Kamień to jeden z podstawowych i najstarszych materiałów używanych w budownictwie ze względu na trwałość i odporność oraz walory kolorystyczne i dekoracyjne, co daje mu to nieograniczony potencjał zastosowania nie tylko przy budowie dróg i mostów, ale także innych obiektów budowlanych.
Rodzaje kamienia to:
- Skały wulkaniczne (magmowe) powstały dzięki zjawiskom wulkanizmu. Skały magmowe powstają bezpośrednio z zastygającej lawy pod ziemią lub lawy wyrzuconej przez wulkan. Charakteryzują się niską nasiąkliwością oraz ścieralnością, są bardzo trwałe. W budownictwie największe zastosowanie z tego typu skał to:
- granit – jasno szara skała z innymi przebarwieniami, najtrwalszy wśród kamieni naturalnych i najczęściej stosowany. Nadaje się do mieszkań i budynków użyteczności publicznej, wszelkich zastosowań zewnętrznych. Robi się z niego płytki posadzkowe, ścienne, blaty kuchenne, okładziny i tralki schodowe, kostkę brukową, krawężniki drogowe, schody, elementy architektoniczne, okładziny ścian i płyty posadzkowe zewnętrzne, kolumny, nagrobki, wykorzystuje do murowania ścian fundamentowych. W Polsce, nasz rodzimy granit strzegomski, pozyskiwany jest w kamieniołomach na Dolnym Śląsku.
- bazalt – ciemna, zazwyczaj czarna magmowa skała, dziś stosowany głównie jako materiał do budowy dróg tj. kruszywo łamane i do produkcji wełny mineralnej. Pozyskiwany jest głownie w kamieniołomach na Dolnym Śląsku.
- porfir – skała o barwie purpurowej, używany już przez rzymskich cesarzy do produkcji swoich posągów oraz do ozdoby wnętrz min. wnętrza Panteonu w Rzymie. Dziś wydobywany jest w okolicach Krakowa i stosowany do wyrobu kostki brukowej.
- sjenit – najczęściej o barwie ciemno szarej lub czarnej z białymi przebarwieniami i jako materiał budowlany cechuje się mniejszą twardością od granitu ale większą łatwością w obróbce. Używany jest głównie w drogownictwie np. do budowy nawierzchni torów żużlowych ale również w budownictwie. Do bardziej znanych budowli wykonanych ze skał sjenitowych należą: Stonehenge w Wielkiej Brytanii, piramidy egipskie a w Polsce mury obronne Niemczy.
- Skały osadowe powstałe w wyniku sedymentacji, czyli gromadzenia i osadzania się materiału okruchowego, organicznego, chemicznego i biologicznego w zbiornikach wodnych. Bardzo rzadko wykształcały się w środowisku lądowym. Kolejno osady te na etapie tworzenia podlegały procesowi zmniejszania się odległości pomiędzy składnikami osadu i cementacji. Są materiałem miękkim, porowatym i plastycznym. Należy do nich wapień i ze względu na łatwość obróbki i ciekawy wygląd wapień jest stosowany powszechnie jako materiał budowlany i okładzinowy, mimo że ulega łatwo wietrzeniu fizycznemu. Jest to kamień naturalny powszechnie występujący w Polsce w kolorze białym i żółtawym w zależności od domieszek. Wapienie dzielimy na:
- wapienie miękkie np. kredę, gips, alabaster itp.
- wapienie zbite czyli twarde często nazywane marmurem, doskonale sprawdzają się jako materiał wykończeniowy do elewacji zewnętrznych czy ogrodzeń, a przy tym są i tak od wiele lżejsze i miększe od granitu i innych skał magmowych. Jest też dobrym materiałem rzeźbiarskim. Wykorzystanie w budownictwie jest widoczne szczególnie na Wyżynie Krakowsko-Częstochowskiej, gdzie skały tej używano do budowy zarówno zamków (zamki na szlaku Orlich Gniazd np. Ogrodzieniec), jak i zwykłych domów mieszkalnych. W tamtych okolicach jest też wapień w Polsce pozyskiwany.
- Do skał osadowych należy też piaskowiec – od wieków jest to najczęstszy materiał rzeźbiarski, w budownictwie wykorzystywany jako płyty okładzinowe elewacyjne i tłuczeń drogowy. Dawniej z piaskowców wyrabiano żarna.
