Брусчатые покрытия, известные еще со времен Древнего Рима, благополучно дожили до наших дней – причем популярность их сегодня даже выросла. Несмотря на то, что традиционным камнем для изготовления брусчатки является гранит, производство элементов покрытия из близких ему пород (прежде всего таких, как гранит габбро) также практикуется довольно часто. Более того, тротуарная плитка габбро в эксплуатации  оказывается даже эффективней, поскольку обладает лучшей водостойкостью и сопротивляемостью истиранию (качества, для пешеходных зон на открытом воздухе немаловажные).

Технология укладки

Технологических изменений в способах укладки с прежних времен практически не произошло. Главными из новшеств следует назвать:

• уменьшение толщины «подушки» (что связано с соответствующим уменьшением размеров и массы элементов покрытий);
• использование бетонных смесей для закрепления ограничивающих тротуар и/или дорожное полотно бордюров ГП;
• значительное расширение вариантов укладки (включая использование камня разных цветовых гамм и форм).

Наиболее распространенные способы укладки

Точное число таких способов в настоящий момент назвать не представляется возможным (например, в одной лишь чешской столице Праге в парках, на улицах и площадях  насчитывается свыше 90 разновидностей узоров), однако наиболее популярными являются следующие:

• классический – состоит из повторяющихся сегментов, каждый из которых включает 4 камня (однотонный, обычно темный или черный гранит), располагающихся перпендикулярно относительно аналогичных в соседнем сегменте;
• гладкий – довольно крупные по линейным размерам камни прямоугольной либо квадратной формы монтируются строгими перемежающимися вертикальными и горизонтальными линиями (поверхностный рельеф в этом случае отсутствует, а оттенок однотонен – будь то плиты мощения габбро или несколько меньшая плитка);
• волнистый – сдвиг на половину плитки в нем в результате образует покрытие, схожее на волну;
• чешуйчатый (на дорожном брусчатом полотне достигаемый схемой выкладки, на тротуарах – еще и формой элементов, дополненной ребристым рельефом);
• царский – представляет собой общий рисунок в виде треугольников, получающихся за счет периодической смены направления рядов под углом в 60° относительно соседних (именно так укладывалась элитная брусчатка на мостовых в царской России);
• паркетный – практически точная имитация паркета, только из гранита либо габбро, с чередующимися полосами плиток, перпендикулярных относительно расположенных в соседней полосе;
• гжелкой – сложный узор, состоящий из 2-х видов камней с поверхностным рельефным орнаментом (больших центральных и меньших обрамляющих, подбираемых в разном цвете);
• тучкой – получивший такое название из-за рисунка, имитирующего форму облаков (плитка для этого используется крупная, с матовой поверхностью и разноцветная, а узор образуется рельефными вдавленными линиями);
• паутинкой – рисунок образуют перемежающие фигуры с центральной плиткой, радиально расходящимися от нее прямыми линиями и дуговыми рядами, имитирующими классическую паутину;
• клеверный лист – двухцветное покрытие из мелких мозаичных плиток (9 одного цвета предназначаются для «центра» цветка, 16 другого – для «лепестков»);
• кленовый лист – схожая конструкция из плиток ромбовидной формы с очень точной детализацией внутренних рельефных линий (имитируются даже листовые прожилки);
• греческий – в форме типичного древнегреческого орнамента типа «лабиринт» (крупный центральный квадрат с полосами обрамления);
• пчелиные соты – используется 6-угольная плитка небольшого размера;

цветочный – обычно составленный из множества квадратных элементов с нанесенными на верхние грани рельефными изображениями цветков и листочков.

До начала промышленной революции развитие горного дела стимулировалось лишь появлением новых инструментов и изобретением новых способов обработки камня, обогащения и переработки руды. С появлением простейших механизмов и машин, а за ним и паровой машины, востребованность продуктов горной добычи возросла многократно. Теперь потребности в добыче все большего количества руды и камня стимулировали развитие техники.

Для добычи горных пород были разработаны вагонетки – прообраз будущих вагонов, рельсы для их перемещения стали железнодорожными, а разработка первых паровозов оплачивалась крупнейшими собственниками шахт в целях их использования для перевозок угля.

