На протяжении тысячелетий люди жили в окружении камней. Некоторые камни вызывают восхищение, например, алмазы, другие служат строительным материалом, используются в производстве металлов, красок и повседневной жизни. Долгое время сланец был в тени таких известных камней, как гранит, мрамор и травертин. Эта информация поможет вам понять, насколько универсален сланец и какую роль он сыграл в развитии цивилизаций, культуры, религии и, конечно же, в строительстве и архитектуре.
Сланцы — Это осадочные породы, которые образовались миллионы лет назад в результате тектонических процессов, происходивших на Земле 650–300 миллионов лет назад. День за днем, год за годом ветер и вода размывали эти породы, перенося песчинки на дно мировых океанов. На протяжении тысячелетий дно океана было покрыто километровыми слоями осадочных пород. При движении тектонических плит эти слои осадочных пород подвергались огромному давлению, подобному сжатию слоев теста. Так образовались глинистые сланцы, а слои, подвергнутые дополнительному нагреву, создали метаморфические сланцевые породы
Само название «сланец» происходит от слова «Slit», что указывает на способность породы раскалываться на тонкие пластины. В английском языке сланец имеет несколько названий: в Англии его называют «Slate», а в Америке часто используют «Shale». В Германии сланец известен как «Schiefer», отсюда и название «Шифер» или «Натуральный Шифер»
Основные разрабатываемые месторождения сланца находятся в Великобритании, Германии, Франции, Испании, Италии, Португалии, США, Канаде, Бразилии, Индии и Китае. Мелкомасштабная добыча ведется во Вьетнаме, Японии, ЮАР, Австралии, России (Северный Кавказ, Осетия-Алания, Сванетия) и Грузии. Промышленная добыча сланца велась в Чехии (Моравия), Польше и Украине (Криворожский бассейн). В настоящее время крупнейшие месторождения кровельного сланца находятся в Испании, а старейшее — в Великобритании, каменоломня Welsh Slate Penrhyn
Сланец — богатый источник полезных ископаемых, используемых в строительстве, производстве красок и даже в фармацевтике. Обогащенные графитом сланцы служат сырьем для извлечения графита. Кремнистые сланцы используются в производстве щебня и силикатного кирпича (динаса), а кристаллические сланцы (высокоглиноземистый кианит, силлиманит и т. д.) служат огнеупорными материалами для производства силумина. Глинистые, хлоритовые и тальк-хлоритовые сланцы используются в качестве наполнителей для кровельных материалов на основе битума, гонта, битумной черепицы, дорожного асфальта и многого другого. Низкосортные метаморфические сланцы, которые разбухают при обжиге, используются в качестве тепло- и звукоизоляционных материалов (например, керамзит или шунгизит). Сланец также используется для производства препарата ихтиол. Он служит топливом для тепловых электростанций и является огромным резервуаром нефти и газа.
Сланец широко используется в сельском хозяйстве, особенно на склонах сланцевых гор, где выращивают виноград, к примеру в Испании, Франции и Германии. Есть даже особое название вин - Slate Wine. В Древнем Египте мелко измельченный сланец добавляли в почву для повышения урожайности. Когда картофель впервые появился в России, его выращивали на богатых сланцем землях Олонца, что давало превосходные результаты. Сланец также используется в кухонной посуде, например, в противнях для жарки мяса или простых сланцевых плитках для сервировки стола
Сланцевые руды подарили человечеству драгоценные камни, в частности, зеленый камень изумруд. Изумруд — прозрачная разновидность зеленоватого берилла, иногда с голубоватым оттенком. Его темно-зеленые разновидности ценятся выше алмазов. Греки называли его «Камнем сияния». В России изумруд считался камнем мудрости, хладнокровия и надежды. Слово «изумруд» (англ. emerald) происходит от персидского слова, которое через измененные латинские формы, такие как «smaragdus», «esmeraude», «emeraude» и «esmeralde», дошло до наших дней. Еще один минерал, добываемый из сланцевых рудников — бериллий. Использование бериллия началось в 1940-х годах, хотя его ценные свойства как компонента сплава были обнаружены раньше, а его замечательные ядерные свойства были отмечены в начале 1930-х годов. Бериллий — один из лучших материалов для изготовления замедлителей и отражателей нейтронов в ядерных реакторах. По удельной прочности он превосходит все металлы. В связи с этим в конце 50-х — начале 60-х годов бериллий начали применять в авиационной, ракетно-космической технике и гироприборостроении. Основная добыча ведется на Малышевском руднике на Урале, Россия
Сланец, прежде всего, является камнем знаний. Так было для ваших предков до начала 20 века и так остается для многих народов мира сегодня. Сланец использовался для изготовления табличек, на которых школьники учились читать и писать. Более крупные сланцевые пластины использовались для изготовления школьных досок. Сланцевые пластины с начертанными мантрами можно найти около буддийских монастырей в Тибете или просто сложенными вдоль горных троп высоко в горах. Археологи находят сланец в гробницах древнеегипетских фараонов, в стенах средневековых замков и крепостей. Строители часто делали расчеты на сланцевых плитках, оставляя записи, понятные только им. Индейцы майя вырезали из сланца свои календари и амулеты. Сланец хранит в себе массу информации, и даже сейчас каждый из вас носит в кармане кусочек того, что называется сланцем, — мобильный телефон, журнал, книгу, чистый лист бумаги на английском языке называется Slate.
