Каменный шпон – это тонкий слой любого камня, используемый в качестве декоративного облицовочного материала, не несущий нагрузки. Каменная облицовка — это каменная облицовка или имитация камня, наносимая на здание или другое сооружение, изготовленное из материала, отличного от камня. Каменная облицовка иногда применяется к бетонным и стальным зданиям как часть их оригинального архитектурного дизайна.
Тонкий каменный шпон был впервые разработан в конце 19 века, но существовали материалы, разработанные гораздо раньше, которые предвосхитили его использование. Например, древние римляне строили большие конструкции из римского бетона и иногда использовали для их облицовки каменную облицовку. [1] Части римского Колизея изначально были облицованы мраморным шпоном; отверстия, в которых когда-то крепились анкеры для шпона, все еще видны. [2] : 27
Современный каменный шпон впервые появился в конце 1800-х годов. Старейшее из современных изделий из каменного шпона сейчас разрушается. Его разрезали на толстые куски, а затем вручную изготовляли соответствующие панели; в качестве камней использовались «гранит, мрамор, травертин, известняк и сланец». На ранних этапах своего развития тонкий каменный шпон можно было использовать только в таких местах, как внутренняя часть зданий, фасады на уровне улицы и витрины магазинов. [2] : 28
В конце 19 - начале 20 веков к несущим стенам сзади регулярно прикрепляли ненесущие каменные облицовки . Поскольку с появлением скелетного стального каркаса здания начали становиться выше , возникла необходимость уменьшить толщину и вес каменных стен, чтобы выдержать собственный вес здания. Без стальных опор толщина несущих стен на нижних этажах могла бы вырасти на несколько метров. Решением, использованным при строительстве первых небоскребов, было использование стального каркаса, который поддерживал внешние каменные стены на каждом этаже, тем самым распределяя нагрузку на каркас. Это позволило избежать постепенного увеличения веса, что привело к появлению неудобно толстых нижних стенок. [3] Эмпайр -стейт-билдинг использует этот метод, имея две стальные балки для крепления каменной облицовки на каждом этаже; один внутри, чтобы выдерживать вес, а другой действует как полка снаружи, поддерживая известняковую облицовку здания. [3] Полтора дюйма (38 мм) стали обычной толщиной каменного шпона в 1930-х годах. Использование тонкого каменного шпона для отделки фасадов зданий появилось в 1940-х годах. Строительство из каменного шпона во многом стало тем, что мы видим сегодня, в 1950-х годах. Транспортировка улучшилась, поэтому каменный шпон стал транспортироваться более эффективно и с меньшими затратами, чем когда-либо прежде. Были разработаны методы крепления шпона к стали; инструменты с алмазным лезвием стали популярными для изготовления тонкого каменного шпона, а эластомерный герметик начал заменять строительные растворы в процессе строительства. Тонкая каменная облицовка в 1960-х годах приобрела более стандартизированный вид – фактически, стандартное образование по каменной облицовке стало доступно в «Справочнике по проектированию мрамора» и «Сборные железобетонные панели с мраморной облицовкой» , которые были опубликованы Американским институтом мрамора и Национальной ассоциацией производителей мрамора. . [2] : 28
Поскольку в 1960-х годах панели из каменного шпона стали тоньше, свойства используемого камня стали более важными для компенсации (как и соображения безопасности). Бетон как вспомогательное средство для каменной облицовки продолжал развиваться, «чтобы устранить прогибание, растрескивание и окрашивание облицовки». [4]
«Кабели с бриллиантами» использовались для резки итальянского мрамора на необходимые плиты в рамках эпохи специализации 1970-х годов. [2] : 28 Патент 1976 года показывает, что каменный материал для композитного каменного шпона может быть обработан и обработан таким образом, чтобы «он не выглядел как часть изделия, облицованного композитным камнем». [5]
Каменный шпон можно было разрезать до толщины 1 ⁄ 8 дюйма (3,2 мм) в 1980-х годах благодаря усовершенствованию технологии . Толщина типичного тонкого каменного шпона к началу 2000-х годов составляла три сантиметра. Опорные анкеры изготавливались из особого типа нержавеющей стали или «из алюминия с нержавеющим материалом-разделителем между металлом и камнем». Эти анкеры крепятся к задней части панелей с помощью стержня. [2] : 28
Существует множество систем крепления каменного шпона к фасадам, включая системы крепления дюбелями, прорезями и подрезами, а также прямое крепление.
