Здравствуйте, уважаемые читатели!
Очень любопытная статья мне повстречалась. И сразу мысль обратилась не только к Самсону Суханову, а и к области когнитивистики. Прочтя начало статьи, вы поймёте, что именно этому послужило. Есть две закономерности: человек - существо целостное, всё взаимосвязано. Они существуют и наблюдаются во всём - и в человеке, и в социуме, и в природе.
Совсем не случайно недавно я спрашивала про русские названия инструментов, о которых писали американцы. Вам станет это понятно, когда увидите, как я "плаваю" в терминах при переводе публикации из журнала для работающих с каменными материалами.
Из статьи F.T. Mallon "Взрывные работы и аналогичные операции..." в журнале Stone v. 22 1901 г. со стр. 42
ГЛАВА I. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ.
Вы когда-нибудь замечали резчика по граниту, вырезающего* камень — одного из тех рабочих, которые обдумывают свою работу? Большинство резчиков по граниту, как и все другие рабочие, выполняют её, не задумываясь о том, почему они делают это определённым образом, и делают то, что всегда делали, просто «потому что так правильно». Таково их объяснение.
(*) видимо, здесь речь об операциях разделения камня, в том числе и обтёске, далее буду применять слово, означающее разъединение
Но время от времени встречается тот, кто наблюдателен и вдумчив, и у кого есть мотив размышлять о том, что [как и отчего] он делает. Именно он обнаруживает и прослеживает закономерности, и именно из этих принципов и их общего применения работа становится менее трудоёмкой для него самого и для других рабочих, которые могут извлечь выгоду* из его идей. Производство становится дешевле, и, как следствие, возникает спрос на продукцию труда.
(*) я бы сказала - пользу
Эти способы применяются и в других областях, и можно встретить других рабочих, которые, сами того не осознавая, тем не менее, выполняют свою работу точно по тому же методу, что и резчик гранита, и это — рабочие карьеров. Другими словами, они взрывают гранит в карьере по тому же принципу, что и обтёсывающий его резчик, хотя они могут этого и не осознавать.
Следовательно, прежде чем изложить, как следует проводить «качественную взрывную работу», необходимо, объяснить, как резчик выполняет «качественную обтёску», и какие принципы лежат в основе этой части его работы, а также применение этих принципов к дроблению гранита в целом.
Практически любой человек, умеющий обращаться с молотком, может разбить или отклинить кусок гранита. По той же причине почти любой человек может взрывать гранит. Но нас интересует именно «взрывная обработка по науке» — метод, который не сочетается с «пороховой взвесью» и «трещинами от динамита», который гарантированно даст наилучшие результаты с наименьшими затратами времени и денег. Кто из знакомых с работой в гранитной мастерской не знает, что это значит? Разве он не видел, как ценное изделие было забраковано просто потому, что вовремя не удалось обнаружить «зарождающуюся отдельность"? Вспомните множество треснувших камней в зданиях, где непосредственной причиной трещин не были осадка или неправильная установка; а затем вспомните множество камней, которые «испортились» во время работы молотка резчика, когда против разрушительного воздействия пороха и динамита бесполезны оказались мастерство и осторожность. Также вспомните «чешуйки» и «ложные днища», которые могут быть вызваны как резцом при разделке трещин, так и каменотёсом при взрывных работах, как будет объяснено далее.
Для разделения и дробления гранита используются определённые инструменты, названия которых различаются в зависимости от местности. Поскольку качество отделения и раскалывания в некоторой степени зависит от вида и качества инструментов, а также от их применения, необходимо указать и показать их, как показано на пластине I. Другие инструменты будут показаны там, где это необходимо.
(* и **) здесь "head" и "flat" - термины, обозначающие грани блока по их свойствам
Буры (drills, на пластине фиг. 7 и 10), используемые для разделения и отколки, могут быть заострены до диаметра от полудюйма до трёх четвертей дюйма и должны быть «вытянуты» таким образом, чтобы они могли «проходить» не менее четырёх дюймов, в то время как те, которые предназначены для дробления камня до нужного размера, когда камень нужно дробить поперек «головы», с «ровности», или пласта карьера, либо параллельно ему, должны «проходить» не менее 4 1/2 дюймов; причина этого заключается в том, что отверстия должны быть глубже, чтобы клинья могли «проходить» глубоко в камень.