Рост производительности и объемов добычи природного камня и руды требовал постоянного совершенствования не только техники и механизмов, но и способов организации производства и добычи.

История организации горных работ

Использование ручного труда на ранних этапах развития горных разработок не требовало применения каких-либо способов организации – добыча камня, его обработка, транспортировка и изготовление готовой продукции осуществлялись в небольших объемах. С развитием техники и появлением машинного производства кирка, клинья, ручные тележки и тачки, которыми добывали и перевозили гранит, мрамор, железную руду, уголь постепенно сменились конным воротом и тягой, а затем паровой машиной и электрическим приводом.

Использование пороховых зарядов для разрушения горных пород начавшееся в XVII веке на рудниках в Словакии дало толчок у росту объемов добычи. Увеличились объемы перевозок – их взяли на себя вагонетки, затем появились ленточные конвейеры, железнодорожные вагоны и карьерные самосвалы, которые способны перевозить десятки тонн руды, готовые блоки габбро и гранита на большие расстояния.

Использование мощных машин и механизмов для карьерной добычи природного камня, шахтной разработки угольных пластов и руд различных металлов значительно увеличили объемы производства. Особенности процессов разработки, связанные с несогласованностью операций и различной скоростью их выполнения на разных стадиях, приводили к большим потерям времени, ресурсов и простоям в работе. Решение проблем принесло внедрение поточных технологий.

Поточные и конвейерные технологии

В отличие от железных дорог конвейер и технология поточного производства пришли в мир не из горнодобывающей, а из автомобильной промышленности. Придуманный изобретателем олдсмобиля Рэнсомом Э. Олдсом в 1901 году способ конвейерной сборки автомобилей быстро получил признание во всем мире. Его стали использовать не только в автомобилестроении, но и в других отраслях промышленности. Так уже к концу первой четверти века он прошел апробацию в угольном карьере в Германии. Первый добывающий комплекс непрерывного действия состоял из экскаватора, предающего породу на конвейер, с которого та поступала на транспортно-отвальной мост, а с него в отвалы.

Не менее успешно поточно–конвейерные линии внедрялись и в камнеобработке. Каждый гранитный завод был заинтересован в установке автоматизированной линии обработки. Так внедрение такой линии на Саяногорском комбинате, в ассортименте которого плита полированная из гранита занимала одно из ведущих мест, в свое время позволило существенно увеличить ее производство. Если до установки линии из каждого кубического метра гранитного блока выходило 8 м² плиты, то после – не менее 11 м².

В то же время потоковая технология не получила широкого распространения в области добычи товарных блоков. Это объясняется тем, что блоки гранитные, мраморные, габбро и других твердых пород требуют много времени для их выемки из массива, а обеспечить занятость людей и механизмов на других участках в это время не представляется возможным.

Циклично-поточная технология

Одним из самых современных способов организации производства в горнодобывающей отрасли, позволяющим добиться существенного снижения транспортных и энергетических расходов, является циклично-поточная технология. В основе ее применения лежит идея организации и использования двух взаимосвязанных и совмещенных во времени процессов:

• поточного – состоящего в непрерывном перемещении породы конвейерным транспортом к месту переработки;
• циклического – обеспечивающего своевременное проведение взрывных работ и перегрузку добытой породы на конвейер с помощью экскаваторов и погрузчиков.

Для внедрения данной технологии гранитный карьер должен иметь следующее оборудование:

• дробильное;
• виброгрохот;
• ленточный конвейер;
• буровой станок;
• экскаватор;
• магистральный конвейер;
• отвальный конвейер;
• автосамосвал.

Правильная организация работ, четкое согласование во времени всех процессов позволяет добиться значительного повышения производительности с одновременным снижением расходов.

Еще в те времена, когда по дорогам передвигались верхом на лошадях или сидя в карете, а грузы перевозили на телегах, строители знали о необходимости укрепления дорожного полотна и отделения его от обочины. Брусчатка из гранита, которой были вымощены все дороги укладывалась в несвязанное покрытие, которое со временем начинало разрушаться и сползать на обочину. Для предотвращения такой ситуации древние мастера закапывали по краям дороги ряды камней, а в наше время используют бордюрный камень из гранита или бетона.

