Skrze kámen prý člověk našel cestu k bohu a jeho následné vztyčování, kupení a otesávání se stalo prostě rituálem. Kámen je ale také jedním z nejstarších stavebních materiálů, neboť jej v exteriéru i v interiéru (dá-li se to tak říci) využívali dávní pra-architekti, projektanti a designéři.

Stavebním kamenem především rozumíme horninu s určitými fyzikálními, chemickými a také technologickými i estetickými vlastnostmi. Člověk se jí zmocňuje, tedy ji těží, a buďto v původní, nebo opracované podobě ji používá jako konstrukční nebo jiný prvek staveb.

Kontakty na firmy a skrytý text se zobrazí až po registraci a přihlášení.

Kámen je věčný

Kámen doslova zdomácněl především v interiéru, kde mnohdy dokonale ladí s ostatními materiály.Kámen jako stavební materiál v tisíciletích postupně měnil roli i význam. Z ryze konstrukční hmoty se postupně vypracoval až k výrazovému prostředku či dokonce designovému doplňku a k výchozí surovině pro výrobu mnoha jiných stavebních produktů (např. kamenné izolační vlny, skla apod.).

K obecně známým kamenným stavbám patří třeba egyptské pyramidy, dále megalitické stavby (dolmeny, menhiry a kromlechy) nebo kamenná díla a symboly jihoamerických Inků. V pevnosti Machu Picchu v Peru se zachoval kamenný blok Intihuatana, který sloužil jako zařízení k určování času a k plánování posvátných obřadů.

Vápno hasit, maltu připravit...

Při formování životního prostředí člověka však hrály hlavní roli nejen používané materiály, ale také řemesla. Historické prameny uvádějí, že třeba zedníkovi přísluší stavěti zdi z kamenů, pokud jejich zdělání nepřipadá kameníkovi, a z cihel a náležitě jich spojovati s maltou. Při tom se patří, aby dovedl kameny zednickým kladivem obrovnávat, vápno hasit, maltu připravit, se zednickou lžící zacházet, kameny i cihly ve zdi klást do váhy, tj. dobře svismo i vodorovně, a aby uměl hotovou zeď jak náleží ovrhovati, uhlazovati a bíliti.

Jak se pracuje s kamenem, jak jej lze tvarovat a hlavně konstrukčně využít nejpřesvědčivěji ukázala gotika. V moderní architektuře už se surovina nepoužívá jako konstrukční materiál (těžko by konkurovala betonu), ale spíše jako architektonický zdobný prvek ke zvýraznění monumentálnosti a významu díla.

Můj dům doporučuje

Z ryze přírodních surovin se používají břidlice, žula, pískovec, andezit, vápenec nebo stále vznešený mramor. Kupříkladu žula s krásnou a nezřídka velmi barevnou kresbou je neobyčejně odolná a snadno zpracovatelná. V interiéru se hodí nejen na podlahu, ale i jako kuchyňská deska. Pískovec je kámen s příjemnou zrnitou strukturou a teplými pastelovými barvami a značnou tuhostí. Chladný, žilkovaný a v moderních domech někdy pro svoji reprezentativnost zbytečně zatracovaný mramor přesvědčivě působí především v kombinaci s dalšími přírodnímu surovinami, třeba se dřevem, se sklem, s kovem...

Z obecné „šutrologie"...

Pro každou hmotu je charakteristický určitý způsob zpracování. Při zpracování kamene se vychází z jeho přirozených vlastností, k nimž patří hutnost a pevnost v tlaku, odolnosti vůči povětrnostním podmínkám, mikroorganismům nebo ohni, vysoká trvanlivost nebo možnosti estetického působení nejrůznějších tvarů a povrchových úprav. Stavební kámen se po vytěžení opracovává a upravuje podle toho, k jakému účelu se bude následně používat.

