В настоящее время мировое производство гранита нацелено на обслуживание относительно небольшого числа производственных сфер. К ним относятся дорожное строительство (за исключением высокоскоростных трасс), архитектура (в основном напольные покрытия и облицовка) и ландшафтный дизайн. Такой набор ограничений связан с физико-техническими характеристиками этой породы – гранит прочен, водостоек, долговечен и очень красив, но при этом абсолютно не пластичен. И в этом отношении он сильно проигрывает металлам и полимерам, поскольку изделия из камня (будь это плиты мощения габбро, ступени лестниц, столешницы, мойки или ванны) не удается сделать достаточно тонкими. Более того, из-за большой толщины любой гранитный предмет обладает большим весом, и устранить эти недостатки, на первый взгляд, не представляется возможным.

Гранит и углеродное волокно

До недавнего времени данный факт действительно считался незыблемым – однако инженеров немецкой компании TechnoCarbon подобный ответ не удовлетворил. Братья Кьюзы – Зигфрид и Колджи – не один год работали с углеродным волокном, применяющимся в самых различных проектах. Будучи прекрасно осведомленными о его свойствах, специалисты по натуральному камню и инновационным материалам решили рассчитать на компьютере прочностные параметры очень тонкой каменной плиты, материалом для которой служил обычный черный гранит, армированный с двух сторон практически невидимой, но очень густой сеткой из углеволокна. Результаты превзошли все их ожидания – полученная плитка габбро толщиной всего в 3 мм оказалась вчетверо прочнее стали, при этом обладая удельной массой алюминия (2700 кг/м3 – т.е. всего 2,7 г/см3).

Что дал на практике полученный результат? Да просто то, что компания «ТехноКарбон» стала производить кухонные столешницы, роскошные каменные ванны, поверхности кухонных индукционных плит и великолепную отделку дорогих интерьеров из натурального камня, весящего не больше алюминиевой рамы в наиболее легких балконных остеклениях. Единственным недостатком подобных изделий пока является лишь их сравнительно высокая цена (как из-за стоимости углеродного волокна, так и необходимости обработки каменного материала исключительно с помощью гидроабразивной резки). Тем не менее, заранее прогнозируя будущее, братья Кьюз уже сейчас работают над технологиями, которые позволят применять гранит, габбро диабаз или доломит в самых неожиданных сферах.

Перспективы

Сейчас основными изделиями из гранитов и их аналогов мы привыкли считать нечто совсем простое – элитную брусчатку на тихих улочках, каменные плиты тротуаров, красивые подоконники, уставленные цветами, или снабженные скругленными фасками аккуратные бордюры ГП вокруг клумб и вдоль садовых дорожек.

А что же можно будет изготовить из армированного невидимыми углеродными накладками природного камня уже в обозримом будущем? Сейчас это кажется невероятным – но при удешевлении технологий обработки практически все что угодно. Это могут быть корпуса самолетов и вертолетные роторы. Экологически чистые, не боящиеся высоких температур, ударных воздействий и ржавчины сверхтонкие и легкие стенки печей. Из камня (запасы которого на земле куда значительнее, чем любых металлов, а энергетические и экономические затраты на добычу ниже) будет выгодно вырезать даже болты и шурупы. А также водопроводные и канализационные трубы, крыши беседок и автобусных остановок и прочие изделия, в которых сегодня мы можем представить только металл или пластик.

При этом всей полученной продукции будут свойственны:

• огромная сопротивляемость любым видам деформаций;
• надежность и пространственная легкость;
• эластичность и поглощаемость шумов;
• абсолютная экологическая безопасность.

Как наиболее надежный, долговечный и повсеместно встречающийся строительный материал, природный камень использовался человеком на протяжении всей его истории. Однако производство гранита долгое время было чрезвычайно сложным делом, поскольку выламывать камень из массивов и обрабатывать его до получения изделий нужной формы приходилось вручную. Тем не менее, уже во времена Римской империи были изобретены первые механические станки для резки камня, примерно в то же время стала изготавливаться крупная элитная брусчатка, хотя массового выхода на рынок гранитных плит пришлось ждать еще очень долго. Только в ХХ веке в строительную отрасль пришли все известные нам сегодня современные методы обработки твердых пород (гранита габбро, доломита, базальта и пр.) – с регулярно повышающейся скоростью и уровнем точности.