Камень или бетон

Использование бортового камня в условиях интенсивного движения, высоких нагрузок на дороги, воздействия агрессивных веществ из выхлопных газов и химии для обработки дорог зимой предъявляет особые требования к выбору материала для его изготовления.

Современные технологии вибропрессования позволяют выпускать бордюры из бетонных смесей различной конфигурации и степени прочности. Аналогичную продукцию выпускают камнеобрабатывающие заводы из натурального камня используя для этих целей наиболее прочные и износоустойчивые породы — гранит и габбро.

Каждый из материалов, конечно же, имеет свои достоинства, особенности и недостатки, поэтому выбор следует делать исходя из конкретных условий применения. Бетонный бордюр простой, хотя и трудоемкий в изготовлении, достаточно прочен и относительно долговечен. Гранитный существенно превосходит его по всем показателям особенно по сроку службы и эстетичности внешнего вида, но его стоимость значительно выше.

Виды и назначение

Давно прошли те времена, когда единственным назначением бордюра было разделение пешеходной и проезжей части улицы. Сегодня его использование существенно расширилось и распространилось на парковые, садовые и другие дорожные и ландшафтные проекты. Можно выделить основные направления использования бордюрного камня:

• на автомагистралях – устанавливают особо прочный, не подверженный атмосферным воздействиям, выдерживающий большие нагрузки при наезде тяжелого транспорта;
• на автодорогах общего назначения и городских – используют стандартный бордюр для разграничения дорожного полотна и тротуаров, который должен выдерживать наезд легкового автомобиля, длительное время сохранять эксплуатационные и декоративные качества;
• на тротуарах – применяется для создания зеленых островков, ограждения зеленых насаждений, материал бордюра должен сочетаться с материалом брусчатки;
• в парках и на садовых участках – является элементом зонирования, отличается меньшим весом, размерами и большей декоративностью;
• на газонах, клумбах и детских площадках – играет роль декоративного ограждения, может иметь необычные формы, расцветки и размеры;
• для отвода воды – имеет характерный вогнутый профиль, применяется в системах водоотведения.

Размеры и формы

Поскольку для большинства применений требуется бортовой камень одних и тех же размеров, и форм его производство регламентируется государственными стандартами. Для бетонных изделий это ГОСТ 6665-91, а бордюры ГП из гранита должны соответствовать ГОСТ 6666-81.

Условные обозначения принятые в каждом стандарте позволяют легко определять вид бордюра, его размеры и форму.

Бетонный имеет маркировку вида ХХ 01.02.03.04, где ХХ – буквенное обозначение формы бортового камня, а последовательность цифр соответствует его линейным размерам в сантиметрах – длине, высоте и ширине. Четвертая цифра присутствует только в обозначениях криволинейных изделий – это радиус их кривизны.

Для гранитных бордюров принята другая буквенно-цифровая кодировка:

• цифра указывает на предназначение изделия, либо (для криволинейных) радиус кривизны;
• первая буква – признак породы камня, из которого изготовлен бордюр (Г — гранит);
• вторая буква – описывает форму изделия (П – прямой, В – для въездов, К — криволинейный).

Отдельную группу составляют нестандартные бордюрные камни – рельефные, профилированные, с отверстиями для стока воды, с вырезами под люки, многофактурные и полированные.

Производство и обработка

К существенным отличиям бортового камня из бетона необходимо отнести также отсутствие необходимости и возможности его дополнительной обработки. С другой стороны, это является его недостатком, так как, например, дорожный бордюр из гранита после соответствующей отделки приобретает противоскользящие свойства. Более того, все стандартные изделия из натурального камня (кроме 5ГП) должны иметь обработанную указанным в ГОСТе образом поверхность.

Серьезные требования предъявляет стандарт и к отклонениям в стандартных размерах, к неплоскостности вертикальных и горизонтальных граней, и допустимым отклонениям от прямоугольной формы.