Obecně se surovina dělí na lomařské a kamenické výrobky, jimž dává konečnou podobu ruční nebo strojová úprava. To vše se odvíjí od složení hmoty - např. materiál se skladbou ze stejnorodých a stejně tvrdých částic se dá leštit (mramor, žula, porfyr, alabastr atd.). Kameny složené z různorodých částic se zase dobře upravují broušením (pískovec, opuka). Tvarování a povrchové opracování v kamenické výrobě se řídí příslušnými normami (ČSN 72 1800).

...a bližší specifikace

Vyvřelé horniny se dále člení podle místa vzniku na horniny hlubinné, podpovrchové a výlevné, podle struktury - tvaru a velikosti minerálů - na hrubozrnné, středně zrnité, jemnozrnné až celistvé. Právě struktura a také textura, vyjadřující uspořádání horninotvorných minerálů v prostoru, ovlivňují trvanlivost a opracovatelnost kamenů. K nejčastěji zpracovávaným vyvřelým horninám patří kupříkladu žuly. Pro kamenickou výrobu se z usazených hornin využívají pískovce, vápence (spíše se uplatňují v interiéru) méně pak opuky. Z některých vápenců vznikl díky metamorfóze mramor, ze sedimentárních jílovců pak břidlice.

Výrobky z kamene

Kamenoprůmysl dělí výrobky do tří základních oborů. Na kamenickou výrobu, na čistou kamenickou výrobu a na ušlechtilou kamenickou výrobu. Názvy prakticky vycházejí z konečného stupně povrchové úpravy lícních ploch. Hrubé kamenické výrobky mají povrchy lámané, štípané, přetloukané palicí nebo hrubě bosované (zbavené výstupků) pro srovnání do požadovaného tvaru. Takto se vyrábějí lomové kameny, kopáky, haklíky, dlažební kostky a krajníky. Čistá kamenická výroba pak stojí na opracování ­lícních ploch ručním nářadím, například špicováním, olemováním dlátem, vy­pra­cováním pemrlicí rýhováním či zubováním.

Výsledným produktem jsou chodníkové obrubníky, masivní schodišťové stupně, krycí desky, sloupy, pilíře, římsy, kamenná zábradlí a jiné produkty. Ušlechtilé výrobky vyžadují strojní opracování od řezání přes broušení a leštění. K novějším technologiím náleží tryskání nebo opalování (termické opracování). Z dílny vycházejí broušené a leštěné dlažební či obkladové desky stěn a stropů, soklíky, obklady železobetonových stupňů, soklů nebo okenní parapetní desky a leštěné pulty apod.

Více článků z rubriky STAVBA na www.dumabyt.cz.

Běžné stavební účely

V současném stavebnictví se kámen a výrobky z kamene objevují mnohem více v interiérech než na budovaném objektu (s výjimkou obkladů, venkovních schodišť, teras). Bez kameniva se ale prakticky neobejde většina staveb. Jde totiž o anorganický zrnitý, sypký přírodní nebo umělý materiál s velikostí zrn max. 125 mm, který se používá jako hlavní nosná složka betonových směsí (tzv. plnivo).

Přírodní kamenivo se získává přímo těžbou nebo drcením vytěžených hornin. Existuje ovšem i umělé kamenivo, záměrně vyráběné z přírodních nebo průmyslových odpadů. K základním požadavkům na kamenivo patří pevnost, trvanlivost, nenasákavost, tvarový index a humusovitost. Surovina nesmí obsahovat slídu, jíly, síru, hlinité a odplavitelné částice. V praxi se nejběžněji používají drti (velikost zrn 2 až 22 mm) a štěrk (zrna nad 22 mm). Zrnitost a původ dále dělí kamenivo na štěrkopísek a mnohé další suroviny.

