Месячные архивы: Декабрь 2019

МРАМОР

метаморфическая полнокристаллическая горная порода, сложенная кристаллами кальцита, иногда с примесью доломита.

Содержание

• Образование мрамора
• Состав и физико-технические свойства мрамора
• Структура мрамора
• Разнообразные виды мрамора
• Применение мрамора разнообразно:
• Добыча мрамора
• Обработка мрамора

Образование мрамора

Генезис мрамор и мраморовидных известняков связан с преобразованием известковых органогенных отложений морских глубин. Уплотняясь и частично преобразовываясь еще в водной среде, эти гигантские скопления разнообразных карбонатных остатков (кораллов, фораминифер, мшанок, криноидей, литотамний и др.) с переходом в новые геологии, условия подпадают под действие мощных магмотектонических факторов — теплоты и давления — и в большей или меньшей степени перекристаллизовываются.

Обычно оба названные фактора действуют совместно, дополняясь работой химии, агентов — воды и различных газов. По преобладанию в генезисе мрамор того или иного фактора их подразделяют на контактные, в образовании которых главную роль играла высокая температуpa, и региональные, образовавшиеся под действием большого бокового давления. К мрамору причисляются также породы, образованные натечным, слоистым или пористым кальцитом (реже арагонитом), отлагающимся из горячих или холодных источников; сюда относятся пористые, желтовато-серые, реже цветные травертины, дающие прекрасный строительный материал, и ленточно-полосатые полупрозрачные мраморные ониксы, занимающие видное место среди поделочных камней.

Структура мрамора

Структура может быть плотной (размер кристалла 0,02—0,06 мм), мелкозернистой (0,06—0,75мм), грубозернистой (0,75—3,0 мм), очень грубозернистой (3,0—5,0 мм и выше). По цвету он не имеет себе соперников среди горных пород, отличаясь исключительно красивой и разнообразной окраской и узорчатой текстурой.

• Твердость — 3,4;
• уд. в. 2,7—2,9.
• сопротивление раздавливанию от 450 до 1 400 кг/см2 и выше;
• сопротивление изгибу по расчетам Баушингера равно примерно 1/6 величины сопротивления сжатию.

Важное значение для прочности имеет его влагоемкость, изменяющаяся для различных пород от 0,002 до 1%. Погодоустойчивость мрамора различна, но в общем он является ненадежным материалом для службы под открытым небом в странах с холодным и влажным климатом. Цветные и узорчатые разности применяемы исключительно внутри помещений, для внутренней облицовки. Некоторые породы ( наиболее известный прохорово-баландинский Урала) обладают полной морозостойкостью и потому могут применяться для отделки наружных фасадов, причем применяемый мрамор не должен содержать окислов железа. Особой ценностью обладают тонко- и ровнозернистые (например паросский ; он прозрачен в пластинках до 3—4 см, белого цвета с желтовато-розоватым оттенком; в Карраре белый — идет на скульптурные работы и широко применяется для полов, лестниц.)

Применение мрамора разнообразно:

1. как строительный материал — для наружной и внутренней облицовки;
2. для декоративных украшений, перил, балюстрад и пр.;
3. для полов, лестничных плит, подоконников и пр.;
4. для памятников, погребальных урн, мавзолеев и пр.;
5. для скульптурных работ;
6. для столов, умывальников, ванн, безделушек, украшений и т. п.;
7. для мраморных горелок;
8. для распределительных досок, рубильников и других электротехнических приспособлений;
9. для валов и шаров в разных видах промышленности;
10. крупка для облицовки и мозаичных полов;
11. в качестве флюса в металлургии;
12. в дорожном строительстве;
13. для обжига на известь;
14. для извлечений угольной кислоты при производстве минеральных вод;
15. для удобрения (наравне с известняком).

Разнообразнейшее применение могут иметь отходы мраморного производства. Мраморная крошка используется в смеси с портланд-цементом, для изготовления мозаичных полов и ступеней (терраццо) и для покрытия фасадов. Фасадная крошка изготовляется из белых полно-кристаллического с блестящим изломом; для терраццо применяется цветная крошка.

Мрамор в тонко молотом виде применяется в качестве наполнителя (2-го класса) при устройстве некоторых типов асфальтовых дорог и для известкования почв. В связи с высокими архитектурными требованиями в применяется при отделке зданий, колонн и т. д.

Обработка мрамора

Важнейшая роль в обработке принадлежит распиловке на плиты при помощи особых распиловочных машин. Широко применяются для распиловки также круглые дисковые пилы из мягкой стали, усаженные алмазами. Применяют также дисковые пилы с карборундовым ободом или сплошные карборундовые диски-фрезеры; с помощью последних производятся обычно различные работы над мраморными досками: обравнивание краев, нарезывание половых площадок и т. п. Другим циклом работ по обработке мрамора является шлифовка и полировка. Мрамор прекрасно принимает полировку .

