Лощение камня

Добыча и обработка природного камня

Методы добычи и обработки природного камня зависят от вида конечной продукции (щебень, облицовочные плиты, стеновые камни и т. п.) и свойств породы (в основном от ее твердости).

В камнеобрабатывающей промышленности принята следующая классификация горных пород: – твердые — породы, в состав которых входят минералы с твердостью 6…7 (кварцит, гранит, габбро, лабрадорит и т. п.); – средние — минералы этих пород имеют твердость не выше 5 (мрамор, плотные известняки, доломиты, некоторые виды туфа и т. п.); – мягкие — сравнительно небольшая группа пород с твердостью 2…3 (гипс, ангидрит, известняк ракушечник, высокопористые туфы и т. п.).

Щебень и бутовый камень получают, разрабатывая горные породы взрывным методом. Образовавшиеся после взрыва обломки породы дробят до нужного размера и рассеивают по фракциям. Недопустимо производить разработку камня взрывным методом в карьере, где происходит добыча камня для последующего получения облицовочных изделий, так как в этом случае камень делается трещиноватым и непригодным для распиловки.

Отделочные и стеновые изделия получают из камня, добываемого различными механизированными методами, не нарушающими структуру породы. Выбор конкретного метода добычи зависит главным образом от твердости разрабатываемой породы.

Средние и мягкие породы добывают в карьерах с помощью камнерезных машин, снабженных твердосплавными дисковыми, цепными или канатными пилами.

Вырезку мелкоштучных блоков из таких пород производят поточным методом. В этом случае по рельсовому пути, проложенному в карьере, движутся три дисковые камнерезные машины, производящие горизонтальные и вертикальные пропилы и пропилы, отделяющие камень от основного массива породы (см. рис. 4.3).

Дисковые пилы позволяют получить камни размером не более 35 % от диаметра диска, т. е. не более 50…70 см. Блоки большого размера целесообразно выпиливать машинами с рабочим органом в виде фрезы. Представленная на рис. 4.4 машина СМ-177 позволяет делать разрезы глубиной до 70 % от диаметра фрезы, что для стандартных фрез составляет около 1 м.

Кроме машин с дисковыми режущими органами применяют машины с цепными пилами, глубина пропила у которых достигает 1.5…2 м.

Для вырезки блоков из пород средней твердости могут применяться дисковые и цепные пилы, снабженные алмазными режущими насадками.

Производительность таких машин в породах средней твердости в 4…5 раз выше (5… 10 м /ч), чем на твердосплавном инструменте (1 …2 м /ч). Для мягких пород применение алмазного инструмента неэффективно.

В случае, если необходимо добыть блок камня большого размера (2… 10 м), используют установки с канатными пилами (рис. 4.5). Режущим инструментом в таком случае служит стальной канат диаметром 4. ..6 мм. Канат соединен в виде кольца и приводится в движение двигательной установкой. Для установки каната в рабочее положение необходимо предварительно пробуривать в массиве камня отверстия.

Рис. 4. 4. Машина с кольцевыми фрезами для выпиливания крупных блоков из пород средней твердости:
1 — рельсовый путь; 2 — фреза; 3 — каменные блоки

Установка канатного пиления работает на «свободном» абразиве (кварцевом песке, карборунде) фракции 0,3…0,6 мм, подаваемым в пропил вместе с водой. Скорость движения каната — 7… 10 м/с; производительность установки — 1…2 м пропила в час.

В последние годы получили распространение канатные пилы с армированным режущим органом: на многожильный канат насажены «алмазные» втулки диаметром 10… 14 мм. Схема работы алмазной канатно-пильной установки показана на рис. 4.5. Благодаря большой скорости движения каната (3…5 м/с) такая установка имеет высокую производительность— 10…15 м /ч.

Твердые породы обычно разрабатывают, отделяя сначала крупный монолит. Затем его делят на блоки, из которых на камнеобрабатыва-ющем заводе получают требуемые изделия. Отделение монолита может осуществляться несколькими способами: буроклиновым, строчечным бурением и канатными пилами с алмазными насадками.

Буроклиновой способ, применяемый чаще других, заключается в том, что отделяемый объем камня обуривается по контуру перфораторами. В полученные отверстия (шпуры) вводятся гидравлические или механические клинья или расширяющиеся составы на основе минеральных вяжущих веществ — так называемый «тихий взрыв». С их помощью монолит породы раскалывают по требуемой плоскости.

Рис. 4.5. Схема выпиливания монолитов (крупных блоков) из массива с помощью алмазно-канатной установки с предварительным бурением стыкующихся скважин: а — выполнение вертикального пропила; б — то же, горизонтального; 1 — алмазно-канатная установка; 2 — канат, армированный алмазными втулками; 3 — пропиленная часть массива; 4 — скважины; J — непропиленная часть массива

В старину для этой цели применяли силу замерзающей воды или набухающей древесины. Этот метод базируется на крайне низкой прочности камня при растяжении.

