Надежность построек из камня стала притчей во языцех еще в те времена, когда другого строительного материала (кирпича, бетона, искусственного камня) еще никто не придумал. «Как за каменной стеной» — говорили наши далекие предки, подразумевая полную безопасность пребывания в помещении со стенами из природного камня.

От примитивных построек первобытных людей, сложенных из обломков скал, каменных плит и булыжников до современных зданий отделанных как изнутри, так и снаружи материалами из самых прочных и красивых горных пород (гранит, мрамор, оникс, травертин, габбродиабаз) — путь длиной в столетия.

Сохранившиеся с тех давних пор каменные стены замков, крепостей, дворцов, многократно улучшенные технологии обработки, и все еще используемые способы кладки и облицовки стен – лучшее подтверждение надежности и долговечности и непреходящей популярности природного камня.

Кладка стен из камня

История постройки каменных стен берет свое начало в 3-4 тысячелетии до нашей эры. Тогда камень впервые стали использовать в качестве материала для кладки стен на известковом растворе.

Бутовый камень

Для бутовой кладки используют необработанные камни различных пород, чаще всего – доломит, песчаник, плотный известняк. По форме камней различают – рваный, плиточный и постелистый бут. При постройке стен их не принято использовать вместе – всегда выбирают какой-то один вид, что позволяет получить различную фактуру кладки с внешней стороны.

Постройка ведется с использованием опалубки – камни укладываются рядами с заполнением промежутков мелким щебнем или гравием и заливаются цементным раствором. После заполнения и застывания уложенных слоев опалубку поднимают на новый уровень.

Колотый камень и булыжник

Возведение стен из колотого камня наиболее распространенный вид кладки. Используется битый, колотый или обтесанный камень и лучше всего, если этот камень будет из гранита или из габбродиабаза. Сам процесс укладки не сложный, но к нему следует тщательно подготовиться – раскалывание камней и их обтесывание потребует достаточно много времени. Подготовленные камни кладут ровной гранью наружу заполняя пустоты кладочным раствором и гравием.

Ненамного сложнее выложить стены из булыжника. Здесь основное время будет потрачено на подбор камней, аккуратное заполнение пространства между ними и заделку наружных швов.

Песчаник и плитняк

Плоские куски камня разнообразных цветов и размеров прекрасный материал для постройки стен. Его редко используют для постройки жилых домов, однако, для дачных построек, заборов, подпорных стенок на участке он подходит идеально. При укладке не требует тщательного подбора камней, ряды легко выравниваются, а сам процесс строительства не требует высокой квалификации и проходит достаточно быстро. Кладка ведется на обычный цементный раствор.

Песчаники не подвержены вилянию атмосферных явлений, не боятся резких температурных перепадов.

Каменные блоки

Использовались для строительства еще в незапамятные времена. Пирамиды, замки, величественные средневековые храмы построены из блоков природного камня, самые крупные закладывались в основание крепостных стен. В наши дни блоки гранитные используют для постройки оснований монументальных сооружений, ограждений на речных и морских набережных, устройства фундаментов для особо важных объектов строительства.

Облицовка стен камнем

Вне зависимости от материала, из которого построены стены (бетон, кирпич, известняк), облицовка из натурального камня придаст им благородный, изысканный, классический или просто оригинальный и стильный внешний вид как с наружной, так и с внутренней стороны.

Внешние стены

Для облицовки и декоративного оформления наружных стен и цоколей зданий особой популярностью пользуются фасадные плиты из гранита, песчаная и гранитная брекчия, цветная галька и булыжник.

Специальные крепления для каменных плит позволяют использовать их в таких современных технологиях облицовки наружных стен, как вентилируемые фасады, где облицовочный материал устанавливается на кронштейнах на некотором расстоянии от стены.

Внутренние стены

Еще большее количество применений находит природный камень внутри помещений. Лестницы, подоконники, столешницы, камины, выполненные из мрамора, гранита, габбро уже давно служат украшением внутреннего пространства наших домов.

Плитка из гранита, мрамора, оникса, тавертина используется для отделки полов и стен в ванных, прихожих, кухнях, где ее природная прочность, твердость и невосприимчивость к абразивным и химическим воздействиям находит достойное применение.

