Przygotowanie elementów kamiennych i dobór systemu kotwienia. Część 4

W zasadzie żaden przechodzień nie zastanawia się, jaką drogę musiał przebyć element kamiennej elewacji wysokiego biurowca, zanim z szarej, chropowatej skały stał się cieszącą oczy, błyszczącą, kolorową, pełną majestatu płytą.

Historia każdego produktu finalnego zaczyna się tymczasem w kamieniołomie – miejscu, gdzie skałę „wyrywa się Ziemi”.


Kamieniołom granitu w Strzegomiu.

W kamieniołomach specjalizujących się w wydobywaniu bloków skały urabia się najczęściej tarasowo. Schodzące coraz głębiej, kolejne ławy powstają w wyniku odspajania i wydobywania na powierzchnię poszczególnych skalnych monolitów. Wielkość bloków zależy od wielu czynników, a w szczególności od miąższości złoża, systemu i gęstości naturalnych spękań w złożu, od kierunków łupności (oddzielności) skał, a także od możliwości technicznych stosowanego w kamieniołomach sprzętu służącego podnoszeniu i transportowi urobku.


Maszyna do przewożenia bloków w kamieniołomie.

We współczesnym przemyśle kamieniarskim optymalna waga bloków skalnych przeznaczonych do przeróbki na potrzeby budownictwa wynosi od 16 do 18 ton, co daje w przybliżeniu format 2,70 x 1,50 x 1,50 m.

Po wydobyciu bloków na powierzchnię pierwszy etap pozyskiwania kamienia dla potrzeb współczesnego budownictwa mamy już za sobą. Pozostaje teraz rozciąć blok na płyty potrzebnej nam grubości. Najczęściej stosowane grubości płyt kamiennych w budownictwie to 2 lub 3 cm. Jedynie dla piaskowców i trawertynów podstawowa grubość płyt wynosi 4 cm. Wynika to z wytrzymałości tych skał na zginanie i ich braku sprężystości.

Doświadczenia włoskie, niemieckie czy hiszpańskie wprowadziły przyjętą w Europie tolerancję w utrzymaniu grubości tych płyt ±2 mm. Polska norma PN-B-11200:1996 jest bardziej wymagająca i dla płyt do 4 cm grubości w klasie I dopuszcza odchylenia grubości ±1 mm, a dopiero dla klasy II ±2 mm.

Płyty surowe, jak nazwa wskazuje, mają surowe płaszczyzny, czyli takie, jakie powstają bezpośrednio po ich przetarciu. Współczesne budownictwo stosuje kamień głównie jako różnego rodzaju okładziny, w związku z tym w celu uzyskania odpowiedniego wyglądu lub odpowiednich parametrów fizycznych wymagane jest nadanie powierzchniom kamiennym odpowiedniej faktury.

Rozróżniamy następujące rodzaje faktur płyt kamiennych:

• Piłowana, czyli taka, jaką uzyskaliśmy po przetarciu bloku na trakach.

• Szlifowana, czyli faktura o powierzchni jednolicie wyrównanej, matowej. Rozróżnia się rozmaite stopnie szlifowania, od grubego (z widocznymi kolistymi rysami po tarczach szlifierskich) do szlifowania mulonego, nazywanego też półpolerem (jednolicie gładka powierzchnia niekiedy z lekkim, jedwabistym połyskiem).

• Polerowana, czyli o powierzchni idealnie gładkiej, z lustrzanym połyskiem. Dopiero taka faktura pokazuje właściwą kolorystykę kamienia, uwydatniając jego cechy zdobnicze i strukturę wewnętrzną. Często mówi się o niej, że daje efekt „mokrego kamienia”, dlatego że surowa skała tylko po zmoczeniu wodą ukazuje nam swe rzeczywiste piękno i połyskuje w słońcu. Fakturę tę uzyskuje się jako kolejne stadium szlifowania płyty surowej proszkami polerskimi.