«Трассировщик»* — очень необходимый инструмент, и раньше существовал лишь в одном виде — только для ручного молотка. Однако сегодня, когда "bull set" («закольник»?, на рис. 2 он нижний) заменяет собой тесовик (face hammer) и «киур» или рубящий инструмент при тяжелой отколке, было обнаружено, что трассер, изготовленный по типу «киура», но с долотообразными кромками, является, вместе с силой клиньев, весьма необходимым инструментом для создания трещин, а также для раскалывания и тёски ашларов (обработанный прямоугольный блок) и т. д. до «прямых линий», тем самым экономя трудозатраты при добыче и резке. Это новейшая идея в области инструментов, и для эффективной работы она вполне может занять место рядом с «закольником» и «киуром» (исключительно используемыми резчиками).
(*) в оригинале "tracer" -затрудняюсь найти нужный термин для этого инструмента.
Антропогенез выложил у себя коротенький ролик, где показана работа "трассировщиком":
«Point» ( шпунт? на пластине I фиг. 4 и 9) широко используется и требует лишь плоской заточки и, для обеспечения максимальной прочности, закругления от плеча до режущей кромки, не слишком вытягиваясь и не имея ширины у режущей кромки более трёх восьмых дюйма. В этой связи он используется для удаления подрывов и чешуи, чтобы можно было начать бурение на твёрдой поверхности, поскольку очевидно, что для качественного разрушения и разделки отверстий необходимо наличие твёрдой поверхности на всю глубину отверстия. Резчики также используют этот инструмент для «наведения» пробки (о пробке ниже), как будет объяснено далее.
«Клин» и «пробки*» должны быть на один дюйм или более длиннее глубины отверстий, в которые они помещаются, и должны быть вытянуты до равномерного конуса, чтобы поместиться между полукруглыми «прокладками», или «перьями», как их по-разному называют. Полукруглые клинья также должны сужаться, так что при правильном соединении каждого набора клиньев и полукруглых клиньев они будут приблизительно напоминать усечённый конус. Любой заточной мастер прекрасно это понимает.
(*) plug - переводится как "пробка", "заглушка", "затычка". Возможно, имеется в виду этот инструмент - тоже клин, но отличающийся формой и применяемый, как показывают видеоролики, без перьев:
а, скорее всего, действительно пробка для закрытия подрывного заряда. Прошу помощи зала.
Клинья, как мы их назовём, не должны иметь «выступов» на рабочей стороне, поскольку это в значительной степени способствует «плохим разбивкам», так как они не могут хорошо «проводить».
Это почти все инструменты, используемые, помимо молотков, для разбивания и обтёски гранита; но ни одну из этих операций не следует выполнять без смазки или густого масла, которые необходимо нанести на клинья перед тем, как вставить их между полукруглыми клиньями*. Часто по этой причине клинья «застревают» или рвутся вместе с перьями, и поскольку первые не могут хорошо проводить без смазки, очевидно, что иначе нельзя ожидать хорошего разлома или "затыкания". Кроме того, по той же причине, эти инструменты быстро приходят в негодность.
(*) клин и перья/"полукруглые клинья" фиг. 5 и 8
Для того чтобы всесторонне рассмотреть вопрос о закупоривании и разломке (plugging and breaking), и, таким образом, более чётко обозначить взаимосвязь между ними и взрывными работами, необходимо объяснить, что такое «прохождение» (run) гранита. То, что называется «отдельность» (rift, или плоскость спайности), не всегда является «проходом», поскольку первое обозначает направление, в котором кусок гранита будет ломаться от отверстия или ряда отверстий, параллельного плоскости слоистости, или лёгкому пути разрушения, в то время как второе означает направление, в котором будет ломаться камень при бурении или разрушении с любой стороны. Чтобы отличать разлом со стороны отдельности (rift) от противоположного ему с позиции разрушения зёрен, разломку по (образующейся) отдельности можно назвать «расщеплением», а противоположное ему — «разрушением».
Общеизвестно, что все граниты имеют тенденцию раскалываться (run), или, скорее, не раскалываться в направлении, параллельном какой-либо конкретной стороне; и столь же несомненно, что все граниты имеют спайность, которая более или менее заметна.
