Штрипсовая распиловка гранитных плит

Что такое отдельность минералов и горных пород

Отдельность наблюдается у минералов и горных пород. Кристаллы или кристаллические зерна имеют способность раскалываться в некоторых местах. Этот процесс называется отдельностью.

Отдельность – свойство, которое касается не всего минерала, а отдельно взятых кристаллов и их структуры. Отдельность горной породы проявляется в виде трещин природного происхождения. Во время раскола цельная плита образует отдельные куски и блоки с разными размерами.

Существует такая классификация отдельностей:

1. Пластовая (плитчатая) — появляется при наличии нескольких параллельных трещин. Встречается у гранитов, известняков, доломитов, песчаников.
2. Параллелепипедная — образуется при наличии трех условно взаимно перпендикулярных системах трещин. Встречается в гранитах или габбро.
3. Матрацевидная — образуется по аналогии с параллелепипедной, но отличается от нее закруглениями углов и ребер, которые формируются в ходе выветривания. Ее можно встретить в ряде изверженных пород и гранитов.
4. Призматическая (столбчатая) — формируется с помощью множества вертикальных трещин, рассекающих породу на призмы или столбы с пятью или шестью гранями. Чаще всего наблюдается в вулканических породах — базальт и другие.
5. Шаровая (эллипсоидная) — образуется при расколе породы на тела, имеющие форму шариков или эллипсов, которые часто имеют концентрически-скорлуповатое сложение. Можно найти среди туфов и спилитов.
6. Полиэдрическая (многогранная) – создается сложной системой трещин и распадается на неправильные многогранники. Такая отделенность наблюдается у порфиров, доломитов, песчаников, гранитов и др.

Зная особенности того или иного вида отдельности, можно предположить, какие формы будут образоваться в результате расколов.

Брак и контроль качества

В процессе распиловки могут производиться бракованные изделия в различных проявлениях, например:

Примечательно, что порядка 70% брака каменных плит связано с разнотолщинностью, клиновидностью и неплоскостностью. Немного реже фиксируются случаи некачественного распила. Такой брак, как правило, связан с уводом пил вследствие несоблюдения технологических требований (увеличение скорости сверх нормы, игнорирование необходимости планового обслуживания инструмента, ненадлежащее качество крепления рабочей детали и т. д.).

Для исключения такого брака необходимо обеспечить строгое соблюдение технологических стандартов распила на предприятии, а также провести детальный инструктаж для персонала по правилам эксплуатации инвентаря для распиловки камня.

Образование трещин и разрушение плит может быть причиной низкокачественного исходного сырья, реже — несоблюдением рациональности технологии. Это говорит о том, что все блоки перед допуском к обработке должны проходить тщательный контроль. Предварительный отбор бракованной продукции позволит сократить размер материальных убытков.

С учетом того, что в результате распила получат заготовки, а не готовые изделия, какой-то брак может быть устранен в ходе последующих мероприятий. Вместе с тем любое исправление недочета сопровождается повышением трудоемкости и, следовательно, повышению себестоимости готовой продукции.

Если речь идет о значительном браке, исправление, скорее всего, станет нерациональным решением. На практике встречаются случаи, когда предприятие несет существенные убытки именно по причине брака.

Нужно отдельно сказать о последствиях некачественного распила с использованием многодисковых и одновальных станков, производящих заготовки правильной геометрии с полной либо частичной окантовкой. В таком случае сколотые кромки могут быть устранены при помощи вторичной окантовки плит меньшего размера.

Глубина обработки и предназначение камней

Главная задача «общения» с природным материалом — открыть его фактуру, которая спрятана от глаз под непрезентабельной «внешностью». В домашних условиях можно получить 4 вида поверхностей.

1. Сколотая, рубленая. Этот вариант лучше всего подойдет для ограждений и облицовки цоколей.
2. Грубо отшлифованная. Это придание камню правильной геометрической формы, получение ровной, но шероховатой поверхности. Грубая шлифовка достаточна для строительных блоков, брусчатки, для бордюров, забора, ступеней крыльца.
3. Матовая, лощеная. Это полировка, но не до зеркального блеска. В результате работы получают гладкую матовую поверхность. Этот вариант используют в 90% случаев. Речь идет о камне для облицовки зданий, для отделки внутри помещений.
4. Полированная. Такие идеально гладкие поверхности необходимы только для отдельных элементов фасадов, для памятников и скульптур.

Работа с камнем в домашних условиях подразумевает преображение относительно податливых видов горных пород. К самым простым образцам относятся кальциты, песчаники, силикаты. Не слишком высокая их плотность дает возможность придать изделиям точную геометрическую форму. Полугрубая шлифовка — тот единственный метод, который для них используют.