• Płomieniowana (palona) – chropowata, ostra w dotyku faktura przypominająca wyglądem naturalny przełam kamienia. Powstaje wskutek odpryskiwania nagrzanej palnikami gazowymi powierzchni płyty surowej. Temperatura płomienia może wynosić od 1280°C do 1360°C. Wytworzone poprzez różnicę temperatur warstwy wierzchniej i głębszej naprężenia niszczą strukturę kamienia i jego nagrzana powierzchnia łuszczy się do głębokości 2-3 mm. Metody tej nie można stosować do skał węglanowych (wapień, dolomit, marmur), w których pod wpływem wysokiej temperatury dochodzi do zmian chemicznych.

• Piaskowana – uzyskiwana poprzez traktowanie szlifowanej powierzchni płyty strumieniem suchego piasku o średnicy ziaren ok. 0,5 mm. Jest to bardzo równa, lecz szorstka powierzchnia.

• Łupana – powstaje w wyniku rozłupania (rozklinowania) bloczka kamiennego na dwie płyty o lustrzanych odbiciach swoich przełamów. Faktura ta uwidacznia naturalny przełam kamienia. Najczęściej stosowana jest przy obróbce piaskowców (nie licząc granitowej kostki brukowej). Do niedawna faktura ta uzyskiwana była wyłącznie ręcznie. Obecnie z powodzeniem pracę człowieka zastępują automaty hydrauliczne do łupania kamienia.

• Groszkowana – są to regularnie rozproszone, jednakowej wielkości (jak groszek) wgłębienia powstające w wyniku uderzania o powierzchnię surowej płyty specjalnymi młotkami, tzw. groszkownikami. Również ta faktura do niedawna wykonywana była wyłącznie ręcznie. Szybki postęp techniczny w przemyśle kamieniarskim pozwolił jednak na uzyskiwanie jej w wyniku pracy automatów.

Oprócz wyżej wymienionych istnieją jeszcze faktury: ciosana, rwana, krzesana, szpicowana lub grotowana, prążkowana, gradzinowana, dłutowana oraz nacinana. Wszystkie uzyskuje się poprzez ręczną obróbkę rzemieślniczą i właściwie stosowane są one jedynie w konserwacji kamiennych zabytków, gdzie wskazane lub niezbędne jest uzyskanie odpowiedniego efektu wizualnego i jak najdokładniejsza renowacja.

Slaby (płyty surowe) z odpowiednio przygotowaną fakturą stanowią półprodukt do wykonywania konkretnych kamiennych elementów architektonicznych. Wyjściowe duże tafle (270 x 150 cm) rozcina się na mniejsze elementy i wykorzystuje na okładziny ścian, posadzki, schody itp. W nowoczesnych zakładach przygotowujących elementy kamienne zestawienia wszystkich występujących w projekcie elementów dokonuje bazujący na rysunku wykonanym w specjalistycznym programie komputerowym AutoCad. Zestawioną listę przesyła on do komputera przecinarki, która automatycznie pobiera zmagazynowane kamienne slaby, układa je na stole, dokonuje pomiarów wielkości i rozplanowuje optymalne ułożenie elementów. Po wycięciu gotowe elementy odkładane są na palety – również automatycznie. Rola człowieka ogranicza się tu zatem do funkcji kontrolnej.


Zapakowane palety z elementami kamiennymi.

Większość wykonanych w ten sposób i przygotowanych do montażu elementów trafia bezpośrednio do odbiorcy na teren budowy. Niektóre z nich mogą jednak wymagać dodatkowej obróbki, np. polerowania boków, wykończenia boków ćwierć- lub półwałkiem, fazowania krawędzi, zaokrąglania narożników czy też wiercenia niezbędnych otworów. Wszystkie te operacje nazywamy obróbką warsztatową. Obok procesu wydobycia surowca z kamieniołomu jest to najbardziej angażujące ludzką pracę ogniwo łańcucha produkcyjnego. Całą tę obróbkę wykonuje się najczęściej ręcznie, oczywiście z użyciem odpowiednich narzędzi elektrycznych lub pneumatycznych.


Obróbka warsztatowa.

Coraz częściej też do obróbek krawędzi płyt stosuje się automaty frezujące, które w połączeniu z komputerowym sterowaniem zapewniają niewiarygodnie precyzyjną jakość wykończenia elementów kamiennych.