В Японии и Китае из сланца делают чернильницы для каллиграфии, которые особенно ценятся у мастеров этого искусства. Интересный факт, во времена Царской России через порты Риги и Одессы, сланцевая плитка тысячами тонн поставлялась именно как Грифельные доски и была хорошим бизнесом для местных производителей, в частности Криворожский сланец, каменоломнями которого владел Кочубей и Александр Поль
В строительстве сланец используется в качестве кровельного материала, известного как сланцевая черепица или кровельный сланец. Он используется для крыш и облицовки фасадов, а в последнее время очень популярен, особенно в Скандинавии, в качестве фасадного сайдинга. Однако мода имеет свойство повторяться, и этот метод защиты стен от влаги и ветра используется уже тысячи лет
Кровельный сланец
Наиболее распространенное применение сланца в строительстве, известное более 5000 лет. На Земле существует множество стилей и методов укладки сланцевой плитки. Сланец можно найти на крышах буддийских храмов в Гималаях, ступенчатых крышах в Осетии, пагодах в Японии, дворцах долины Луары и Версаля, сланцевых крышах Парижа, небоскребах Нью-Йорка и здании Гарвардского университета. Сланцевые крыши также можно найти в небольших деревнях в Испании и на крыше Букингемского дворца в Лондоне
До середины XVII века все сланцевые карьеры принадлежали церкви. Строительство сланцевых крыш для христианских церквей и соборов, а также замков, дворцов и резиденций знатных купцов было основным ремеслом свободных каменщиков, работавших с «мягким камнем» — сланцем. Церковь была основным заказчиком, а также взимала плату с крестьян, собиравших камень для своих домов. Каменщики были свободны, поскольку имели право свободно перемещаться, работая с одной крыши на другую. Это была высокооплачиваемая работа, часто связанная с риском падения с крыши. Чтобы стать профессионалом, нужно было сначала изучить секреты обработки камня и овладеть ремеслом кровельщика. Обучение проходило в несколько этапов и длилось семь лет, после чего кровельщик мог поселиться в любом европейском городе или продолжить путешествовать, постигая секреты своего ремесла. Эта традиция жива и сегодня: молодые люди во Франции и Германии переходят из одной школы или коммуны в другую, проводя долгие часы за освоением ремесла
Начиная с XVII века богатые промышленники и военные начали покупать сланцевые карьеры. Это привело к тому, что известно как промышленное производство. Карьеры в Англии начали конкурировать с производителями из Франции. Решающим фактором стала доступность путей транспортировки сланца. Сланец — это камень, и водная транспортировка была необходима. Близость к морю или рекам означала, что камень будет востребован, а его цена не будет слишком высокой. По мере роста производства возникла еще одна проблема. Каждый карьер производил сланцевые плитки разных размеров и толщины, что часто делало невозможным использование камней из разных карьеров на одной крыше. Кровельщикам приходилось самим резать плитки до нужного размера и формы. Это привело к освоению молотка, особенно для работы с кровельным сланцем, которым кровельщики гордятся.
