Гранит, габбро диабаз, лабрадорит и прочие породы прочного натурального камня активно используются в дизайне интерьеров самых разных архитектурных стилей. Однако если в кухнях и ванных комнатах в основном преобладает облицовочная плитка и столешницы различных форм и конфигураций, то в жилых помещениях главным украшением является камин.

Преимущества каминной облицовки натуральным камнем

Традиционно основным стройматериалом для выкладки классического дровяного камина служит обычный и огнеупорный кирпич, в то время как в облицовке применяется натуральный и искусственный камень, керамическая плитка, а для порталов – еще и металл, стекло и гипс. Не умаляя достоинств любого из перечисленных материалов, следует все же отметить, что по совокупному набору эксплуатационных свойств однозначными лидерами среди них являются гранит, жадеит и черный габбро. Кроме того, из пород гранитной группы получаются и лучшие фундаменты для каминов, поскольку гранитные плиты для мощения (как и облицовочные камни из этого же природного материала), сочетают в себе:

• очень высокую термостойкость (до 700 – 1100°С);
• значительную теплоемкость;
• полное отсутствие в составе породы горючих веществ;
• максимальную среди всех возможных вариантов выбора прочность (в 1,5 раза превышающую аналогичный показатель у искусственного камня, в 5-7 раз – у керамики и в 20-25 раз – у кирпича);
• экологическую чистоту (в составе гранитов полностью отсутствуют летучие токсичные вещества);
• абсолютно уникальную долговечность (брусчатка, плитка и плиты мощения габбро практически вечны, поскольку срок их службы может исчисляться сотнями, а в отдельных случаях и тысячами лет);
• удивительную красоту цветовых гамм и текстур, особенно на полированном камне (соперничать с которой может только мрамор – к сожалению, не обладающий достаточной прочностью).

Такая подборка качеств – прежде всего мощная и равномерная теплоотдача, а также декоративная привлекательность и эксклюзивность – гарантирует, что в обозримом будущем ни один современный гранитный завод не останется без работы (украшение интерьеров натуральными каминами не просто не выходит из моды, а, напротив, становится все более популярным).

Разнообразие архитектурных стилей каминов

Поскольку дровяные камины являются одним из древнейших элементов интерьерного наполнения помещений, в их стилистике и внешнем виде оставила свой след архитектура многих прошедших цивилизаций.

Так, особенностью античных вариантов являются декоративные колонны из камня по краям портала, зачастую выполненные в виде поддерживающих свод барельефных кариатид и атлантов, а облицовочные и напольные плиты мощения из гранита или мрамора характеризуются классическим древнегреческим орнаментом. Камины в классическом стиле эпохи европейского Ренессанса отличает обилие лепных элементов, а порталы в стилистике «кантри» — отделка рельефно обработанным «диким камнем». Наконец, современным вариантам «hi-tech» и «модерн» присуща красивая, зеркальная полировка гранитных плит, в полной мере проявляющая все богатство естественного поверхностного рисунка.

Где лучше устанавливать камин

Место установки камина обычно диктуется размером зала, а также желанием использовать его для обогрева только одного или сразу нескольких помещений. В связи с этим практикуются пять основных способов размещения:

• в центре (оптимальное для комнат большой площади);
• вплотную к стене (в этом случае каминный задник, как правило, одновременно является частью межкомнатной стенки);
• в углу (выбираемое в целях экономии пространства);
• в нише (оставляющее на виду исключительно переднюю, портальную зону);
• встроенное в несущую стену (способ, характерный также для старинных печей).

Мировой рынок коммерческих гранитов приносит добытчикам и производителям продукции из них более 80 млрд. долларов ежегодной прибыли. Однако далеко не всем не специалистам известно, что в эту категорию природного камня входит не только классический гранит, но и более двух десятков его разновидностей. Больше того, часть из них (лабрадорит, габбро диабаз и некоторые другие) как по химическому составу, так и по набору минеральных компонентов с геологической точки зрения ближе к базальтам –   и именно последняя группа обладает лучшими физико-техническими и  эксплуатационными характеристиками. По этой же причине, например, плиты мощения габбро, уложенные в местах с наиболее интенсивными поверхностными нагрузками, гораздо предпочтительнее обычных гранитных. 