Известняки и доломиты — распространенная в природе осадочная порода, образовавшаяся в результате отложения остатков морских растений и организмов, имевших в своем составе углекислый кальций или в результате выпадения последнего из раствора. Твердость камня по шкале Мооса — около 3.

При наличии примеси магнезиальных солей различают: магнезиальный известняк, содержащий окись магния в количестве от 6 до 12%; доломитизированный известняк с содержанием окиси магния от 12 до 20%.

Доломит содержит свыше 20% окиси магния.

Цвет известняков чаще всего светлосерый; встречаются темно-серые, рисунчатые. Наиболее декоративны белые известняки теплого тона.

Известняк и доломиты хорошо обрабатываются ударным инструментом, а также на камнеобрабатывающих и токарных станках. Обычные фактуры — рифленая, гладкая и шлифованная.

Предел прочности известняков

Монолитность: величина блоков известняка меняется в зависимости от строения камня; слоистые известняки позволяют выкалывать блоки объемом около 0,1 м3; монолитные — до 10 и более м3.

Применение. Известняки применяются для наружных облицовок и кладки стен. Широкое распространение получила облицовка известняком в комбинации с кирпичной кладкой. Плотные известняки приближаются по свойствам к мрамору (принимают слабую полировку), поэтому часто применяются для внутренних облицовок.

Из них делаются подоконники, ступени, плиты для пола. Слабые известняки (ракушечники) служат хорошим стеновым материалом для малоэтажных изданий.
На погодостойкость известняков влияет чистота состава: присутствие более 3% глины резко снижает морозостойкость; наличие пирита приводит к частичному разрушению камня.

— фото забора из известняка

Облицовочные детали из известняка для отделки фасадов делаются не тоньше 8 см; обычная толщина 10—12 см. Элементы облицовки выполняются с учетом направления слоистости камня: слоистость располагается нормально к действующим усилиям.

Ввиду легкой загрязняемости светлого пористого известняка требуется: при монтаже облицовки тщательно прикрывать все выступающие детали строительным картоном или досками; покрывать тыльную поверхность в сырых участках растворами на водонепроницаемых цементах для предохранения камня от появления высолов на поверхности; тщательно соблюдать гидроизоляцию первых рядов облицовки, устанавливаемой в цоколе.

Песчаники

Песчаники — осадочная порода, сложенная из зерен кварца, скрепленных естественным цементом. Твердость песчаника и его прочность зависят от рода этого цемента. Наиболее прочные — с кремнистым цементом (твердость по шкале — около 6); менее прочные — с известковым и железистым цементом (твердость по шкале — около 4). Песчаники с гипсовым или глинистым цементом для облицовочных и строительных работ непригодны совсем.

Цвет песчаников обычно темно-серый; известны также желтоватые, красные, бурые и даже белые.

Предел прочности на сжатие—от 300 до 1000 кг/см2.

Монолитность: средняя величина блоков в известных месторождениях песчаника около 1,0 м3.

Применение. Камень песчаник применяется наряду с известняком в наружных облицовках в виде сплошной облицовки или частичной отделки в комбинации с кирпичной кладкой и штукатуркой.

Своеобразие строения некоторых песчаников — слабая связь прочных зерен между собой — требует осторожности при выборе профиля для деталей облицовки. При изготовлении рустованных камней, элементов карниза и т. д. камню следует придавать сглаженный профиль.

Песчаники, конгломераты, брекчии — эти породы образовались из рыхлых отложений разрушившихся горных пород в результате цементации их различными веществами.

Состав

Песчаник состоит в основном из зерен песка (в большинстве случаев кварцевого), скрепленных цементирующим веществом. Иногда в нем встречаются зерна полевого шпата, слюды и других минералов.
Если в состав цементированных обломочных пород входят крупные куски (гравий или щебень), то таким породам даются названия: конгломерата (при округлых кусках) и брекчии (при остроугольных кусках).
Цементирующие вещества в песчаниках, а также в конгломератах и брекчиях весьма разнообразны, в соответствии с чем различают:

• а) известковые песчаники, сцементированные углекислым кальцием (СаСО3);
• б) кремнистые, сцементированные безводным или водным кремнеземом (SiO2 или SiO2″nH2O);
• в) железистые — сцементированные водными окислами железа;
• г) глинистые и мергелистые — скрепленные глинистым или мергелистым веществами; эти породы легко разрушаются при попеременном насыщении водой и высыхании, при замерзании и оттаивании.

