SPSKS
1
Úvod Technologie zpracování kamene je předmět zaměřený na popis jednotlivých činností v kamenoprůmyslu. Při vysvětlování jednotlivých výrobních postupů popisuje současné možnosti opracování. Předmět je orientovaný na praxi v oboru. Využívá v přiměřené míře dostupných vědeckých informací a poznatků ověřených v praxi. Poslední dvacetiletí prožívá kamenoprůmysl převratné změny. Tyto změny ovlivňuje otevření naší země větší měrou mezinárodnímu obchodu a týká se nových možností dovozu strojního zařízení a kamene z celého světa. Nová je potřeba provázání našich norem sjednocením s evropskými normami. Řada našich tradičních postupů je nahrazena efektivnějšími mechanickými postupy. Převážnou většinu výrobků kamenoprůmyslu provádíme stroji s nepatrnými manuálními zásahy před finalizací výrobků. Řemeslo kamenické mělo dlouho zcela rukodělný charakter. Dnes je vybaveno pneumatickým i elektrickým nářadím. Práce, které manuálně prováděli kvalifikovaní kameníci, dnes zhotovují stroje. Vývoj řady programově řízených strojů nabízí budoucí provádění mnoha druhů povrchových úprav, tvarování ploch nebo formátování deskových polotovarů v pravoúhlém tvaru a tvarování masivních prvků. Studijní materiál předkládaný pro žáky střední odborné školy je rozdělen do těchto částí: 1) Hrubá a čistá kamenická výroba 2) Pomocné a údržbářské provozy 3) Manipulace s materiálem 4) Ušlechtilá kamenická výroba 5) Vodní a kalové hospodářství 6) Konglomerované kamenické výrobky a teraco 7) Montáž výrobků z kamene
SPSKS
Vznik a vývoj kamenoprůmyslu Kamenický obor vznikl postupným rozvíjením řemeslné dovednosti zpracovat kámen. Hmoty přírodního původu jako dřevo, hlína, kosti i kámen byly zpracovávány od nejstarších dob. U nich se postupně rozvíjel osobitý přístup při opracování hmoty. Kámen má výhodu relativně velmi vysoké trvanlivosti a odolnosti. Doklady o opracovaných kamenech jsou z paleolitu i neolitu. Od prvních společenství až k starověkým státům, všude se uplatnil kámen. Velmi vzácné doklady o zpracování kamene se dochovaly v Egyptě, starověkém Řecku i antickém Římu až do dnešních dnů. 2
Dovednost opracování kamene nelze vztahovat jen na Evropu a Přední Asii. Historické doklady o kamenných dílech jsou z různých míst Země. Opracování kamene postupně dozrálo na velmi vysokou úroveň. Dovednosti řemesla byly přenášeny z generace na generaci. Dosažená úroveň řemesla se často neudržela ovlivněna historickými událostmi. Řemeslníci, kteří dosáhli určitou úroveň řemeslné dovednosti, se sdružovali do malých společenství, hutí. Společenstva, bratrstva a cechy byly poměrně malými, řemeslně zdatnými skupinami, Tvořili ji kameníci, zedníci, kováři a mnoho dalších pomocných sil. Všechny stavby pro panovníky, šlechtu a církve dokumentují jejich společenské postavení a význam. Cechy představovaly výrobní jednotku řemeslného charakteru. Kamenické cechy zanikly s postupujícím rozvojem průmyslové výroby do konce 19. století. S rozvojem industrializace společnosti vznikaly i malé kamenické dílny. Takové živnostenské podnikání pokrylo místní potřebu výrobků z kamene. Zlom v kamenickém oboru představuje zavádění železnice. Původní možnosti získat surovinu ke zpracování se vázala k potřebě zhotovit výrobek v místě výlomu nebo aspoň v hrubé formě zpracovat a také odlehčit o nadbytečnou hmotu opracováním. Doprava železnicí dala příležitost zpracovávat dosud nedostupné suroviny i v místech, kde se vhodné druhy kamene nevyskytovaly. Určité oblasti, například ve Slezsku v okolí Jeseníků, rozšířily těžbu kamene pro potřebu vývozu suroviny i mimo tehdejší Rakousko-uherské mocnářství. Navíc se začal kámen i dovážet z ciziny, příkladně z Německa, Švédska a Balkánu. Nově vytvářené kamenické dílny měly výlučně řemeslný charakter. Ve společenském povědomí bylo kamenické řemeslo vysoko ceněno. Získat výuční list nebyla snadná záležitost. Mladík šel do učení a musel být přijat učebním pánem. Tím byl uznávaný člen cechu a později, koncem 