Классификация по цвету

Еще одним нюансом каменного рынка является тот факт, что в коммерческую категорию «черный гранит» включают множество брендов, не только не относящихся к гранитам, но и, строго говоря, являющихся черными только условно. Так, например, широко известный индийский Absolut Black при продаже в США и ЕС позиционируется как доломит, а китайский Шанкси – как габбро. Те же камни, которые действительно входят в число классических гранитов, вообще не бывают абсолютно черными – тот же бразильский Nevada Black имеет зеленые и серые вкрапления, а «Black А» из Шри-Ланки – красноватый оттенок.

В связи с этим:

• темно-серые модификации (а также имеющие существенный процент вкраплений других цветов) принято называть «обычными черными гранитами» типа I;
• породы, при тщательной полировке приобретающие глубокий черный тон – «абсолютно черными гранитами» типа II.

Причины потемнения гранитов при шлифовке и полировке

Но каким образом камень, в естественном состоянии грубого скола кажущийся просто темно-серым, при выравнивании поверхности начинает все больше и больше темнеть? Ответ кроется в физических законах преломления света, лучи которого отражаются от поверхностей любых материалов тем большее количество раз, чем грубее их рельеф. От плоской же поверхности отражение происходит однократно, и камень кажется темнее (тот же эффект происходит в том случае, если гранит поливается водой или покрывается прозрачным лаком – поскольку жидкость образует сверхтонкую и гладкую поверхностную пленку).

Эксплуатационные характеристики

Очевидно, что более темный естественный цвет камня связан не только с наличием в его минеральном составе темноцветных материалов, но и с величиной зерна, а также однородности кристаллической решетки. Соответственно, слябы, плитка или плиты мощения из гранита наиболее темного оттенка характеризуются:

• максимальной плотностью;
• минимальным коэффициентом влагопоглощения;
• высокой износостойкостью;
• лучшими показателями сопротивляемости неблагоприятному воздействию окружающей среды (сменам температур, атмосферным осадкам, химикатам и т.д.);
• долговечностью, достигающей даже не десятков, а сотен (а в отдельных случаях и тысяч) лет.

Области применения

Таки свойства обуславливают и приоритетные сферы использования камней, цвет которых тяготеет к черной области спектра. Однозначно главной из них следует назвать изготовление надгробных памятников и сопутствующей им продукции ритуального назначения. На втором месте – гранитные плиты для мощения подземных переходов, вокзалов, аэропортов и прочих мест, где интенсивность пассажиропотока начинается от 1 млн. человек в год на квадратный метр и более. Третья строчка принадлежит слябам, впоследствии так же становящимся плитами разных размеров, применяющихся и для напольных покрытий, и для облицовки, и для изготовления столешниц, ступеней, подоконников и т.д., а четвертую строчку рейтинга занимает обычный черный щебень габбро.

Практически все разновидности гранитных пород пользуются у строителей и архитекторов высокой популярностью. Более того – востребованность гранитов, доломитов и габбро была высокой на протяжении как минимум последних 500-600 лет. Гранит, производство которого в промышленных масштабах наладили еще древние римляне, уходил на постройку защитных стен сотен крепостей и важных зданий. Из него возводились мосты и выкладывались дороги. Примерно к 1700 году каменная элитная брусчатка уже покрывала площади многих европейских столиц, а при Петре I в России был создан «Приказ рудных дел». В чем же причина такой востребованности именно этих пород? И почему – даже до появления современного камнеобрабатывающего оборудования – средневековые строители предпочитали работать с ними, а не с гораздо более удобным в обработке песчаником, известняком или травертином?

Прочностные качества гранитных пород

Первой такой причиной стали очень высокие прочность и плотность, которую гранит, габбро диабаз и их аналоги получили в процессе геологического образования. Исторически сложилось так, что большинство гранитных пород начали создаваться на глубинах порядка 10 км от поверхности Земли (черный гранит габбро – еще ниже). Температуры в этом слое достигали 1250-1350°С, а давление – свыше 12 тысяч атмосфер. Неудивительно, что минералы, входящие в состав гранитов, в подобных условиях находились в расплавленном состоянии, а при подъеме на поверхность вместе с магмой их кристаллизация проходила достаточно равномерно. Результатом этого стала правильная кристаллическая решетка, практически полное отсутствие пористости, и твердость, превышающая 7 единиц по Моосу (что в разы больше, чем у инструментальной стали).

