEVINARSTVUStijene se u graevinarstvu upotrebljavaju kao graevinski kamen.Primjena kamena kao mineralne sirovine zasniva se na njegovim fizikim, kemijskim i tehniko-tehnolokim svojstvima koja su uvjetovana njegovim petrografskim osobinama, a one su dalje uvjetovane nainom postanka stijene i njenim promjenama kroz geoloku povijest. Kamen iji mineraloko-petrografski i hemijski sastav te fiziko-mehanike karakteristike zadovoljavaju tehnike uvjete za primjenu u graevinarstvu(niskogradnji i visokogradnji) ima naziv tehniki graevinski kamen. Odnosno, pod tehnikim graevinskim kamenom podrazumijevaju se sve vrste prirodnog kamena koje su od stijene odvojene na prirodan ili vjetaki nain, koji se koristi u graevinarstvu za potrebe niskogradnje i visokogradnje, bilo kao lomljeni kamen ili drobljeni kamen, nefrakcionirani kamen ili frakcionirani kameni agregat, a za to je potrebno zadovoljiti propisane kriterije kvaliteta. U zavisnosti od oblasti primjene, kamen se dijeli na dvije osnovne grupe:1. tehniki kamen2. arhitektonski kamen

5.1. Tehniki kamenPod tehnikim kamenom podrazumijeva se kamen koji se upotrebljava kao konstruktivni materijal u neobraenom ili obraenom stanju, ili kao agregat u graevinarstvu.Prema stepenu obrade tehniki kamen moe se podijeliti na: neobraen kamen obraen kamenPod neobraenim kamenom ( slika 1.) podrazumijeva se kamen koji se dobija razbijanjem vrstih stijena na komade razliitog nepravilnog oblika i razliite krupnoe. U ovu grupu spadaju: lomljeni kamen kamen direktno sa pozajmita ,prethodno izminiran ili lomljen pneumatski.Nepravilnog je oblika i razliite granulacije.Dosta je prljav,stoga se koristi za zidanje I grubo nasipanje kod cesta,pruga i drugih objekata drobljeni kamen- dobije se drobljenjem lomljenog kamena.Zavisno od potrebne granulacije,upotrebljava se za izgradnju nasipanih konstrukcija kod izgradnje cesta,te kao agregat za spravljanje betona. mljeveni kamen- dobije se potpunim mainskim mljevenjem lomljenog kamena do najsitnije granulacije.esto se naziva kamena sitne ili kameno brano.Upotrebljava se kao agregat za asfalterske radove,za izradu maltera I vjetakog kamena.Pod obraenim kamenom podrazumjeva se kamen koji se dobija cijepanjem ili sjeenjem vrstih stijena na komade pravilnog oblika. Zavisno od namjene, kamen se obrauje: tesanjem, glaanjem, bruenjem, poliranjem, tokovanjem i sl. Dijeli se na: Polutesan kamen - kamen koji je dlijetom i ekiem dotjieran u priblino paralelopipedan ili neki drugi pravilan geometrijski oblik ravnih nalenih i dodirnih povrine, minimum 20cm irine. Upotrebljava se za razne konstrukcije koje treba da prime vea optereenja tj. za izradu obloga mostova, tunela, kanala itd. Tesan (cijepan) kamen ili tesanik - potpuno pravilno oblikovan paralelopiped runim ili mainskim alatom, tesanjem ili rezanjem, sve ivice su mu prave, otre i upravne jedna na drugu, a povrine potpuno ravne. U pojedinim sluajevima lice ovog kamena moe biti specijalno obraeno u dekorativne svrhe. U grupu tesanog kamena spadaju: krupne kocke, sitne kocke, kocke za mozaike, prizme, ivinjaci i ploe za trotoare. Ovi proizvodi koriste se za poploavanje kolovoza, trotoara, industrijskih hala itd. Od stijena od kojih su isjeeni, zahtjeva se da imaju veliku otpornost na habanje, zadovoljavajuu otpornost na udar (naroito na mjestu ivica), veliku postojanost na dejstvo mraza i atmosferilija Naroito obraen kamen - upotrebljava se za izradu dekorativnih elemenata kao to su: stepenita, ograde, specijalne vrste fasada, svodova i kupola itd. Obrada ovog kamena vri se ozrnjavljenjem, glaanjem i poliranjem i spada u domen kamenorezaca, pa ak i vajara. Naroito obraen kamen radi se od vrstog, ilavog, jedrog i sitnozrnog kamena, a najee od mermera.Tehniki kamen se upotrebljava za izgradnju cesta,pruga,betonskih i kamenih konstrukcija,u hidrotehnici i geotehnici.Tehniki kamen za hidrogradnju ima kontinualni kontakt sa vodom i bitno je da je svje i kvalitetan.Uglavnom se koriste svjee magmatske stijene,gnajsevi bez kriljavosti,masivni amfiboliti,krenjaci i pjeari.Tehniki kamen za saobraajnice mora biti kompaktne grae,svje i otporan na mraz.Koriste se:krenjaci,dolomiti,razni efuzivi,amfiboliti,ljunak,pijesak.Za eljeznike ruge koriste se uglavnom amfiboliti i dijabazi.Kamen mora biti vrst i postojan.Tehniki kamen za betonske konstrukcije najee se upotrebljava u obliku svjeih magmatskih stijena,homogenih krenjaka,pijeska i ljunka.Tehniki kamen za zidane kamene konstrukcije koje predstavljaju nosive zidove,zidove tunela su najee homogeni i masivni krenjaci i pjeari,graniti,grandioriti,gabro i daciti. Neobraen kamen Slika 1: Prikaz neobraenog ili poluobraenog kamena

