Мрамор: добыча, обработка и применение¶

Мрамор — метаморфическая горная порода, состоящая преимущественно из кальцита (карбоната кальция CaCO₃) с примесями доломита, кварца, слюд, глинистых и окисных минералов. Образуется в результате перекристаллизации известняков под воздействием высоких температур и давления (метаморфизм). Мрамор широко применяется в строительстве, монументальной скульптуре и архитектурном декоре; в промышленности его добычей и обработкой занимаются специализированные предприятия — карьеры, дробильно-сортировочные и камнеобрабатывающие заводы.

¶Этимология и терминология

Слово «мрамор» восходит к древнерусскому «мьраморъ», заимствованному из греческого μάρμαρος (mármaros) — «блестящий камень, мрамор». В геологии термин имеет строгое значение: порода сложена рекристаллизованным кальцитом, зерна которого обычно хорошо различимы глазом. Если в составе преобладает доломит, порода называется доломитовым мрамором (по-разному именуемым в разных странах), если сохраняются остатки известняковой текстуры — это метаморфический известняк.

¶Образование и залежи

Мраморы формируются в зонах контактового и регионального метаморфизма. При температурах 200–600 °C и повышенном давлении карбонатные породы перекристаллизуются: мелкозернистый известняк превращается в средне- и крупнозернистый мрамор. Примеси придают породе характерную окраску — от чисто белой до серой, розовой, зелёной и чёрной.

В России крупнейшие месторождения мрамора сосредоточены в:

• Карелии — месторождения в районе села Мраморское (Пряжинский район), а также в Приозерском и Сортавальском районах; здесь добывают преимущественно серый и белый мрамор.
• Урале — Саткинское месторождение (Челябинская область), известное белым мрамором сортов «коелга» и «саткинский»; Кыштымское месторождение в Челябинской области.
• Забайкалье — Тыретское месторождение (Читинская область / Забайкальский край), дающее мраморы нескольких цветовых разновидностей.
• Кавказе — в районе Кисловодска (Ставропольский край) известно месторождение «Белые Скалы», разрабатывавшееся с XIX века.
• Крыму — исторические месторождения в окрестностях Судака и Коктебеля, откуда мрамор поставлялся ещё в античные времена.

Крупнейшие мировые производители мрамора — Китай, Италия, Испания, Турция, Греция и Индия. Итальянские месторождения Каррары (Тоскана) разрабатываются с античности и считаются эталоном белого мрамора.

¶Добыча

Мрамор добывают преимущественно открытым (карьерным) способом. Технология включает:

1. Буровзрывные работы — для отделения массива от бортов карьера; применяют щадящие заряды, чтобы избежать образования трещин в блоке.
2. Распиловку массива — алмазными или абразивными канатными пилами, а также цепными пилами; в современных карьерах используют канатные станки с алмазными сегментами.
3. Отделение блоков — гидравлическими клиньями и домкратами; стандартный блок имеет размеры около 2–3 м по сторонам и массу 10–30 т.
4. Транспортировку — грузовиками или вагонетками на камнеобрабатывающий завод.

¶Обработка

Камнеобработка мрамора включает несколько последовательных операций:

¶Распиловка блоков

Блоки распиливают на плиты толщиной 20–30 мм (для облицовки) или больше (для скульптурных изделий). Используются ленточные, дисковые и канатные пилы; наиболее распространены канатные станки, где в качестве режущего инструмента выступает стальной канат с алмазными сегментами, движущийся по замкнутому контуру.

¶Шлифовка и полировка

Плиты шлифуют абразивами с постепенным уменьшением зерна, затем полируют до зеркального блеска. Поверхность может оставаться матовой («лонардо»), бучардированной («бушхаммерованной»), или приобретать различные степени глянца.

¶Формовка и резьба

Из мрамора изготавливают детали сложной геометрии: колонны, карнизы, детали фонтанов, скульптуры. Традиционно резьбу выполняли вручную резцами и молотком; в современном производстве широко применяются:

• ЧПУ-станки (числовое программное управление) с алмазным инструментом;
• Гидроабразивная резка — струя воды под давлением 300–400 МПа с добавлением абразива;
• Лазерная резка — для тонких декоративных элементов.

¶Обработка мраморной крошки

При распиловке и шлифовке образуется значительное количество отходов — мраморная крошка и мука. Они используются для производства:

• мраморной крошки для балластных путей и декоративного ландшафтного дизайна;
• мраморной муки — наполнителя в резиновой, бумажной, косметической и пластмассовой промышленности, а также сырья для производства извести;
• «мраморного вяжущего» — смеси извести и мраморной муки, применяемой в строительстве.

¶Применение

Мрамор применяется в нескольких областях:

• Строительство — облицовка фасадов, полов, лестниц, подоконников, столешниц; мраморные плиты и панели.
• Монументальное искусство — скульптура, рельефы, надгробия; исторически мрамор — основной материал скульптуры от античности до наших дней.
• Архитектурный декор — колонны, капители, карнизы, камины.
• Памятники и мемориалы — Мавзолей В. И. Ленина на Красной площади в Москве облицован уральским мрамором (коелгой, саткинским мрамором и др.).
• Интерьер — мозаика, наборные полы (пьетра-дура), детали мебели.

¶Физические свойства

Мрамор устойчив к атмосферным воздействиям, но подвержен кислотному выветриванию: кислотные дожди и городская атмосфера разрушают карбонатное связующее, что приводит к потере блеска и «пылению» поверхности. По этой причине исторические мраморные фасады требуют регулярного ухода и реставрации.

¶Экология производства

Камнеобработка сопряжена с пылеобразованием, шумом и потреблением воды (для охлаждения инструмента и гидроабразивной резки). Современные заводы оснащают системами водоснабжения с замкнутым циклом, пылеулавливающими установками и шумозащитными экранами. Мраморная пыль при вдыхании может вызывать силикозоподобные заболевания, поэтому на производствах обязателен режим пылезащиты.

Источники:

• Геологический словарь. — М.: Недра, 1978.
• Строительные материалы: учебник / под ред. И. А. Игнатова. — М.: АСВ, 2011.
• Камень в архитектуре России: энциклопедия / под ред. В. В. Седова. — М.: Прогресс-Традиция, 2002.
• Справочник камнеобработчика / под ред. А. Н. Кузнецова. — М.: Стройиздат, 1995.