Свойства песчаников

Свойства песчаников конгломератов и брекчий зависят от их состава и строения. Цвет их определяется цветом цементирующего вещества; известковые и кремнистые песчаники, конгломераты и брекчии почти белого цвета, мергелистые—серого, железистые—желтого или буровато-красного. При чистом кремнистом цементе поверхность излома песчаника имеет стеклянный блеск, при других или смешанных цементах — матовый.
Из перечисленных выше цементированных пород чаще всего встречаются и применяются в строительстве следующие песчаники.

Известковые песчаники

Известковые песчаники — по строительным свойствам в общем сходны с обыкновенными известняками. Поэтому их испытывают и применяют так же, как и плотные известняки. Однако наличие кварцевых зерен делает песчаники труднообрабатываемыми. Как и в известняках, вредными примесями в песчаниках являются глина и серный колчедан.

Кремнистые песчаники

Кремнистые песчаники большей частью весьма стойки. Прочность же их, как и других песчаников, может быть весьма различной, так как зависит не только от качества, но и от содержания природного цемента (от характера пористости породы).

Некоторые песчаники сцементированы слабо (легко ломаются рукой), другие же обладают прочностью на сжатие, приближающейся к прочности плотных изверженных пород (свыше 1 000 кг[см2). Однако высокая твердость таких песчаников (до 7 по шкале твердости) делает их обработку очень трудной.

Железистые песчаники

Железистые песчаники обладают различной прочностью и стойкостью. Наличие кремнеземистого цемента улучшает свойства таких песчаников, а примесь глины резко ухудшает их. Чаще всего встречаются сравнительно пористые железистые песчаники невысокой прочности и стойкости.

Песчаники широко распространены, но меньше, чем известняки.
Большинство песчаников относится к плотным, тяжелым и сильно теплопроводным каменным материалам. Поэтому они применяются для кладки фундаментов, стен неотапливаемых зданий, облицовки зданий, ступеней, тротуаров и т. п.

Сланцы

Слюдистые сланцы — метаморфическая горная порода, состоящая из мельчайших зерен кварца и слюды, обладает характерной особенностью раскалываться на тонкие плитки («сланцеватость»)

Цвет — темный до черного; имеются разновидности зеленоватого цвета с рисунком.

Размер плит обычно 0,5—1,0 м2; отдельные плиты — до 3,0 м2.

Применение. Сланцы, раскалывающиеся на тонкую плитку (4—8 мм), применяются для кровли, а состоящие из более толстых плит идут для изготовления подоконников, ступеней, перегородок и пола.

Вследствие расслаивания сланца не допускается использование его в виде штучного камня. Сланец в большинстве случаев не принимает полировки и применяется с естественной или лощеной фактурой, последняя достаточно полно выявляет оттенки его окраски и рисунок.

Известковые туфы

— продукт выпадения углекислого кальция из минеральных источников; строение — ноздреватое, пористое. Туфы известкового состава с более или менее правильным расположением пор называются травертинами. Цвет травертинов белый и светло-серый.

— фото Травертина

Месторождения травертина в блоках незначительного размера известны в районе Кисловодска; используется для наружных и внутренних облицовок; в наружных облицовках может применяться только на хорошо защищенных участках. Тонко шлифованная поверхность травертина напоминает по виду старое изъеденное дерево.

Предел прочности на сжатие — от 300 до 900 кг/см2.

Вулканические туфы

— горная порода, образовавшаяся в результате затвердения пористых вулканических масс или рыхлых продуктов извержения.

Разрабатывается мощное месторождение вулканического артикского туфа розовато-серого цвета (Армения).

Твердость артикского туфа по шкале Мооса — около 2—3.

Предел прочности на сжатие — от 40 до 200 кг/см2.

Монолитность: блоки достигают 10 м3 и более.

Применение. Туф обычно применяется для кладки стен без дополнительной облицовки.

Артикский туф применен в облицовке здания Днепрогэса, в Москве — в облицовке зданий; использован также при отделке наружного павильона станции «Павелецкая» московского метрополитена. Особенно широко распространен в строительстве Армении, где известны постройки, выполненные из туфа еще в IV—V вв. н. э.

Туф применяется только с ударными и шлифованными фактурами, так как полировки он не принимает. Хорошие теплотехнические свойства делают его ценным камнем для кладки стен.

Помимо наиболее распространенного артикского туфа, в Армении и Грузии имеются другие туфы. Особенно декоративен болнисский туф (ст. Бопниси, Грузинской ) с рисунком, напоминающим разводы орехового дерева; из этого туфа сложены стены Сионского собора в Тбилиси (IX в.).

Гипсовый камень декоративный — водная сернокислая соль кальция, продукт химического отложения водных бассейнов. Твердость по шкале Мооса — 2 (принят за эталон).

Цвет — разнообразный; известны белые, серые (лист 16, рис. 2), золотисто-желтые, голубые и зеленоватые разновидности.

