Važna stručna napomena: Ovo je arhivski obrazovni tekst, a ne trenutna specifikacija, standard ispitivanja, konzervatorski projekt ili vodič za odabir, postavljanje i zaštitu kamena. Vrstu kamena, vodu, sol, inje, podlogu, žbuku, način obrade i zaštitni premaz potrebno je procijeniti za konkretan objekt prema važećim propisima, dokumentaciji proizvođača i savjetima odgovarajućih stručnjaka.
Prirodni kamen, obloge i konzervatorski radovi nisu dio trenutne javne ponude Save Kusića. Današnji fokus proizvodnje sastoji se od drvenih prozora, drvo-aluminijskih prozora i vrata po narudžbi.
Opći uvjeti
Stvar je inženjera i arhitekata da izaberu najprikladniji kamen za odgovarajuće namjene; pri odabiru kamena za posebno važne građevinske objekte ne smije se zaboraviti da dragocjenu pomoć pruža ispitivanje materijala u suradnji s geolozima i mineralozima.
Geolozi dijele stijene u sljedeće skupine: magmatske stijene, ili druge eruptivne stijene, s podskupinama dubokih magmatskih i izljevnih magmatskih stijena (npr. granit, diorit, gabro, porfir, dijabaz, bazalt), zatim sedimentne ili slojevite stijene (npr. pješčenjak, jurski vapnenac, konglomerati), i konačno metamorfne ili transformirane stijene (npr. gnajs, škriljac). Mineralog ispituje strukturu stijena (vrsta i oblik kristalita, veličina i transformacija istih, svježina, vrsta veziva i sl.). Inženjer ocjenjuje prema boji, distribuciji boje, strukturi, načinu dobivanja, obradivosti, otpornosti na atmosferilije i čvrstoći.
Struktura i kemijski sastav kamena
Treba uzeti u obzir strukturu i sastav kamena ako materijal treba biti otporan na vremenske uvjete ili ako se kamen bira za posebne namjene, kao što je npr. u kemijskoj industriji. Gusto složeni i dobro artikulirani kristaliti umjerene veličine su, između ostalog, karakteristika dobrog granita; s druge strane, granit s puno ljuskastog tinjca i djelomično raspadnutim glinencem nije pogodan za važnije građevinske objekte. Pješčenjaci jednake veličine zrna kvarca, šupljina koje sadrže malu količinu veziva, omogućavaju pristup vodi više od stijene kompaktne strukture (odnosno strukture s malo ili bez šupljina) ili stijene čija je struktura zbijena uz pomoć veziva. Sastav veziva u pješčenjaku je od velike važnosti za njegovu otpornost na kemijske utjecaje koje treba očekivati u prostoru u koji će se kamen ugrađivati.
Tvrdoća kamena
U građevinskoj terminologiji i ispitivanju postoji nekoliko vrsta čvrstoće: tlačna čvrstoća, vlačna čvrstoća, posmična čvrstoća, čvrstoća na savijanje, itd. U svrhu ispitivanja čvrstoće kamena, tlačno opterećenje (za građevinski kamen), rijetko vlačno opterećenje (tj. vlačna čvrstoća), opterećenje na savijanje, udarno opterećenje (za kaldrmu), i konačno ispitivanje trošenja (opet za kaldrmu, ploče za pješačke staze, stubište) izvode se.
1. Čvrstoća na pritisak
Za tlačnu čvrstoću kamena - utvrđenu na kockama s duljinom ruba od najmanje 4 cm - na Istraživačkom institutu za građevinarstvo Tehničkog sveučilišta u Stuttgartu, dobivene su sljedeće vrijednosti za uzorke građevinskog kamena:
U donjoj tablici prikazane su indikativne vrijednosti za izbor i ocjenu svojstava prirodnog kamena. Standardi zahtijevaju, za različite zadatke izgradnje, minimalne vrijednosti u odnosu na referentne vrijednosti; na primjer prije, za kamene pločnike državnih cesta, tlačna čvrstoća je morala biti najmanje u gornjoj polovici referentnih vrijednosti i morala je biti najmanje 2000 kg/cm2. Za gradnju, u pravilu, nema potrebe ograničavati čvrstoću kamena. Tlačna čvrstoća kamena značajno se smanjuje kada se kamen ostavi u vodi.
2. Čvrstoća na savijanje
Ispitano na kamenim prizmama izrezanim pilom (ispitivanje na istom Institutu kao i tlačna čvrstoća); utvrđeno je da je čvrstoća na savijanje:
Preporuča se da se za beton koji mora postići visoku čvrstoću na savijanje koristi samo kamen s čvrstoćom na savijanje od najmanje 100 kg/cm2. Za ostalo pogledajte referentnu tablicu vrijednosti za odabir i procjenu prirodnog kamena (iznad).
