Способи обробки гірських порід
Міністерство освіти і науки України
Федеральне агентство з освіти
на тему: «Способи обробки гірських порід (ручна та механічна обробка)»
1. Історичний образ огляд первісної обробки каменю
1.1 Залягання гірських порід. Зовнішній вигляд. Структура, текстура гірських порід Південного Уралу
2. Устаткування для механічної обробки каменю
2.1. Машини для різання та обробки каменю
2.2 Загальна характеристика каменеобробних машин та інструментів
2.3 Сучасні способи обробки природного каменю
3. Дослідження гірських порід
3.1 Фізико-механічні властивості гірських порід
3.2 Способи обробки природного каменю
Земну кору складають гірські породи, т. е. природні тіла, утворені окремими мінералами чи його сполуками. Гірські породи, що складаються з одного мінералу, називаються мономінеральними, а з кількох полімерними.
І тим, і іншим притаманний двоїстий характер. З одного боку, це мінерали або мінеральні сполуки, у яких вивчають структуру, хімічний та мінералогічний склади та фізичні властивості, з іншого — це геологічні тіла, що утворили земну кору, і у них вивчають форми залягання, тріщинуватість, явища вивітрювання та ін.
Відомо близько тисячі видів гірських порід, з яких ширше поширення мають полімінеральні породи, наприклад граніт, що складається з польового шпату, слюди та кварцу. До мономінеральних пород відносяться кварцит, що складається з одного мінералу кварцу, і мармур - одного мінералу кальциту. Тут маються на увазі головні мінерали з переважною питомою вагою у складі гірської породи. Незначні домішки інших мінералів, наприкладслюди та хлориту в кварциті або доломіті, магнію та марганцю в мармурі, при цьому не враховуються.
Мінералогічний та хімічний склади, структуру, поширення, класифікацію та умови утворення гірських. порід вивчає наука петрографія Назва її походить від грецьких слів "петра" - скеля, камінь і "графо" - пишу, що в буквальному перекладі означає - опис каменю.
Згідно з даними петрографів, всі гірські породи в залежності від умов освіти діляться на три групи: первинні, або вивержені, вторинні, або осадові, і видозмінені, або метаморфічні. Вивержені породи називають також магматичними. Розподіл зазначених порід у земній корі наступне: 95% загального обсягу земної кори – вивержені породи, 4% – метаморфічні, 1% – осадові.
У своїй основі всі групи гірських порід утворилися з магми, що виникає у надрах землі у вигляді складного силікатного розплаву, насиченого газами та парами води. Магма — грецьке слово і в перекладі означає місиво, або тісто.
Первинні породи утворюються з магми безпосередньо і в залежності від умов її охолодження діляться на глибинні, або інтрузивні, і на гірські породи, що вилилися, або ефузивні. Природно, що породи, що вилилися, є аналогами глибинних. Ці назви походять від відповідних латинських слів «інтрузіо» — впровадження та ефузіо» — вилив.
Глибинні породи зароджуються з розплавленої магми, яка, прориваючись по тріщинах земної кори, застигає в її надрах в умовах високого тиску та поступового зниження температури, У цьому випадку всі складові магми встигають викристалізуватися, а самі кристали досягають значних розмірів. В результаті утворюються щільні породи з повнокристалічною структурою типу граніту, що залягають.великими масивами.
породи, Що Вилилися, формуються на поверхні землі при виверженні магми, коли вона втрачає гази і переходить в лаву в умовах низького тиску і різкого зниження температури. У цьому випадку складові магми не встигають повністю кристалізуватися. В результаті утворюються породи з великою кількістю аморфного скла, часто з великою пористістю, наприклад, базальт.
В цілому структура порід, що вилилися, носить назву порфірової і характеризується вкрапленням порівняно великих кристалів в щільну основну масу породи. У разі, коли жоден мінерал не встигає кристалізуватися, порода цілком складається з некристалічної скловатої речовини і структура її називається скловатою. Її мають так звані вулканічні стекла — пемза, обсидіан, кремній та вермикуліт.
Вторинні, або осадові, породи утворилися внаслідок руйнування первинних гірських порід вивітрюванням, і навіть із продуктів життєдіяльності рослинних і тваринних організмів, які населяють великі водні басейни.
Осадові гірські породи залежно від походження прийнято поділяти на механічні, або уламкові, відкладення, хімічні опади та органогенні породи. Механічні відкладення, своєю чергою, поділяються на пухкі і сцементированные. Грубі уламки прийнято також розділяти на незграбні та окатані.
Обґрунтування вибору теми проекту
Природний камінь – природний камінь – матеріал універсальний, більшість речей, які нас оточують, можна виконати у камені. Дозволю тут згадати про дві основні характеристики предмета: краса та функціональність. З погляду краси, природний камінь конкурентоспроможний в усіх відношеннях, і обмеження з його застосування накладає, тому раціональна складова. Але небудемо про недоліки. Журнальний столик, обідній або різьблений стіл "боса" - це краса, статус, це "витонченість у силі". Безшовні мозаїки перетворять вашу підлогу на цей килим, один-єдиний і неповторний, а панно оживить стіну, наповнивши інтер'єр хитромудрим орнаментом, або тотемом. Ще більший інтерес до каменю у мене з'явився на протязі навчання каменеобробній майстерності, яка виклала мені в стінах МАГУ, тому я вирішив вибрати цю тему свого курсового проекту. Камінь красивий, витончений, завжди оригінальний від природи, а при обробці набуває будь-яких ліній і заворожує своєю красою. і ось хотів би поділитися пропонованою інформацією про такий прекрасний природний матеріал як гірський камінь.