19. století členem společenstva živnostníků. Po vyučení měl povinnost pracovat dva roky u jiných mistrů, aby se zdokonalil. Kamenické dílny byly postupně vybaveny nově vzniklým strojním zařízením s parním pohonem pro řezací pily, brousící stroje a soustruhy. Podobně se využilo stlačeného vzduchu pro vrtací stroje v lomech. Parní pohony strojů přes transmise byly nahrazeny začátkem 20. století elektrickým pohonem. Zpracování kamene prošlo vývojem během mnoha tisíciletí. Kámen má výsadní postavení v lidské historii. Kamenické řemeslo soustřeďuje dovednosti zpracování kamene. Od nejstarších dob až do konce 19. stol. si zachovalo manuální charakter. Výčet náčiní a pomůcek pro opracování kamene byl omezený. Na ručně vedené nástroje, tzv. náčiní, bylo přiklepáváno kladivy různé hmotnosti, u měkkých hornin také dřevěnými paličkami. Vývoj pneumatických systémů byl uplatněn při dobývání a opracování kamene. Stlačený vzduch zvýšil účinnost nástrojů pneumatického nářadí, zejména u vrtacích i dlabacích kladiv. Na přelomu 19. a 20. stol bylo vyvinuto
SPSKS
3
mnoho typů řezacích a brousících strojů, které se uplatnily při rozšíření sortimentu kamenických výrobků a zvýšení výroby. Kameny na stavbách od starověku až k začátku 20. stol byly masivní. Kamenné prvky s opracováním líce, s tloušťkou umožňující zdění líce staveb a také s odpovídající úpravou ložných a styčných ploch (spár). Posledních deset století jsou v Českých zemích zastoupeny všechny architektonické slohy. Kamenické práce jsou na stavbách doby románské, gotické, renesanční, barokní, klasicistní. Zkušený architekt, stavitel vyzvaný k vedení takových prací přiváděl na zhotovení náročných úkolů zkušenější cizí mistry. Byla to doba malých dílen, jednotlivých mistrů s houfem tovaryšů, sdružovaných do cechů. Úroveň řemesel udržovaly vazby uvnitř cechů, protože si postupně vytvářely cechovní pravidla určující místo jednotlivcům (učedník, tovaryš, mistr). Migrace řemeslníků byla vyvolána povinností po vyučení odejít do jiných dílen na určitý smluvený čas. Tyto zvyklosti se u nás udržely až do konce 19. století. V Bavorsku jsou tato pravidla dodržována ještě dnes. Začátkem 20. stol. řemeslné společnosti vytvářely nové vazby, společenství orientované na širší krajové nebo zemské základně. Tento vývoj zpřetrhaly válečné události a zejména poválečný vývoj. Těsně po roce 1945 byly zavedeny nucené správy v oblastech, kde se připravoval odsun Sudetských Němců. Po roce 1948 se začalo likvidací velkých podniků (přes 50 zaměstnanců). Znárodňování následně postihlo všechny živnostníky, kteří museli předat dílny, strojní vybavení i suroviny. Tento majetek byl státem odkoupen, zůstal v bankovních ústavech a spořitelnách na vázaných vkladech, které později znehodnotila měnová reforma v roce 1953. Řemesla všech druhů se ve městě a nejbližším okolí spojovala do Komunálních podniků, později Družstev a po různých transformacích do Podniků služeb města. Větší provozy, kamenolomy, zavedené kamenické dílny prošly podobným vývojem. Po válce zavedené nucené správy převzaly Sdružení stavebních hmot. Jejich formování se upravovalo od let 1951 až do vzniku Československého kamenoprůmyslu s generálním ředitelstvím v Praze. Tato organizace zajišťovala těžbu a výrobu drceného a těženého kameniva, těžbu a zpracování kamene v Čechách, na Moravě a Slezsku i na Slovensku. Generální ředitelství sdružovalo deset velkých podniků začleněných zhruba do krajů a podle specializace. Za účelem racionalizace výroby a zvláště těžby bylo mnoho těžebních lokalit uzavřeno (pro malé kondice, malý počet pracovníků, či staré výrobní zařízení). Kapacity se soustředily jen na perspektivní těžby. Stejná cesta vedla při využívání stávajícího strojního vybavení. Do strojového parku kamenické výroby byly vkládané omezené finanční prostředky. Řada strojů dosahovala fyzického i morálního opotřebení, ale přesto se některým restituentům vrátily zpět některé dílny i stroje po čtyřiceti letech.