5.2. Arhitektonski kamenPod arhitektonskim (ukrasnim) kamenom ( slika 3. ) podrazumjeva se kamen koji u graevinskim konstrukcijama ima dekorativnu i zatitnu ulogu.Upotreba kamena u arhitektonske svrhe zavisi od sastava stijene,sklopa,boje i njene postojanosti,vrstoe,habanja,ilavosti I obradljivosti. Koristi se u u obliku ploa za oblaganje fasada i unutranjih povrina zidova i za izradu stepenita i podova. Dijeli se na: kamen za spoljanju primjenu kamen za unutranju primjenu.Za spoljanju upotebu koriste se sve vrste kamena koje su postojane na uticaje atmosferilija, dok se za ukrasni kamen za unutranju primjenu zahtijeva samo dobra vizuelna karakteristika. Kada se ukrasni kamen koristi za izradu stepenita i podova, mora imati dobru otpornost na habanje. Kod primjene ukrasnog kamena razvijena je posebna klasifikacija vrstih stena, tzv. komercijalna ili trgovaka klasifikacija, koja sve kamene materijale razvrstava u 4 grupe: mermeri graniti travertini kamenPod mermerom, u smislu ove klasifikacije, podrazumjeva se kompaktna kristalna stena. To je najrasprostranjenija grupa arhitektonskog kamena. Zahvaljujuci svojoj prirodnoj ljepoti, velikoj reznolikosti boja, lakoj obradi i visokom sjaju, mermer je najzahvalniji graevinski materijal za oblaganje enterijera. Graniti predstavljaju kompaktne kristalne stene, koje se mogu uglaati i izraene su preteno od minerala tvrdoe 6-7 po Mosovoj skali. Oni su zahvaljujui svojoj velikoj tvrdoi, kompaktnosti, ilavosti sve vie prisutni u graevinarstvu i to za oblaganje fasada, podova i svih ostalih prostora koji su izloeni velikom prometu ljudi i tehnike. Travertin se definie kao hemijska sedimentna stijena, kalcijum-karbonatnog sastava, sa karakteristinom upljikavom teksturom. Zbog upljikaste grae im je neophodan dodatni premaz da bi dobili svoj pravi dekorativni izgled.Kamen predstavlja stijenu za graenje ili dekoraciju, koja se po pravilu ne moe glaati. Ovoj kategoriji propadaju stijene najrazliitijeg mineralnog sastava, koje ne pripadaju prethodnim grupama.

