- Способы обработки природного камня
- Как добыть гранит
- Как сделать огранку камней
Природные камни различаются по своему химическому составу, структуре породы, прочности, поэтому разные виды камней подходят для разных типов обработки. При этом, применив различные виды обработки к одной и той же разновидности камней, вы получите поверхность с совершенно разными декоративными свойствами.
Полирование
Полирование — наиболее распространенный вид обработки натуральных камней. Обычно полирование проводят на предприятиях с использованием конвейера. Вначале камень обрабатывается абразивными инструментами, а затем проводится чистовая полировка матерчатыми или войлочными кругами. Полировка камня раскрывает его цвет и естественный рисунок. Чаще всего полируют мрамор и гранит.
Лощение
Если хотят добиться гладкой, но не зеркальной поверхности, используют лощение. Лощение проводится матерчатыми кругами, на которые нанесен шлифовальный порошок, делающий поверхность матовой, оставляя на ней мельчайшие царапины. Лощеные камни чаще всего используют для наружной отделки.
Шлифование
Шлифованные камни по ГОСТу могут иметь неровности рельефа до 0.5 мм. Такую обработку производят с помощью шлифовальных кругов на специальных станках. Шлифованная поверхность скрывает рисунок камня, ходить по шлифованному камню гораздо удобнее, подошва не скользит, поэтому шлифованный камень — частый материал для укладки пола.
Обработка пилением
Пиление чаще всего используется для обработки песчаника и фельзита. Пиление производят с помощью станков с пильной рамой или с помощью ультразвука. Поверхность, обработанная пилением, может иметь неровности до 2 мм. Распиловку могут производить с использованием различных абразивных материалов, что делает поверхность камня более шероховатой или более гладкой. Использование ультразвука позволяет раскрыть цвет и рисунок камня, несмотря на высокую шероховатость поверхности.
Гладкие камни позволяют создать единую монолитную поверхность, а камни с рельефной обработкой — расчлененную плоскость.
Термообработка
При сильном нагревании камня верхний его слой начинает плавиться, образуется особый вид фактуры — шероховатость с шелушением.
Бучардирование
Бучардирование проводят с помощью машинки с барабанами, которые при обработке постукивают по камню и сбивают верхний слой. Бучардированный камень может иметь неровности рельефа до 5 мм, его фактура похожа на асфальт.
Также существуют такие виды обработки камня, как травление, обработка электрическим током и водой, пескоструйная обработка.
Скалывание
Скалыванием обычно обрабатывают сланец. Скалывание придает камню неравномерную грубую фактуру, похожую на естественный скол горной породы. Камни, обработанные скалыванием, используются для отделки крупных зданий.
Натуральный камень является одним из тех материалов, без которых очень трудно представить облик многих современных городов. Он широко применяется в строительстве зданий и сооружений различного назначения, а также их отделки. Всего пару столетий назад натуральный камень был намного менее доступен. Однако с появлением высокотехнологичного камнеобрабатывающего оборудования и упрощением процесса транспортировки, украшать собственные дома природным камнем стали многие люди по всему миру.
Так что, прежде чем огромная каменная глыба, простоявшая тысячелетия в горах, попадет в ваше жилище в виде напольной или настенной плитки, её обязательно нужно подвергнуть целому комплексу технологических операций, что, в совокупности, называются камнеобработкой.
Под камнеобработкой подразумеваются различные воздействия на камень, при помощи которых ему придаются необходимые размеры и фактуры. Процесс камнеобработки позволяет создавать готовые изделия из природного камня, чтобы потом использовать их в строительстве и отделке. Среди них могут быть архитектурные детали (колонны, карнизы), бруски и плиты для облицовочных работ, материалы, предназначенные для внутренней отделки помещений. Прежде чем приступить к обработке камня, нужно добыть его.
Как добывают натуральный камень
В качестве сырья для изготовления изделий из камня используются горные породы, как мрамор, гранит и известняк. Их добычей, а также других пород, занимаются во множестве государств. Несмотря на это, число крупных поставщиков на мировом рынке в этой отрасли, весьма ограничено. К ним относятся североамериканские и скандинавские страны, государства Ближнего Востока и Южной Африки, Индия, Италия, Испания, Турция, Бразилия, Китай.
