Пластичность в противоположность упругости - свойство породы сохранять остаточную деформацию после прекращения действия внешних сил.
Крепость - способность породы сопротивляться разрушению от действия внешних сил при различных технологических процессах разрушения (бурение, резание, взрывание и др.). Крепость зависит от прочности, твердости, вязкости, упругости, минералогического состава и структуры породы, трещиноватости и других факторов. Впервые необходимость совокупной количественной оценки сопротивляемости пород разрушению для целей ведения горных работ была обоснована проф. М.М. Протодьяконовым (старшим), создавшим известную шкалу относительной крепости горных пород. За единицу крепости (F = 1) была выбрана порода с временным сопротивлением одноосному сжатию, равным 10 МПа, при раздавливании на прессе породного кубика; а все горные породы разделены на десять категорий: с коэффициентом крепости от F = 20 для первой категории (наиболее крепкие, плотные и вязкие кварциты и базальты и др.) до F =0,3 для десятой категории (плывуны, разжиженный грунт и др.).
3.2 Способы обработки природного камня
Технологический процесс, в результате которого камню придают требуемую форму, размер и фактуру лицевой поверхности, состоит из ряда операций, которые на предприятиях в настоящее время выполняются почти полностью механизированным способом.
Современный технический прогресс позволил камнеобрабатывающей промышленности применять для обработки камня различные методы разрушения горных пород, которые подразделяются на два вида: механические и физико-технические.
Механические методы обработки камня, такие, как скалывание, резание и ударное разрушение, до настоящего времени являются наиболее распространенными. Скалывание применяется для получения строительных изделий с фактурой "Скалы" и производится, как правило, вручную с помощью набора клиньев. При этом используются анизотропные и хрупкие свойства камня. В последнее время в практику все шире внедряются колочные станки относительно простой конструкции, имеющие два стальных ножа, армированных твердосплавным инструментом, приводимых в движение гидравлическими цилиндрами.
При обработке камня методом скалывания достигается несколько видов фактурной обработки, которые подразделяются на следующие группы: фактура рельефной и плоской "Скалы". Первая получается путем скалывания по периметру лицевой поверхности камня закольником и молотком. В процессе обкалывания камню можно придать рельеф различной глубины.
При расколе камня на колочном станке может быть получена менее рельефная фактура "плоской скалы". Рельеф фактуры "Скала" имеет высоту от 50 мм и более; бугристая фактура, характеризующаяся наличием на лицевой поверхности равномерно распределенных бугров и впадин, получаемых от обработки скалывающими инструментами. Эта фактура подразделяется на мелкобугристую с высотой рельефа 3 - 7 мм и крупнобугристую с высотой рельефа 7 - 15мм. Бугристую фактуру получают путем раскалывания камня на колочных станках или обработкой камня шпунтом и узкой скарпелью; рифленая фактура характеризуется наличием параллельных борозд с высотой рельефа от 0,5 до 3 мм и достигается путем обработки распила пород средней твердости троянкой. Рифленая фактура может быть достигнута путем обработки камня на строгальных станках с помощью гребенчатого резца.
Резание - это наиболее современный способ обработки камня. Самое широкое распространение в настоящее время получила обработка камня штрипсовой распиловкой, которая подразделяется на:
- штрипсовую распиловку с применением стальной и чугунной дроби;
- алмазно-штрипсовую распиловку.
Дисковая распиловка сейчас приобретает все более широкое распространение, применяется для распиловки пород любой прочности и подразделяется на два вида:
- алмазно-дисковая распиловка
- дисковая распиловка резцами.
Для отрезания плит используются дисковые фрезы, армированные алмазом или твердым сплавом ВК8, а для получения чистотесанной декоративной поверхности широко применяются торцевые фрезы. Камни шлифуются на станках портального, рукавного, планетарного и других типов. При этом процесс шлифовки состоит из нескольких этапов, как правило, из пяти. Это грубое шлифование, черновое шлифование, первое и второе шлифование и лощение. Шлифование производится шлифовальными шарошками на карборундовом зерне, либо шлифовальным инструментом на синтетических алмазах. Камень полируется войлочными и матерчатыми кругами с применением пасты ГОИ (оксида хрома), либо азотнокислого олова.