Horniny v kamenické výrobě

a) horniny magmatické (vyvřelé): hlubinné světlé (granitoidy, syenitoidy), hlubinné tmavé, výlevné hutné, výlevné pórovité
b) horniny sedimentární (usazené): klasické hutné, klasické pórovité, klasické vrstevnaté odlučné podle souběžných ploch (štípatelné), karbonátové horniny pórovité, karbonátové horniny hutné
c) horniny metamorfované (přeměněné): karbonátové horniny - krystalické vápence (mramory) a přeměněné horniny řady vápenec - dolomit, silikátové horniny - vzniklé metamorfózou silikátových hornin, břidlice - odlučné podle souběžných ploch (štípatelné)

Pod kamennou střechou

Kámen po mnoho staletí kryje i střechy lidských obydlí. Zde se v převážné míře používaly a dodnes používají zejména jílovité břidlice. Břidlice je snadno dělitelná hornina, která se dále opracovává štípáním na desky 4 až 15 mm silné. Vyniká značnou odolností vůči povětrnostním vlivům a dále pevností v tahu a v ohybu. Z historických objektů a starobylých stavení se pro své technické kvality a také z estetického hlediska tento kámen postupně usídlil i v moderní architektuře, tedy na střechách nebo jako obkladový materiál. Pokrývačské břidlice bývají tmavě šedé až černé a opracovávají se osekáváním do požadovaných rozměrů (250 x 250 mm, 300 x 600 mm aj.).

Monumentálně působí i architektura surovinových nalezišť a zdrojů kamene.K nejběžnějším formátům patří čtverec, čtverec s jedním nebo dvěma zkosenými rohy, s obloukovým řezem, osmiúhelník, kosočtverec, kosodélník. Na stavebních veletrzích a jiných prezentačních akcích většina pokrývačských firem, zabývajících se kamennou střešní krytinou, předvádí ve svých expozicích dovednost i um pokrývačů. A pozorovat řemeslníka při práci na střeše je pastvou pro oči.

Výrobky z umělého kamene

Pokud spojíte tvarově a také barevně vybraná kamenná zrna nějakým vhodným pojivem, vznikne prakticky zcela nový průmyslový produkt - umělý kámen. Vzhledem si v ničem nezadaná s přírodním kamenem, může však získat na kvalitě, na vzhledu i na některých dalších požadovaných vlastnostech. Jako základní surovina se nejvíce používají úlomky a drti - s maximální velikostí úlomků kolem 150 mm - nejrůznějších soudržných i nesoudržných uhličitanových nebo křemičitanových hornin (mramory, vápence, granit) a za pojivo slouží například pryskyřice, hydraulický cement nebo jejich směsi.

V interiéru se pak lisovaný umělý kámen aplikuje ve formě pracovních desek, podlahových krytin, dlažby a obkladů a v dalších architektonických nebo designových výrobcích. Snad nejvíce rozšířeným umělým kamenem je tzv. konglomerovaný kámen s 90 % přírodního kamene a zbytkem pojiva. Po přebroušení a vyleštění se používá jako obklad. Asi nejznámějším z umělých kamenů je co­rian, který se zabydlel především v koupelnách a v kuchyních.

Přírodně sycený plast se zhotovuje z bauxitu a plnidla ze syntetické polymerní pryskyřice. Existuje i novější materiál zodiaq (asi 93 % křemíku a 7 % pojiva), využívaný na pracovní desky, dřezy, umyvadla, desky stolků atd. V sortimentu stavebních výrobků najdete také vpusti, kanálové poklopy, obrubníky, potrubí, venkovní dlažbu, a bezpočet dalších produktů, které se také vyrábějí z umělého kamene.