Обычная величина блока — не более 0,1—0,2 м3.

Применение. Белый гипсовый камень используется для декоративных поделок. Полупрозрачные разновидности применяются для
изготовления полых изделий, подсвечиваемых изнутри: цветной гипс употребляется как облицовочный материал для внутренней отделки помещений, для изготовления балясин и поручней лестниц. Несмотря на высокие декоративные качества гипсовый камень до сих пор не получил распространения в отделочной технике.

— фото гипсового камня

Гипсовый камень декоративен только в полированном виде.

Тальковый («горшечный») камень — тальковая порода невысокой твердости (по шкале Мооса — 1— 2), разнообразной окраски. Легко обрабатывается резцом. Отдельные разновидности имеют красивый многоцветный рисунок.

Предел прочности на сжатие до 500 кг/см2. Величина блоков до 1,0 м3.

Применение. Высокая погодостойкость талькового камня позволяет использовать его в наружных облицовках.

Тальковый камень в большинстве разновидностей не принимает хорошей полировки; из абразивных фактур рекомендуются шлифованные и лощеные, из ударных — все виды фактур.

Из полирующихся цветных разновидностей талькового камня изготовляются различные декоративные изделия (чаши, вазы и пр.), устанавливаемые внутри помещений.

Облицовочный натуральный камень добывается в форме прямоугольных параллепипедов — «блоков» при помощи буроклиновых и в исключительных случаях порохострельных работ. В зависимости от условий залегания месторождения добыча производится открытым или подземным способом.

Лучшими месторождениями твердого камня считаются те, которые имеют определенную систему трещин, разделяющих пласт камня на крупные глыбы правильной формы («отдельность»).

Открытый способ добычи камня.

Выемка блоков производится из горных выработок, расположенных непосредственно на дневной поверхности, так называемых «карьеров».

Пласты камня, предназначенные для разработки, в большинстве случаев прикрыты сверху «пустыми» породами. Для того, чтобы вскрыть рабочие горизонтали месторождения, прикрывающие их сверху «пустые» породы удаляются при помощи экскаваторов, часто с применением взрывчатых веществ. Эта подготовительная работа называется «вскрышей» (вскрышные работы).

Подземный способ добычи натурального камня.

Применяется в редких случаях, главным образом, при разработке особенно ценных по декоративным свойствам сортов мрамора, при специфических условиях залегания его толщи (значительные наносы, выход пласта мрамора в склоне горы, в овраг или выработанное пространство карьера).

В современной практике эксплуатации карьеров отделение глыб камня от горной массы производится механизмами; взрывные работы применяются преимущественно на подготовительных работах в гранитных карьерах. При добыче гранита при помощи взрывов получают лишь первоначальную горизонтальную трещину, заменяющую отсутствующую слоистость. Вся последующая работа по разделке глыбы на блоки правильной формы производится при помощи клиньев вручную или пневматическими молотками.

В зависимости от прочности добываемого камня применяются механизмы ударного и абразивного действия.

Ударная врубовая машина для добычи камня.

Этот механизм служит для проведения вертикального и наклонного врубов, приводится в движение электрическим двигателем мощностью около 25 л. с.

Рабочая часть — ударные долота в количестве трех или пяти штук, приводящиеся в возвратно-поступательное движение.
Максимальная глубина вруба около 3,5 м. Ширина вруба, в зависимости от глубины вруба и применяемых долот, — от 60 до 100 мм. По мере углубления при каждой смене затупившегося комплекта долот новым их ширина уменьшается на 3—4 мм.
Длина фронта на каждую машину от 15 до 30 м. На обычном карьере длиной около 100 м работает одновременно несколько машин.

Производительность ударной врубовой машины
(за 8-часовую смену)

Добыча врубовыми машинами сопровождается буроклиновой работой: клиньями производится отделение монолита в горизонтальной плоскости и дальнейшая его разделка на блоки.

Канатная пила для камня.

Этот механизм служит для вертикальной разрезки каменного массива на пласты при помощи стального каната
Достоинства пилы; невысокая ширина реза (около 6 мм), простота конструкции и незначительная затрата энергии.
Отрицательные стороны: невозможность работать в зимнее время и резкое снижение производительности при наличии в камне твердых включений.

Рабочая часть представляет трехжильный канат длиной от 300 до 800 м, диаметром 4—5 мм, образующий непрерывное кольцо. Канат направляется к месту пропила при помощи вспомогательных шкивов, поддерживаемых стойками (рис. 4); скорость движения 5—7 м/)сек; мощность мотора около 10 л. с.