Плита полированная из гранита, особенно из его редких и высокодекоративных пород, позволяет создавать на стенах замечательные композиции, напоминающие картины художников абстракционистов.

Выбор того или иного строительного материала – будь то металл, пластик, мрамор или черный гранит габбро – всегда опирается на присущий ему набор полезных качеств. Связано это с тем, что в одних случаях приоритет отдается прочности и гибкости, в других – водостойкости и термостойкости, в-третьих – пожарной безопасности и экологической чистоте и т.д. Очевидно, что идеальным материалом был бы тот, чьи эксплуатационные характеристики полностью соответствовали задачам проекта вообще по всем значащим параметрам. Но поскольку таковых, к сожалению, не существует – строители и архитекторы в каждом конкретном случае стараются подобрать максимально приближенный к идеалу вариант. Разумеется, оценкой всех присущих материалу физико-технических параметров, измерение которых производится по специально разработанным для этого технологиям (здесь мы приведем некоторые из них для натуральных гранитов).

ТВЕРДОСТЬ

1. Измерение:используются склерометры Тернера с утяжеленным алмазным наконечником.
2. Диапазон значений:от 6 до 7,5 единиц по шкале Мооса.
3. Практическое применение:высокая твердость важна для изделий, испытывающих значительную узконаправленную динамическую нагрузку на малой площади. Прекрасно проявляют себя в этом плане различные изделия из габбро-диабаза– например, столешницу из этого камня невозможно поцарапать ни одним бытовым предметом, включая ножи из закаленной стали или металлокерамики.

ПРОЧНОСТЬ НА СЖАТИЕ

1. Измерение:используется гидравлический пресс.
2. Диапазон значений: 150 – 300 МПа.
3. Практическое применение:высокая прочность на сжатие принципиальна для изделий и конструкций, постоянно подвергающихся серьезной статической нагрузке. Натуральный камень в этом отношении имеет средние показатели, и потому критическим этот параметр для него не является.

ВЛАГОПОГЛОЩЕНИЕ И ВЛАГОСТОЙКОСТЬ

1. Измерение:путем погружения образца в воду с измерением массы до и после этого.
2. Диапазон значений: 0,05 – 0,17%
3. Практическое применение:в сравнении с металлами и полимерами этот показатель у натурального камня не впечатляет. Однако там, где встает задача выбора между гранитом и прочими горными породами (не говоря уже о керамике, кирпиче или бетоне с влагопоглощением в 10-200 раз большим) однозначно выбирается гранит.

ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ И ИСТИРАЕМОСТЬ

1. Измерение:используются специальные абразивные круги истирания.
2. Диапазон значений: 0,06-0,4 г/см².
3. Практическое применение: чрезвычайно важный параметр для плит мощения – из гранита, бетона и любых других материалов. Чем выше износостойкость материала – тем дольше он прослужит. Именно поэтому в местах с максимальной интенсивностью перемещения людей (станции метро, вокзалы и т.д.) укладывают именно натуральный камень магматических пород. В результате там, где используется напольная плитка из габбро-диабаза, покрытие может прослужить без ремонта 100-150 лет, классическое гранитное – 50-100 лет, выполненное из мрамора – 10-15 лет, а бетонное – не более 2-3.

МОРОЗОСТОЙКОСТЬ

1. Измерение:производится путем заливки образцов водой комнатной температуры в +20°С, затем ускоренным замораживанием до -18°С и повторением таких циклов необходимое количество раз.
2. Диапазон значений: 50 – 300 циклов
3. Практическое применение:данный параметр принципиален при выборе материалов, использующихся в строительстве в регионах с частой сменой положительных и отрицательных температур. Очевидно, что в этом случае фасадные плиты из габбро (с показателем в 300 циклов замораживания/оттаивания без потери эксплуатационных качеств) окажутся куда предпочтительнее керамики, искусственного камня или обычной штукатурки.

***

При полномасштабной оценке стройматериалов и изделий учитывается не только 5 вышеперечисленных, но и еще около 20 физико-технических характеристик – среди которых класс радиологической активности, допустимый диапазон температур для эксплуатации, пожаробезопасность, кислотостойкость и многие другие.