Na całym świecie skatalogowanych jest ponad 3000 odmian kamienia, a niemal w każdym tygodniu pojawiają się kolejne. Stare złoża ulegają wyczerpaniu, odkrywane są nowe i często taką samą skałę znajdujemy w różnych zakątkach świata.

W grupie kamienia dekoracyjnego i użytkowego najbardziej rozpowszechnione i najchętniej stosowane są granity i marmury. Światowym potentatem w rozmaitości granitów jest Brazylia, a tuż za nią – Indie. Tylko w tych dwóch państwach łącznie wydobywanych jest blisko 400 odmian granitów. W różnorodności marmurów niepodzielnie prym wiodą Włochy, gdzie wydobywa się ok. 350 rodzajów tej pięknej i niezwykle uniwersalnej skały.

O wyborze właściwego materiału decyduje najczęściej architekt, oczywiście w porozumieniu z inwestorem. Wskazana, a czasem wręcz niezbędna jest także konsultacja z ekspertem z branży kamieniarskiej.

Kamień, jak wiadomo, jest materiałem wyjątkowo ciężkim. Mimo to należy się z nim obchodzić bardzo ostrożnie. Żaden użytkownik nie zaakceptuje na płytach kamiennych wyszczerbionych krawędzi, wykruszonych rogów czy nawet najdrobniejszych zarysowań.

Dlatego też profesjonalne firmy kamieniarskie konsekwentnie przestrzegają trzech żelaznych zasad:
1. Szanować i ochraniać to, co zrobili już inni przed nami.
2. Ochraniać i nie zniszczyć tego, co sami do tej pory wykonaliśmy.
3. Zostawić po sobie idealny porządek.

Byłoby dobrze, aby wszyscy uczestniczący w całym, skomplikowanym procesie budowlanym hołdowali owym zasadom. Niestety, na razie ciągle jeszcze pozostaje to w sferze życzeń i teorii. Codzienność, zwłaszcza na dużych budowach, pokazuje zgoła coś innego.

Wspominaliśmy już o aprobatach technicznych dla wyrobów z kamienia naturalnego, ale odpowiednią aprobatą techniczną lub deklaracją zgodności producenta z Polską Normą muszą być objęte wszystkie elementy występujące w elewacji kamiennej wentylowanej. Dotyczy to więc także wełny mineralnej i kołków do jej montażu, kotw montażowych do kamienia, wszelkich klejów, zapraw, cementów, materiałów fugujących i silikonów.
Przedstawienie aprobat czy deklaracji zgodności na wszystkie zastosowane przez wykonawcę materiały daje inwestorowi gwarancję bezpiecznego użytkowania obiektu budowlanego.

W tym kontekście wybór odpowiedniego producenta i dobór systemu kotwienia elementów kamiennych staje się zagadnieniem tak samo istotnym jak wybór samego kamienia elewacyjnego, a w wielu przypadkach nawet ważniejszym – szczególnie pod względem bezpieczeństwa całej elewacji budynku.
Przy kotwieniu elementów kamiennych nie może być przypadkowości. Każda zastosowana kotwa musi być najwyższej jakości, wykonana z właściwej stali nierdzewnej i bezwzględnie musi spełniać wszystkie oczekiwane parametry wytrzymałościowe.

W następnym odcinku przyjrzymy się, jak praktycznie wygląda montaż elewacji kamiennej na budowie. Omówimy problemy, z jakimi muszą zmagać się wykonawcy, kiedy zostaje udostępniony im plac budowy. Prześledzimy wszystkie etapy prac montażowych, zaczynając od stawiania rusztowań, przez kosmetykę i czynności odbiorowe, na rozebraniu rusztowań i pracach porządkowych kończąc.

Sławomir Mazurek

Więcej praktycznych informacji na temat wykorzystania kamienia w budownictwie, w architekturze, także w architekturze krajobrazu i przy urządzaniu ogrodów, znajdziesz, Drogi Czytelniku, w książce M. W. Lorenca i S. Mazurka „Wykorzystać kamień”.
Szczegółowo z tematyką książki można zapoznać się, a także ją kupić, na stronie internetowej: www.WykorzystacKamien.pl.