Высокотемпературная обработка – это технологический процесс, в ходе которого материал в течение определенного времени подвергается интенсивному тепловому воздействию, а затем охлаждению с заданной скоростью. В зависимости от материала и выбранных параметров процесса термообработка позволяет придать изделиям необходимые эксплуатационные характеристики.

Для заготовок и изделий из металлов применяются такие виды обработки как отжиг, отпуск, закаливание цель которых – упрочнение структуры, улучшение технологических свойств для дальнейшей обработки, закрепление определенных свойств изделий.

В камнеобрабатывающей промышленности термообработка нашла свое применение в качестве технологии отделки поверхности изделий из натурального камня (габбро, гранита). Сегодня практически каждый гранитный завод использует эту технологию для обработки поверхности каменной продукции различного назначения.

Цель обзора – разобраться с особенностями процесса термообработки, его достоинствами и недостатками, определиться с задачами, которые она решает и выяснить область применения изделий, прошедших термическую обработку поверхности.

Цели и задачи

Перед тем как превратиться в готовые изделия и попасть к заказчику товарные блоки габбро и гранита проходят несколько стадий обработки. Каждый шаг начиная с распила на заготовки (слэбы), торцевания, придания необходимой формы и заканчивая финишной обработкой на шлифовальных и полировальных станках направлен на получение продукции с заданными потребительскими характеристиками. Все известные виды обработки решают определенные задачи, и термообработка не является исключением.

Именно эта технология позволяет:

• получить фактуру поверхности камня, которая придает ему противоскользящие свойства;
• проявить его природные цвета и рисунок;
• повысить декоративность изделий за счет создания рельефной поверхности с небольшими (2-5 мм) перепадами высот;
• убрать незначительные повреждения и дефекты по краям и на поверхности изделий;
• искусственно придать поверхности «состаренный» вид.

Технология и оборудование

Термическая обработка поверхности камня производится путем дозированного воздействия на нее высокотемпературной газовой струи, для получения которой используют специальное оборудование – термоотбойники. Принцип действия такого устройства сходен с реактивным двигателем. Конструкция состоит из держателя и горелки, в которую под давлением подается одна из двух разновидностей горючей смеси:

• воздушная – бензин с воздухом (такие горелки экономичны, дешевы и просты в эксплуатации);
• кислородная – пропан-бутан или керосин с кислородом (их достоинство – высокая производительность).

Полученная в результате сгорания газов реактивная струя, проходя через сопла выжигает из верхнего слоя гранита часть минералов, оставляя мелкие рытвины, которые создают шероховатую поверхность.

Обязательным элементом конструкции термоотбойника является система водяного охлаждения, которая решает одновременно две задачи:

• охлаждает саму горелку, чтобы избежать ее прогорания;
• понижает температуру поверхности изделия, предотвращая появление трещин.

Для качественной термообработки изделий небольшой толщины конструкция предусматривает возможность подачи воды непосредственно в зону обработки.

Особенности применения

Несмотря на простоту технологии и несложное оборудование их применение имеет свои особенности и требует соблюдения определенных правил.

• Подготовка к обработке

Перед проведением термической обработки изделий или заготовок из натурального камня следует провести проверку реакции образцов породы на нагрев с помощью термоотбойника. Не все разновидности гранита одинаково хорошо переносят нагревание, поэтому появление трещин и недопустимое изменение цвета является поводом для отказа от термообработки данной породы.

Не подлежат обработке изделия, толщина которых менее 20 мм.

Не допускается повторная термообработка.

Проведение термообработки при низких температурах требует предварительного подогрева изделий до 20 ^оС.

• Настройка оборудования

Для обеспечения высокого качества обработки пламя горелки регулируется до получения языка пламени длиной в 10 см с голубым цветом ядра.

Непрерывное использование термоотбойника допускается в течение 30 мин после чего требуется сделать перерыв для ее охлаждения.

После завершения работ необходимо провести прочистку сопел от нагара – это повышает эксплуатационные возможности и продлевает срок службы.

• Процесс обработки

Обработка гранитных плит проводится полосами (по ширине горелки). После прохода каждой полосы и началом обжига следующей необходимо дать время на остывание.