К примеру, мрамор, добывается во многих странах, но основными поставщиками на мировой рынок является Мексика и страны Средиземноморья. Основной причиной является то, что мрамор, добываемый в этих странах, обладает очень высоким качеством и, к тому же, невысокой стоимостью транспортировки.
Непосредственно на месторождениях после момента добычи, природный камень не обрабатывается, а экспортируется в другие страны объёмными глыбами. Главным экспортером мрамора и гранита принято считать Индию, но некоторая доля обрабатываемого камня может поступать и из других стран-производителей.
Как обрабатывают природный камень
Итак, обработка камня прямо на месторождении после того, как он добыт, не производится. Добытая порода в виде больших глыб вынимается из карьеров. В качестве некоторой первоначальной обработки может применяться распиливание на несколько кусков, а также их опиловка. Для того, чтобы эти распиленные глыбы в дальнейшем превратились в готовые изделия, может потребоваться целый ряд технологических операций.
Большие глыбы, которые поступают с места добычи, при помощи специальных камнерезных станков, поступивших с места добычи, нарезаются на слэбы, представляющие собой плоские большие плиты, имеющие толщину приблизительно 2–5 см. Это своеобразные заготовки для производства строительных и отделочных материалов таких, как плитки, столешницы, мозаика и так далее.
В последующем обработка натурального камня производится в соответствии с требованиями, предъявляемыми к конкретному изделию. Современные производители обладают рядом оборудования, которое в итоге позволяет получать элементы различных форм и текстур.
В случае, когда слэб применяется как заготовка для полки или каменной столешницы, из него вырезается деталь нужной конфигурации. Если же слэб нужен для изготовления плитки, то его распиливают на полосы, впоследствии нарезаемые на куски необходимых размеров. Но готовое изделие, которое можно отправлять потребителю, при помощи таких способов из натурального камня всё-таки не получить.
Чтобы плитка из натурального камня применялась по назначению, то есть, для отделки стен, пола или фасада здания, её элементы должны плотно прилегать друг к другу, а также к той поверхности, на которую их накладывают. Для достижения этого применяется метод калибровки. В процессе калибровки происходит выравнивание деталей по ширине. Иногда термин может использоваться для того, чтобы подгонять элементы по ширине и высоте.
Как обрабатывают поверхность камня
Чтобы максимально подчеркнуть и усилить свойства и природную красоту камня, необходима тщательная обработка его поверхности. Осуществляться она может по-разному: ударными, механическими, либо химическими методами.
При помощи ударных методов происходит силовое воздействие на камень, в итоге чего его шероховатость изменяется, либо усиливается. К данным методам относятся: пескоструйная обработка, щёточная обработка и так далее. При помощи механических методов грубость поверхности уменьшается до определённого уровня. В этих целях применяется шлифовка. Полировка и так далее.
В процессе химической обработки используются различные препараты, которые позволяют полностью изменить внешний вид изделий из природного камня. Для этого могут применяться кислоты, смолы, защитные составы и многое другое. Химическая обработка служит, скорее, дополнением к прочим, позволяющим максимально улучшить эстетические и технические свойства камня, методам.
Современная камнеобрабатывающая промышленность применяет для обработки камня различные методы разрушения горных пород, которые подразделяют на два вида: механические и физико-механические.
Механические методы обработки камня, такие как скалывание, резание и ударное разрушение, до настоящего времени являются наиболее распространенными.
При обработке камня скалыванием достигаются:
— фактура рельефной и плоской «скалы». Первую получают путем скалывания по периметру лицевой поверхности камня закольниками или молотком. В процессе обкалывания камню можно придать рельеф различной глубины. При расколе камня на колочном станке может быть получена менее рельефная фактура «плоской скалы»;
— бугристая фактура, характеризующаяся наличием на лицевой поверхности равномерно распределенных бугров и впадин, получаемых от обработки скалывающими инструментами (шпунтом или узкой скальпелыо) или путем раскалывания камня на колочных станках;
— рифленая фактура, характеризуемая наличием параллельных борозд с высотой рельефа от 0,5 до 3 мм. Она достигается путем обработки распила пород средней твердости троянкой или обработкой камня на строгальных станках с помощью гребенчатого резца.
Резание — наиболее распространенный современный способ обработки камня. Оно производится штрипсовой, дисковой или канатной распиловкой.