Создать одну крышу — это одно, а произвести тысячи — это другое, особенно по мере того, как росли города в Европе, а Америка с ее массивным строительством импортировала тысячи тонн сланцевой плитки. В 1720 году на сланцевых карьерах в Северном Уэльсе появился первый стандарт для кровельного сланца. Каждому размеру было присвоено женское имя в соответствии со статусом: герцогиня, императрица, королева, принцесса. Чем выше статус, тем больше и дороже была плитка. Эти стандарты быстро распространились на местные карьеры, что позволило производителям опережать конкурентов, поскольку кровельщики предпочитали заказывать сланец определенного размера
В 1780 году молодой предприимчивый торговец с Ямайки, удачно женившись на дочери владельца карьера в Северном Уэльсе, взял на себя управление бизнесом. К началу 1800-х годов этот карьер стал крупнейшим в мире производителем и экспортером кровельного сланца. Этот карьер и сегодня производит сланцевую плитку, которая считается эталоном для всех производителей по всему миру — сланец Penrhyn. Эталоном является не только качество, но и технология добычи камня и производства плитки.
Как выглядели сланцевые карьеры до этого времени? Это были ямы, вырытые в земле, где примитивным способом добывался камень. Во многих частях мира сланец собирали на склонах холмов или в руслах рек. Работали небольшие бригады ремесленников, продавая свою продукцию более крупным компаниям или свободным кровельщикам. Сланцевый карьер Пенрин, наряду со вторым карьером Динорвиг в Северном Уэльсе, кардинально изменили ситуацию. Это были колоссальные производства для своего времени.
Во время визита будущей королевы Виктории в Северный Уэльс в 1820 году на карьере Пенрин работало более 3000 человек, а продукция отправлялась из построенных доков во все уголки Британской империи. Вторым прорывом стали паровые двигатели, которые являются гордостью валлийцев и локомотивом промышленной революции. К середине 19 века Англия доминировала на мировом рынке кровельного сланца, причем плитка массово производилась не только для Америки и Австралии, но и для Германии, Нидерландов и Италии
Гружённые сланцем корабли прибывали и в Санкт-Петербург, откуда поставлялся «английский» камень для крыш богатых дворянских имений царской России. В то время он был очень дорог. В одной из летописей упоминается, что купец заказал камень для своего имения, заплатив за него 40 000 рублей — огромную сумму по тем временам! Рост производства, продажа прямоугольных сланцевых плиток из Англии и массовое потребление привели к тому, что кровля, покрытая прямоугольными сланцевыми плитками, получила название английской крыши или английской двойной сланцевой кладки. Сегодня это составляет 90% всех сланцевых крыш в мире
Англия сыграла значительную роль не только в массовом, промышленном производстве и технологических прорывах в области кровельного сланца, но и в глобальной стандартизации. Британский стандарт стал основой для европейского стандарта кровельного сланца, используемого всеми производителями в Европе и неевропейскими производителями, поставляющими сланец в Европу. Стандарт также определяет требования к камню, методам установки, материалам, гвоздям и способам крепления, которые должны использовать кровельщики и архитекторы. Британский стандарт, названный так, появился в 1940 году, когда после бомбардировок Лондона и других городов встал вопрос о том, откуда сланец, кто и как должен его устанавливать.
С началом Первой мировой войны и забастовками рабочих на карьерах Северного Уэльса резко возрос спрос на сланцевую плитку в таких странах, как Германия, Австралия и Северная Америка, которые, хотя и имели свое производство, не могли конкурировать по качеству и количеству с сланцем из Уэльса. Производство сланцевой плитки стало развиваться в таких странах, как Чехия, Венгрия, Австрия, Люксембург и Бельгия. Не отставали и скандинавские страны, в частности Швеция, Норвегия и Финляндия. Производство было небольшим, нацеленным на местный рынок, с ограниченным экспортом в соседние регионы или страны. В 1930-х годах были попытки наладить производство кровельного сланца на Урале, на сланцевых рудниках Свердловской области, но дальше опытных партий дело не пошло
В начале 20 века на рынок вышли новые кровельные материалы, имитирующие форму и стиль традиционного сланца, такие как битумная черепица и асбестоцементная черепица. Яркая реклама агрессивно продвигала эти продукты как красивые, безопасные, доступные в различных цветах и формах и лишенные недостатков натурального камня. Главным преимуществом была доступная цена и отсутствие необходимости в высококвалифицированных кровельщиках. Кровля сланцем всегда была хорошо оплачиваемой работой, и остается таковой и сегодня. Реклама сделала свое дело, особенно в крупных городах, куда стекались люди из маленьких деревень, живущих по своим устоявшимся правилам на протяжении веков. Производители сланца не могли конкурировать, хотя производители керамической и цементно-песчаной черепицы сумели сохранить свою долю рынка за счет диверсификации цвета и формы.