В 2008 году весь мир был поражен документальным фильмом, снятым Стивеном Милтоном и Кристофером Роули и получившим название «Земля. Жизнь без людей». В нем авторы попытались представить апокалипсическую картину мира, из которого внезапно исчез человек. И на протяжении 1,5 часов зритель мог наблюдать, как постепенно приходят в негодность дороги, рушатся мосты, зарастают зеленью города и уходят в небытие следы цивилизации.

Разумеется, камень – не человек. Но внезапное исчезновение с планеты всего гранита, базальта, мрамора, черного гранита габбро, песчаника и известняка привело бы к гораздо большей катастрофе. Однако оставим в стороне тот факт, что все материки в течение считанных минут опустились бы в океан (поскольку их основа – континентальные плиты, полностью состоящие из базальта и гранита) – и попробуем, по аналогии с авторами фильма, представить последствия только на поверхности Земли.

Рельеф

Прежде всего, на планете мгновенно изменится рельеф – поскольку исчезнут все горы. Любой гранитный карьер или естественный каньон превратится в дыру. Реки изменят свои привычные русла, а речное дно и морские пляжи останутся без гальки и булыжников.

Дороги и тротуары

Привычные для нас дороги тоже исчезнут. Причем не только те, которые покрывает старая, добрая черная брусчатка, но и современные – поскольку все они покоятся на гранитной подсыпке, а без мелкой каменной крошки прочные асфальтово-битумные покрытия превратятся в эластичную клейкую массу. От пешеходных зон останутся лишь неглубокие земляные корыта (там, где в качестве материала использовались плиты мощения габбро), или присыпанные песком и цементным порошком выемки (если тротуарная плитка была бетонной).

Здания и сооружения

Какое-то время зданиям удастся сохраниться – поскольку лишенный 40% камня пористый бетон будут удерживать стальная арматура. Однако вскоре дожди и ветер разрушат и их – так же как и мосты, покоящиеся на бетонных сваях и каменных «быках». На всей планете сохранятся лишь постройки из дерева – и те осядут и перекосятся, поскольку лишатся прочных фундаментов. Земля в мгновение ока лишится пирамид египтян и майя, Стоунхенджа и Баальбекской веранды, средневековых храмов и полностью современных фонтанов и бассейнов. Уйдут в прошлое фасадные плиты из габбро и гранита – да и сами фасады.

Что придется делать людям?

Казалось бы, натуральный камень давно перестал занимать в строительстве, архитектуре и самой жизни то место, какое он занимал в прежние времена. Однако на деле наша зависимость от него не просто огромна, а незаменима. Исчезни с земли камень – и человечество окажется на пороге катастрофы. Негодным станет даже такой транспорт, как автомобили и самолеты – поскольку первым будет весьма проблематично ездить, а вторым – неоткуда взлетать и садиться.

Придется полностью заново решать проблему жилья, а затем и производственных зданий – причем в гигантских масштабах. Пытаться замещать камень металлом, обожженной глиной, стеклом и пластиком – и заменять каждый бетонный и гранитный завод кирпичным, стеклянным или сталелитейным. Устраивать чугунные мостовые (как некогда было сделано в Кронштадте), ухитрятся строить небоскребы из углеродного волокна и полимеров и срочно изобретать новые материалы. Теоретически все это возможно осуществить – но за насколько короткий срок? И какова будет цена? Ведь человечество не просто потеряет декоративную плитку габбро на тротуарах и вычурный, престижный фасадный гранит на полностью «испарившемся» Мавзолее или Белом Доме. Оно окажется отброшенным в средневековье – но с населением не в 300 миллионов, а почти в 8 миллиардов.

Так что недооценивать роль природного камня в нашей цивилизации явно не стоит – поскольку он представляет собой нечто намного большее, чем престижная облицовка коттеджа или  уютная дорожка в парке.

Исходная точка откуда начинается путь камня к готовому изделию – гранитный карьер. Первый шаг на этом пути — извлечение блоков из массива камня, второй – получение слэбов (от английского slab – плита, плоская заготовка). Их универсальность заключается в больших размерах и возможности получения плит различной толщины, а значит, и изготовления большого ассортимента изделий – от пиленой гранитной брусчатки до облицовочной плитки. В зависимости от предназначения возможна предварительная обработка поверхности (обычно — шлифовка и полировка), что упрощает их дальнейшее использование.