Хорошо известно, что различные виды гранита раскалываются и разламываются по-разному, даже без учета воздействия мороза, даже если они добыты в разных частях одного и того же карьера. На разных пластах, добытых в одном и том же карьере, как расщепления, так и разрушения могут различаться; и верно, что тот же результат наблюдается даже в отношении одного и того же пласта. Кроме того, гранит лучше раскалывается и ломается, когда он только что добыт, и неопределённость сохраняется, когда он замерзший или добыт не из пласта (примером могут служить валуны).
Часто говорят, что некоторые виды гранита не имеют плоскостей спайности. Это утверждается в учебниках и, действительно, является мнением многих резчиков гранита, которые занимались его обработкой всю свою жизнь. Есть множество причин соглашаться с мнениями научных авторов по этому вопросу, когда мы, например, говорим, что кварц не имеет спайности; что полевой шпат может быть расщёплен на ряд параллельных друг другу плоскостей; что некоторые граниты имеют слоистую структуру, более или менее отчётливо выраженную; и что другие граниты вообще не обладают слоистостью.
С чисто теоретической или научной точки зрения это, несомненно, верно; но слово «отдельность*» для нас означает просто направление, в котором гранит легче всего расколоть, и ничего больше. Если камень легче обрабатывать в одном направлении, чем в любом другом, независимо от степени его обработки, то вдумчивые, практичные люди считают, что он обладает спайностью, и соответственно используют эту возможность для резки. Если гранит легче раскалывается на параллельные плоскости с одного направления, чем с любого другого, значит, в нём есть спайность, и эта спайность может быть горизонтальной, вертикальной или наклонной в любом направлении, в зависимости от того, как камень залегает в карьере — так, как его сформировала природа. Если же гранит, который, из-за кварцитового или рогово-обманкового происхождения, как предполагается, не имеет спайности, например, гранит Куинси, оказывается более склонным к раскалыванию в одном конкретном направлении, что часто характерно для гранита Куинси, то его можно считать обладающим спайностью, и если работа должна быть выполнена экономично и безопасно, этот факт должен определять способ обработки камня.
(*) Здесь слово rift - спайность, отдельность.
Если же обнаруживается, что в одном направлении камень лучше раскалывается, чем в любом другом, значит, спайность в нём имеется, даже если линии стратификации (слойности) не видны. После того, как блок гранита был добыт в карьере, может оказаться, что спайность расположена в плоскости, не параллельной пласту, поскольку в некоторых гранитных карьерах спайность вертикальная или почти вертикальная. Спайность может располагаться в плоскости, как уже указывалось, в любом направлении, в зависимости от того, как камень лежит в карьере; и именно по этой причине архитекторы и инженеры никогда не должны указывать, что гранит должен быть «уложен на природную постель», поскольку из сказанного очевидно, что их цель может быть сорвана, и всякий раз, когда это необходимо, они должны указывать, что пласты должны находиться в плоскости стратификации или спайности.
Если камень не имеет такой слоистой структуры, что линии слоистых наслоений легко различимы невооружённым глазом, то такое указание в любом случае малополезно, поскольку совершенно очевидно, что после того, как камень вырезан и доставлен на строительную площадку, даже очень немногие специалисты, работавшие с гранитом много лет, могут точно сказать, в каком направлении находится слоистость. Конечно, есть исключения, поскольку могут быть особые причины, по которым слоистость иногда легко обнаруживается, но, как правило, можно считать само собой разумеющимся, что 75 процентов всего вырезанного гранита, доставленного на строительную площадку, защищено от анализа в этом отношении. Таким образом, очевидно, что, когда дело доходит до рук резчика, слоистость может находиться в любом направлении относительно поверхностей камня. Если он — добросовестный мастер, одной из его первых мыслей будет найти слоистость, или «проход камня», чтобы он мог безопасно и экономно его обрабатывать. Это имеет огромное значение в отношении закупорки и служит иллюстрацией очень важного принципа, лежащего в основе взрывных работ и разработки карьеров.