Добытые в карьере блоки перевозят на камнеобрабатывающий завод, где производится их распиловка на плиты или изготовление из них фасонных изделий.

Распиловка — трудоемкая операция. Для этого применяют чаще всего рамные пилы с гладкими полотнами-штрипсами, под которые подсыпается абразивный порошок (для твердых пород — чугунная дробь, для средних — кварцевый песок). Такие распиловочные станки благодаря большому числу штрипс могут одновременно распиливать до 10…20 плит. Поэтому, несмотря на малую скорость пиления, у штрипсовых станков достаточно высокая производительность. Недостаток такой распиловки — грубошероховатая, требующая шлифовки поверхность плит. Для пород средней твердости применяют полотна с твердосплавными режущими элементами или дисковые твердосплавные пилы. Толщина получаемых плит 20…60 мм.

В последние годы в камнерезных машинах в качестве абразива все шире применяют алмазы. Их высокая твердость обеспечивает высокую износостойкость режущего инструмента и позволяет в 5… 10 раз увеличить скорость резания и производительность при снижении расхода электроэнергии в 2…2,5 раза.

Кроме того, применение алмазных пил позволяет сократить ширину пропила в 3…4 раза, а толщину плит довести до 5…10 мм. В результате из 1м блока можно получить до 40…45 м тонких плит, что в 2…3 раза выше, чем при обычных методах распиловки. Еще одна положительная сторона алмазной распиловки — высокая чистота поверхности резания, что позволяет на дальнейших этапах обработки плиты исключить процесс шлифования.

Кроме распиловки, для получения облицовочных плит применяют метод раскалывания, использующий крайне низкую прочность камня при растяжении. Раскалывание производят на специальных станках. Таким образом изготовляют брусчатку.

При получении плит методом раскалывания затраты труда составляют 10… 15 % от затрат труда при пилении. Однако применение этого метода ограничивается большой толщиной получаемых изделий (60… 120 мм) и грубой фактурой (фактура скалы) поверхности.

После распиловки поверхность плит обрабатывают для получения требуемой фактуры, при этом используют механические и ручные скалывающие инструменты. В настоящее время применяют термогазоструйный метод. Однако обработке этим методом хорошо поддаются лишь кварцесодержащие породы.

Для получения гладких шлифованных и полированных поверхностей используют специальные станки.

Для точной обрезки кромок плит, а также для получения профилированных изделий (поясов, карнизов, ступеней и т. п.) применяют фрезерные и профилирующие машины. Режущими элементами в этих машинах являются диски и профилирующие фрезы, изготовленные из особо твердых абразивов: корунда, алмазов и т. п.

Читать далее:
Классификация строительных материалов
Строительные растворы
Общие сведения о каменных материалах
Коррозия природного камня и меры защиты от нее
Использование отходов камнеобработки
Материалы и изделия из природного камня
Главнейшие горные породы, применяемые в строительстве
Породообразующие минералы
Общие сведения о природных строительных материалах
Стандартизация строительных материалов

Ваш отзыв

Горные каменные породы, к которым относится черный гранит и габбро диабаз, относятся к одним из самых твердых строительных материалов и их добыча требует больших усилий. Вручную природный камень сейчас никто не добывает, конечно. Для этого используется несколько специальных технологий, которые путем механической обработки скальных и горных пород разрушают их монолитность и разбивают на куски разных размеров. Добыча строительного камня носит название горные работы и способ их проведения зависит от таких факторов как вид породы, характер и глубина залегания, условия местности, где производятся работы.

Технологии по добыче строительного камня

Место, где добывается камень или, как принято говорить, разработка месторождения, носит название карьер. Когда порода уже изъята, то оставшееся место именуется карьерной выработкой. В случаях, если порода не чистая, но отходы разработки называются пустой породой и ссыпаются радом с карьерной выработкой или возвращаются в пустое пространство. Пустая порода чаще всего встречается при добыче рудных полезных ископаемых. Но в случае, когда добывает габбро и гранит, производство практически безотходное.

В зависимости от глубины залегания породы разработка может быть подземной или открытой. Каменные карьеры, в основном, открытого типа (как наш Кирикован-1, где добывается редкая порода – оливиновое габбро).

Существует несколько технологий добычи строительного камня – в зависимости от твердости каменной породы:

• Рыхлые породы (гравий, песок, гальку) добывают только открытым способом – или экскаваторами, или гидромеханическим вымыванием с помощью землечерпалок и драг.
• Мягкие породы (ракушечник, туф, травертин. известняк) добывают путем распиливания камнерезными машинами прямо в карьере. В результате получаются блоки правильной формы.
• Твердые породы, которые слоятся или трескаются (мрамор, гранит, лабрадорит, габбро), разрабатывают удароклиновым или буроклиновым методом.
• Очень твердые и массивные породы (базальты) добывают буровзывным способом. Получаются глыбы разного размера и мелкие фракции.

Для распиливания таких достаточно твердых пород как черный габбро и гранит применяются пилы с дисками из закаленной стали и армированными по периметру абразивными материалами или пластинками из более твердых по структуре сплавов.