Как изготавливают слэбы

Доставленные из карьера блоки поступают на участок производства, где перед началом распила на слэбы принимается решение об их назначении и задается толщина. В зависимости от размеров блока выбирается метод резки.

Резка дисковыми пилами – выполняется на стационарных станках портальных или мостовых. Используются диски с алмазным напылением, глубина реза ограничена радиусом пильного диска и может достигать 150 см. Встречаются также консольные конструкции, где на одном валу установлено несколько дисков. Это повышает производительность, но узкий диапазон изменения расстояний между пильными дисками ограничивает толщину готовых слэбов. Дисковые пилы получили широкое распространение во многом благодаря относительно невысоким накладным расходам из расчета на 1 кв. м распила.

Резка алмазными канатами – более современный способ распустить блоки гранита на заготовки в виде плит. Машины этого типа используют один или несколько канатов (зависит от ширины барабана) с алмазным напылением для нарезки слэбов. Несмотря на достаточно высокую стоимость расходных материалов (канатов) нельзя отрицать очевидные достоинства этих машин:

• низкое энергопотребление;
• высокая скорость распила;
• возможность распила блоков любых размеров;
• экономичное расходование воды при пилении;
• небольшая толщина самого пропила.

Как обрабатывают слэбы

После распила поверхность слэбов получается ровной и шероховатой, на ней видны следы от зубьев (при дисковом пилении) или полосы (при резке канатом). В целях дальнейшего использования и получения готовой продукции плиты подвергают дополнительной обработке, вид которой зависит от назначения изделия. Наиболее распространенные виды:

• Шлифование – обработка ведется на станках абразивными кругами. В результате поверхность приобретает легкую шероховатость, что придает изделиям противоскользящие свойства, проявляет естественный рисунок и цвет камня.
• Полировка – процесс последовательной обработки слэбов кругами с порошковым напылением и с войлочным покрытием, в результате которого появляется блеск, полностью раскрывается природная структура и цвет камня. Плитка из гранита и другие изделия с такой фактурой поверхности используются для оформления интерьера.
• Термообработка – производится на специальных термо-газо-струйных станках для создания эффекта оплавленного камня и шелушения. Прекрасно подходит для отделки фасадов зданий, лестничных ступеней и других архитектурных изделий. Хорошо подчеркивает декоративные свойства камня.
• Бучардирование – в процессе ручной или машинной обработки поверхности слэба молотками — бучардами или твердосплавными звездочками образуются видимые неровности, которые не только повышают декоративность, но и препятствуют скольжению.

Для чего используют слэбы

Само название этого промежуточного продукта обработки камня – плоская заготовка — говорит о его назначении. Крупноразмерная плита из гранита – это вещь в себе, из которой усилиями мастеров можно вырезать любую архитектурную деталь, элемент оформления интерьера или использовать ее целиком для создания покрытия пола, стен, отделки дна бассейнов.

Слэбы изготовленные из некоторых разновидностей гранита, отличаются более высокой прочностью, износостойкостью и долговечностью. Это делает их незаменимыми для производства отдельных видов продукции. Плиты мощения габбро, тротуарная плитка, ритуальные изделия из габбро и множество других, предъявляющих повышенные требования к условиям эксплуатации производятся именно из этих материалов.

Выпуск любой продукции требует предварительной подготовки не только производственного процесса, выбора технологии, наладки или переналадки оборудования, но и подбора исходных материалов, комплектующих и заготовок, из которых впоследствии будут произведены готовые изделия. В каждой отрасли используются свои типы заготовок виды, размеры, формы и конструкции которых – результат долгого подбора, кропотливых расчетов и множества экспериментов.

Для камнеобрабатывающей промышленности такими заготовками являются блоки гранитные. Однако их размеры и вес часто представляют проблему при транспортировке и обработке. К тому же небольшие предприятия не всегда располагают оборудованием позволяющим вести распил и обработку блоков любых размеров. Поэтому предприятия гораздо чаще используют в качестве заготовок так называемые слэбы – плиты различных размеров, на которые крупный гранитный завод распиливает блоки.