Požadované vlastnosti

K základním požadavkům na materiál patří pevnost v tlaku, pevnost v tahu za ohybu, nenasákavost, mrazuvzdornost, opracovatelnost, obrusnost a leštitelnost. U hrubých kamenických výrobků se dále sleduje štípatelnost a otluk. Nově se sleduje i odolnost kamene vůči zhoršeným podmínkám životního prostředí (provádí se třeba síranová zkouška). Pevnost v tahu za ohybu zajímá nejvíce konstruktéry při navrhování tenkých desek - schodišťových stupňů, obkladů atd. Nasákavost v % podmiňuje odolnost kamene vůči povětrnostním vlivům a leštitelnost zase podstatně zvyšuje estetický účinek, zvýrazňuje barevnost kamene a prodlužuje trvanlivost jeho povrchu, neboť leštěním se dokončí uzavření přirozených pórů.

Minerální vlna, vata a rouno

Kámen, přesněji výrobky na bázi této suroviny, si umí dokonale poradit i s tepelnou izolací.Tomuto materiálu se také říká kamenná vlna či vata. Vyrábí se z umělých anorganických vláken a ve stavebnictví slouží především jako tepelná izolace. Minerální vlákna vznikají rozvlákněním roztavených přírodních hornin, silikátových odpadů (popílek, struska), případně jejich směsí. Kupříkladu strusko-čedičová vlákna mají hmotnost přibližně 120 kg/m3 a průměr vláken se pohybuje v rozmezí od 4 do 20 mm v délce 10 až 70 mm. Zjednodušeně řečeno se kapičky budoucího vlákna, vznikající při odstředivém rozvlákňování, obrovskou silou protahují skrz malé otvory do proudu vzduchu.

V usazovací komoře je skrápí pojivo a vzniká vrstva budoucí hmoty. Z ní se ve vytvrzovací komoře při teplotě 180 až 200 °C odpaří voda a dojde k polykondenzaci pojiva. Organické látky pak ve vý­sledném produktu tvoří asi jen 3 až 8 % hmotnosti a od jejich obsahu závisí nasáka­vost a hořlavost izolace. Z minerálních látek se zhotovují tepelněizolační desky s objemovou hmotností od 35 do 220 kg/m3 a s výborným součinitelem tepelné vodivosti.

Jiným produktem jsou měkké svinovací pásy, rohože z minerální plsti nebo volná vlna, využívaná k výplni dutin sendvičových konstrukcí, v podstřeší, mezi krokvemi a jinde. Minerální vata sama o sobě je nehořlavá, hotový výrobek je nesnadno hořlavý (stupeň hořlavosti B příslušné normy). Výrobky mimo tepelnou a protipožární roli plní i funkci vynikající akustické izolace.

Kámen a beton

Existují různé druhy betonů, které se liší objemovou hmotností, pevností, dobou tvrdnutí, výrobou, vyztužením a uložením: beton lehký, prostý, vodostavební, železobeton, polymerbeton, pórobeton... Vlastnosti kameniva do různých druhů betonu stanovuje norma ČSN EN 12620. Souhrn různě velikých zrn kameniva se označuje jako frakce kameniva. Např. frakce 4/8 znamená, že jde o zrna kameniva velikosti od 4 mm do 8 mm, frakce 16/32 od 16 mm do 32 mm atd. Jde o označení podle velikosti dolního (d) a horního (D) síta - tj. označení d/D.
Potřebné množství kameniva v betonu se vypočítává ze složitého vzorce (z rovnice) absolutních objemů, která vyjadřuje vztah mezi dílčími složkami betonu a případným požadovaným obsahem vzduchových pórů v kubickém metru betonu. Jednu z důležitých složek tvoří právě dávka kameniva v kilogramech.

Horniny, kam se podíváš

Ačkoli jsme v tomto díle seriálu hovořili převážně o kameni, nelze opomenout ani horniny, k nimž patří hlíny, jíly a jílovité směsi pro výrobu keramiky, cihel a cihlářských výrobků, pálené a betonové střešní krytiny, obkladové materiály, kamenina, sklo, sádrové výrobky, vápno, cement, geopolymery... a mnohé další. Téma jsme tedy ještě zdaleka nevyčerpali a budeme se mu samozřejmě věnovat i v dalším pokračování.

text: Petr Saulich, foto: archiv