По этой причине плитка габбро, изготавливаемая на заводах, стала лучшим и наиболее надежным материалом при облицовке фасадов, а брусчатые дороги и удерживающие их полотно бордюры ГП – практически вечным покрытием, способным переносить запредельные нагрузки и эксплуатироваться сотни, а то и тысячи лет.

Водостойкость и сопротивляемость истиранию

Еще одной причиной востребованности гранитов стала их необычайно высокая водостойкость, а у габброидов – еще и минимальный среди всех коммерческих гранитов коэффициент истираемости. Первая характеристика позволяет массово использовать такие камни в самых неблагоприятных погодных условиях, а вторая – еще и в местах, интенсивность пассажиропотока в которых в современном мире может достигать 4-5 миллионов человек в год на каждый квадратный метр покрытия. Наиболее ярко это проявляется на железнодорожных вокзалах, в  аэропортах, на станциях метро, пешеходных переходах под оживленными трассами и в коридорах медицинских или учебных учреждений. Плиты мощения габбро, уложенные в качестве покрытия каменного пола, истираются лишь на сотые доли сантиметра за тот же период, в который мрамор теряет более чем впятеро большую долю толщины своих плит, а бетон буквально раскрашивается, превращаясь в некое подобие изъеденного выбоинами «лунного ландшафта».

Природная красота поверхности

Следующей причиной любви к гранитам следует назвать присущую им уникальность поверхностного рисунка камня. При этом число таких рисунков практически бесконечно,  так же как и вариантов сочетания цветовых гамм. Единственными гранитами, не обладающими ярко выраженной многоцветной и текстурной поверхностью, являются монохромные черные. Но и это в полной мере окупается почти мистическим блеском черного зеркала отполированных плит, использующихся в настолько разных сферах, как кухонная мебель (мойки и столешницы), полы дорогих отелей (плиты мощения) и продукция мемориального характера (надгробные плиты, стелы, статуи, вазы и т.д.).

Вплоть до конца 1990-х годов натуральный гранит, производство продукции из которого выражалось в сумме более $55 млрд. ежегодно, экспортировался в основном сырьевыми блоками. Однако далее на лидирующие позиции вышли слябы (чему немало поспособствовал Китай, взявший курс на замену сырьевого экспорта полуфабрикатным). Причины подобной перестановки были очевидны – торговля слябами стала приносить более высокую добавочную стоимость и существенно расширила возможности  транспортировки. Упростилась в этом случае и задача оптовиков и производителей конечных изделий, поскольку на слябе (в отличие от блока) невозможно скрыть внутренние дефекты.

Для чего используются слябы

Ассортимент продукции из подобных крупных заготовок огромен, и включает в себя, в первую очередь:

• плиты мощения габбро и гранита (масштабно использующиеся в отелях, аэропортах, вокзалах, на станциях метро, в общественных зданиях и пешеходных зонах городов);
• плитка габбро и гранитная (применяющаяся в интерьерной и экстерьерной облицовке);
• гранитные ступени и столешницы (без которых невозможно себе представить торгово-развлекательные центры, офисы, рестораны и т.д.);
• ритуальные памятники и мемориалы (здесь особой популярностью пользуется гранит габбро – близкий аналог классического черного гранитного камня, обладающий при этом большей устойчивостью к внешним воздействиям)

Резка и обработка слябов

Поскольку слябы представляют собой лишь полуфабрикатные заготовки, для повышения уровня их востребованности на рынке необходимо наличие современных технических средств для последующей обработки столь твердого камня самими производителями. Таковых на российских заводах имеется достаточно, и их основу составляют:

• алмазный или корундовый фрезерный инструмент;
• станки для гидроабразивной резки (в том числе фасонной, способные с легкостью разрезать не только габбро диабаз, но даже алмаз);
• оборудование для лазерной резки и гравировки;
• термическое оборудование;
• линии для бучардирования (прочность твердосплавных бучард настолько высока, что позволяет за короткий промежуток времени обрабатывать даже сверхтвердый кварц, базальт и черный гранит);
• комбинированное и универсальное оборудование (включая инструмент для обработки торцов и создания фасок).

