Разрушение камня

Разрушение натурального камня, составляющего основу горных пород, с течением долгого времени происходит от естественных причин, и заключается в растрескивании, осыпании, выветривании и иных макро- и микроповреждений. При добыче камня в карьерах также применяются механические и физико-химические методы воздействия на породу, основанные на тех же принципах, но имеющие целью ускорить процесс в миллионы раз. Очевидно, что настолько же большей должна быть и приложенная сила, способная не только разрушить кристаллические связи в минералах, но и сделать это не в хаотичном, а строго заданном направлении.

Первичное разрушение породы в карьерах

Для разрушения камня на макроуровне главным способом является направленный взрыв. При подобном взрывном воздействии в толще породы возникает нагрузка динамического характера, со скоростью распространения в тысячи метров в секунду – что приводит к мгновенному разрушению механических связей и раскалыванию массива на отдельные составляющие. Положительные стороны этого метода – высокая скорость и низкие энергозатраты (а, значит, и себестоимость). Отрицательные – значительные напряжения и разрушения внутренней структуры во всей массе камня (включая полученные глыбы). По этой причине – даже после дополнительной обработки – использование такого материала для изготовления высококачественных изделий не рекомендуется, и взрыв используют карьеры, специализирующиеся в основном по добыче щебня. Возможными стройматериалами, произведенными из кусков породы после взрывной декомпрессии массива, являются также брусчатка гранитная пиленая, бутовый камень, брекчия и прочие изделия, имеющий небольшой размер конечных элементов. Для их получения используется ударное механическое воздействие, со скоростью распространения нагрузки в сотни метров в секунду. Наконец, воздействием квазистатического характера служат электромагнитное, электрическое, термическое, гидравлическое и малое механическое (резка) – со скоростью в десятки и даже единицы метров в секунду.

К глобальному разрыву связей в камне это не приводит – и потому полученные таким путем сравнительно небольшие (с размерными параметрами от десятков сантиметров до нескольких метров) заготовки уходят на последующую камнеобработку самых различных типов.

Вторичное разрушение (камнеобработка на заводах)

Малое механическое и другие виды разрушающего квазистатического воздействия носят название поверхностных – поскольку не затрагивают кристаллическую решетку материала за пределами зоны приложения силы. Это дает возможность получать все разнообразие строительных и декоративных материалов, а также бытовых изделий из натурального камня, востребованных в самых разных сферах. Пиленая и колото пиленая брусчатка, плиты мощения, гранитные плиты облицовочные изготавливаются с помощью различных технологий резки. Плиты бучардированные, брусчатка бучардированная – путем воздействия на камень вращающихся головок с бучардами. Кроме того, для производства фасонных изделий – со сложной поверхностной конфигурацией и внутренними полостями – используются сверление, фрезерование и бесконтактные методы разрушения камня, включая применение лазеров, гидроабразивных и высокотемпературных газовых струй, плазмы, ультразвука, химического травления и прочих современных технологий.

Таким образом, понимание процессов, происходящих в минеральных породах как в результате глобального хаотичного, так и линейного или точечного направленного их разрушения, привело от изготовления грубых заготовок до создания настоящих произведений каменного искусства.