Самый подходящий вариант — песчаник-пластушка (дикий, рваный камень). Своему первому названию он обязан легкости раскалывания на плитки-пласты. Достаточно удара киркой или молоком. Дальнейшая обработка таких камней максимально проста: поверхность такой плитки шлифуют крупнофракционным речным песком. После этой подготовки материал готов к облицовке: например, цоколя.

Дисковый станок

Дисковый станок состоит из массивной рамы, стола, дисковой пилы, установленной на валу, электродвигателя и насоса, подающего охлаждающую жидкость на режущий инструмент. Большинство станков оснащено сегментными пилами с алмазным напылением и лишь незначительное количество – твердосплавными дисками.

Дисковая распиловка камня в настоящее время приобрела широкое распространение и применяется для работы с породами любой прочности. Она разделяется на два вида: алмазно-дисковая порезка и дисковая распиловка резцами. Распиловочные дисковые станки по камню отличаются компактностью, высокой производительностью, возможностью осуществлять непрерывное пиление, а также незначительной металлоемкостью.

В зависимости от назначения и конструктивных особенностей дисковые станки делятся на:

1. Однодисковые. Данное оборудование, как правило, оснащается пилами большого размера – 2000-3500 мм и предназначено для пассировки каменных блоков различной плотности и изготовления из них заготовок в виде утолщенных пластин. Однодисковые станки бывают портальными, мостовыми и консольными.

2. Многодисковые. Станок оснащен валом с комплектом дисковых пил (до 30 шт.) диаметром 1250 мм. Его основное предназначение – распиловка каменных блоков и брусков различной плотности на плиты-заготовки. Достоинства многодисковых станков заключаются в простоте конструкции и высокой производительности.

Многодисковые распиловочные станки в зависимости от конструкции делятся на одновальные, многовальные и ортогональные (прямоугольные).

https://www.youtube.com/watch?v=MI7_eWMwGSA

Одновальные станки оснащены комплектом дисковых пил, закрепленных на одном валу. В зависимости от крепления вала различают портальное и консольные оборудование. Также одновальные станки различаются по способу подачи: позиционные и конвейерные. Позиционные станки оснащены подвижной столешницей, перемещаемой вместе заготовкой относительно неподвижного диска. Конвейерные станки обеспечивают непрерывную подачу заготовок.

Многовальные станки оснащены несколькими (2-3 шт.), параллельно расположенными валами с комплектом дисковых пил. Как и одновальные аналоги, они бывают позиционные, конвейерные, портальные и консольные.

Ортогональные станки имеют одну или несколько вертикальных дисковых пил, расположенных на горизонтальном валу, и установленный горизонтально, подрезной режущий инструмент, зафиксированный на вертикальном валу. Такая конструкция дает возможность распиливать крупногабаритные блоки на плиты, даже при относительно небольшом диаметре дисков.

Изломы при колке камней

Неровные поверхности природных материалов, которые получаются в результате механического разрушения камня называются изломами.

Изломы бывают:

1. Скорлуповатые. Часто встречаются у известняков, имеющих слоистое строение. Они похожи на чередования углублений и выпуклостей, грани которых явно выражены.
2. Ступенчатые изломы выглядят как множество маленьких ступеней. Они свойственны пириту, касситериту и минералам других видов.
3. Занозистые. Изломы в виде древесины, имеющие большое количество острых фрагментов. Они присущи минералам волокнистого сложения, составляющим многие параллельные срастания. Подобный излом дает поперечный разлом сланца.
4. Зернистые. Чаще всего встречаются у минералов с зернистой структурой. Многочисленные мелкие впадинки и выпуклости на их плоскостях похожи на зерна.
5. Ровные. Свойственны камням, имеющим слоистое строение: сланцам при расколе вдоль слоев, многим песчаникам. Поверхность таких изломов плоская, но при этом гладкая. Также они характерны для очень мелкозернистых образцов, таких как яшмы.
6. Неровные. Похожи на скомканную, а затем выглаженную ткань или бумагу. Они имеют выпуклости и углубления. Их можно встретить в известняках, андезитах, сиенитах, крупнозернистых гранитах.  Многие кристаллы также отличаются неровным изломом.
7. Раковистые. Похожи на поверхности раковин. Их покрывают вздутия и углубления, образующие волнистую линию. Они присущи обсидиану, халцедону, кварцу, которые отличаются заметной хрупкость.

Зная, разновидность материала, можно определить какие изломы будут образовываться во время раскалывания.