- Piasek czyli najczęściej występującą luźna skała osadowa, złożona z niezwiązanych spoiwem ziaren mineralnych. Jego złoża znajdują się na znacznym obszarze Polski i do celów gospodarczych wydobywany jest metodą odkrywkową w kopalniach zwanych piaskowniami i żwirowniami, jest również pozyskiwany przy pogłębianiu rzek i kanałów żeglugowych. Wykorzystywany jest do wyrobu szkła, a bezpośrednio w budownictwie jako składnik betonu, zapraw murarskich, tynków.
Kamień w budownictwie wykorzystuje się w postaci:
- kamienia łamanego wydobywanego w kamieniołomach, poddawanego obróbce dawniej ręcznej dziś mechanicznej, głównie wykorzystywanego w budownictwie drogowym.
- kamienia w postaci bloków płyt i elementów – jako materiał konstrukcyjny do budowy fundamentów, cokołów, murów, podpór, słupów itp.
- kamienia obrobionego jako materiał wykończeniowy tj. płyty do licowania ścian, płyt posadzkowych, stopni schodowych, balustrad zarówno we wnętrzach jak i na zewnątrz.
- wszechobecny piasek o szerokim zastosowaniu w budownictwie.
Najstarsze konstrukcje z kamienia w Polsce
Kościół św. Mikołaja w Cieszynie – różne badania oceniają wiek kościoła na XI lub XII wiek. Ta rotunda jest jedną z bardziej znanych i najstarszych polskich budowli i każdy z nas widział ją na banknocie 20-złotowym, umieszczona jest ona na jego odwrocie. Budowla wykonana została na planie koła z wapienia. Jest to unikatowa pod względem zastosowanych rozwiązań architektonicznych budowla romańska.
Najstarsze konstrukcje z kamienia na świecie
To megalityczne świątynie znajdują się na Malcie i pobliskiej wyspie Gozo. Budowle zostały wzniesione w okresie 3500-2500 p.n.e., ale pierwsze wolnostojące sarkofagi postawiono tu ok. tysiąca lat wcześniej.
Piramida Dżesera, znajduje się w Egipcie i została wzniesiona w Sakkarze około 2650 r. p.n.e. przez budowniczego Imhotepa. Pierwotnie miała mieć wysokość niecałych siedmiu metrów, lecz po dodaniu kolejnych segmentów wysokość budowli wynosiła aż 62,5 m.
Najciekawsze w Polsce budowle z kamienia
Są w niewielkim miasteczku Żarki, położonym w pow. myszkowskim na Jurze Krakowsko-Częstochowskiej, gdzie zachował się unikatowy zespół kilkudziesięciu zabytkowych stodół. Murowane z kamienia wapiennego budynki skupiły się we wschodniej części miasta. Wzniesiono je pod koniec lat 30 XX-wieku, w miejsce wcześniejszych, drewnianych, strawionych przez pożar.
Najciekawsze budowle z kamienia na świecie
Czerwona Piramida w Dahszur (od lekko czerwonawego odcienia kamienia, który stworzył się na skutek erozji wcześniej gładkiego lica) w Egipcie. Możliwe, że jest pierwszą udaną próbą egipskich inżynierów i budowlańców stworzenia gładko licowej piramidy, wykraczającej poza efekt wizualny. Część ze specjalnych białych wapieni z Tura wciąż jest widoczna u podstawy. Inną interesującą cechą jest wyjątkowo mały kąt nachylenia (43˚) co powoduje, że pomimo swej imponującej wysokości 104,0m, budowla sprawia wrażenie przysadzistej. Powierzchnia podstawy wynosi 48.400m2 tj. ponad 6,7 boisk piłkarskich.
Z dzisiejszej perspektywy ciekawe jest jak poradzono sobie z logistyką takiej budowy.
I mimo iż obecnie w budownictwie dominują beton, stal i szkło, kamień często wydaje się być niezastąpionym materiałem w każdej swojej postaci we wszystkich otaczających nas obiektach i wnętrzach.
Artykuł powstał przy współpracy z Lubuską Okręgową Izbą Inżynierów Budownictwa w ramach cyklu 1000 słów o budownictwie. Inżynier opowiada.