Распиловка производится установленными в траншее вертикальными пильными стойками, снабженными свободно сидящими шки­вами, которые перемещаются вниз по вертикали по мере пропила при помощи червячного винта с требуемой скоростью (рис. 2).
Абразивом служит чистый, острогранный кварцевый песок, подаваемый в пропил вместе со струей воды из специальных бачков, рас­полагаемых через 3—5 м один от другого. Канат, увлекая песок, режет камень, постепенно опускаясь вниз под давлением перемещающихся вниз подвижных шкивов.

Канатная пила в карьере

Канат поддерживается в натянутом состоянии при помощи специального натяжного устройства (рис.3)—тележки с грузом, устанавливаемой на наклонных рельсах.
Кроме трехжильного каната (рис. 5б), недостатком которого является резкое снижение производительности по мере износа, применяют также узкую стальную ленту, завитую через каждые 7,5 м в противоположном направлении (рис. 5а). Лента
Полое Производительна и, кроме того, она не скручивается при работе благодаря противоположному направлению витков. Концы ленты свариваются, канат свивается; длина свивки — не менее 3,0 м.

Производительность канатной пилы

Перфораторы и электросверла для камней.

Перфораторы и электросверла — наиболее распространенное оборудование, применяемое для добычи камня. Перфоратор производит ударное действие, постепенно скалывая камень в скважине; электросверло работает по принципу резания.
Перфораторы и электросверла не производят полного отделения грани блока от массива, а лишь намечают плоскость наименьшего сопротивления, по которой блок может быть оторван клиньями. Это постигается проведением ряда буровых скважин цилиндрического сечения (шпуров) в плоскости намеченного раскола. Хотя этот способ добычи связан с повышенным расходом рабочей силы, он широко применяется ввиду своей простоты при добыче на вновь открываемых месторождениях камня; в ряде случаев он оказывается экономически более выгодным, чем применение канатной пилы или врубоной машины.

При разработке твердых пород этот способ является единственным принятым в практике.
Для того, чтобы шпуры располагались точно в одной плоскости, перфораторы (электросверла) монтируются на горизонтальной стальной трубе — буровой колонке, установленной на прочных ножках с грузом.

Типы буровых колонок

Для проведения горизонтальных шпуров косыми рядами в вертикальном забое используется специальная буровая тележка с подвижной рамой, устанавливаемой под необходимым углом.

Перфораторы могут применяться также и для сплошного отделения блока от массива. Для этого перфораторы монтируются на двигающейся по рельсам тележке, как пневматическая врубовая машина

Чистая затрата времени на бурение легкими пневматическими молотками
(на 1 пог. м шпура диаметром 30 мм)

Раскалывание камня по плоскости наименьшего сопротивления, намеченной положением шпуров, производится клиньями со щечками (рис. 1) различной длины, выбираемой в зависимости от высоты камня и его колкости.

Буроклиновые работы

Клинья для раскалывания камня

Примечание. Комплект состоит из одного клина и двух щечек.
Правильная работа клина требует, чтобы в любом сечении, перпендикулярном к его оси, сумма толщин щечек и диаметра клина составляла постоянную величину. Это достигается постепенным утолщением щечек книзу (обратный клин).
Бурение шпуров производится вручную, пневматическими молотками при помощи буров (рис. 3) или электросверлами.

Предел глубины для ручного бурения 1—1,5 м. Обычная глубина около 0,75 м. Диаметр скважин для неглубоких шпуров — до 15 мм; для глубоких — 25—32 мм. Вес ручного молотка для бурения — 2,0—2,5 кг.

Пневматические молотки позволяют бурить шпуры глубиной до 8 м. Обычная глубина шпура — около 4,0 м; начальный диаметр шпуров — 50—60 мм, конечный — около 35 мм.
В случаях, когда плоскость раскола совпадает с направлением слоистости, глубина шпуров не превышает 120—150 мм, а расстояние между ними—150—200 мм. Если раскалывание ведется в направлении, образующем угол с плоскостью напластования, часть шпуров делается более глубокими (500 мм), а расстояние между ними принимается от 500 до 1200 мм ( рис. 2). Между глубокими шпурами располагаются более мелкие шпуры глубиной 150 мм. через 200 мм друг от друга.
При ярко выраженной слоистости применяют глубокие шпуры, располагаемые в непосредственной близости один от другого (сплошное обуривание).
Для забивки клиньев применяются молотки весом от 2,5 до 5 кг.

Дисковая пила.

В последнее время было предложено несколько конструкций дисковых пил, выпиливающих блоки непосредственно из массива. Механизмы этого типа (конструкции лауреатов Сталинской премии Столярова и Зильберглита, а также инженеров Рогозинского и Галанина) получили большое распространение при разработке мягих пород: талькохлорита, ракушечников.