Как выбрать отрезной станок

Для выбора функционального и качественного отрезного станка для камня не обязательно быть специалистом, достаточно знать важные моменты, которых не так уж и много. Однако их игнорирование, особенно если оборудование приобретается для профессиональной деятельности, приведет к тому, что приобретение окажется бесполезным. Итак, при выборе отрезного станка для камня нужно обратить внимание на следующее:

1. В первую очередь необходимо определиться с назначением и специализацией оборудования. Некоторые камнерезные станки разработаны специально для выполнения конкретной операции. Если предполагается осуществление разных видов камнеобработки, то лучшим вариантом будет приобретение универсального оборудования, способного выполнять самые различные операции.
2. Второй момент, на который обязательно нужно обратить внимание – рабочие параметры станка для резки плитки и камня. Среди них очень важна глубина реза, которая непосредственно зависит от размеров рабочего инструмента. Также имеет значение длина пропила, от которой зависит возможность обрабатывать каменные блоки разного размера.
3. Не менее важна и предельно допустимая нагрузка на камнерезный станок. Качественное, даже полупрофессиональное оборудование должно выдерживать значительные нагрузки даже в течение длительного времени.
4. Точность оборудования. Только при высоких показателях данного параметра можно сделать качественный распил каменной заготовки. Обычно данная информация указана в технической документации станка.
5. Настраиваемые параметры резания. В камнеобработке очень важна возможность изменения глубины и наклона пропила, ширины получаемой заготовки и т.п. В хороших станках для распиловки есть большое количество различных регулировок, которые предоставляют массу возможностей. Также стоит обратить внимание на наличие различного рода защит, которые предотвращают разбрасывание мельчайших частиц обрабатываемого камня.

Стоит принимать во внимание и такие мелочи, как ровность рабочего стола, надежность и прочность направляющих и прочих элементов оборудования для порезки камня. Также важно наличие и объем резервуара для охлаждающей жидкости.

Как правильно колоть камень

Для колки камня лучше выбирать прохладный период дня и время, когда вы еще полны сил и энергии. Для этой работы прекрасно подойдет раннее утро, сразу после рассвета. Также следует заранее заготовить камни, которые нужно будет расколоть. Лучше возьмите с запасом, чтобы потом уставшим не носить их.

До того, как разбить камень, решите, какие размеры вам нужны. Условно, все камни разделяются на средние и мелкие. К средней фракции относят камни размеры которых 15-30 см, а к мелким – меньше 15 см. Если кладка выполняется с использованием больших глыб, то условные размеры увеличатся, а их соотношение изменится.

Перед тем, как расколоть камень в домашних условиях следует позаботиться о спецодежде, а именно:

• Лицо и глаза следует защитить специальными очками, щитком или другими доступными средствами.
• Ткань рабочей одежды должна быть дышащей и прочной. Рукава и длинные брюки кажутся неудобными в жаркую погоду, однако любая ткань защитит кожу от порезов острыми осколками.
• Обувь выбирайте устойчивую, не скользящую и по размеру – не тесную и не слишком просторную. Материал обуви зависит от погоды.
• Для защиты рук от потёртостей используйте рукавицы из дышащих, прочных, не скользких материалов.

Камень нужно установить так, чтобы исключить его вращение во время удара. Проще всего выкопать ямку в земле. Если рабочая поверхность твёрдая (асфальт, бетон), то лучше подложить прорезиненный коврик или другой амортизирующий предмет.

Основным инструментом для раскалывания камней является остроносая кувалда. Используются оба её конца: острым концом бьют для образования трещин, а тупым – обламывают камень по линии трещины.

Осваивая работу с кувалдой, нужно приспособиться к инструменту. Не наносите удары в полную силу: так повышается риск травм. Самыми эффективными обычно бывают удары сверху вниз. Когда кувалда приближается к камню, нужно немного поднять вверх ручку. Таким образом можно увеличить силу удара.

Важно, чтобы остроносая часть не была повернута вбок. При ударе кувалда слегка закручивается вокруг своей оси. Если это не учесть, инструмент может вырваться из рук.

Камень располагают перпендикулярно линии удара, иначе кувалда соскользнет, и осколки полетят в непредсказуемом направлении. Кроме того, так легко травмировать ногу.

Прямая спина во время работы очень важна. Так позвоночник меньше устаёт, уменьшается нагрузка на мышцы рук и плеч, снижается опасность травм.

Приёмы работы осваиваются на практике, автоматизм и высокая скорость приходят с опытом.