Во время добычи и обработки глыб и блоков ценного строительного камня получается довольно большое количество отходов, которые перерабатываются на мелкие изделия, каменную крошку и щебень. Для этого используются камнедробилки и обогащающее оборудование. Мелкие фракции ценных зернистых материалов – крошку мрамора, кварцита, гранита, габбро применяют для изготовления строительных отделочных материалов – декоративные плиты, искусственный камень, тротуарная плитка.

Обработка камня добытого строительного камня

После добычи камень сортируется по размерам и фракциям. Крупные глыбы и блоки отправляются на обработку на камнерезные заводы, где их распиливают на слябы, плиты мощения и фасадную плитку, изготавливают брусчатку и бордюры, подвергают различным видам обработки – бучардированию, шлифованию, полированию, галтованию – в зависимости от назначения конечных изделий.

Продукция переработки добытых каменных пород делится на такие виды:

• блоки и слябы;
• грубые фракции: валуны, бут, гравий, щебень, песок, крошка, мучка;
• штучный камень, кладочные блоки;
• плиты мощения, для стен, пола, фасадный гранит;
• профилированные изделия – наличники, подоконники, ступени, капители и др.;
• малые ландшафтные формы – лавки, вазоны, навершия;
• элементы дорожного строительства: простая и элитная брусчатка, тесаный и бортовой камень, бордюры, плитка и шашка.

После обработки на станках и с использованием пневматического инструмента каменные гранитные плиты могут иметь самую разную поверхность:

• скальная;
• рифленую;
• бугристую (бучардированную);
• бороздчатую;
• мелкозернистую;
• матовую;
• глянцевую.

Фактурная обработка может осуществляться такими технологиями:

• ударный способ дает бучардированную, бугристую, рифленую, точечную поверхность;
• абразивная обработка (распиловка, ферзеровка и трение) – шлифованную матовую и полированную глянцевую поверхность;
• ультразвуковая обработка в воде дает матовую, идеально гладкую поверхность;
• термообработкой получают шероховатую фактуру.

Лощение или сатинирование – метод обработки камня, который позволяет получить гладкую поверхность камня с легким «восковым» блеском. При этом достаточно явственно проявляется текстура камня, но без глубокого зеркального блеска, свойственного полировке.

Описание процесса лощения камня

Для его осуществления используют абразивные полировальные круги. Процесс работы схож с полировкой. Обработку осуществляют вкупе с алмазным порошком, в процессе работы добавляют воду. Сначала шлифуют поверхность, используя грубые абразивные вещества, затем применяют резиновый абразив. После чего применяется полировка поверхности, переходящая на более мелкие абразивы.

Если говорить на техническом языке, то при лощении не используются последние два номера абразивных полировальных кругов. В результате получается гладкая матовая поверхность с бархатистой структурой. В отличие от полирования, зеркальный эффект отсутствует.

Преимущества лощения

Лощение значительно продлевает эксплуатацию мраморного или гранитного пола, а также изделий из натурального камня. К данной процедуре часто прибегают для реставрации камня. Лощение также применяется для защиты природного материала от воздействия влаги и загрязнения.

• Продление срока службы мраморного/гранитного пола;
• Реставрация и восстановление камня;
• Защита камня от влаги и загрязнения.

Лощеный натуральный камень можно использовать как в качестве настенного, так и напольного покрытия. Сатинированный материал лишается даже самых мельчайших царапин и сколов. Лощеная фактура отлично проявляет природный рисунок камня.

Особенности лощения камня

Сатинирование или лощение камня обычно осуществляют в качестве дизайнерского приема. Благодаря матовой текстуре, такая поверхность камня будет уместна в любом интерьере. К плюсам сатинирования также можно отнести наличие противоскользящего эффекта.

Лощение бывает нескольких разновидностей, так как при обработке поверхности камня можно придать разный тип грубости. Можно оставить как ровную, так и более грубую поверхность, тем самым варьируя степень противоскользящих свойств.

Виды обработки натурального камня

Камень — красивый, прочный и долговечный материал для строительства, который не теряет своих свойств на протяжении многих лет. Вспомните хотя бы архитектурные строения, которым по несколько тысяч лет. Они сохранили свои очертания благодаря тому, что наши предки сооружали их из камня. И по сей день камень ценится как отличный материал для строительства и декорирования дома. В наше время лишь усовершенствовались методы его обработки, разработаны специальные ГОСТы, которые призваны контролировать качество.

Стоит сказать, что камни, которые применяются в строительстве и декорировании дома, очень отличаются между собой по плотности, химическому составу, структуре и т.д. Даже если применить разные способы обработки на камне одной породы, то эффект может оказаться совершенно разным. Обработка может выявить и подчеркнуть декоративные свойства камня, или наоборот, затушевать его отличительные особенности. Основные фактуры достаточно жестко определены ГОСТом 23342-91 «Изделия архитектурно-строительные из природного камня ТУ».