Использование механических и немеханических способов

В первую группу оборудования для обработки камня вошли механические станки, использующие в качестве рабочего инструмента:

1. Алмазные канаты и дисковые пилы, осуществляющие:

• резку блоков на слябы;
• последующее разделение полуфабрикатов на меньшие по размеру изделия – плиты мощения габбро и гранитные, заготовки для столешниц, подоконников и ступеней, полосы для изготовления бордюров ГП и т.д.);

2. Вращающиеся круги с клиновидными выступами, создающие поверхность со сколами, имитирующими природную фактуру дикого камня.
3. Бучарды (специальные молоточки-зубья, придающие лицевым граням изделий характерную шероховатость).
4. Шлифовальные и полировальные круги (доводящие перепад рельефа до незначительного, иногда почти нулевого, «зеркального»). Особенно часто практикуется на изделиях из таких пород как мрамор, редкий цветной или черный гранит.
5. Гидроабразивные сопла (способные струей воды с абразивным порошком под высоким давлением резать камень по сколь угодно сложному фигурному контуру).

Во второй группе оказались средства и инструменты, использующие для обработки камня:

1. Высокотемпературные горелки (испаряющие с поверхности породы наиболее легкоплавкие минералы, образуя неповторимый и очень устойчивый к внешним воздействиям рельеф).
2. Кислоты (химическим путем вытравливающие на гранях оригинальные узоры).
3. Ультразвук (преимущественно использующийся для очистки).
4. Высокочастотный ток (комбинирующий гидравлическое и электрическое воздействие).
5. Лазерный луч (способный эффективно резать только тонкую плитку габбро, но при этом не имеющий себе равных в скорости и детализации гравировки на более толстых изделиях – прежде всего на декоративной продукции и надгробных плитах из габбро диабаза).

Уровень точности

Несмотря на сильно возросшие возможности в вопросах точности реза и обработки черновых заготовок, далеко не вся современная техника предназначена для подобных операций. Связано это с тем, что для многих видов стройматериалов такая точность попросту не нужна. В результате классификация уровней точности разделяется на следующие четыре разновидности:

• черновая – плюс/минус несколько сантиметров (вполне достаточная для оспицовки, грубой распиловки, дробления и раскола блоков, в итоге приводя к получению колотой брусчатки, бута, щебня, брекчии и т.д.;
• точная – плюс/минус несколько миллиметров (необходимая при детализованном фрезеровании, нанесении окантовок и прочих операций, целью которых является получение изделий с четко заданным максимальным пределом отклонений в геометрии);
• сверхточная – доли миллиметра (при гравировке, полировке и создании деталей, не допускающих визуально заметных отклонений);
• фактурная (используемая для получения сложных форм – статуй, ваз, балясин – и/или определенных фактурных поверхностей).

Переход к рыночным отношениям и образование конкурентной среды в свое время потребовали от бизнеса поиска обоснований и доказательств высокого качества продукции. Так на смену голословным рекламным утверждениям пришли аналитические обзоры и сравнительный анализ аналогичных товарных групп. С приходом на российский рынок в 90-е годы импортного гранита появилась и база для сравнения. Долгое время оно было не в пользу отечественных пород. Виной тому унылая цветовая гамма гранитов советской эпохи и отсутствие достаточного спроса на них. Развитие частного бизнеса и одновременный рост рынка натурального камня поднял производство гранита на новый – современный уровень.

Текущая ситуация на рынке

C появлением на рынке зарубежных гранитных изделий усилилась конкуренция между их поставщиками и отечественными производителями. Долгое время ведущие позиции занимали граниты из Индии, Китая и Южной Африки. Их декоративные свойства и высокое качество обработки, даже с учетом высокой стоимости, привлекали покупателей.
Основным конкурентом для импортных черных гранитов был и остается карельский габбро диабаз. Его долговечность, прочность и глубокий черный цвет с редкими светлыми точками минералов, который достигается обработкой, выводят его в один ряд с лучшими мировыми породами.
События последних лет, в частности резкое изменение курсов основных валют по отношению к рублю, создали благоприятную ситуацию для российских участников каменного рынка. Резкий рост цен на импортную продукцию (в рублях) существенно снизил спрос на нее, а уход с рынка ряда компаний освободил место поставщикам высококачественных гранитов и габбро из Карелии.