Механизм представляет собой подвижную каретку с вращающимися дисками или режущей цепью, снабженными на ободе вставками из твердого сплава. Всесторонняя опиловка блоков осуществляется сменой положения дисков В настоящее время проектируются аналогичные машины для мрамора.
Для добычи твердого камня применяются пневматические молотки утяжеленного типа, буровые колонки и буровые тележки.

Камню, применяемому в отделочных работах, необходима обработка, где придается в соответствии с рабочими чертежами облицовки требуемая форма, размер и фактура лицевой поверхности.
Различают два последовательных вида обработки камня: обработку по форме, т. е. придание камню требуемых размеров и формы; обработку фактурную, т. е. декоративную отделку поверхности.

Обработка камня по форме

Оба вида обработки могут выполняться инструментами: скалывающими — бур, закольник, шпунт, троянка и др. (ударная обработка), или истирающими — карборундовые диски, торцевые круги, бруски и др. (абразивная обработка).

фото классификация обработки камня

Обработка камня по форме включает две последовательные стадии работ: приближенную обработку — промежуточную операцию для приведения размеров и формы камня к грубому соответствию с конечными размерами готовой продукции; точную обработку — конечную стадию обработки камня, придающую изделию окончательные размеры и форму.

Оба вида работ могут производиться ударными и абразивными инструментами.

Приближенная ударная обработка

Этот вид работы производится обуриванием, околкой блока закольниками — одноручными или двуручными (лист 1 рис. 1а, б), а так­же частично шпунтом.

Буры для ручного бурения шпуров изготовляются из буровой стали; для твердых пород рабочий конец бура армируется твердым сплавом. Распространенная форма бура—долотчатая (лист 2 рис. З д) с углом заострения около 80—90°.

Буры для пневматического бурения, обычно с навинчивающейся головкой крестовой формы, производятся из буровой стали; головка изготовляется из легированной стали или армируется твердым сплавом. Такие буры одинаково пригодны для однородных камней, а также с твердыми посторонними включениями.

Для отделения плит от блока раскалыванием в пробуренные шпуры вводятся клинья со щечками квадратного или круглого сечени (лист 3, рис. 1а, б, в).

лист 3. фото клиньев со щечками

Глубина иположение шпуров при раскладывании блоков на плиты (мм)

Лист.1 Ударная обработка камня

Один из сложных видов приближенной обработки — изготовление угловых и фасонных камней (лист 1, рис. 3 б, 4). Работа по способу П. Мурзова выполняется клиньями с предварительным обуриванием на всю толщину камня. Оставшиеся на углах перегородки между шпурами полностью выкалываются специальным инструментом — «пазовкой» (лист 1, рис. 2).

Производится на распиловочных станках, дисковых и канатных пилах (сравнительную производительность см. в табл.) инструментах для резки камня.

Распиловочный станок для камня — стационарный механизм, распиливающий камень при помощи полос из мягкой стали и непрерывно подаваемого в пропил кварцевого песка или стальной дроби (рис.); параллельные полосы (пильные ленты или штрипсы) сечением 4х100 мм для мрамора и 10X150 мм для гранита укрепляются в тяжелой раме и натягиваются при помощи клиньев.

Рама приводится в поступательно-возвратное движение шатуном; одновременно при помощи винтов она может опускаться вниз с регулируемой скоростью. Между пильными лентами и камнем подается вместе с водой требуемый абразивный материал. Ширина пропила при нормальной работе станка составляет около 5 мм для мрамора и 12—15 мм для гранита.
Для распиловки плит толще 100 мм применяются станки с прямолинейным движением рамы.

фото распиловочного станка для камня

Для распиловки пород средней твердости на тонкие плиты до 25 — 30 мм применяются станки с маятниковым движением рамы.

Преимущество первого типа станков состоит в непрерывном контакте пильных полотен с камнем и в более точном регулировании давления при резании. Пильные полотна (ленты) для станков с прямолинейным движением рамы снабжаются снизу зубцами для захвата абразива при распиловке; вырезка зубцов производится автогенным аппаратом.

Второй тип станков имеет тонкие пильные полотна с гладкой режущей кромкой. Зерна абразива попадают на дно пропила в момент подъема их при крайних положениях рамы.

В последнее время широко применяются пилы с зубками из твердого сплава, увеличивающие скорость резания в 6—7 раз.

Дисковая стальная пила — станок для единичных резов.

Режущий инструмент пилы — стальной диск диаметром до 3,5 м — снабжен сменными зубьями из мягкой стали. Абразивом служит стальная дробь. Станок для камня применяется для распиловки твердых пород.

Достоинство пилы: непрерывный контакт режущего диска с камнем при оптимальных скорости и давлении; это невозможно для всех рамных распиловочных станков, рамы которых меняют направление движения и в силу этого имеют непостоянную скорость.