Штрипсовая распиловка подразделяется на распиловку с применением стальной и чугунной дроби и алмазно-штрипсовую распиловку.
Дисковая распиловка приобретает все более широкое распространение для обработки пород любой твердости и подразделяется на алмазно-дисковую распиловку и дисковую распиловку резцами.
Канатная распиловка получила распространение для резания пород разной твердости. Ее развитие идет в трех направлениях: канатная распиловка с помощью абразива, алмазно-канатная распиловка и распиловка канатами, армированными твердосплавными шайбами. При обработке мягких пород и пород средней твердости иногда используют обработку камня строганием на специальных станках с использованием твердосплавных резцов, а также точение камня на токарных станках при производстве изделий цилиндрической и других сложных поверхностей вращения.
Для отрезания плит используют дисковые фрезы, армированные алмазом или твердым сплавом, а также торцевые фрезы.
Камни шлифуются на станках портального, планетарного и других видов. Как правило, процесс шлифовки включает пять этапов: грубое шлифование, черновое шлифование, первое и второе шлифование и лощение. Шлифуют камень шлифовальными шарошками на карборундовом зерне либо шлифовальным инструментом на синтетических алмазах.
Камень полируется войлочными или матерчатыми кругами с применением различных паст или полировальным алмазным инструментом.
В практике производства тесаных изделий наиболее широко используется ударное разрушение камня, производимое в основном вручную с помощью клиньев, закольников, скарпелей, бучард, шпунтов, троянок и пневмомолотов, т.е. так называемые классические методы ударной обработки. Из вышеперечисленных наиболее распространенным является бучардирование камня, выполняемое ручными бучардами, пневмобучардами и пневмокиянками с 25, 36, 64 и 100 зубьями. Чаще всего этим методом готовят ступени, бордюры, устои мостов, основания памятников и др., где достигается точечная фактура обработки.
В промышленности достойное место начинает занимать ультразвуковая декоративная обработка камня в абразивной среде. Процесс обработки протекает медленно, но характеризуется высокой точностью.
В камнеобработке ультразвуковые колебания используют: — в целях раскрытия естественной фактуры распиленных и шлифованных плит без полировки. При этом ультразвуковое поле создается в жидкой среде;
—для интенсификации существующих технологических процессов путем наложения ультразвуковых колебаний на камнеобрабатывающий инструмент;
—для ультразвуковой размерной сложно-профильной обработки в абразивной среде.
Вибрационное, или ударно-силовое, резание (динамическое скалывание) основано на использовании колебательных движений резцового инструмента с амплитудой 1,5-2 мм и частотой 30-50 Гц. Высокоэффективным считается виброрезание при вертикальном шахматном расположении лопаточных резцов на держателях.
Среди физико-технических методов обработки камня уже нашел широкое применение метод обработки камня термореактивными газовыми горелками бензино-воздушного и керосиново-кислородного типов.
Бензино-воздушные термоотбойники применяют для изготовления архитекруно-строительных деталей и монументов из пород высокой крепости. Использование термоотбойников повышает производительность и улучшает условия труда, снижая при этом себестоимость продукции.
Обработка камня токами высокой частоты наиболее пригодна для приготовления блоков-заготовок в производстве ступеней, бордюра, парапета и др. Используют высокочастотные колебания с частотой до 20 МГц. Разрушение пород токами высокой частоты совершенствуется и имеет большую перспективу.
Оригинальное решение по камнеобработке представляет плазменное разрушение пород кристаллической структуры. Вытекающая из плазмотрона струя со скоростью до 1000 м/с и с температурой до 2400°С практически режет камень.
Обработка камня лазерами проводится в направлении полного разрушения горной породы или ее ослабления для последующего разрушения горной породы механическими способами. Квантовыми генераторами практически можно эффективно разрушать любую горную породу, придавая ей при обработке любую форму.
Перспективен способ обработки камня высокоскоростной водяной струей, подаваемой под давлением более 10 МПа через сопло диаметром в несколько миллиметров. За счет кинетической энергии струя прорезает за один проход камень на глубину до 4 см. Если сочетать водные струи с электрогидравлическим эффектом (пульсация струи до 300-3000 импульсов в минуту), то можно эффективно разрушить породу любой прочности.