Плоскость слоистости называется «плоской поверхностью» (flat). Та часть камня, где пересекаются все линии расщепления (cleavage*), которые, как плоскости, перпендикулярны «flat», называется «головой» (head - главенствующей, ведущей). Сторона гранитного блока, перпендикулярная как «flat», так и «head», называется «торцевой поверхностью» или «радиальной» (edge grain - радиальный наклон волокон). При раскалывании со стороны от головы, расколоть камень легче в плоскости расслоения, или слойности (flat); как правило, от головы (head) гранит легко раскалывается практически в любом направлении. Этот факт хорошо известен резчикам брусчатки; и, действительно, его можно считать ключом к их успеху в раскалывании блоков брусчатки. После раскалывания со слойностью от головы, раскалывание со слойностью от радиальной поверхности (edge grain) имеет лишь второстепенное значение и должно рассматриваться так же в связи с работами по закупорке, дроблению и взрывным работам. Но лучше обсудить этот вопрос с иллюстрациями.
(*) cleavage - расщепление, спайность, раскол, раскалывание, расхождение, слоистость
На пластине II стороны A, B и C, а также противоположные им стороны фиг. 1, 2 и 3 могут рассматриваться, в качестве примера, как отдельные поверхности одного и того же камня, который, как предполагается, представляет собой идеальный параллелепипед, изображённый на рисунке. Только на фиг. 1, сторона A, как предполагается, представляет собой поверхность, специально срезанную параллельно плоскости расслоения, или слойности, чтобы лучше проиллюстрировать принцип, лежащий в основе слов «rift» и «run*» — «слойность» и «плоскость расслоения» используются как синонимы. Сторона A представляет собой «flat»-поверхность; сторона B — поверхность «head», а сторона C — «радиальную» поверхность.
(*) run - прогон, ход, трасса
На фиг. 1, пластины II, наиболее легко раскалываемая линия — b—c. Следующая — a—b. Из более сложных, чем раскалывание, сначала — это линия e—f. Следующая по сложности линия для раскалывания — d—e, а линии g—h и h—i следуют в указанном порядке.
Из этого должно быть очевидно, что h—i — самая сложная линия для раскалывания гранита, поскольку раскалывание с помощью отверстий, просверленных под прямым углом к плоскости слоистости, является самым сложным из всех способов раскалывания, особенно поперёк головы. Все это при условии, что любые две противоположные стороны блока, например A и A', параллельны плоскости слоистости, или наиболее лёгкому способу раскалывания камня, независимо от того, слоист он или нет. Утверждение, сделанное в этой связи, безусловно, в равной степени верно и для других линий плоскостей раскалывания, как показано, например, линиями a—b и b—c, поскольку любые три точки, такие как a, b и c, определяют плоскость.
Обращаясь к фиг. 2, пластины II, мы видим плоскость a, b, c, d, наклонённую в одну сторону от стороны А, а на фиг. 3 — плоскость, имеющую двухсторонний наклон. Теперь предположим, что обе эти плоскости являются плоскостями стратификации (слоистости, расслоения) и что вдоль линий b—c на фиг. 2, пластины II, просверлен ряд отверстий, причем эти отверстия просверлены под прямым углом к грани B.
Из сказанного выше кажется очевидным, что при этих условиях, если камень будет разделён по этой линии, разлом будет очень близок к плоскости a, b, c, d и не будет параллелен стороне А, хотя отверстия просверлены параллельно ей.
Это называется «проходом» (run) — в определённой точке сила клиньев будет преодолена, и разлом будет определяться плоскостью стратификации. Иными словами, раскол будет направлен вниз, тогда как при расколе камня по линии a—d при тех же условиях раскол будет распространяться вверх, а не вниз.
При разломе по линиям a—b и d—c с отверстиями, просверленными под прямым углом к соответствующим сторонам C и C", и клиньями, правильно установленными в линию, «прохода» не может быть, поскольку плоскость a, b, c, d является плоскостью слоистости и, соответственно, плоскостью раскалывания; тогда как при раскалывании по этой плоскости с отверстиями, просверленными под прямым углом к различным граням камня, раскол будет происходить только с двух сторон.