Производство

Процесс изготовления слэбов начинается с отбора блоков, которые гранитный карьер поставляет на завод. Большое внимание здесь уделяется качеству, которое в первую очередь связано с отсутствием мелких и крупных трещин. Поэтому в работу идут только блоки с месторождений, где добыча осуществляется невзрывными методами и только после обязательной проверки на трещиноватость.

Важное значение имеет также правильный выбор плоскости распила – от него зависит декоративность полученных слэбов, поскольку уникальность и красота природного рисунка неодинакова в разных направлениях. Удачно выбранная траектория распила позволяет получить слэбы с редкими текстурами, которые высоко ценятся на каменном рынке.

Размеры слэбов зависят от того, какую продукцию предполагается производить. Самые крупные (их длина достигает 3,5 м в длину и 2 м в ширину) идут на изготовление слэбов по индивидуальным заказам. Для распила таких блоков используют специальное оборудование – дисковые или штрипсовые пилы, а также машины с алмазными канатами.

Заготовки среднего размера (полусэлбы) имеют ширину 0,35 — 0,7 м и производятся из более мелких и недорогих блоков. Для их изготовления не требуется дорогостоящее оборудование, доставка не вызывает трудностей, а значит и стоимость снижается на 10-15%.

Блоки мелких размеров используют для выпуска полос – так называют небольшие плиты, ширина которых не превышает 0,35 м. Их распиловка ведется на поточных линиях.

Обработка

Следующей стадией производства слэбов является окантовка и обработка поверхности. После распила их поверхность сохраняет следы режущего инструмента, неровности, повышенную шероховатость и для дальнейшего использования требует дополнительной отделки. Среди всех вариантов обработки следует выделить:

• Калибровку – разновидность обработки позволяющая выровнять геометрические размеры слэба, в основном применяется для приведения толщины плиты к заданному размеру по всей площади. Используются специальные калибровочные станки и оборудование.
• Шлифование – способ отделки поверхности, который используют после калибровки для придания большей гладкости и снятия мелких неровностей. Проявляет природный рисунок камня, создает приятную бархатистую фактуру.
• Полировку – используется для создания идеальной зеркальной поверхности, которая придает исключительно красивый вид многим изделиям из натурального камня. Гранит и мрамор, лабрадорит и габбро-диабаз прекрасно принимают полировку, что значительно расширяет диапазон их применения.
• Окантовку – после шлифования или полировки слэбы подвергаются окантовке (обрезке) для придания им нужных размеров и правильной геометрической формы;
• Термообработку – для придания поверхности повышенной шероховатости с сохранением декоративных качеств ее подвергают высокотемпературной обработке с использованием реактивной газовой или бензиновой горелки. Полученная в результате фактура обладает хорошими противоскользящими свойствами, а изделия из такой плиты используют для мощения.
• Фрезерование – применяют для создания необычной фактуры поверхности в дополнение к перечисленным видам обработки. Вырезанный фрезой на полированной плите рисунок повышает эстетические и декоративные качества, снижает скольжение. В сочетании с другими видами обработки многократно увеличивает разнообразие фактур.

Купить гранит в виде обработанных слэбов для небольших предприятий и мастерских намного выгоднее, чем приобрести блоки габбро или гранита и заниматься их транспортировкой, распилом и отделкой самостоятельно. Особенно если учесть потери при распиловке, окантовке и отбраковке некондиционных слэбов (наличие трещин).

Применение

Наиболее распространенным и пользующимся спросом видом заготовок на рынке камня является крупноформатная плита полированная из гранита. Такие слэбы находят применение при облицовке как горизонтальных, так и вертикальных поверхностей образуя практически идеальную и бесшовную поверхность.

Крупные экземпляры редких пород гранита с уникальными текстурами (Azul Macaubas, Van Gogh, Fusion Gold) используют в качестве стеновых панно. Но наибольшее количество полноформатных слэбов идет на изготовление таких популярных изделий как:

• столешницы;
• подоконники;
• лестничные ступени.