Основные зарубежные аналоги

Как показывает анализ ситуации на рынке, основными конкурентами карельского габбро на сегодняшний день являются:

• BlackGalaxy — черный гранит из Индии. Название соответствует его необычному внешнему виду, который ассоциируется с россыпью звезд на темном ночном небе.
• AbsoluteBlack — благородный южноафриканский гранит практически не содержащий включений цветных минералов. Это придает ему абсолютно ровный черный оттенок – цвет ночи без звезд.
• ShanxiBlack – известный на всех мировых рынках китайский мелкозернистый сорт гранита.
• Nero Impala – еще одна разновидность черного южноафриканского гранита. Встречается под названиями Africa Impala, Africa Nero Impala и другими.

До последнего времени все эти материалы на равных принимали участие в формировании предложения и удовлетворении спроса на российском рынке камня.

Сравнение характеристик

Для полноты анализа конкурентных возможностей каждого сорта рассмотрим их в разрезе основных физических характеристик:

• Прочность.

У всех приведенных разновидностей сопротивление сжатию находится в пределах от 220 до 350 Мпа;

• Плотность.

Колеблется в пределах от 3000 кг/м³ у Absolute Black до 3100 кг/м³ у Black Galaxy.

• Устойчивость к истиранию.

На первом месте Absolute Black со значением 0,12 г/см², на последнем китайский Shanxi Black — 0,42 г/см².

• Влагопоглощение.

Лучший показатель у Black Galaxy (0,0007), за ним следуют Shanxi Black (0,001), Nero Impala (0,0012) и Absolute Black (0,0019);

• Морозостойкость.

Изменяется в пределах от 50 до 200 циклов. Самая низкая у Black Galaxy, самая высокая у Shanxi Black.

Сравнение этих показателей с черным габбро, который добывается компанией “Гуд стоун” на месторождениях «Северное-1» и «Северное-2» в Карелии, показывает его превосходство по главным параметрам:

• морозостойкости – до 300 циклов;
• плотности – 3300 кг/м³;
• влагопоглощению – 0,0003.

Сферы применения

Небольшой разброс физических характеристик и высокие индивидуальные показатели декоративности каждого из представленных зарубежных аналогов габбро не позволяют четко провести границы в сферах их применения.

Все породы, в той или иной степени, пользуются популярностью у производителей мемориальной продукции – памятники, надгробные плиты, цветники, вазы.

В то же время, каждая из них находит применение в сферах архитектуры и строительства. Дизайнеры используют их для создания эксклюзивных предметов интерьера – столешниц, подоконников, а также отделки каминных порталов. Архитекторы проектируют ступени для лестниц, мозаики для бассейнов и фонтанов. Строители облицовывают красивыми черными плитами полы и стены.

Добытый на карельских месторождениях компании   габбро -диабаз, находит применение практически в тех же сферах. Изготовленные из него памятники, плиты мощения, элитная брусчатка из черного габбро и другие изделия имеют более высокую морозоустойчивость и лучше переносят климатические условия России.

Выводы

Проведенный сравнительный анализ гранитов и габбро из месторождений Китая, Индии, Южной Африки и Карелии позволяет сделать следующие выводы:

• о большой емкости рынка гранитов в России;
• перспективах роста добычи в сложившихся условиях на рынке;
• наличии достаточного количества зарубежных аналогов для создания конкурентной среды;
• высоких конкурентных возможностях гранита габбро.

В прошлом году на мировом каменном рынке произошло знаменательное событие – общий объем производства гранита впервые превысил $50 млрд. в суммарном выражении. Одновременно с этим только за 20 последних лет качество всех без исключения изделий также существенно возросло. В результате перед государством встала необходимость пересмотра прежних, в основном еще  советских стандартов, итогом чего стало появление на свет четырех новых ГОСТов – 9479-2011, 32018-2012, 9480-2012 и 23342-2012. Каждый из них выполнил как минимум три задачи – во-первых, внес коррективы в допустимые отклонения (разумеется, в сторону их уменьшения), во-вторых, существенно расширил нормативную базу, касающуюся не учитываемых ранее деталей, и, в-третьих, во многом привязал отечественные стандарты к европейским нормам качества.