Как расколоть большой камень

Слишком большие камни не подходят для многих видов работ, поэтому их раскалывают. Обычно раскалывание булыжников выполняется в углублениях – вырытых в земле ямах.

Сначала выбираются менее прочные камни. Первые кандидаты на раскалывание – природные материалы, имеющие внутренние трещины.

Для выявления трещин хорошо работает «мокрый» метод. Для этого нужно крупный камень смочить водой и немного подождать. Цвет влажного предмета всегда темнее, чем сухого. Как только поверхность слегка подсохнет и соответственно посветлеет, можно будет заметить тёмные линии трещин.

Это происходит потому, что вода в них задерживается дольше. По внешнему виду трещин можно понять, куда направлять удары. Практичнее всего будет обвести трещины мелом, мягким цветным карандашом или восковым мелком. Удары, нанесенные по линиям, позволят расколоть такой камень с первой-второй попытки.

Если две трещины встретились, место их пересечения называется «внутренний угол». Камень с внутренним углом после точного удара распадается на несколько частей – иногда говорят «распускается». Удар не обязательно должен быть очень сильным, однако необходимо попасть острым концом кувалды по точке соединения трещин или максимально близко к ней.

Подложив железный предмет под раскалываемый камень можно увеличить силу удара. Это может быть гиря квадратной формы или кусок рельса. Железо кладут в кучу камней, а сверху камень, который нужно расколоть. Если под ним проходит железное ребро, это еще больше облегчит работу. Первый же сильный удар кувалдой расколет камень, при условии, что он не массивный.

Крупный камень, на котором не удалось заметить трещины, пробуют расколоть ударом в бок. Больше вероятность, что он треснет от бокового удара, чем при ударе сверху вниз. Бьют тупым концом кувалды. Если внутри уже есть невидимая тонкая трещина, камень распадется надвое.

Боковыми ударами отбивают куски относительно плоской формы, средних размеров (массой от 500 г и выше), востребованные при украшении фундаментов и стен бутовым камнем.

Чаще всего для раскалывания выбирают камни:

• Плоской формы;
• С видимыми трещинами;
• С заметными следами выветривания;
• С крупной, ярко выраженной зернистостью;
• Стоящие на отлом в куче камней.

К подобному способу прибегают, когда не хватает камней малых фракций.

Канатный станок

Особенность данного вида камнепильного станка – использование гибкого режущего инструмента, приводимого в движение при помощи шкивов. Данное оборудование применяется для распила монолитов и крупногабаритных блоков на более мелкие сегменты, а также для их пассировки. В зависимости от типа режущего инструмента станки делятся на канатопильные, баровые и ленточнопильные.

В канатопильных станках в качестве рабочего инструмента используют канатные пилы различного типа (абразивные, алмазные, твердосплавные). Их конструкция довольно проста, они легки в эксплуатации, отличаются низким уровнем шума, высокой скоростью реза и позволяют распиливать монолиты и блоки больших размеров.

Использование канатопильного станка по резке камня имеет массу преимуществ:

1. Высокая скорость работы. Благодаря компактным размерам рабочего инструмента добыча и обработка камня может осуществляться в условиях ограниченного пространства.
2. Практичность. Гибкость алмазного каната позволяет придавать камню любые геометрические формы.
3. Экономия. Использование алмазного каната позволяет значительно сократить трудозатраты, энергопотребление, человеко-часы и сэкономить на приобретении и аренде абразивного материала.
4. Низкий уровень шума и вибраций благодаря использованию безударных технологий.
5. Экологичность. Благодаря конструктивным особенностям станка практически не образуется пыль, которая может навредить здоровью оператора.
6. Качество реза. Использование алмазного каната позволяет получить идеальный пропил, который не требует дальнейшей шлифовки.

Обработка камней: способы и технология

В механизированном типе каменной промышленности существует множество технологий, позволяющих осуществлять обработку камней и делать их поверхность фактурной и привлекательной. Предлагаем ознакомиться с самыми распространенными методами обработки камня в промышленных условиях:

1.  Распиливание — данный метод осуществляется в процессе распила камня. Для работы используют станки, имеющие на пильной раме диски прямолинейного назначения. Их оснащают с помощью ленточных и канатных пил. После произведения резки поверхность приобретает небольшую шероховатость, а глубинные бороздки не превышают 5 мм.

2.  Шлифовка — обработка камня с помощью шлифовального круга на специально предназначенных для этих целей станках, которые могут шлифовать объемные заготовки. Камень становится равномерно шероховатым, неровности на его поверхности имеют перепады 0,6 мм.