Канатная стационарная пила работает, аналогично карьерной пиле, с помощью трехжильного каната или свитой стальной ленты. Применяется при распиловке пород средней твердости, для разделки блока на отдельные бруски или для выпиливания приближенного профиля.

Сравнительная производительность станков для приближенной обработки камня.

Шпунт, скарпель и троянка — инструменты для обработки камня.

Точная ударная обработка производится инструментом для обработки камня пневматическими молотками или вручную. Для точной ударной обработки применяются следующие инструменты.

Шпунт (лист 1, рис. 2) — круглый или граненый стальной стержень длиной до 250 мм, заостренный с одного конца — инструмент для обработки камня. Угол заострения зависит от твердости пород и составляет для твердых пород около 70°; для среднетвердых пород — 20°.

Породы мягкие (кроме талькохлорита) шпунтом не обрабатываются.

Шпунты изготовляются из углеродистой или легированной стали. Более усовершенствованные шпунты имеют на рабочем конце штифт из твердого сплава.

Обработка шпунтом — первая операция точной обработки; следующая непосредственно за околом камня закольником или расклиниванием. Неровности поверхности после обработки шпунтом — не более 15 мм; общая правильность ее проверяется линейкой (при обработке плоскости) или шаблоном — (при обработке профиля). Наибольшая точность размеров детали после обработки шпунтом — в пределах + 5 мм.

Скарпель — род долота; применяется для придания окончательного размера облицовочной детали (лист 1, рис. 1). Изготовляется из углеродистой или легированной стали; улучшенные скарпели снабжаются на конце пластинкой твердого сплава. Угол заострения в среднем: для твердых пород — около 50°, для среднетвердых и талькохлорита — 15—20°.

фото инструмента по камню

В облицовочных работах скарпель чаще всего применяется для точной обработки ребер смежных элементов профиля, выполненных в ударной фактуре. Точность обработки скарпелью — доли миллиметра.

Троянка — острое долото с зубками (лист 1, рис. 3) для обработки пород средней твердости. Угол заострения — около 15—20°; расстояние между зубками — от 1 до 6 мм.

Точность обработки троянкой от + 1 до + 2 мм в зависимости от величины зубков. Обработка троянкой предшествует обработке скарпелью. Своеобразная декоративность поверхности камня, обработанного троянкой, допускает применение этого вида отделки в качестве окончательной фактуры.

Удар по троянке, скарпели и шпунту производится стальным молотком (киянкой) весом 0,5—2,0 кг, имеющим незначительную кривизну, соответствующую радиусу удара (рис. 3a). Для тонких орнаментальных работ иногда применяют деревянную колотушку с чашеобразной формой рабочей части. Вес колотушки от 0,5 до 4,0 кг. Материалом для нее служат прочные сорта дерева.

Последовательность обработки камня.

Рациональная ударная обработка предполагает следующую последовательность работы при изготовлении сложного профиля (лист 2):

а)сбой закольником и шпунтом излишков камня в соответствии с обобщенной (черновой) линией профиля;

б)высечка опорных прямолинейных участков профиля шпунтом, троянкой и скарпелью;
в) последовательное выполнение криволинейных участков поверхности; эта работа начинается всегда от прямых (опорных) участков профиля.

Механизация ударной обработки состоит в применении пневматического инструмента, который ускоряет обработку по сравнению с ручной в 2—3 раза; обработанная поверхность отличается большой однородностью.

фото последовательности обработки профеля

В зависимости от характера работ применяются пневматические молотки различной силы. В камнеобрабатывающей промышленности применяются молотки разнообразной конструкции, используемые в металлообработке и станкостроении (см. табл. ). Молотки с расходом воздуха более 1,0 м3/мин следует укреплять в специальной подвижной станине. В этом случае достигается упрощение труда камнеобработчика и обеспечивается получение более однородной поверхности.

Типовой набор инструментов для пневматического молотка при обработке по форме включает: скарпель, троянку, шпунт (применяется редко); при фактурной обработке—бучарды крестовые, бучарды ковальные (насечки).

Рабочая часть современного рационализированного инструмента армируется твердым сплавом.

Таблица.

Примерный набор пневматических молотков для обработки камня

Точная абразивная обработка производится исключительно механическим путем: окантовочными (фрезерными), универсальными, профильными, токарными и шлифовальными станками, снабженными соответствующими абразивным оборудованием для обработки камня.

Окантовочные работы (фрезерование) — обработка камня

Окантовка — обрезка плит по заданному размену — производится окантовочным фрезерным станком (лист 1, рис. 1); режущий инструмент — алмазные или карборундовые диски.