ГОСТ 9479-2011

Данный стандарт регламентировал производство изделий мемориального, архитектурно-строительного и облицовочного направления из сырьевых блоков скальных пород (прежде всего таких, как гранит, габбро-диабаз и мрамор). Основными положениями межгосударственного стандарта стали требования к таким параметрам, как:

• линейные характеристики и правильность геометрии блоков;
• размеры и частота встречаемости выемок и выступов;
• коммерческий объем и, в зависимости от него, распределение блочного сырья по категориям;
• физико-механические свойства;
• маркировка;
• испытательный процесс;
• приемка.

ГОСТ 32018-2012

Следующий стандарт посвящен регламентации изготовления уже готовых изделий из скальных пород – в данном случае дорожно-строительных. Таким образом, в нем затрагиваются:

• плиты мощения габбро и гранитные (получившие, в сравнении с предшествующим, советским стандартом, новую условную кодировку);
• бордюры ГП (иначе говоря, бортовые камни, также изменившие условные обозначения и делящиеся на собственно бордюры и поребрики);
• все виды брусчатого камня (колотая, колото-пиленая, полнопиленая элитная брусчатка);
• прочие изделия из природного камня, которыми могут моститься дороги, площади, тротуары, пешеходные зоны, трамвайные пути, дорожки в садах и парках и т.д. (в частности, плитка габбро или аналогичная гранитная, окол и др.)
• фасадные плиты.

При этом следует отметить, что разница в сроке выхода всего в 1 год в сравнении с предыдущим стандартом уже получила отражение в ужесточении требований к геометрическим параметрам и физико-техническим характеристикам используемых пород (будь то классический гранит, черный гранит габбро или их ближайшие аналоги).

ГОСТ 9480-2012

Третий ГОСТ, посвященный облицовочным плитам, вступил в силу только 01.07.13г., и очертил основные требования как к самим конечным вышеуказанным изделиям (использующимся для всех типов интерьерной и экстерьерной облицовки), так и к полуфабрикатному продукту, необходимому для их изготовления (например, толстомерам и слябам). Из всех четырех новых стандартов в этом произошло наибольшее увеличение объема разделов в сравнении с предшественником 1989 года выпуска, а также исчезло разделение на классы качества и значительно сократились величины допустимых отклонений от стандартных размеров.

ГОСТ 23342-2012

Последний стандарт из списка стал регламентировать принципы изготовления в основном различных архитектурных форм – в том числе:

• вазонов, плинтусов и ступеней;
• замковых и рустовых камней;
• пилонов, парапетов, наличников и карнизов;
• балясин и перил;
• цокольных и накрывных плит;
• профильных изделий;
• подоконников и столешниц;
• колонн.

В сравнении с прежним ГОСТом  в нем также произошло существенное расширение визуальных, размерных и технических характеристик для каждого вида изделий, а также были включены требования к применению пропиток и методам склейки составных частей.

Горные породы — образования, возникающие в земной коре в результате длительного воздействия высоких температур, экстремальных давлений и сложных химических процессов. Благодаря многообразию исходных компонентов и соединений эти процессы привели к созданию различных минералов и пород, которые сегодня можно встретить во всех уголках земного шара. Естественный характер происхождения объединяет их под единым наименованием – природные камни.

Мрамор – общее название горных пород, состоящих из основного минерала – кальцита (CaCO₃) с незначительным процентным содержанием примесей, которые и определяют различия в декоративных характеристиках и других параметрах. В отдельную группу выделяют доломитовые мраморы, в которых кальцит заменен карбонатом кальция и магния (CaMg[CO₃]₂).

Происхождение породы

Своим происхождением мрамор обязан воздействию эндогенных процессов на осадочные известняковые породы, которые в результате проседания земной коры попадали в зону действия магматической активности. Изменение кристаллической структуры и, как следствие, минерального состава под влиянием этих факторов получило название метаморфизма.

Свойства

Структура – плотно сросшиеся зерна имеют размеры от 0,1 мм до 1 см у мелкозернистых и до 3-5 см у средне- и крупнозернистых. Наиболее прочными и хорошо поддающимися полировке, а значит, и более востребованными являются мелкозернистые разновидности.