Данный способ обработки отлично подойдет для камней светлого оттенка, которые не имеют выраженного рисунка. Если применять ее для темного камня, то рисунок моментально скрадывается. Камень, прошедший шлифовку, станет отличным материалом в отделке ступеней лестниц, полов и площадок уличного типа. Камень значительно уменьшает скольжение, поэтому смело используется в отделке данных элементов, а также бассейнов.

3.  Достижение лощеной фактуры изделия осуществляется в процессе использования шлифовального круга, который имеет напыление микро шлифовальным порошком, обычно алмазным. Камень приобретает гладкую, но не имеющую блеска поверхность. Текстура изделия становится более заметной. Данный камень отлично подойдет для облицовки фасада здания.

4.  Полировка — процедура обработки камня, в процессе которой лощенная поверхность шлифуется с помощью конвейеров с кругами, имеющими порошковое напыление. Далее происходит обработка материала кругами из войлока или специальной материи. Использование химических составов помогает добиться определенного блеска для камня.

5.  Применение раковистой обработки помогает добиться наличия определенного рода впадин, не превышающих 4 мм. Камень становится более привлекательным и приобретает определенную изысканность. Материал применяется во внешней отделке и при выполнении особых дизайнерских решений.

6. Использование термических технологий помогает добиться эффекта расплавленного камня. Данная технология осуществляется с помощью термо-газо-струйного станка. При этом цвет и текстура камня очень хорошо проявляются, а его поверхность кажется немного расплавленной. Используется такого рода материал в процессе отделки ступеней, фасадных частей зданий и т.д.

7.  Создание скалистой текстуры позволяет имитировать грубую обработку камня, при этом впадины и выступы составляют от 5 до 10 см. Данный эффект достигается скалыванием определенных пород камней. Материал позволяет подчеркнуть значимость и важность здания, используется при отделке фасадных участков.

Правила техники безопасности

Обработка камня – достаточно травмоопасное производство, поэтому очень важно соблюдать правила техники безопасности (ПТБ). Они регламентируют медицинский осмотр и инструктаж персонала по технике безопасности и производственной санитарии, обучение безопасной работе, контроль над состоянием рабочих мест и поведение рабочего во время трудового процесса.

В случае изменения технологического процесса, модернизации или замене оборудования и инструмента, при переменах в условиях производства, связанных с безопасностью труда, при нарушении требований ПТБ, которые могли или привели к травме, пожару, аварии и т.п., а также при перерыве в работе более 60 дней требуется внеплановый инструктаж.

Перед каждой сменой рабочие места осматриваются бригадиром или мастером, а раз в сутки мастером. Если выявлены какие-либо нарушения правил техники безопасности, то до их устранения запрещено приступать к работе. Помимо того, каждый рабочий должен сам убедиться в безопасном состоянии своего рабочего места, а при обнаружении неполадок сообщить о них мастеру или бригадиру до начала работ.

В ходе производственного процесса запрещено отвлекаться на посторонние дела и разговоры, а также мешать другим. На рабочем месте не должно быть посторонних людей, а также работников, не имеющих отношение к выполнению данной работы. Все подвижные элементы распиловочного оборудования должны быть ограждены, в противном случае, работать на неогражденных станках запрещено. Перед запуском подается предупредительный сигнал.

Распиловка ленточными алмазными пилами

Ленточная пила по камню с алмазным напылением широко используется в Японии и Германии. В России данное направление находится на стадии тестирования.

Рабочий контур в длину может составлять от 12 до 18 метров. Что касается технологических особенностей процесса, распиловочный станок в обязательном порядке оснащается шкивами диаметром не менее 1800 мм. Это нужно для повышения срока эксплуатации ленты и минимизации ее перегибов.

При уменьшении толщины ленточной пилы с алмазным слоем можно снизить процент потерь в ходе обработки, а также снизить энергозатраты и расход алмазного состава. Но для того, чтобы инструмент оставался достаточно устойчивым, не производил бракованных изделий в связи с уводом пилы, рекомендуется сильнее натянуть ленту либо сократить рабочую скорость.

Важно! Если толщина уменьшается на 0,2 мм, нужно снизить скорость хотя бы на 20%.

Натяжение обеспечивается за счет гидроцилиндра. Для измерения значения используют манометр. Оптимальный показатель натяжения варьируется в пределах от 40 до 50 кН (с учетом ленточной толщины).

Технологический процесс алмазно-ленточного распила практически не отличается от алмазно-канатной резки.

Скорость обработки:

Для реализации распила по алмазно-ленточной технологии уходит около 150 литров воды в минуту.

В некоторых моделях станков дополнительно предусмотрена функция качательных движений, что позволяет повысить производительность и улучшить условия эксплуатации алмазных приспособлений.