Слэбы большого размера обрабатывают в вертикальном положении, крупные изделия, например, дорожный бордюр из гранита или габро – в горизонтальном.

После завершения обжига и полного остывания поверхность необходимо зачистить при помощи щетки с абразивным (алмазным) покрытием.

Сферы использования

В производстве строительных материалов из природного камня термообработка, как способ финишной отделки, используется:

В декоративных целях – для получения оригинальной фактуры (фасадные плиты из гранита, облицовочная плитка);

Согласно требованиям ГОСТа – для придания антискользящих свойств дорожным изделиям (плиты мощения из габбро, гранитный бордюр, лестничные ступени из гранита, пиленая гранитная брусчатка);

В качестве промежуточной стадии искусственного старения изделий из гранита и габбро – тротуарная плитка, плитка для пола, интерьерная облицовка.

С незапамятных времен – вплоть до, примерно, начала ХХ века – несущие стены частных домов возводились преимущественно из бревен, цельных глыб габбро или гранита, а несколько позже – обожженного кирпича. Прочность таких стен была высокой, однако с резким ростом населения деревянные дома начали становиться причиной массовых пожаров, цельнокаменные получались дороги и сложны в монтаже, а кирпичные требовали создания поверхностной защиты. Первоначально в роли облицовки последних использовалась штукатурка, но от сырости она защищала плохо, в то время как новые технологии производства гранита позволяли создать принципиально новый ее вид – сравнительно тонкий, визуально привлекательно привлекательный и очень прочный фасадный гранит.

Как производится облицовка натуральным камнем

Появление на рынке новых видов облицовочных плит породило и новую проблему – необходимость разработки метода их укладки, при котором два недостатка плотного природного камня (воздушная непроницаемость и значительный вес) удалось бы нивелировать. Конструкция, успешно справившаяся с решением данной задачи, была разработана финскими инженерами, и ныне носит название «вентилируемых фасадов». Тем не менее, для особо тонких облицовочных плит продолжают использоваться и традиционные технологии – и оба способа монтажа мы кратко опишем.

1. Классический способ – посадка на клей

Классическая технология (применительно к такому виду облицовки, как фасадные плиты из габбро, гранита или других особо прочных материалов с удельной плотностью от 2500 кг/м3 и выше) представляет собой последовательное выполнение следующих операций:

• качественная очистка несущей поверхности от гипса, штукатурки и прочих загрязнений;
• устранение крупных перепадов рельефа (выемок и выступов) до уровня не более, чем 1 мм путем шлифовки и затирки;
• выравнивание плоскости покрытия практически до нулевого перекоса (допустимым пределом отклонений, определяемых строительным уровнем, является величина в тот же 1 мм на каждый 1 м2 (при облицовке плиткой из керамики, травертина, терракоты, искусственного камня и прочих, более легких материалов – 2 мм);
• для обеспечения надлежащего коэффициента адгезии – нанесение насечек с промежутком в 5 см;
• установка временного поддерживающего бруса (во избежание сползания элементов в процессе установки);
• укладка плитки габбро на специализированный клеевой состав параллельными рядами по направлению от угла и сверху вниз (такой порядок монтажа связан с необходимостью исключить возможность попадания клея на нижележащие плитки – поскольку время его схватывания минимально, а устранение чрезвычайно трудоемко и может навредить поверхности камня);
• затирка водостойкими герметиками швов.

2. Современный способ – посадка на металлические кронштейны

Многослойная конструкция вентилируемого типа более современна, и сразу устраняет несколько проблем, классической облицовке недоступных (прежде всего – позволяет утеплять фасады за счет среднего, «прокладочного» слоя из утеплителя, а также переносит собственный немалый вес со стен на систему кронштейнов).

Монтаж ее осуществляется следующим образом:

• несущая поверхность стены размечается под точки входа креплений;
• на заворотные анкеры и дюбеля устанавливается конструкция из кронштейнов;
• во внутреннюю часть образовавшейся металлической «рамы» вкладывается утеплитель (чаще всего – прессованные плиты из волокон базальта или габбро диабаза);
• .по окончании сборки угловых элементов от них начинается поэлементный монтаж плит (используя для их закрепления концевые и рядовые кляймеры).

