Что такое песчаник и как выглядит камень: свойства, состав, применение и изготовление

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.

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.

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).

Варианты расцветки камня

Цветовая гамма песчаника очень многообразна. Он бывает серым, зеленым, красным, желтым и коричневым, а при помощи термообработки возможно получение необычного розового цвета. Большая ценность данного минерала объясняется его необычными узорами и разводами на поверхности, благодаря чему каждый срез камня индивидуален и удивителен. Минерал позволяет решать самые необычные дизайнерские задачи. Если грамотно сочетать его множественные расцветки, то можно визуально увеличивать или уменьшать размер облицованного здания, подчеркивать достоинства и скрывать недостатки. Для внешней облицовки коттеджей часто применяется сочетание нескольких видов песчаника, различающихся по цвету и фактуре. Это дает возможность получать каждый раз нестандартную цветовую композицию, поэтому каждое здание будет иметь неповторимый индивидуальный внешний вид.

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.

Полезные советы

В первую очередь надо обозначить, что природный камень нужно приобретать по толщине в зависимости, для какой дорожки он будет использован. Потому что, чем толще плитка, тем она дороже. И если ею отделывается просто садовая тропинка, то нет смысла покупать толстый, более дорогой, вариант. Толстые облицовочные элементы приобретают для автомобильного проезда и площадок, где будет стоять машина.

Сам по себе песчаник – материал достаточно плотный и прочный, но его легко можно подрезать болгаркой и отрезным диском. Некоторые мастера его просто раскалывают молотком. Ведь для покрытия тропинок необязательно ровные края.

Как уже было сказано выше, очень внимательно надо заполнять зазоры между каменными плитками. Здесь важно, чтобы атмосферные осадки в виде воды не проникли под облицовку. В сезон морозного пучения замерзшая вода просто разорвет каменное покрытие дорожек или сами камни.

Рекомендуется после окончания работ поливать тропинку водой. Это даст возможность равномерно цементному раствору высохнуть и набрать свою марочную прочность. Некоторые дизайнеры покрывают тропинки, отделанные песчаником, бесцветным лаком. Таким способом создается эффект «мокрого камня», а это своеобразная изюминка в структуре ландшафтного дизайна.

Дорожка из песчаника – эффект «мокрого камня» Источник vesta-teplij-pol.ru

Иногда ландшафтные дизайнеры предлагают вариант, когда между уложенными каменными плитками выращивают траву. Делают это редко, потому что такая садовая тропинка не обладает требуемой прочностью. Обычно для этого не закладывают подушку со всеми используемыми для ее формирования материалами. Песчаник укладывается просто на грунт. При этом стараются не использовать плитняк. Берут толстые камни с ровной или выпуклой плоскостью, которые монтируют с зазором в пределах 5 см. Между каменными элементами засыпают грунт.

Если на загородном участке эксплуатируется дорожка, изготовленная из чистого бетона, и она в процессе долгой эксплуатации потеряла свой внешний вид и прочность, не стоит ее демонтировать. Ведь бетон – отличное прочное основание. Бетонную тропинку просто засыпают песчаным отсевом, на который укладывают плитки песчаника. Для того чтобы облицовка хорошо схватилась с песком, готовую аллейку обильно поливают водой.

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.

Почему песчаник пользуется спросом

Благодаря видовому разнообразию и хорошим эксплуатационным свойствам песчаник активно используют в ландшафтном дизайне, декоративной отделке и при строительных работах. Специалисты также научились изготавливать искусственный песчаник.

Плюсы песчаника:

• обеспечивает до 50 лет эксплуатации; • устойчив к строительным веществам, щелочам, кислотам; • экологичен; • не накапливает в себе радиацию; • воздухопроницаем; • задерживает, мороз и зной (сохраняет в помещении прохладу и тепло); • устойчив к резким перепадам температур от + 50 до – 30 ºC, не боится дождя и снега.

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.

Использование в строительстве

Природный камень является древнейшей осадочной породой, которая образовалась в результате разрушения других горных пород. Люди давно обратили внимание на этот натуральный материал, который стал широко использоваться в строительстве.

Из камня сложены знаменитые скульптуры: древнеегипетские пирамиды, усыпальницы, особняки, Версальский ансамбль в Париже. В настоящее время использование материала не утратило своей актуальности. Благодаря своим характеристикам камень используется в качестве строительного и облицовочного материала.

Профессионалы ценят его не только эстетические качества и богатую цветовую палитру, но и экологичность, безопасность, совместимость с другими строительными материалами, простоту в обработке и уходе, доступность.

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.

Как укладывать песчаник на садовые дорожки

Технология укладки песчаника на дорожки мало чем отличается от такого же процесса, если использовать тротуарную плитку или любой другой камень. Для этого в первую очередь проводят планировку, то есть определяют, где будет прокладываться дорожка, каковые ее размеры и конфигурация.

После чего эти параметры переносят на землю. Обычно формируют границы аллейки с помощью меловой посыпки или с помощью шпагата и забитых в землю колышков. Здесь очень важно перенести размеры правильно, особенно это касается ширины тропинки.

Разметка садовой дорожки шпагатом и выкапывание траншеи Источник nasha-besedka.ru

После чего внутри нанесенных границ удаляют дерн и грунт на глубину до 30 см. Дно выкопанной траншеи выравнивают и утрамбовывают. После чего застилают геотекстилем так, чтобы этот нетканый материал собой зарыл не только дно траншеи, но и ее стенки. А вот теперь о нюансах мощения дорожек из песчаника.

Если дорожка будет подвергаться значительным нагрузкам

Обычно такие дорожки ведут от входных ворот до дома, и их используют для проезда автомобилей. То есть нагрузки на самом деле большие. Как поступают в этом случае:

• на уложенный геотекстиль толщиною 10 см засыпают речной песок, который обязательно выравнивают и утрамбовывают;
• сверху укладывают щебень таким же слоем с выравниванием;
• далее проводят монтаж металлической сетки, которая будет выполнять функции армирующего каркаса;
• поверх уложенных материалов заливают бетонный раствор толщиною 60 мм.

В таком состоянии подготовленная дорожка должна простоять, как минимум двое суток. После чего можно переходит к укладке песчаника.

На подготовленную подушку из песка и щебня укладывают стальную сетку и заливают бетон Источник stoprsp.ru

Если дорожки подвергаются незначительным нагрузкам

Это более простой и малозатратный вариант формирования подушки под плитку:

• выкапывают траншею глубиною в пределах 15-20 см;
• застилают ее геотекстилем, или не делают это вообще;
• засыпают песок толщиною 5 см;
• щебень – 5 см.

Если геотекстиль не используют, тогда между песчаным и щебеночным слоем укладывают гидроизоляционную мембрану черного цвета.

Вниз траншеи кладут геотекстиль Источник in.pinterest.com

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.

Изготовление в домашних условиях

Если нет возможности приобрести натуральный камень, материал можно изготовить самостоятельно в домашних условиях. Для этого потребуется глина, поваренная соль, песок и жидкое стекло. Все ингредиенты, кроме соли, следует тщательно перемешать до получения однородной массы. Из соли приготовить раствор, в котором следует растворить полученную смесь.

Полученный раствор заливают в подготовленные формы и убирают с открытого воздуха для просушки. Для того чтобы сэкономить материалы, приготовление раствора для крупных изделий можно осуществлять сразу в формовочных емкостях. Остатки массы можно хранить в плотно закрытом контейнере в прохладном месте.

Песчаник относится к древним осадочным породам. Благодаря своим свойствам и необычной окраске камень нашел широкое применение в строительстве и дизайнерском искусстве.