Трещиноватость гранитных пород

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.