Плиты среднего формата являются основой для производства разнообразной продукции для мощения и облицовки, среди которых:

• плиты мощения из гранита;
• облицовочная плитка;
• фасадные плиты из габбро и гранита;
• тротуарная плитка.

И наконец полосы различной толщины идут на изготовление дорожных изделий:

• гранитная брусчатка;
• дорожный бордюр из гранита;
• модульные плиты мощения.

На сегодняшний день гранит и его ближайший аналог – черный гранит габбро – остаются наиболее востребованными натуральными материалами для мощения пешеходных зон и облицовки вентилируемых фасадов. Быстро растет популярность и элитной брусчатки – вообще не имеющей конкурентов при создании несвязных покрытий дорог, не требующих обеспечения высокоскоростного движения. В связи с этим, перед отечественной отраслью производства гранита встает задача обеспечения рынка качественными и разнообразными изделиями. Предприятия по добыче, обработке и реализации природного камня справляются с этим достойно – и немалую роль в этом играют современные возможности работы с гранитной поверхностью.

Виды обработки поверхности гранита

Необработанные товарные блоки (для придания им требуемых проектами как технологических, так и визуальных качеств) подвергаются следующим видам обработки:

• технологическому резу (возможному исключительно в промышленных условиях и позволяющему получать плоские заготовки в виде слябов и плит с пиленой поверхностью);
• шлифовке (уменьшающей рельефность плоской грани до требуемого уровня);
• бучардированию (ударно-вращательному воздействию молоточками-бучардами с целью создания противоскользящего эффекта);
• термической обработке (имеющей сходный с бучардированием результат, но параллельно придающей плите мощения габбро или гранита искусственно «состаренный» вид;
• лощению – превращающему поверхность в матированную;
• полировке – технологии «нулевого рельефа», при котором плитка габбро либо гранита достигает зеркальной гладкости;
• получению эффекта «скалы» путем создания симметричных или хаотичных глубоких сколов.

1. Технологический рез

Осуществляется дисковыми и ленточными пилами, а также алмазными канатами либо гидроабразивной струей. В зависимости от применяемой технологии, рельефность поверхности составляет от 2 до 5 мм. Фактурность камня в целом проявлена, и может быть быстро улучшена использованием прочих обрабатывающих инструментов (применение –  слябы, плиты мощения, садовая плитка, брусчатка).

2. Шлифовка

Производится специализированными шлифовальными кругами с введенными в их состав абразивами различной фракционности. В результате каменная плоскость приобретает естественный, в меру грубоватый рельеф с величиной перепада в 1-2 мм (плитка для садов и парков).

3. Бучардирование

Рабочим инструментом для этого являются современные бучарды – быстро вращающиеся круги с насадками из нескольких ударных головок звездчатого либо игольчатого типа. Итоговая поверхность зерниста, по шероховатости сходна с афальтовой (внешние ступени, плитка, брусчатка).

4. Термообработка

Используются горелки с кислородно-ацетиленовой либо иной газовой смесью. Температура пламени в 2-3 тыс. градусов позволяет регулировать процесс выжигания наименее огнестойких минералов, образуя оригинальный рельеф с отсутствием даже мельчайших пор (отделочные панели, ступени).

5. Лощение

Обработанная до почти идеальной гладкости поверхность с рельефностью 0,1-0,2 мм. Великолепно подчеркивает естественный рисунок камня, хотя зеркального отражения не образует (облицовочная матовая плитка, кухонные фартуки, ванны, мойки, столешницы).

6. Полировка

Доведенная до почти нулевого – менее 0,1 мм – рельефа шлифовка, с переходом от грубых абразивов к мягким (войлоку, ткани, полировочным порошкам и пастам). Применяется для создания зеркальной поверхности, придающей гранитам и их аналогам престижный и дорогой вид (подоконники, столешницы, богатая отделка, балясины и парапеты лестниц, камины, фонтаны, предметы малой архитектуры).

7. «Скала»

Имитация крупных – до 10-20 см – естественных сколов с помощью специальных ударных инструментов. Осуществляется поэтапно – сначала черновой, а затем тонкой обработкой (преимущественно – плиты для фасадов и цоколей).