Primjena arhitektonskog kamena Slika 2: Primjena kamena u graevinarstvu

5.3. Zatita kamenaKamen je, kao i u prirodi, u objektima izloen djelovanju agresivnih uticaja koji uzrokuju njegovo postepeno razaranje. Uopteno, promjene na kamenu mogu se svrstati u sledee grupe: prelomi i deformacije odvajanje materijalni gubici hromatske promjene i naslage bioloka kolonizacijaDa bi se smanjila povrinska poroznost kamena i otklonilo prisustvo vode i vlage treba preduzeti mere predostronosti. Treba koristiti termiki stabilan kamen, homogenog sastava i koeficijenata linearnog termikog irenja.Mjere zatite kamena mogu se podijeliti u dvije osnovne grupe: konstruktivne mjere mjere neposredne zatiteKonstruktivnim mjerama se onemoguava pristup vode do kamena, odnosno omoguava njeno brzo odvoenje ako voda ipak stigne do njega.Mjere neposredne zatite odnose se na premazivanje povrine kamena odreenim zatitnim sredstvima. Kamen se moe tititi razliitim vrstama bitumenskih premaza ukoliko estetski izgled kamena nije vaan. Kada treba sauvati prirodan izgled kamena, koriste se silikonski premazi. Oni su bezbojni i hidrofobni i odbijaju vodu sa povrine kamena. Nedostatak ovih premaza je kratak vijek trajanja. Osim silikonskih premaza, kao zatita kamena moe se koristiti vrue laneno ulje. Tim postupkom se kod krenjaka i travertina, osim zatite istiu i boja i are kamena. Vosak, parafin i drugi materijali za zatvaranje pora mogu posluiti kao zatita kamena, ali prethodno treba provjeriti da li se kamen raspada zbog skrame koja ne proputa vazduh.

5.4. Karakteristina svojstva stijena i terena s aspekta upotrebljivosti i graenjaPored petrografskih,fizikih,mehanikihi tehnolikih osobina stijena prilikom razmatranja treba uzeti u obzir i nain postanka stijena i pozitivne ili negativne promjene na stijenama koje su one,pod uticajem spoljnih faktora pretrpjele kroz dugi vijek postojanja.Magmatske stijene, nastale su kristalizacijom ili ovravanjem magme, lave.Sastoje se od kisika, aluminija, eljeza, magnezija, kalcija, natrija, kalija, a najvie silikatnih minerala, jer je silicij vezan za sve metale stvarajui silikatne spojeve (kvarc). Prema mjestu, nainu postanka i strukturi dijelimo ih na dubinske ili intruzivne (plutoniti), nastale duboko u unutranjosti kamene kore (granit, stjenit, diorit, gabro), i povrinske ili efuzivne (vulkaniti) kao rezultat vulkanske aktivnosti (andezit, bazalt, porfir).Od magmatskih stijena u graevinarstvu koristimo bazalt, porfire, granite, serpetine. Odlian su graevinski materijal zbog svoje tvrdoe, postojanosti, trajnosti, pa se koriste preteno za vanjske prostore, poput pjeakih povrina, poploavanje ulica, oblaganje fasada kod objekata visokogradnje itd. Zrnate su strukture i esto se koriste i u interijerima zbog velikog raspona boja i tekstura.Sedimentne stijene nastale su slijeganjem mineralnog materijala. Uslijed razaranja povrinskih dijelova zemljine kore, djelovanja vjetra i vode, mehanikom i geolokom aktivnou, slijeganje vrstih estica rastresitog materijala stvorilo je pjeare, kvarcite i glinaste materijale (mehaniki sedimenti). Taloenjem otopljenih mineralnih tvari posredno i neposredno (hemijski i organogeni sedimenti), ivotinjskog i biljnog porijekla preteno na morskom dnu, nastaju krenjaci i travertini. Zbog razliitosti u tehnikih karakteristikama, npr. tvrdoe, meu pojedinim vrstama, sedimentne stijene koriste se u graditeljstvu podjednako u eksterieru i u interijeru, s razlikom da su za eksterijer poeljne vee debljine.Metamorfne stijene nastale su preobrazbom eruptivnih i sedimentnih stijena, uzrokovanom odreenim fiziko hemijskim procesima promjene temperature, pritiska, plinova, para, vodenih otopina. U tim uvjetima dolazi do promjene kristalnih struktura, pa primjerice od kvarcnih krenjaka nastaje kvarcit, ili od krenjaka ili dolomita nastaje mramor.Mramori su najee koritena metamorfna stijena za graditeljstvo. Sastoje se od kalcita u kombinaciji sa drugim mineralima koji im daju karakteristinu vensku strukturu. Zbog velikog raspona boja, uzoraka i mogunosti raznih povrinskih obrada, najprihvatljiviji su za interijere.