3. Snaga udara
Ispitivanje se provodi na kockama duljine ruba 4 cm. Mjeri se rad potreban da se u određenim uvjetima uništi jedna kamena kocka. U Stuttgartu su, između ostalog, uspostavljene sljedeće vrijednosti:
4. Otpornost na habanje
Ispituje se brušenjem; sljedeće vrijednosti utvrđene su u Stuttgartu:
Ovdje treba istaknuti da tlačna čvrstoća i otpornost na habanje nisu u ispravnom odnosu; ne može se bez daljnjeg očekivati da kamen s dobrom tlačnom čvrstoćom također pokazuje dobru otpornost na trošenje. Kamen za betonske prometnice dužan je, prema uputama za izradu betonskih kolničkih zastora, nositi najviše 0,2 cm (10 cm3) na 50 cm2. Osim toga, potrebno je utvrditi istrošenost mokrog kamena nakvašenog vodom, kao i za kamen betonskih kolnika, jer su veće razlike u trošenju. Iskustvo je pokazalo da se na ovaj način za praktične situacije postiže bolja procjena nego kod uobičajenih ispitivanja suhozida.
Otpornost kamena na vremenske uvjete
Za kamen koji će biti izložen atmosferilijama, njegova otpornost na mraz (smrzavanje), tj. ostaje li bez vidljivih oštećenja budući da je u stanju zasićenosti vodom 25 smrznut i zagrijavan nekoliko puta. Ako je ugrađen kamen koji sadrži prirodnu vlagu, tada treba paziti; u tom slučaju potrebno je testirati kamen s prirodnom vlažnošću, a ne u stanju zasićenom vodom. Osim toga, od kamena za vanjske zidove, spomenike i sl. traži se da kamen pokazuje dovoljnu otpornost na atmosferilije, odnosno da može dugo izdržati dodatna opterećenja koja dolaze od izlaganja suncu, promjena uzrokovanih vlaženjem i sušenjem, zbog taloženja zraka, atmosferilije iz zraka itd. Pri odabiru kamena potrebno je dobiti savjet iskusnih stručnjaka.
Pri oblikovanju kamena za gradnju potrebno je paziti da kišnica, pa i voda od prskanja, što brže otječe kako bi što manje mogla prodrijeti u spojeve kamena i zida. Kamen s odvodima, kao i grubo klesani kamen, stvaraju mogućnost zadržavanja čađe, snijega, vode i sl. čime se znatno više povećavaju štetni učinci nego kod glatkih površina. Polirane površine najmanje su izložene zadržavanju prašine i čađe, te naseljavanju biljnih organizama. Dakle, način obrade utječe na trajnost kamena koji je izložen vremenskim utjecajima.
Slojeviti kamen mora biti obrađen prema slojevima, odnosno slojevi moraju biti slagani horizontalno, inače će voda, a sa njom i agresivne tvari, prodrijeti u slabe i fisibilne slojeve; oštećenja se mogu očekivati prije nego da se kamenom rukuje profesionalno.
Podzemna voda se može podići zbog kapilarnih sila i difuzije. Istodobno, određene soli mogu napadati kamen i mort. U zoni isparavanja vode koja se diže, soli se kristaliziraju i stvaraju unutarnje pritiske koji dovode do uništenja. I ovdje je riječ o sprječavanju prodiranja vode u kamen, što se u ovom slučaju postiže izradom izolacije prema tlu.
Što se tiče trajnosti zidova, dosta se raspravlja o izboru morta za gradnju zidova od prirodnog kamena. Ako zid neće biti izložen atmosferilijama i ostaje suh, tada se mort odabire isključivo prema njegovoj obradivosti, čvrstoći i izgledu. Što se tiče vanjskih zidova, vodi se računa da oborinska voda koja ulazi u zid upija sastojke morta, a kada se zid osuši izbacuje ih na površinu i tu ih taloži. Na primjer, ako je porozni zid od pješčenjaka podijeljen nepropusnim spojevima, voda nakuplja soli iznad spojeva što dovodi do povećanog naprezanja u stijeni.
Kamen, kao i svi drugi materijali, podliježe većim ili manjim promjenama volumena uslijed promjena temperature, koje su npr. kod vapnenca puno manje nego kod kvarcita. U normalnim uvjetima ove promjene volumena su od sekundarne važnosti ako se uzmu u obzir pri korištenju kamena. Problemi mogu nastati na vijencima ispod krovova, na obložnim pločama zidanih mostova itd. Za građevinske elemente koji su izloženi ekstremno visokim temperaturama preporuča se odabrati kamen koji pokazuje malu i postupnu ekspanziju na temperaturi od 500-1000oC, kao što je npr. grudasta troska ili sinterirana glina.
Prevencija oštećenja od kamenja
Danas postoje razni zaštitni materijali (lakovi, premazi) koji štite kamen, polirani i grubo obrađen, od vremenskih i drugih utjecaja. Premazi su na bazi silikona, voska ili drugih vrsta materijala koji stvaraju barijeru između kamena i okoline. Redovitim čišćenjem kamena sprječava se nakupljanje prašine i prljavštine tijekom vremena, što također može negativno utjecati na sam kamen. Postavljanjem kamenih površina u natkriveni prostor smanjuje se mogućnost prodiranja vode u njega. Uglavnom, najvažnije je konzultirati se sa stručnjacima i odabrati pravi kamen kako bi se što učinkovitije spriječila eventualna oštećenja.
Napomena o primjeni: Povijesne vrijednosti, postupci ispitivanja i preporuke za premazivanje nisu zamjena za trenutne standarde, laboratorijska ispitivanja, ispitnu površinu, provjeru kompatibilnosti materijala i plan održavanja za određeni objekt.