Текстура – преимущественно однородная, брекчиевидная или полосчатая, встречается также пестрая и другие более сложные.

Минеральный состав помимо основного минерала может включать:

• графит;
• магнезит;
• хлорид;
• кварц;
• гранат;
• пирит;
• оксиды, сульфиды, гидроксиды железа;
• карбонаты железа и марганца.

Физические свойства мрамора

Мрамор обладает хорошими электроизоляционными характеристиками.

Оптические свойства камня позволяют солнечным лучам проникать в него на небольшую глубину. Преломления и отражения создают неповторимую игру света, что часто используют при оформлении интерьеров и создании скульптур.

Разновидности

Все существующие в природе виды мрамора обязаны своими удивительными расцветками и различиями в качестве пород входящим в их состав минералам и органическим соединениям.

Светлые тона характерны для пород с высоким (до 90%) содержанием кальцита. Среди них особо выделяются паросский «Lychnites», каррарский «marmor lunens», пентеликонский «lapis phrygiens».

В темные серые, голубые и черные цвета окрашивают мрамор примеси графита и битума. К ним относятся такие известные марки, как «nerо antiсо» из Карраре, «lucullan paragone» из Пергаме и бельгийский «lе Sainte Anne».

Все оттенки красного – признак наличия гематита. Здесь и египетский «rosso anlico», и «Serancolin» из Пиринеев, и французкий «Languedoc».

Мрамор зеленого цвета встречается крайне редко, а те разновидности, которые выдают за него чаще всего являются змеевиками, которые также хорошо полируются.

К брекчиевым относят мраморы, в структуре которых встречается множество цветных обломков, спаянных в единое целое основным массивом камня. Различают их по характерным цветам, которые включают в названия — «breccia pavonazza», «violetta antica» и другие. Часто за брекчии принимают породы с многочисленными прожилками, что делает их очень похожими друг на друга.

Составные виды мрамора (конгломераты) по сути не являются классическими известняками и содержат посторонние примеси талька, серпентинита и других минералов.

Раковинная разновидность отличается наличием неравномерно разбросанных остатков или даже целых ракушек доисторических моллюсков.

Месторождения

География мраморных месторождений очень обширна. Наибольшая известность исторически принадлежит каменоломням белого мрамора.

Добыча черного, цветного, одноцветного разных оттенков и пестрого мрамора также ведется в различных частях света.

Применение

С древних времен восхищенные красотой камня скульпторы и строители создавали из мрамора произведения искусства, отделывали им дворцы, храмы и жилые здания. Легкий в обработке, хорошо поддающийся полировке, прочный и долговечный камень сегодня находит широкое применение в качестве облицовочного материала, для создания мозаик, скульптур, ритуальных изделий. Хорошие диэлектрические характеристики позволяют использовать его в электротехнике. Дизайнеры находят применение мрамору, создавая уникальные по красоте лестницы, колонны, камины, предметы мебели, фонтаны, бассейны.

Изделия из натурального камня во все века притягивали внимание людей своей неповторимой и завораживающей красотой, удивительной долговечностью и прочностью. Рассматривая сегодня дошедшие до нас памятники архитектуры, произведения искусства и отделку интерьеров мы поражаемся той филигранной точности и качеству обработки, которой достигли известные и неизвестные мастера древности.

Сегодня трудно поверить, что все это сделано руками человека, использовавшего для обработки таких твердых и прочных горных пород как гранит, мрамор, порфир, яшма, габбро-диабаз, простейшие орудия труда и инструменты. Глядя на огромные каменные вазы с идеально круглыми формами, вырезанные из цельных каменных глыб, украшенные барельефами и резьбой даже специалисты в камнеобработке часто не могут объяснить какими инструментами пользовались при их изготовлении.

Конечно, выполненные с применением современных технологий обрабатывающие станки и инструменты отличаются от старинных как плитка из обшивки космического челнока «Буран» и брусчатка из габбро-диабаза. Однако, судя по результатам, и те и другие одинаково хорошо делали свою работу. Но поскольку сведений о старинных инструментах, приспособлениях и способах обработки крайне мало, они весьма расплывчаты и основаны на предположениях, эта статья будет посвящена современному оборудованию.