В ходе использования алмазной пилы ленточного типа важно регулярно следить за ее состоянием. Для этого рекомендуется проводить плановый осмотр и обслуживание как самой ленты, так и элементов с алмазным покрытием.

Чтобы избежать чрезмерного деформирования корпуса, нужно время от времени переворачивать ленту и производить повторную перенапайку ее концов. Это нужно делать как минимум 3 раза на протяжении эксплуатационного периода.

Резка камня — особенности и виды

Обработка камня с использованием современных технологий предполагает их разделение на два вида:

• механический;
• механико-физический.

К первой категории относятся одни из самых распространенных способов — в виде резки, скалывания и ударного разрушения.

В процессе скалывания удается добиться фактуры, которая делает камень похожим на скалу.

Резка камня — является самым популярным способом его обработки. Для ее осуществления применяется технология, которая предполагает распиловку дискового, канатного или штрипсового типа.

Дисковая технология распила подразумевает использование дисковых механизмов в процессе резки. Данная методика отличается высокой распространенностью, ее разделяют на такие виды:

• стандартная дисковая;
• алмазно-дисковая;
• резцовая.

Канатный способ распиловки позволяет осуществить резку любого рода камней, независимо от их плотности и структуры. Выделяют 3 основных способа выполнения данного метода резки:

• канатный с использованием абразивов;
• канатно-алмазный;
• применение укрепленных шайб, выполненных из твердых сплавов.

В процессе производства изделий тесанного типа, широкое распространение получил ударный способ резки. Он позволяет достичь точной фактуры изготавливаемого изделия и применяется в процессе вырезания определенных деталей, таких как ступени на лестницу.

Еще одним распространенным способом обработки камня является использование ультразвуковых аппаратов и абразивной среды. Проведение процесса требует наличия большого количества времени, но обработка имеет высочайшую точность.

Физико-механические способы обработки предполагают использование высокочастотного тока или термоактивной газовой горелки. Они широко распространены в процессе изготовления памятников из камней, имеющих особо высокую прочность.

Спайность при колке камней

Анизотропность часто путают с отдельностью и спайностью. Лишь некоторые изломы могут быть связаны со спайностью и отдельностью. Спайность присуща лишь некоторым образцам минералов и влияет на их излом. У камней со спайностью излом получается ровный, без нее – неровный.

Под спайностью понимают свойство минералов под влиянием механических нагрузок раскалываться по плоскостям или параллельным граням. На месте раскола образуется плоская поверхность. На спайность кристаллов влияет сила, с которой притягиваются частицы. С увеличением притяжения спайность уменьшается. Это же свойство характерно для минералов, не образующих кристаллы.

Спайность оценивается по следующим степеням:

• Весьма совершенная – минерал разделяется на пластинки (слюда);
• Очень совершенная – раскалывании минерала образуются блестящие и гладкие поверхности (например, галит или кальцит);
• Совершенная – минерал на расколе дает неровные или гладкие поверхности (ортоклаз);
• Несовершенная – минерал имеет неровные поверхности на изломе (явный представитель касситерит);
• Отсутствие спайности – минерал рваный на изломе, он образует выпуклости и неровности (к таким можно отнести кварц).

Камни для строительства больше ценятся если в них нет спайности. Подходящие для строительства материалы не всегда могут быть минералами. Они могут быть конгломератами или агрегатами. Конгломераты представляют собой грубообломочные горные породы осадочного происхождения.

Они спрессованы и сцементированы за счёт природных цементов. В них могут быть включения галечника, гравия, валунов и песка. Спайность в них не обнаруживается. За агрегаты принимают сростки и скопления из обломков одного или разных минералов. Гранит – один из таких агрегатов.

Штрипсовая распиловка гранитных плит

Строительство объектов из гранитного камня человечество использует с древнейших времен. На протяжении всей истории способы обработки камня менялись и становились более эффективными. В нашей статье мы затронем способы распиловки гранита, которые использовались в древние времена и в средние века.

Начнем мы конечно же с Древнего Египта. Обработку гранита, песчаника, базальта древние египтяне вели постоянно, это требовалось для возведения различных погребальных сооружений, строительства памятников и культовых объектов. Можно сказать, что движущей силой, влияющей на развитие обработки камня послужила их религия. Поклонение египетским богам требовало постоянного строительства объектов, материалом для которых мог служить только камень, по той причине, что дерева-лесов на территории Египта практически нет, а дерево произрастающее не пригодно для возведения больших объектов.