Диски алмазные применяются для резки известняка и мрамора (лист 1, рис. 2). Изготовляются из стали толщиной 4—6 мм. Диаметр дисков 300—1500 мм. На окружности диска укреплены стальные плашки в количестве до 250 штук, в которых зачеканены алмазы (лист 1, рис. 26). Последние располагаются с таким расчетом, чтобы при вращении диска след каждого из них непосредственно граничил со следом последующего; боковые -алмазы выступают за плоскость диска. Общий пропил шире основного тела диска на 1 —1,5 мм.

Алмазные диски имеют наибольшую производительность. Их преимущество — неизменный диаметр, постоянная толщина реза и длительный рок службы (6—12 месяцев без ремонта). Диски нуждаются в периодической выверке плоскости («отбойка») и частичной замене сработавшихся или выпавших алмазов. При работе «бьющего» диска, вращающегося не в одной плоскости, ширина пропила увеличивается и алмазы быстро портятся.

В новом диске алмазы не видны; перед сдачей диска в эксплуатацию алмазы предварительно обнажаются медленной резкой на слабом песчанике или вулканическом туфе.

Диски карборундовые (лист 1, рис. 3) применяются для резки всех пород камня. Их режущая часть состоит из карборундового обода или карборундовых сменных зубков, приготовленных из крупнозернистого карборунда (№ 24—40). Сплошные диски большого диаметра после износа кдрборундового обола отправляются для реставрации на заводе-изготовитель; диски с вставными зубками восстанавливаются на месте Обычный диаметр дисков — 350 мм, наибольший— 1500 мм. Предельная окружная скорость дисков — 26 м/сек.

фото фрезерного станка

Работоспособность карборундового диска диаметром 350 мм при высоте абразивного обода в 50 мм составляет на мраморных плитах толщиной 25 мм в среднем 150 пог. м реза.

Точность обрезки — до десятых долей миллиметра. Скорость резки (зависит от глубины реза) — от 10 до 50 см/мин.

Профильные работы на станках для обработки камня.

Как для окантовочных, так и для профилировочных работ используются универсальные станки (лист 1, рис. 1). Для изготовления профиля на этих станках применяются широкие абразивные круги и цилиндры, на которых алмазной иглой или чугунной «звездочкой» выточен обратный заданному «негативный» профиль (лист 1, рис. 4). Мощность мотора на диске — до 50 квт. Обработке подвергается предварительно подготовленный камень. которому шлифованием профильным диском придается требуемая форма (лист 1, рис. 4г).

Процесс изготовления профиля проводится в такой последовательности:

• 1) нарезка камня по шаблону плоским диском;
• 2) скалывание надрезанных участков вручную для приближения к заданному профилю:
• 3) обработка профильным кругом.

Профили с рельефом, не превышающим 50 мм, на белом мраморе и известняках выполняются без предварительной подготовки.

Для обрезки высоких деталей применяются тяжелые станки с дисками больших диаметров, позволяющие производить глубокие резы.

Максимальная глубина резания дисками

Специализированные профилировочные станки — мощные механизмы с рабочими моторами до 100 л. с. предназначены для изготовления колонн, каннелированных пилястр, карнизов сложного профиля и др.

Токарные работы производятся на токарных камнеобрабатывающих станках для изготовления архитектурных деталей в форме тел вращения (базы, капители, балясины, колонны, вазы). Породы мягкой и средней твердости обрабатываются резцами из легированных сталей; значительно лучше работают резцы, армированные твердым сплавом.

Твердые породы обрабатываются резцами из легированной стали в форме усеченного конуса (лист 2, рис. 3), работающими не резанием, а скалыванием («катящиеся резцы»).

Все виды пород могут обрабатываться на токарных станках абразивными дисками.

Балясины из камня изготовляются на небольших токарных станках (лист 2, рис. 4). При кустарном выполнении применяют резцы, как на обычном токарном станке. Массовое изготовление осуществляется на специализированных токарных станках, работающих карборундовым кругом большого диаметра с негативным профилем.

Колонны из камня вытачиваются на мощных токарных станках, имеющих ним и более мотора, производящих одновременно несколько последовательных стадий обработки.

Шлифование камня. Для точной обработки торцов плит применяется шлифовальный станок, представляющий собой механизм, рабочей частью которого является массивный карборундовый круг тарельчатой формы, вращающийся в вертикальной плоскости. Назначение: пришлифовка кромок тонких облицовочных плит для ответственных участков облицовки с «волосным» швом. Плиты предварительно обрезаются на окантовочном станке с положительным допуском и пределах 1,5 мм.

Мелкие работы по точной абразивной обработке выполняются ручной электрической пилой (лист 2, рис. 2), состоящей из легкого электромотора с карборундовым диском. Пила приводится в движение индивидуальным мотором (лист 2, рис. 1); пила предназначена для и.твердых и среднетвердых пород. Основное назначение: подгонка размера плит резкой взамен скола вручную, пришлифовка, а также выполнение простейшего профиля (снятие фаски и выборка паза).