SPSKS
4
Modernizace provozů pokračovala pomalu. Byl postaven a vybaven provoz v Dobřichovicích. Tento zcela nový provoz, první v Čechách po 2. světové válce, byl vybrán pro výrobu masivních i deskových stavebních výrobků. Navíc zde započala slibná výroba příměrných desek, první výroba v republice a ve východním bloku. Kamenický průmysl od počátku trpěl nedostatkem měkkých kamenů, proto dovážel od poloviny 50. let mramory, travertiny z Bulharska, Jugoslávie, Maďarska, Rumunska a SSSR, později i z Kuby. Byly převzaty technologie z Itálie pro deskovou konglomeraci na bázi pryskyřice od firmy TEMA. Na Slovensku byla vybudovaná provozovna v Tuháru na výrobu pryskyřičných konglomerovaných bloků od firmy Breton. Po politickém zvratu v roce 1989 došlo ke změnám zákonů a řada majitelů požádala o vydání vyvlastněného majetku. Restituce probíhaly v několika vlnách, ale pro kamenické řemeslo včetně těžby kamenných bloků, došlo k uzavření restitucí kolem roku 1996. Některé provozy přešly do společností s ručením omezeným, jiné do akciových společností. Menší počet dílen byl vrácen restituentům. Řada podnikatelů se uchopila příležitosti přestavět nebo vybudovat nové investice na modernější úrovni. Došlo k výraznému zlepšení strojního vybavení provozů. Dovážené suroviny jsou v cenových relacích jen obtížně srovnatelných s vyššími cenami tuzemské suroviny. Dovoz deskových polotovarů předčí objemem, plošnými rozměry, pestrostí struktur a barev všechny místní produkované materiály. Skončil dovoz surovin a deskových polotovarů od partnerů ze socialistického bloku (z tzv. RVHP – Rady vzájemné hospodářské pomoci). Soběstačnost kamenického oboru zajišťuje hlavně hrubá kamenická výroba, kde je dosud stále vysoký podíl ruční a strojně ruční práce. Produkce nových strojů má již dokonalou nabídku na automatizaci činností, stroje zvládají složité úkony programovým vybavením a velmi kvalitními diabortovými nástroji. Dochází k většímu využití nových povrchových úprav např. tryskání, termickému opalování, kartáčování. Zajímavý vývoj při využívání vysokotlakého vodního paprsku v těžbě a zpracování není ještě plně doceněn.