В последнее время в практике камнеобрабатывающих предприятий все чаще внедряется полирование алмазными инструментами. При резании камня вышеизложенными методами достигается ряд фактур обработки.
В практике такой фактурной обработки чаще всего встречаются три вида:
- шлифованная, имеющая следы инструмента;
- лощеная, в которой следы инструмента отсутствуют, а поверхность камня имеет слабый блеск;
- полированная, характеризующаяся зеркальным блеском.
Заключение
Существует две технологии обработки камня - термическая и механическая.
Термическая обработка камня производится под воздействием высоких температур и давления.
Механическая обработка камня производится с использованием оборудования с абразивными инструментами.
В результате обработки фактуры получают совершенно различную поверхность.
Пиленая поверхность после обработки камня используется для садовых дорожек, а с менее шероховатой поверхностью используется для покрытия лестниц или опасных участков. Камень с лощеной поверхностью выглядит гладким и может использоваться также при отделке пола помещений или наружных работ. Но самым гладким и зеркальным считается полированный камень, который используется для декоративных украшений и внутренней отделки стен и потолка.
По сложности обработки, камни делятся на мягкие и твердые.
Те из них, которые можно отнести к мягким - обрабатываются инструментом для обработки изделий из металла. А вот для твердых камней (например, гранит) применяется специальное высокопрочное оборудование. Такая техника обработки заключается в том, что камень разрезают на части, затем придают ему форму, шлифуют и полируют.
Использованная литература
1) Романова Л.Ф. Современное ювелирное искусство. – М.: 1994
2) Шуман В. «Мир камня» Т. 1 «Горные породы и минералы».
3) Поленов, Ю.А. Художественная обработка камне-самоцветного сырья
4) Митрофанов Г.К., Шпанов И.А., Облицовочные и поделочные камни СССР, М., 1970
5) К.А. Лазебник ”Все или почти все о чароите”, “Наука и образование”, №1(5), 1997, Якутск. С.100-103.
6) К.А. Лазебник “Чароит- камень загадка”, “Наука в СССР” №5, М.1985.
7) Л.П. Путолова “Самоцветы и цветные камни” М. “Недра” 1991
8) Дж. Синкенкес “Руководство по обработке драгоценных и поделочных камней” пер. с англ. В.Л. Булгака. М. “Мир” 1989.
9) Синкенкес Дж. Руководство по обработке драгоценных и поделочных камней: Пер. с англ.-М.: Мир, 1989, стр. 409.
10) Васильев А.В. Оптимизация формы огранённого камня как путь к совершенствованию его красоты. Вестник Геммологии №2(5), 2002, стр. 33 - 41.
11) Волкова О. Мастера камня // Свердловск: Сб. — Свердловск: Свердгиз, 1946.
12) Граматчиков. Исторические и практические сведения о Екатеринбургской шлифовальной фабрике и мраморном Горнощитском заводе // Горный журнал. — 1827. — № 3.
13) Евстифеев Н. Камнерезное искусство // Уральский современник. — 1944. — № 8.
14) Жидков Г. В. Русское искусство XVIII века. — М., 1951.
История русской архитектуры: Краткий курс. — М., 1951.
15) Колыванская шлифовальная фабрика на Алтае: Краткий исторический очерк, составленный к 100-летию фабрики, 1802—1902 гг. — Барнаул, 1902.
16) Мельников М. Обработка цветных камней в Екатеринбурге: Современное состояние этого промысла и его будущее // Горный журнал. — 1885. — Т. 2.
17) Ферсман А. Е. Из истории культуры камня в России. — М., 1926.