Коммерческий размер слябов

При этом следует отметить, что в случае реализации слябов при продаже учитывается не геометрический, а так называемый продажный размер, в среде профессионалов каменного рынка называемый также справедливым. Причины такого подхода лежат в принципах технологии получения самих слябов путем распиловки сырьевых блоков. Очевидно, что при достаточно качественной пиленой поверхности верхней и нижней граней, все 4 торца заготовки по-прежнему имеют очень грубый рельеф. В результате коммерческим размером становится условный правильный прямоугольник, геометрически меньший реальной заготовки примерно на 7-8 см в длину и ширину, а также в 1 – 1,5 см в толщину.

Более того, поскольку высококачественная плиточная продукция – это не брусчатка и не бордюры ГП, продажный размер сляба может оказаться еще меньше. На практике это происходит в тех случаях, когда пиленая грань заготовки габбро также имеет дополнительные дефекты (значительное отклонение по цвету, небольшие каверны, микротрещины и т.д.). Для слябов с таким уровнем качества на их поверхности отмечается не один, а несколько прямоугольников – с целью исключить все вышеуказанные дефекты из общей площади справедливой разметки.

Разумеется, подобный метод раскроя не особо выгоден продавцу, однако мировая практика продаж слябов установила данную продажную норму в качестве обязательной, и возражений против этого не поступает.

Абсолютное большинство материалов, используемых в строительстве, обладают очень высокой прочностью и надежностью. Тем не менее, в результате тех или иных видов внешних воздействий, эти характеристики могут оказаться под угрозой. Металлы очень боятся влаги, сверхпрочные пластики не переносят высоких температур, а натуральному камню грозит выветривание.

Причины выветривания

Даже наиболее устойчивые горные породы (например, гранит, производство которого ежегодно обеспечивает рынок миллиардами квадратных метров каменных блоков и плит) состоят из мелких кристаллов, спаянных высоким давлением. Это означает, что поверхность их не является идеально гладкой, а в микропоры постепенно забивается пыль, песок, попадает влага, проникают микроорганизмы и агрессивные вещества. В результате наиболее близкие к поверхности камня неустойчивые минералы разрушаются, и его кристаллическая структура становится нестабильной.

Отдельным видам изделий из гранита и его аналогов (прежде всего таким, как гранитные плиты мощения либо уличная гранитная брусчатка) помогает естественный процесс перемещения по ним людей и машин. Микроскопический верхний слой, начинающий изъедаться от абразивного воздействия, постоянно шлифуется и полируется – что приводит к устранению шероховатости, а, значит, и риску отшелушивания. Камень при этом незначительно истирается, но нарастающего процесса разрушения не происходит.

Хуже обстоит дело с вертикальными поверхностями, не получающими такой естественной защиты и испытывающими гораздо более сильное давление ветров. Фасадный гранит, не обработанный защитными составами, начинает покрываться «зеленью» от проникающих в поры спор мхов и лишайников. Памятники и мемориальные стелы, гранитные плиты которых содержат надписи и рисунки, без идеальной полировки в процессе изготовления тоже со временем начинают терять эксплуатационные качества. Иными словами – даже самые прочные породы (черный гранит, аналогичный ему по оттенку габбро диабаз и их аналоги) требуют защиты.

Способы защиты камня

Все известные методы на сегодняшний день могут быть объединены в две крупные группы:

• механические воздействия;
• химические воздействия.

Первые состоят в идеальной, практически зеркальной полировке (лучше всего которой поддается российский габбро, а также граниты уровня китайского Shanxi Black), устраняющей малейшие впадины и выступы. В итоге коэффициент трения поверхности камня приближается к нулю, а поры, являющиеся «местом входа» для микроорганизмов и влаги, исчезают.

Вторые используют химические процессы, позволяющие нанесенным на камень специализированным составам застывать в его микротрещинах сплошной непроницаемой массой, не растворяющейся в воде и нечувствительной к ультрафиолету, щелочам и кислотам.

Применяемое оборудование и составы

Для полировки используются специальные станки с вращающимися полировальными кругами. Доведя поверхность до требуемого состояния гладкости, ее покрывают средствами на основе масляных либо восковых соединений.

При химической защите используют:

1. Метод флюатирования, заключающийся в обработке гранитов и габбро солями фтористо-водородно-кремниевых кислот (образующих Si0₂ – оксид кремния, CaF₂ – железистый кальций или MgF₂ – железистый магний, то есть флюаты).

