Рекомендации по технологическому отбору пород

Характеристики разрушаемости декоративных камней зависят от минерального состава, петрографического строения и пористой структуры породы. Трудности обработки камня зависит от его твердости и прочностных характеристик. Следует добавить, что трудоемкость обработки в значительной степени зависит от:

1) наличия в породе твердых включений и её анизотропных свойств;

2) способа и направленности обработки камня (например, скалывание пород вдоль или поперек слоя);

3) распределению прочностных характеристик породы по её объёму при одинаковой её твердости;

4) степени кристаллизации породы и размеров кристаллов;

5) дифференцированной пористости (распределение объема пор по размеру).

Способность твердых тел разрушаться при механических воздействиях без заметной пластичности называется хрупкостью. Большинство цветных камней является хрупким материалом. Их хрупкость можно определять также прибором ПМТ–3. Хрупкость определяют по величине нагрузки, вызывающей появление первой видимой трещины, которая называется числом хрупкости.

Упругостью называется способность тела деформироваться под влиянием внешних сил и восстанавливать свою первоначальную форму после прекращения действия этих сил. Пластичностью называется способность тела сохранять деформацию после прекращения действия деформирующих сил. Знание этих свойств имеет большое значение для определения рациональных режимов обработки цветного камня.

Плотностью называется отношение массы тела к его объему в г/см³. Плотность является одним из основных свойств, отражающих химический состав и распределение атомов в структуре минерала. Плотность минералов, применяемых в ювелирной промышленности, от 0,8 до 6 г/см³. Обычно минералы по плотности в г/см³ делятся на четыре группы:

Под спайностью подразумевают способность минералов раскалываться при ударе по определенным кристаллографическим направлениям, образуя так называемые плоскости спайности. Степень спайности подразделяют на:

– весьма совершенную; в этом случае минерал способен расщепляться на тончайшие параллельные листочки (например, слюда);

– совершенную — разлом происходит преимущественно по плоскости спайности (например, алмаз, топаз);

– среднюю, когда при разломе наблюдаются плоскости спайности и излом (например, александрит);

– несовершенную — у таких минералов поверхность излома неровная, спайность наблюдается с трудом (например, кварц, берилл).

Способность минерала раскалываться по определенным направлениям вне зависимости от его кристаллической структуры называется отдельностью. Отдельность является следствием неоднородностей в структуре кристаллов, и раскол происходит в местах искажения кристаллической решетки, вызывающего понижение связей.

Форма поверхности минерала, образющаяся при его раскалывании не по спайности, называется изломом. Существуют следующие виды изломов:

– рваный (неровный), имеет поверхность, близкую к плоскости,

– ступенчатый (проходит по межкристаллическим структурам),

– занозистый (характерен для волокнистых агрегатов),

– раковистый (напоминает излом стекла) и

– зернистый (с мелкими впадинами и выступами).

Все эти свойства горных пород необходимы для составления правильной технологической схемы обработки горных пород, безопасной и долговечной эксплуатации изделий из камня. Для решения конкретной задачи – изготовления плитки и последующего её рельефного глубокого фрезерования– наиболее подходят породы группы мраморов, обладающие всем набором необходимых свойств.

На выбор материала существенную роль в данной работе оказывает его декоративность и абразивная обрабатываемость. Целесообразнее использовать мелкозернистые материалы, однородные по свойствам, имеющие невысокую твёрдость и хрупкость.

Эмпирически выведены теоретически неявно организованые, но крайне важные для обмена опытом условные механические характеристики природного камня. Они также приведены в разделах этой главы. Разнообразие горных пород, служащих материалом для производства изделий из природного камня, широкий диапазон частей зданий и сооружений, отделываемых материалами из природного камня, требуют от проектировщиков и строителей знания свойств природных каменных материалов, декоративных качеств изделий из них, технологий производства и методов контроля качества выполняемых работ.