Итогом становится прочное, долговечное, нечувствительное к любым погодным катаклизмам и очень красивое покрытие, не нагружающее стены и позволяющее фасаду «дышать».

Из всех строительных материалов, когда-либо использовавшихся человеком, лишь один пережил тысячелетия и продолжает массово применяться в самых разнообразных архитектурных проектах. Им является натуральный камень – и он по-прежнему укладывается на дороги (обычная и черная брусчатка), служит основой мостов и оград (бутовые глыбы), украшает собой красивейшие пешеходные зоны мира (тротуарная плитка из габбро, гранита или лабрадорита) и признан самой дорогой и престижной облицовкой (фасадный гранит). Более того, несколькими указанными примерами сфера его применения не ограничивается, что выгодно отличает камень от древесины – еще одного «вечного», но слишком чувствительного к влаге, перепадам температур и микроорганизмам стройматериала.

Каменная облицовка и ее виды

Помимо уникальных эксплуатационных характеристик (прочности, водостойкости, долговечности и т.д.) традиционный гранит, а также черный гранит габбро и их ближайшие аналоги дают возможность формировать неповторимые по дизайнерскому исполнению покрытия. При этом создание таковых из клинкерного кирпича или модульной плитки попросту невозможно – прежде всего, из-за ограничений, накладываемых на геометрические формы и фактуры этих стройматериалов. В то же время натуральный камень известен огромным разнообразием естественных образований, благодаря чему фасады из него славятся не только богатым набором вариаций поверхности (о большинстве которых основная масса обывателей даже не задумывается), но и низкой стоимостью материала, в ряде случаев представляющего собой просто отходы производства гранита.

Наиболее популярными видами таких облицовок (или каменных кладок) считаются шесть ее разновидностей:

• «плашкой» (или плитняком);
• «кастлом»;
• «платом»;
• «шахриаром»;
• «ассолью»;
• «рондо».

1. Плашка

Самый бюджетный, но при этом очень оригинальный вид облицовки. В качестве ее элементов используется не прямоугольные, а многоугольные, с неповторимой геометрией  плоские плитки брекчии. Размеры каждого элемента могут колебаться от 5 до 50 см по наибольшей диагонали, и единственная сложность состоит в необходимости подбора камней таким образом, чтобы их стыки были максимально плотными.

2. Кастл

От традиционной облицовки типа «скала» кастловая отличается тем, что нарочито грубый рельеф и расположение сколов поверхности каждого элемента является произвольным. Кроме того, фасадные плиты из габбро, гранита или песчаника такого типа представляют собой не равные по высоте и ширине прямоугольники (обычно 5, 7 и 10 см для каждого, чередующегося с другими, ряда).

3. Плато

Используемая для этого варианта облицовочная плитка также является имитацией цельнокаменной кладки с умеренно выраженной рельефной фактурой. При этом торцы каждого элемента обязательно обрабатываются, иногда могут снабжаться рустовкой, а при укладке чередуются квадратные и вытянутые прямоугольные камни.

4. Шахриар

Плитки в такой облицовке визуально наиболее приближены по форме к кирпичу – однако имеют разную длину (при одинаковой высоте), небольшой руст по кайме и красивую рельефную поверхность, имитирующую естественный дикий камень.

5. Ассоль

Самая «объемная» кладка, нередко используемая в фасадах не только из натурального, но и искусственного камня. Ее элементы представляют собой длинные и очень узкие плоские плитки с необработанными торцами, смонтированные не вертикально, а положенные друг на друга плашмя.

6. Рондо

Является облицовкой «морского» типа, вместо плитки использующая окатыши из гранита или габбро плоской стороной наружу. Такой вид облицовки требует довольно большого количества скрепляющего раствора, однако смотрится очень оригинально.

Все вышеприведенные варианты облицовок требуют немалого мастерства в укладке, однако компенсируют сложность монтажа полностью естественным, неповторимым внешним видом.