Система прямого или клеевого крепления основана на склеивании раствора или цемента между стеной-основой и обратной стороной каменного шпона. Это применение обычно используется внутри помещений, поскольку наружные атмосферные воздействия и экстремальные температуры приводят к растрескиванию и растрескиванию шпона . Полное соединение между шпоном и основой не учитывает различную скорость теплового расширения материалов, что приводит к их схватыванию под давлением. [6]
Большинство систем наружной облицовки подвешивают камень к опорной стене с помощью штифтов и анкеров, оставляя между ними воздушное пространство, по существу используя камень в качестве защиты от дождя . Системы крепления лучше всего подходят для наружного использования, поскольку они позволяют воде, проникающей в облицовку, выходить наружу, а воздушное пространство позволяет материалам несущей стены-основания расширяться и сжиматься с разной скоростью, чем скорость облицовки. [6] Система крепления дюбелями — один из таких методов подвешивания шпона. Система основана на отверстиях, просверленных в краях каменных панелей, в которые вставляются металлические дюбели. Дюбеля соединяются с угловым кронштейном , который, в свою очередь, соединяется анкерными болтами с несущей стеной здания или стальным каркасом. Системы крепления с пропилом работают практически одинаково с различной металлической фурнитурой. В системе пропила используются канавки, вырезанные по краям панелей из каменного шпона, в которые вставляются пластины или планки с пропилом. Эти пластины крепятся к стене позади и действуют как полка, на которой лежит каменная панель. Системы крепления дюбеля и пропила можно прикрепить к верхней, нижней и боковым сторонам каждой панели, обеспечивая надежную фиксацию и соединение панелей вместе, образуя законченную облицовку. [6]
Четвертая и несколько менее распространенная система крепления — это система крепления с подрезом, в которой используется расширительное кольцо на конце болта для фиксации в отверстии с подрезом в задней части панели из шпона. Давление при затягивании болта приводит к тому, что расширительное кольцо расширяется, заполняя подрезанное отверстие. Затем болт прикрепляется к системе крепления, соединенной с несущей стеной позади. [6]
Каменный шпон может быть изготовлен как из натурального камня, так и из искусственного камня. Натуральный каменный шпон изготавливается из настоящего камня, который либо собирается, то есть полевой камень , либо добывается в карьере. Камень обрезается до одинаковой толщины и веса для использования в качестве шпона.
Облицовка из искусственного камня изготавливается путем заливки легкой бетонной смеси в резиновые формы и окрашивается краской, которая придает ей сходство с настоящим камнем. Полученный каменный шпон затем крепится к стенам с помощью специальных растворов .
Гибкая каменная облицовка изготавливается путем вытягивания тонкого слоя камня из плиты сланца, песчаника или слюдяного сланца. В основе лежит композитный материал.
Каменная облицовка зачастую состоит из легких изделий, имитирующих камень, с основанием бетонного типа. Эти изделия для облицовки камнем часто устанавливаются на легкие основания, чтобы снизить стоимость строительных материалов; обычно это включает
Затем с помощью растворной смеси каменную облицовку прикрепляли к стене. В США при типичной установке на легком основании в качестве альтернативы фиброцементному листу используется фанерная подложка.
В качестве альтернативы каменная облицовка может представлять собой натуральный камень, который был добыт в карьере, а затем разрезан на тонкие куски для уменьшения веса.
Будучи более тяжелой, облицовка из натурального камня часто требует механического крепления к основанию. Механическое крепление может осуществляться с помощью уголков для полок или, например, с помощью изделия, называемого каменным зажимом.
Существует несколько методов или систем укладки камня на внешнюю поверхность зданий. [6]