Из курса химии известно, что проникновение вглубь кристаллической структуры камня таких веществ достигает всего 0,3-0,4 мм, но образовавшаяся невидимая «корка» нечувствительна ни к жидкостям, ни к химикатам, ни к температурным перепадам.

2. Метод силикации – от предыдущего отличающийся только действующими составами, в роли которого поочередно выступают сначала жидкое стекло, а затем хлористый кальций, приводящие к образованию не флюатов, а силикатов.

В многочисленных статьях, выложенных на сайтах компаний, занимающихся добычей, производством  и реализацией продукции из натурального камня, довольно подробно освещаются вопросы, посвященные различным физико-техническим свойствам гранитов, мраморов, габбро и прочих востребованных горных пород. Однако расписывая (иногда до мелочей) характеристики прочности, водостойкости, износостойкости и других, без сомнения, важных качеств камня, практически все авторы почему-то обходят стороной трещиноватость. А между тем, игнорирование этого параметра на любой стадии добычи и обработки может привести не просто к невозможности изготовить, скажем, качественные гранитные плиты для мощения, но и – ни много, ни мало – к разорению компании.

Виды трещин и причины их образования

Особенности формирования скальных пород и геологические процессы, протекающие в земной коре, неизбежно приводят к нарушениям целостности горных массивов. В гранитных монолитах образуются трещины, имеющие различные размеры и частоту расположения, и данные о них требуется учитывать:

• при добыче камня (точно рассчитывая силу и направленность взрывов, вес закладываемой взрывчатки, глубину бурения шурфов и т.д.);
• на стадии дальнейшей обработки – после того как готовые блоки поступают на гранитный завод и из них начинают нарезаться слябы, плиты мощения из гранита, фасадная облицовочная плитка габбро и т.д.

В геологии все типы трещин (под которыми подразумевают разрывы массивов камня, минимальный размер которых сравним с размером отдельного кристалла) делят на 3  класса:

• трещины 1-го уровня – возникающие в толще отдельных кристаллов еще на стадии их формирования;
• трещины 2—го уровня – образующиеся в так называемом «межкристаллическом цементе» и влияющие на устойчивость кристаллической решетки;
• трещины 3-го уровня – связанные с естественными процессами тектонического характера и/или проведением взрывных и камнерезных работ.

Трещиноватость первых двух уровней для породы классифицируют как естественную, и, в зависимости от ее характера и величины, вычисляют силы и векторы направления резки или обработки камня. Интересным фактом является то, что, габбро диабаз имеет гораздо меньший уровень природной трещиноватости 1 и 2 уровней, чем классический гранит – в связи с чем плиты мощения габбро получить легче, и обрабатывать их в дальнейшем проще.

Игнорирование уровня трещиноватости

При грамотном подходе учет этих параметров помогает не только минимизировать энергозатраты, но и избежать появления трещин 3-го уровня – превышение числа и размеров которых выше определенного предела приводит к списыванию с таким трудом добытого камня «в утиль».

Итогом этого становится то, что долгие десятилетия не позволяло нынешним лидерам мирового каменного рынка — Китаю, Ирану или Бразилии — выйти на первые места в мировой табели о рангах. А именно – разрушение изначально очень качественных гранитов до такой степени трещиноватости 3-го уровня, что большинство добываемого камня годилось в лучшем случае для производства брусчатки и бута, а в худшем – щебня и крошки.

Определение трещиноватости 1 и 2 уровней

Опытные камнетесы еще 100-150 лет назад старались максимально точно определить степень внутренней связности добываемой породы. Единственным доступным методом на тот момент был весьма приблизительный акустический – однако некоторые горные «мастера от Бога», ударяя молоточком по камню, по полученной тональности были способны определить примерный уровень его целостности с точностью, приближающейся к современной.

Ныне так называемый показатель трещиноватости массива вычисляют по формуле:

Т = (С_с / С_у)², где:

С_с — скорость сейсмической отраженной волны;

С_у – скорость ультразвуковой отраженной волны.

Полученные данные вводятся в компьютер и проходят математическую обработку, после чего выдается вердикт о характеристиках состояния массива в каждом конкретном месте.