2.3. Природный камень в архитектуре

2.3.1. Основы технологии добычи и обработки природных каменных материалов

Природные каменные материалы получают путем механической об­работки скальных горных пород. При этом разрушается монолитность исходного сырья и частично его структура. В основе классификации природных каменных материалов лежит технология их производства [34].

Весь комплекс работ по добыче каменных материалов называют гор­ными работами. Разрабатываемые месторождения именуются карьера­ми, а выработанные пространства, образующиеся в процессе добычи ископаемых - карьерными выработками. Обычно при добыче полезных ископаемых попутно получают определенное количество непригодной

для строительства так на­зываемой пустой породы. Разработка горной породы в зависимости от условий залегания может быть от­крытая или подземная. При выборе метода разра­ботки учитывают местные условия, вид породы, глу­бину и характер ее залега­ния.

Добыча твердых мас­сивных горных пород ве­дется буровзрывным спо­собом, менее твердые сло­истые и трещиноватые по­роды разрабатываются бу- роклиновым и удароклиновым способами. Мягкие породы распиливают на блоки правильной геометрической формы специальными камнерез­ными машинами непосредственно на месте залегания породы. Машины особенно эффективны при подземных выработках слабых и мягких по­род, например ракушечника, известковых туфов и т.п. Более твердые породы (мраморы, граниты) распиливают на штучный камень, блоки и плиты пилами со стальными дисками, армированными пластинками твердых сплавов или с абразивными порошками (рис. 28). При этом об­разуется большое количество отходов от камнепиления. Утилизация и

целесообразное их использование в промышленности и архитектурно- строительной практике - важная народнохозяйственная проблема.

Добычу рыхлых горных пород (песка, гравия) осуществляют откры­тым способом с помощью экскаваторов или гидромеханическим, при котором вода, подаваемая гидромонитором под большим давлением, разрыхляет грунт. Затем, после размыва, из пульпы выделяют готовую продукцию. Гравий со дна озер и прибрежной части морей добывают плавучими механизмами - драгами и землечерпалками.

Возможность выбора каменной породы и массового ее использования в строительстве зависит от уровня механизации современных процессов добычи и обработки природного камня. Так, механизированная добыча с помощью камнерезных машин возможна преимущественно для пород средней твердости и мягких. Поэтому в архитектуре зданий, возведен­ных в последние десятилетия, наблюдается преобладание травертинов, туфов, известняков и мраморов. Породы же твердого камня, добыча и обработка которых весьма трудоемка, используются ограниченно.

Природный камень, доставленный с карьеров, подвергается даль­нейшей обработке, распиливанию и отделке для получения различных видов поверхности: грубой или сравнительно гладкой, в частности с применением шлифования и полирования. Для обработки используют пневматические инструменты и станки, с помощью которых получают необходимую фактуру: бугристую, рифленую, бороздчатую и др.

Для по лучения щебня, каменной крошки, дробленого песка породы после их добычи подвергают дроблению и измельчению в камнедробил­ках с последующими операциями по фракционированию, обогащению, промыванию и т.д. Для получения крупно-, средне- и мелкозернистых минеральных материалов используют отходы, получаемые на карьерах или на камнедробильных заводах и установках. Особенно ценными от­ходами являются побочные продукты при распиловке и разделке при­родного декоративного камня (мрамора, гранита, кварцита). При смеши­вании с цементом из них вырабатывают крупные блоки, декоративные плиты и пр.

По виду обработки природные каменные материалы делят на сле­дующие основные виды: грубообработанные (бутовый и валунный ка­мень, щебень, гравий и песок); штучный камень и блоки правильной формы (для кладки стен и пр.); плиты с различно обработанной поверх­ностью (облицовочные для стен, пола и др.); профилированные детали (ступени, подоконники, пояски, наличники, капители колонн и т.п.); из­делия для дорожного строительства (бортовой камень, брусчатка, шашка для мощения). По способу изготовления природные каменные материалы и изделия делятся на пиленые (стеновые камни и блоки, об­лицовочные плиты и плиты для пола) и колотые (бортовые камни, кам­ни тесаные, брусчатка, шашка для мощения). Используя ударную и абра­зивную обработку, природному камню придают ту или иную фактуру.

£

Рис. 29. Виды фактуры камня: 1 - скальная; 2 - рифленая; 3 - бороздчатая; 4 - бугристая;

5 - точечная; 6 - грубошлифованная

Современные способы фактурной обработки естественного декора­тивного камня позволяют наиболее полно раскрыть его богатейшие ар­хитектурно-художественные возможности. В зависимости от способа обработки лицевой поверхности каменных материалов их фактуры делят на ударные, абразивные и термообработанные. Ударные фактуры, полу­чаемые обработкой поверхности механизированными, реже ручными, ударными инструментами, различают по характеру обработки и высоте рельефа: скальная (или фактура скалы) - более 50 мм, бугристая - более 5 мм, рифленая и бороздчатая - 1-3 мм, точечная - 0,5-2 мм (рис. 29).

Абразивные (гладкие) фактуры получают механизированным спосо­бом - распиловкой, фрезерованием и истиранием поверхности с приме­нением абразивных материалов (шлифованием и полированием). Мато­вая гладкая поверхность может быть получена обработкой камня ультра­звуком в водной среде. Шероховатую термообработанную (огневую) фактуру получают с помощью специальных термоинструментов.