Ціль курсової роботи: Вивчення способів обробки гірських порід
Предмет курсової роботи: Технологія обробки гірських порід
Об'єкт вивчення: Способи обробки гірських порід (ручна та механічна обробка)
Практична значимість: Використання у практичних умовах навчальних майстерень способів обробки гірських порід
гірська порода камінь обробка
1. Історичний огляд первісної обробки каменю
У міру ускладнення господарської діяльності людина стала відчувати потребу в більш досконалих інструментах з ретельно обробленими лезами.
Виготовлення їх вимагало нових прийомів у обробці каменю. Близько восьми тисяч років тому люди освоїли Первісна кремнієва пила техніку пиляння, свердління та шліфування. Ці відкриття були настільки важливими, що викликали справжню революцію у розвитку суспільства, названу неолітичною революцією.
Пилити людина навчилася тоді, коли помітив, що зазубрений ніж ріже краще, ніж гладкий. Як відомо, дія пили заснована на тому, що її різці, або зуби, при русі смугипослідовно проникають у матеріал і знімають у ньому шар певної глибини. Виходить як би система ножів. Найдавніша примитивна пилка, що дійшла до нас, була повністю виготовлена з кременю.
Робота на ній вимагала великих фізичних зусиль, але дозволяла успішно справлятися з розпилюванням дерева та кістки. Пиляння каменю забирало ще більше часу та сил. Воно розвивалося поступово, проте лише в епоху неоліту ця техніка набула широкого поширення. Пилою зазвичай служила крем'яна зубчаста пластинка, під яку підсипали змочений водою кварцовий пісок. Пиляння рідко було наскрізним. Зазвичай майстер робив лише глибоке надпилення, а потім розрахованим ударом дерев'яного калатала розламував камінь на дві частини. Завдяки пилянню людям стали доступні правильні.
Різні методи свердління каменю (поС.А. Семенову): 1) одноручне свердло безрукоятки; 2) – 3) свердло з рукояткою;
4) дворучне свердло; 5) свердло мбовамбів(Нова Гвінея) геометричні форми виробів, що було дуже суттєво привиготовленні інструментів.
Одночасно з пилянням розвивалася техніка свердління каменю. Цей прийом був дуже важливим для виготовлення складових інструментів.
Люди давно помітили, що найзручніші та найміцніші сокири виходять тоді, коли рукоятка щільно забивається в отвір самої сокири, а не прив'язується до неї. Але як зробити правильний отвір у твердому камені? Відповідь на це важливе питання була багато тисячоліття прихована від людини. Як і у випадку з пилянням, стародавні майстри освоїли спочатку свердління м'яких матеріалів. У найдавніші часи, коли людині потрібно було зробити отвір у дереві чи кістці, він вдавався до вибивання.
Принаймні саме таким способом ще недавно робили отвори деякі примітивні народи. Можливо щосаме
Розпилювання каменю за допомогою різця-скребка при цій операції, обертаючи в отворі кам'яний пробійник, стародавній майстер виявив, що висвердлювання вимагає набагато менших зусиль. Свердління мало ще й важливу перевагу, що дозволяло робити отвір у твердих та крихких матеріалах. Перше свердло, мабуть, являло собою звичайний ціпок, до кінця якого було прироблено кам'яне вістря. Майстер просто катав її між долонями.
Значний зсув у свердлінні стався після того, як у неолітичну епоху був винайдений лучковий спосіб, при якому обертання свердластигалося за рахунок повороту цибулі. Однією рукою майстер гойдав цибулю, а іншою притискав свердло зверху. Потім кам'яне свердло стали замінювати стійкістю тваринного великого діаметру. Всередину її засипався кварцовий пісок, що відігравав роль абразиву. Це було принципове і дуже важливе удосконалення, що значно розширило можливості свердління. У ході роботи пісок поступово прокидався з порожнини свердла під краї коронки і повільно стирав камінь, що просвердлюється. Оскільки успіх свердління багато в чому залежав від сили натиску, пізніше почали застосовувати штучні обтяжувачі. Коли ж пиляння та свердління було доповнено шліфуванням, стародавня людина повністю опанувала всю технологію обробки каменю. Відтепер для нього не було нічого неможливого – він міг надавати виробу будь-якої бажаної форми і при цьому грані завжди залишалися гладкими та рівними. Істотна відмінність шліфування каменю від інших способів обробки полягала в тому, що можна було видаляти матеріал дуже малими і рівними шарами, причому одночасно з поверхні заготовки. Завдяки цьому відкрилася можливість створювати інструменти правильних геометричних форм із гладкою поверхнею. Шліфування дозволяло обробляти матеріал будь-якийформи, будови та твердості. На ранніх етапах заготівлю, мабуть, просто шліфували об шорсткий камінь. Потім між заготівлею та шліфувальним каменем стали підсипати кварцовий пісок. Це помітно прискорило процес обробки. Нарешті, був освоєний процес мокрого шліфування, коли шліфувальну плиту рясно і часто поливали водою. Таким чином, час шліфування навіть дуже твердої заготівлі скоротилося до декількох годин (так, за спостереженнями Семенова, на виготовлення шліфованої сокири з нефриту йшло до 25 годин безперервної роботи). Для остаточного оздоблення та полірування давні майстри в деяких місцях застосовували дуже дрібний пемзовий порошок, який наносили за допомогою шматочка шкіри. Мистецтво полірування доходило до такої висоти, що в деяких місцях практикувалося виробництво кам'яних дзеркал, цілком придатних для вживання (на Гаваях такі дзеркала робили з базальту, в доколумбовській Мексиці - з обсидіана).