Окантовка и торцевание

После распиловки с использованием канатных или дисковых алмазных пил блоки габбро или гранита превращаются в слэбы — заготовки, предназначенные для производства разнообразной облицовочной и интерьерной продукции. Специальные окантовочные станки в зависимости от модификации позволяют не только с высокой точностью выполнить нарезку плитки, подоконников, ступеней для лестниц из гранита, габбро-диабаза, но и произвести их калибровку (торцевание).

Основные инструменты, используемые в таких станках:

• отрезные диски – выпускаются сегментные и сплошные, назначение определяется маркировкой;
• алмазные окантовочные диски и пилы – в зависимости от конструкции полотна бывают «звонкие» (из одного листа металла) и «бесшумные» (из нескольких сваренных между собой листов), сегментные предполагают напайку алмазных сегментов по контуру, а сплошные – напыление полосы;
• алмазные торцевые фрезы – выпускаются в разных исполнениях и предназначены как для ручного инструмента (без использования охлаждения), так и для станков.

Современные многофункциональные станки позволяют выполнять прямолинейную резку слэбов из гранита, мрамора, габбро, торцевание, резку изделий по шаблону. Плиты мощения из габбро, облицовочная плитка для стен, дорожный бордюр из габбро-диабаза – лишь краткий перечень изделий доступных для производства.

Шлифовка и полировка

Для получения гладкой, а при необходимости и зеркальной поверхности изделий из природного камня применяют последовательное шлифование и полирование с использованием различных абразивов. Многообразие форм и размеров изделий из камня требует применения шлифовальных станков и инструментов самых различных конструкций. Наибольшее распространение получили станки:

• плоскошлифовальные – из применяют для шлифовки и полировки изделий с плоской поверхностью (слэбы, плита полированная из габбро-диабаза, надгробные плиты из гранита);
• круглошлифовальные – на них обрабатывают продукцию цилиндрической, круглой, конической формы, наиболее продвинутые модели имеют поворотный шлифовальный диск;
• для внутреннего шлифования – позволяют отшлифовать внутреннюю поверхность изделия;
• универсальные – могут объединять функционал для шлифования плоских и круглых поверхностей.

Промышленность выпускает множество моделей шлифовальных станков, отличающихся наличием или отсутствием ручного управления, числового программного управления, с гидравлическим и механическим приводом.

Основные инструменты, используемые для шлифовки – алмазные эластичные круги, полировальные круги, фикерты шлифовальные, втулочные круги для шлифования.

Нарезка профиля и изготовление фасонных изделий

Постоянно растущий интерес и покупательский спрос на каменные фасонные изделия для интерьера – ступени, плинтусы, подоконники, сантехнические приборы вызывает необходимость оснащения производства станками и оборудованием для их производства. Конечно, не каждый гранитный завод может позволить себе универсальные фрезерные станки с программным управлением, которые способны выполнять весь спектр операций фрезерования по камню:

• изготовление пазов;
• снятие фасок и углов;
• обработку торцов;
• резку профилей;
• окантовку поверхности.

Тем не менее фрезерные станки различных конструкций – мостовые, консольные, портальные – используются в производстве достаточно широко. Для нарезки различного типа профиля используют различные виды и наборы фасонных алмазных фрез. Стандартный набор включает от 4 до 6 одинаковых фрез с различным абразивным покрытием, что при их последовательном использовании обеспечивает нарезку профиля, грубое шлифование, тонкое шлифование и окончательную полировку.

Декоративная обработка и гравировка

Высокая популярность декоративных и художественных изделий из природного камня в большой мере способствует развитию их производства, которое сегодня невозможно без использования современного инструментария. Высококачественные алмазные фрезы, шпунты и закольники, алмазные иглы, победитовые скарпели, чертилки и спицы, а также всевозможный электроинструмент для обработки поверхности все это сегодня доступно для приобретения и использования.

Помимо ручного инструмента производители предлагают большой выбор гравировальных станков с программным управлением, которые отличает высокая скорость и качество нанесения рисунка и надписи, а также возможность полностью автоматизировать процесс гравировки – от сохранения в памяти изображения, до считывания и управления режущим инструментом. Такой подход исключает влияние человеческого фактора на процесс гравировки и связанных с ним ошибок.