На рисунке выше показан процесс распиловки каменного блока в Древнем Египте с использованием медных пил. Версий о том, как египтяне строили свои пирамиды много и мы не будем сейчас их обсуждать. Общепринятым является мнение, что большие каменные блоки египтяне пилили пилой из меди или латуни и для улучшения эффективности при распиловке сыпали в качестве абразива кварцевый песок. В 1999-2001 годах археолог Денис Стокс, активный сторонник официального взгляда на древнюю историю, провел серию экспериментов по распиловке каменных блоков плоской медной пилой с использованием кварцевого песка в качестве абразива. Медная пила в экспериментах имела вес 14,5 кг, длину 1,8 метра, ширину 15 см и толщину 6 мм. В случае с сухим абразивом использовалась пила с прямоугольной режущей поверхностью, а с влажным песком – зубчатая режущая поверхность.

Распиливать камень штрипсовой пилой человек научился с древнейших времен. Так, в период I династии Древнего Египта (4 тыс. лет до н.э.) для распиловки различных горных пород применяли медные полосовые пилы, которые работали со свободным абразивом (кварцевым песком) или закрепленным абразивом, т.е. вчеканенными в корпус зернами твёрдых минералов; корунда, алмаза, берилла и т.п.

Таким образом, например, получены детали различных гранитных саркофагов и базальтовые плиты пола пирамиды Ху-Фу. Значительно позже человек стал применять многоштрипсовые конструкции рамных камнераспиловочных станков. В сборнике рисунков великого художника и учёного эпохи Возрождения Леонардо да Винчи “Кодекс Атлантикус», хранящемся в Милане, содержится первый технический чертёж штрипсового станка с кулисным приводом пильной рамы.

В 1801 г. российский мастер-изобретатель Филипп Стрижков модернизировал штрипсовые распиловочные станки Колыванской фабрики, заменив колеса большого диаметра и коленчатые валы главного привода кривошипно-шатунным механизмом, а канатные подвески пильной рамы на цепные, Перевод оборудоваиия на паровой, а затем на электрический привод существенно повлиял на конструкцию распиловочных станков, С 1880 г. на промышленных предприятиях наиболее развитых стран начали использовать электроприводы станков с групповым (через систему трансмиссий), а позже с индивидуальным приводом. К началу XX в. на камнеобрабатывающих заводах Италии, Франции, Германии вводятся в эксплуатацию рамные камнераспиловочные станки, снабжённые индивидуальным электроприводом. Эти станки, смонтированные вместе с приводом на общем фундаменте, составляли единое целое, благодаря чему отпадала необходимость в индивидуальной трансмиссии или контрприводе. Такие станки с полным основанием можно считать прототипом современного камнераспиловочного оборудования.

Так или иначе следы распила камней можно увидеть в Египте рядом с древними памятниками.

Различные станки для распила камня были найдены археологами и в Европе.

Штрипсовые пилы – полосовые пилы, пилы в которых роль режущего инструмента выполняет одна или несколько полос из твердого металла. Данные пили использовались с древнейших времен. В средневековой Европе одновременно с развитием промышленности происходило и развитие технологии обработки и распила камня. Для промышленности требовались все большие и большие объемы камня. Стали использовать лучковые пилы, роль режущего элемента в них по прежнему выполняла полоса из металла, но сама конструкция отличалась от используемых ранее штрипсовых пил.

К X веку в Европе постепенно встал вопрос с распиловкой более крупных каменных блоков и лучковые пилы модернизируют сначала на водяной привод из колеса, а гораздо позже уже на  паровой, а затем на электрический. Первоначально от лучковых пил взяли рамку с металлической полосой (штрипсом).
На этой основе с подсыпкой абразива в процессе распиловки, механическим приводом , рамка перемещалась вперед-назад. Скорость реза была очень маленькая , для увеличения рамку стали нагружать дополнительно. Но при увеличении давления на рамку, начало прогибаться полотно пилы. Скорость резания сильно не возможно было увеличить при этом. И как практически на всех станках пошли по пути увеличения количества режущих инструментов – появилась многоместная натяжная рама где каждый штрипс (полотно) натягивается отдельно. Такой принцип распила гранитных плит показан на видео ниже. В наше время распиловка гранита производится на станках с аналогичным принципом работы и купить гранитную плиту можно уже полностью обработанную и готовую к использованию.

Практически до сих пор, все исследователи, занимающиеся историей технологий, были согласны с тем, что кривошип или коленчатый рычаг не был известен в римское время и, что это более позднее средневековое изобретение. Первые механизмы с применением кривошипа, как считают, приведены в трактате Аль-Джазари из Диярбакыра (1206 год). Самая первая, как полагают, механическая лесопилка в истории, изображенная в записной книжке Виллара д’Онкура (1235 год), приводится в действие системой из кулачков и упругой доски.