U Bosni i Hercegovini najpoznatije nalazite arhitektonsko graevinskog kamena je nalazite gabra u Jablanici.To je biotitski gabro ili jablanit iz Jablanice. Jablaniki gabro zahvaa povrinu od 15km2 (revidirane eksploatacijske zalihe iznose 800.000 m3). Struktura mu je hipidiomorfnozrnasta, rjee ofitska, a tekstura masivna ili paralelna, to se ispoljava i u smjenjivanju svijetlih i tamnijih vrsta gabra. S obzirom da je rije o ilavom i tvrdom kamenu, sitnozrne strukture, polira se odlino. Upotrebljava se u likovnoj umjetnosti, za nasivno graenje i za najfiniju skulpturu. Od jablanita je izraen spomenik ispred zgrade Ujedinjenih naroda u NewYorku, Beka opera, zgrada pravosua u Budimpeti, veliki hotel na Jalti, eljeznika stanica u Sarajevu, kao i vie spomenika i zgrada u Zagrebu i Beogradu ali i irom svijeta koji svoju ljepotu i monumentalnost zahvaljuju estetskim i fiziko-mehanikim svojstvima ovog kamena. Pri proizvodnji dimenzioniranog kamena javlja se velika koliina otpada koji bi mogao posluiti za proizvodnju sintetikih vlakana i kamene vune.Naroita estetska i mehanika svojstva pokazuje dimenzionirani kamen dobiven preradom tombolona iz grusa jablanikog gabra. To su jajoliki blokovi gotovo potpunog monolita koji se,zhvaljujui tome, odupro raspadanju i koji se, poput kompozita, nalazi zatrpan u potpunoraspadnutom materijalu grusu.Tu su i razne vrste krenjaka, krenjake bree, mramori, mramorizirani, dolomitizirani ilaporasti krenjaci, sedra, dijabazi i sl.

Arhitektonsko graevinski kamen u Hercegovini Slika 3: Prikaz arhirektonskog kamena sa prostora BiH 5. ZAKLJUAKKamen je prirodan materijal koji moe nastati na vie razliitih naina i upravo od naina postanka zavise njegove osobine i karakteristike.Kamen u obliku magmatskih stijena nastaje prilikom erupcije vulkana.Ovaj kamen odlikuju velike vrtoe i postojanost.Veoma je kompaktan zbog jednolinog ovravanja,ima iroku primjenu u graevinarstvu.Sedimentne stijene nastaju taloenjem i zavisno od okolnosti pod kojim se deavalo spajanje i ovravanje slojeva zavise i osobine kamena.Njihova primjena je jako iroka,a ponekad su neizostavne komponente pri ostvarivanju antropogenih veza.Metamorfne stijene nastaju preobrazbom prethodnih stijena i one se naj manje primjenjuju u graevinarstvu.Kamen se u graevinarstvu primjenjuje za izgradnju objekata i tu uglavnom ima konstruktivnu ulogu,to ukazuje na to da kamen koji se upotrebljava u graevinarstvu mora imati jako dobre i postojane fizike,mehanike i tehnoloke osobine,posebno velike vrstoe na pritisak,zatezanje,otpornost na habanje,malu poroznost i druge pogodne osobine,a sve da bi zadovoljio konstruktivne zahtjeve datog objekta.Primjena kamena u arhitekturi uvjetovana je njegovim izgledom,bojom i dizajnom,a konstruktivni nedostaci se mogu rijeiti vjetakim metodama zatite kamena raznim premazima.

6. LITERATURADr.sc.ing. enari erimagi (2009): Inenjerska geologija Internet

8