Небольшой всплеск производства произошел в послевоенные годы, когда нужно было восстанавливать крыши разрушенных европейских городов и исторических памятников. Другая проблема заключалась в том, что многие специалисты погибли во время Второй мировой войны, и их бесценные навыки и опыт были утеряны. Например, Австралия предлагала значительные льготы и особые условия для тех, кто готов был переехать и помочь восстановить сланцевые карьеры для налаживания местного производства
Сланец — это камень, и его запасы не безграничны. Карьеры в Европе закрываются один за другим, и вместо него используются другие кровельные материалы. В середине 1960-х годов Англия столкнулась с новой угрозой. Запасы сланца в крупнейшем карьере Динорвиг в Северном Уэльсе были истощены. Новые разработки требовали значительных инвестиций и наносили огромный ущерб окружающей среде. Это была проблема не только Англии. Около 40% добытого сланца экспортировалось во Францию, где местное массовое производство практически прекратилось. После закрытия карьера Динорвиг в 1968 году первая сланцевая компания в Испании начала массовую разработку сланцевых месторождений в Галисии в 1969 году. К 1970 году первая продукция была отправлена в Великобританию, Ирландию и Шотландию, что ознаменовало второй этап развития мировой сланцевой промышленности. Сегодня Испания является крупнейшим производителем и экспортером кровельного сланца в мире. Большая часть сланца, добываемого и перерабатываемого в Испании, продается на европейском рынке под немецкими, французскими и английскими брендами
Вслед за Испанией были открыты и массово освоены карьеры в Китае, Бразилии, Аргентине и Индии. Транснациональные компании теперь владеют производством сланца на разных континентах. Сегодня сланец — это камень, который вновь обрел популярность, и его применение охватывает все континенты
Сланцевые плитки укладываются вдоль ската крыши в шахматном порядке, обеспечивая перекрытие нижней первой плитки третьей плиткой. Плитки монтируются с помощью специальных кровельных гвоздей для сланца, которые вбиваются в заранее подготовленные отверстия или изготавливаются на месте с помощью сланцевого молотка или специального инструмента во время монтажа. Второй способ предполагает использование крючков, которые могут быть двух типов: забивные крючки, вбиваемые в деревянные обрешетки крыши, или подвесные крючки, используемые исключительно для вертикальной установки сланца на фасадах
Размер плитки выбирается в зависимости от уклона крыши, количества осадков и наличия снега. Чем ниже уклон крыши, тем больше и толще плитка; чем круче уклон, тем меньше и тоньше плитка. Стандартные европейские размеры прямоугольной сланцевой плитки в сантиметрах: 60x30, 50x30 (только в Великобритании), 50x25, 40x30 (только в Великобритании), 40x25, 40x22 (только во Франции и странах Бенилюкса), 40x20, 35x25 и 30x20. Для крыш исторических памятников изготавливается более крупная сланцевая плитка (только Welsh Slate, Великобритания). Стандартная толщина составляет 5 мм, 7 мм, 9 мм и 12 мм. Сланец — натуральный материал, поэтому допускаются вариации толщины. Чем больше эти различия, тем ниже качество сланца, тем пористее и мягче порода и тем ниже сорт готового продукта, что влияет на эстетическое восприятие готовой сланцевой кровли.
Правильное указание размеров — это традиция, которая демонстрирует профессионализм и знание кровельного сланца. Размер указывается сначала по большему размеру — длине плитки перпендикулярно карнизу крыши, затем по меньшему размеру — ширине параллельно карнизу. Количество плиток на квадратный метр варьируется и зависит от уклона крыши. Минимальный рекомендуемый производителями угол для сланца составляет 20 градусов. Он рассчитывается с помощью специальных таблиц, доступных кровельщикам и производителям.
Монтаж кровельного сланца стандартно осуществляется на деревянную обрешетку, либо на сплошные пиленые доски хвойных пород естественной влажности, либо на деревянные бруски как для керамической черепицы. Для гидроизоляции под сланцем рекомендуется использовать подложку на битумной основе с песчаной подсыпкой или специальные пленки, рекомендуемые производителями. Однако при реконструкции старых сланцевых крыш в Европе, укладка сланцевой плитки производится на сплошную обрешетку, без использования дополнительных мембран
В состав сланца входит множество минералов, которые могут окислять сталь, что приводит к быстрому ржавлению. Для сланцевых крыш допускается использование металлических элементов, гвоздей, элементов желобов и снегозадержателей из меди, цинк-титана, горячеоцинкованной стали, алюминия и свинца. Использование металла с покрытием приводит к выходу сланцевой кровли из строя в короткие сроки.