Город Иераполь был хорошо известен в античности  “иераполитским” мрамором, который  использовался в отделке города Константинополь. К городу подходило два акведука. В городе существовала гильдия гидралетов – водяных мельников. Ниже приведена реконструкция водяной машины для пиления мрамора Аммиана из Иераполя.

Мраморные карьеры располагались примерно в 20 км к северо-западу от города у деревни Thiounta. Они упоминаются в нескольких надписях северного некрополя.

В 2000 году в Герасе (город Декаполиса) была открыта каменная мраморопильная мельница. Она находилась в одном из помещений в юго-восточном углу крытой галереи храма Артемиды. Из резервуара, расположенного выше этого помещения и наполняемого из акведука, вода падала на водяное колесо шириной около полуметра и диаметром 4-5 м. Сохранилась стена с подводящим водоводом и остатки стенок ямы водяного колеса. В помещении были найдены два известняковых барабана более полутора метров длиной, диаметром 1 м и весом более 2 тонн каждый. Изначально, барабаны располагались по сторонам отводящего водовода. Барабаны имеют серии из 4-х параллельных пропилов на одинаковую глубину, хотя сами они круглые. Никаких следов мельничных жерновов не обнаружилось. И вся конструкция помещения исключает возможность размещения там вертикальной зерновой мельницы. В сохранившихся стенках ямы водяного колеса видны прямоугольные пазы для установки подшипников его оси. На обоих внешних поверхностях стенок ямы остались круговые следы износа от трения какого-то круглого объекта. Предполагают, что это следы от кривошипных дисков, диаметром примерно 1 метр, присоединенных непосредственно к оси водяного колеса. Они были снабжены эксцентрическими шипами, к которым присоединялись шатуны, идущие вдоль отводящего водовода к вертикальным рамным пилам с 4-мя полотнами каждая.

Ниже приведена реконструкция мраморопильной мельницы в Герасе, общая фотография и план помещения, фотографии барабана с пропилами и каменного блока стенки ямы водяного колеса.

Технологий распиловки дял получения из гранита гранитных плит существует достаточно много от классической ленточной и штрипсовой до современной гидроабразивной обработки. У каждой технологии имеются свои особенности. Единственно что объединяет все эти технологии – материал для которого они создавались, представляющий плотную структуру и представленный повсеместно – гранитный камень.

Штрипсовой станок с полосовыми пилами

Штрипсовая (ленточная) распиловка – один из наиболее широко распространенных технологий обработки камня еще с древних времен. Современные штрипсовые станки оснащены полосовой пилой, закрепленной на раме при помощи шарниров. Рабочий инструмент представляет собой стальную полосу длиной 3-4 м, высотой несколько десятков миллиметров и толщиной 4-5 мм.

В зависимости от конструктивных особенностей штрипсовые станки разделяются на рамные и специальной конструкции. На отечественных камнеобрабатывающих предприятиях наиболее востребованы штрипсовые станки с криволинейным движением рамы. Оборудование данного типа отличается наличием подвесок, сочленяющих раму с механизмом рабочей подачи и придающих ей криволинейное движение.

Штрипсовые рамные станки предназначены для распиловки каменных блоков различной прочности на плиты-заготовки. Они востребованы благодаря возможности установки большого количества пил, высокой производительности и возможности получения плит небольшой толщины.

Станки с прямолинейным движением рамы предназначены для распиловки каменных блоков средней и низкой прочности алмазными пилами. В зависимости от расположения пильной рамы различают горизонтально- и вертикально-распиловочные станки.

Горизонтально-распиловочные станки предназначены для распила каменного блока по длине, для чего рама размещается и совершает возвратно-поступательные движения в горизонтальной плоскости. В зависимости от подачи разделяют на станки с опусканием пильной рамы непосредственно на блок и с подъемом рабочего стола с заготовкой.

Вертикально-распилочный станок предназначен для распила каменного блока вдоль высоты. Пильная рама расположена и совершает возвратно-поступательные движения в вертикальной плоскости, а рабочий стол вместе с заготовкой в процессе распиловки подается в горизонтальном положении.

Камнепильные станки специальной конструкции отличаются ограниченным количеством пил (1-5). Данное оборудование, как правило, используется для пассировки блоков, распиловки крупногабаритных заготовок на более мелкие и выпиливания утолщенных брусков-заготовок. Использование алмазных штрипсовых пил позволяет обрабатывать камень любой прочности.