Обращение к фиг. 3, пластины II, покажет, что плоскость a, b, c, d дважды наклонена к A и A'. Из того, что мы видим, следует, что разрыв по линии a—b на этом рисунке, с отверстиями, перпендикулярными C, будет направлен вверх, тогда как разрыв по линии a—d при тех же условиях будет таким же. Если камень расколоть по линии d—c, при этих условиях разрыв будет направлен вниз; и по тем же причинам по линии b—c он будет направлен вниз. Таким образом, в этом случае мы видим, что разрыв можно ожидать на расстоянии четырех градусов от того факта, что плоскость a, b, c, d дважды наклонена к сторонам A и A', которые, в этом случае, не считаются плоскостями стратификации.
На фиг. 1, пластины II, видно, что между поверхностями A и A' существует бесчисленное множество плоскостей стратификации. То же самое показано на фиг. 2 и 3, пластины II. Вместо того чтобы быть параллельными этим поверхностям, плоскости слоистости наклонены к ним, как предполагалось: и очевидно, что можно ожидать хорошего раскола, если отверстия просверлены в этих плоскостях. Другими словами, если цель состоит в том, чтобы расколоть материал по плоскости таким образом, то «пробега» (run) не будет.
К резчику может поступить квадратный необработанный блок с плоскостями расслоения, как показано на фиг. 2 и 3, таблицы II, где строительные "постели" могут быть A и A', и, кажется, ясно, что ни один архитектор или инженер, если бы они только знали факты, не должен без разочарования ожидать, что эти пласты будут находиться в плоскости расслоения. Ни в коем случае не следует ожидать, что строительные "постели" будут находиться в пластах карьера, как это обычно указывается для гранита, а также для осадочных пород, если только камень не тонкий по сравнению с длиной и шириной, когда плоские поверхности могут находиться в плоскости расслоения, как в некоторых карьерах, где «разлом имеет вертикальную форму» или почти горизонтальную. И, следовательно, «грань» (edge) камня в этом случае находится в карьере или естественном пласте. Тогда камень укладывается в здание вопреки намерениям тех, кто дал указания. Если линии расслоения не видны отчётливо, их определение будет затруднительно. Только эксперт по «чтению» гранита, и то лишь в немногих случаях, может быть в этом уверен. Как правило, только широкие поверхности могут быть плоскостями слоистости, независимо от того, как эти плоскости соотносятся с пластами карьера, в котором залегает камень. Это особенно верно в отношении сильно расслоенных гранитов; но можно с уверенностью утверждать, что широкие поверхности камня такого типа, то есть гранита, всегда будут находиться в плоскости отдельности, и, действительно, за исключением случая сильно расслоенных гранитов, с точки зрения прочности и долговечности, практически не имеет значения, какая сторона используется в качестве строительной постели.
До настоящего времени мы обсуждали только структуру гранита, лежащую в плоскости стратификации/отдельности или приближающуюся к ней; однако почти все граниты имеют структуру, проходящую также вдоль волокон камня. Это не так легко обнаружить, как в случае плоскостей стратификации. Тем не менее, её можно найти, и резчик по брусчатке будет искать её, прежде чем пытаться расколоть или разбить каменный блок. В общих чертах, гранит раскалывается или ломается по тому же принципу, что и доска с прямыми волокнами. Распиленный конец может представлять собой верхнюю часть. В выбранном куске плоская сторона доски может представлять собой «плоскость» (flat), а край доски — торцевое волокно (радиальную плоскость). При внимательном осмотре верхней части куска гранита можно увидеть неровные гребни, идущие вдоль flat стороны камня, и поперёк них можно увидеть другие линии, указывающие на то, что можно было бы правильно назвать вторичным разломом. Если проследить эти поперечные линии по стороне flat, часто можно увидеть, что они идут в другом направлении, чем d—e на фиг. I, пластина II.
Какое бы направление они ни выбрали, оно укажет на линию излома на этой стороне камня при его раскалывании от постели. По тем же причинам можно ожидать появления трещин и с других сторон камня, поскольку эти трещины, в некотором смысле, можно рассматривать как разломы, хотя они не так гарантированно приводят к разрушению, как раскалывание по плоскостям слоистости. Только эксперт по обработке гранита, например, резчик по брусчатке, способен это обнаружить.