Основные цвета прямоугольного кровельного сланца — черный графит, серо-голубой, бордовый, зеленый, сланец, меняющий цвет (карьеры Вермонта, США), многоцветный (Китай, Бразилия, ЮАР), а также серебристо-серый кварцитовый сланец из Норвегии
Прямоугольная черепица может иметь несколько видов: классическая черепица, черепица с закругленными краями, английский ромб, немецкий шпицвинкель и двойной ромб. В Италии крыши Генуи имеют уникальный стиль кровельного сланца. На крышах используется прямоугольная черепица с прямыми, необработанными и зубчатыми краями, в отличие от крыш других стран. Такая черепица используется в интерьерах, а итальянцы используют ее на своих крышах
Кровельный сланец – Чешуйчатые крыши в немецком стиле
На протяжении многих столетий сланец добывался и обрабатывался в современной Германии, формируя свой уникальный стиль сланцевых крыш, напоминающих рыбью чешую. Этот стиль распространен только в Германии и редко используется в других странах.
Как уже упоминалось, местная сланцевая промышленность начала зарождаться лишь в середине XIX века, хотя добыча и обработка камня восходит к Римской империи. Это было кустарное производство, и качество камня не позволяло производить крупногабаритную плитку, как это делалось, например, в Уэльсе. Часто кровельщики получали набор бесформенных пластин и придавали им форму во время работы на крыше. Более того, развитию массового производства препятствовали законы, разрешавшие импортерам беспошлинно ввозить английский сланец, в то время как местные карьеры должны были платить местные и церковные налоги, контролируемые церковью вплоть до Веймарской республики. Производители неоднократно просили отменить льготы на импортный сланец, но немецкие гильдии кровельщиков выступили против, обвинив местных производителей в завышении цен и низком качестве продукции. Только в 1932 году на Немецком конгрессе кровельщиков Рейха была создана немецкая сланцевая промышленность в том виде, в каком мы ее знаем сегодня
Основными стилями немецких сланцевых крыш являются прямоугольные сланцевые черепицы, английская двойная укладка и истинно немецкие стили:
- Дикая укладка (Wilde Schiefer deckung): Дикая укладка состоит из сланцевых листов, где кровельщик разрезает несколько различных вариантов сланцевой плитки. Эта форма встречается не только в Германии, но и на Тайване, в Китае, Тибете, Испании, Франции и на Кавказе. Этот стиль сланцевой кровли считается классическим для домов в стиле альпийского шале и идеально подходит для деревянных домов. Крыша в этом стиле предоставляет кровельщику полную творческую свободу, поскольку каждая крыша имеет свой стиль и уникальный штрих мастера
- Старинная немецкая укладка сланца (Altdeutsche schiefer deckung): плитка напоминает рыбью чешую, используется до восьми размеров, а сланцевые чешуйки укладываются под углом к скату крыши.
- Шуппен (Schuppen schiefer deckung): по форме похож на древнегерманскую кладку, но использует только один или редко два размера сланца.
- Bogenschnitt (Bogenschnitt schiefer deckung): Квадратные сланцевые плитки с одним обрезанным краем, образующие арку при укладке на крышу. Этот стиль обычно используется в регионе Шварцвальд.
- Rautendeckung: используются сланцевые плитки в форме ромбов, создающие ромбовидный рисунок на крыше.
- Reiterdeckung: используются прямоугольные сланцевые плитки, каждый ряд которых перекрывает предыдущий, создавая шахматный рисунок. Этот стиль обычно используется в регионе Эйфель.
- Schindeldeckung: небольшие прямоугольные плитки сланца укладываются рядами, накладываясь друг на друга, как черепица
Чешуйчатые крыши в немецком стиле являются свидетельством мастерства и искусства местных кровельщиков, которые осваивают эту технику на протяжении поколений. Эти крыши не только обеспечивают отличную защиту от стихии, но и добавляют уникальную и очаровательную эстетику зданиям, которые они украшают.
В заключение, сланец — это универсальный и ценный материал, который сыграл значительную роль в различных аспектах человеческой цивилизации. От его геологического формирования до использования в строительстве, архитектуре и даже искусстве, сланец продолжает оставаться желанным и необходимым ресурсом. Его долговечность, красота и уникальные свойства делают его предпочтительным выбором для кровли, фасадов и других применений. Поскольку спрос на устойчивые и экологически чистые строительные материалы растет, сланец выделяется как вневременной и экологичный вариант, который выдержал испытание временем