Понимание этого принципа и его применение — его особая задача. Очень немногие резчики знают об этом, и, как бы парадоксально это ни звучало, то же самое можно сказать о каменотёсах. При «чтении» плотно слоистого гранита или гранита, который, как предполагается, не имеет отдельности, эти эксперты всегда будут искать "постель" и перед ним изучать лёгкие способы излома и раскалывания камня. Это, кажется, неизменное правило, и его следует помнить тем, кто хочет эффективно работать с гранитом, будь то резчик по брусчатке, резчик по граниту или каменотёс. Хотя, возможно, нет научных оснований для объяснения этой особенности гранита, практические люди, работавшие со многими различными видами этого камня и изучавшие его с целью «прочитать» его, склонны согласиться с тем, что она существует, и, скорее всего, воспользуются этим в своей работе.
На фиг. 4, пластины II, показана плоскость разрушения, а, b, c, взятая в центре блока поперёк и параллельно голове - стороны B. Поскольку вес камня с обеих сторон этой плоскости одинаков, хорошее разрушение зависит только от глубины отверстий, просверленных, как показано на фиг. 1, 2, 3, пластина II, и их количества, а также от правильной установки клиньев и перьев. Но если разрушение будет предпринято в плоскости d, e, f, фиг. 4, пластина II, исключая разброс, вступает в игру новый фактор, а именно соотношение расстояния от этой плоскости до стороны B и глубины камня. Попытка раскола, подобная той, что была в первом случае, непременно приведёт к другому результату. Не пытаясь объяснить причину сравнительно слабого раскола во второй плоскости, можно сказать, что, поскольку сила, направленная вниз, усиливается сопротивлением веса камня по обе стороны от плоскости раскола, глубина раскола должна зависеть от расстояния от этой плоскости до стороны B и её противоположной стороны. Если приложенная сила и сопротивления находятся в равновесии, раскол должен проходить через более тонкую сторону; но если одно из последних слабее первого, раскол, естественно, всегда будет «распространяться» на более тонкую сторону. Это справедливо и в отношении сторон разлома или плоскостей стратификации, за исключением того, что в последнем случае раскол происходит по лёгкому пути камня, и сила, направленная на раскол, тем самым способствует увеличению глубины раскола. По этим причинам, если глубина залегания камня обратно пропорциональна, как указано, расстоянию между плоскостями a, b, c и стороной B или противоположной ей стороной, то при разбивании непосредственно со стороны камня с помощью ударного молотка, буровой установки или бурового инструмента, разлом будет «проходить под камнем», тогда как при разбивании через просверленные отверстия он будет проходить насквозь, «проходя под камнем», то есть разлом будет направлен вниз и под тяжелую часть камня. Теперь, в случае разбиения плоскостей a, b, c (фиг. 4) с помощью отверстий, было видно, что разлом будет проходить насквозь, поскольку сила разрушения и сопротивление находятся в равновесии. Когда сопротивление со стороны B или противоположной ей стороны увеличивается обратно пропорционально глубине разрушения при разрушении через просверленные отверстия, можно ожидать того же результата.
В целом, это принципы разрушения и раскалывания гранита в любом направлении, и в рамках различных разделов статьи будет уделено внимание их применению в конкретных случаях. Цель статьи состоит не в том, чтобы рассматривать этот вопрос с научной точки зрения, а скорее так, как научил опыт практического человека, надеясь, что его скромные усилия помогут, а не будут противоречить научным теориям по этому вопросу.
F. T. Mallon
( там же в нескольких номерах есть ещё продолжение этой статьи, в том числе и пример с вырезанием колонны)
А вот, кстати, как раз по этой теме могу привести пример из природы.
А выше - моё фото из Белокурихи. Видно, что "спайность" здешних гранитов местами не плоскостная.
Плоскости спайности отсутствовали и у камня Гинденбурга. Валун зело стоически сопротивлялся попыткам немцев отколоть его части по плоскости
Ребята и девчата, для меня сей текст было довольно трудно переводить из-за наличия большого числа терминов. Возможны досадные промахи и малопонятные места. Потому прошу поучаствовать во внесении исправлений и пояснений, а также уточнений.
Что касается Самсона Суханова, то несомненно, он был не только талантливым резчиком камня и каменотёсом, но и вдумчивым, наблюдательным человеком - одним из тех, о которых говорится в начале статьи. Полагаю, что не случайно его именем назвали способ добычи гранита, применявшийся при отделении блоков от скал.