SPSKS
Technologie zpracování kamene Pevné horniny ve svrchní části zemského pláště představují pestrou paletu materiálů. Zákon č. 44/1988 Sb. o ochraně a využití přírodního bohatství (horní zákon) dělí nerosty do dvou skupin – horniny vyhrazené a horniny nevyhrazené. Do skupiny vyhrazených jsou včleněny dekorativní kameny, např. granit, granodiorit, diorit, gabro, diabas, hadec, dolomit a vápenec, pokud jsou blokově dobyvatelné a leštitelné a travertin. Pokud jde v lokalitě o významné
5
nahromadění nerostu, má charakter ložiska výhradního. Jedná se o vlastnictví státu, ložisko je odděleno od vlastního pozemku. Dekorační kameny jsou pevné horniny různého geologického původu. V České republice jsou těženy a zpracovány především horniny magmatické, v menším rozsahu horniny sedimentární a omezeně i metamorfované. Jejich současné zastoupení na českém trhu je ve srovnání s evropskými státy malé. Mnoho běžných deskových stavebních výrobků je vyráběno z dovezených materiálů. Hrubá kamenická výroba zahrnuje lomový kámen, soklový kámen, dlažební kostky, obrubníky, schodišťové stupně, kámen pro vodní stavby. Požadované vlastnosti suroviny: • mineralogicko-petrografické složení • vybrané fyzikálně-mechanické vlastnosti • struktura • textura • blokovitost. Do výběru vhodných surovin patří především hlubinné vyvřeliny, méně se uplatní ostatní druhy této skupiny hornin (žilné horniny…).
SPSKS
Ušlechtilá kamenická výroba zahrnuje výrobky masivní i deskové. Z desek jsou vyráběny obklady stěn exteriérů a interiérů, dlažby, soklíků, deskové obložení schodišť, parapetů. Z masivních výrobků především profilové kvádry pro obnovy historických staveb a náhrobky. Požadavky na takovou surovinu se rozšíří, když mimo uvedené položky mohou být posuzovány ještě další vlastnosti: • leštitelnost • barevnost • vzhled • trvanlivost • vzhledové odchylky, např. od shluků odlišných minerálů • různá pásma zpevnění u sedimentů • pásma drcení u metamorfovaných hornin. Těžené hlubinné vyvřeliny jsou převážně světlé, v menším objemu těžby tmavé; tedy žuly, granodiority, diority, syenity a gabra. Z neovulkanitů vyhovuje jen trachyt. Sedimentární horniny zastupují hlavně pískovce a leštitelné vápence. Z metamorfovaných hornin jsou významné krystalické vápence a dolomity, v malém rozsahu i fylity. V České republice bylo v roce 2008 evidováno 162 ložisek, z toho těžených je 57, podle stavu zásob v roce 2008.
6
Zásoby představují z toho bilančních prozkoumaných z toho bilančních vyhledaných těžba na výhradních ložiscích těžba na nevýhradních ložiscích
187 131 tis. m3 81 864 tis. m3 66 464 tis. m3 229 tis. m3 45 tis. m3
Dekorační kámen (stav výměny zboží 2008 a porovnání s minulým rokem) Dovoz mramorů, travertinu a p. 5 233 t (rok 2007 – 2 635 t) Vývoz mramorů a p. 15 t (rok 2007 4 t) Dovoz žul, porfyru, pískovce aj. 13 736 t (z Itálie 5 330 t) Vývoz žul, porfyru, pískovce aj. 11 937 t (do SRN 8 296 t) Dovoz dlažba, obruby, dlaž.desky 6 383 t (rok 2007 - 3 038 t) Vývoz dlažba, obruby, dlaž.desky 90 934 t (rok 2007 - 106 485 t) (Statistické údaje z publikace MŽP ČR: Surovinové zdroje České republiky Nerostné suroviny; stav roku 2008). V novějších statistikách ČR je užíváno pouze dvojí zaměření kamenického průmyslu - hrubá kamenická výroba (HKV) a ušlechtilá kamenická výroby (UKV). Dříve se používal název - čistá kamenická výroba (ČKV). Název zahrnoval řemeslnou práci ruční a strojně ruční kamenickou práci pomocí pneumatického nářadí. Popis činností za současného stavu v oboru zpracování kamene vyhoví hlavně zaměření HKV a UKV. Pro HKV jsou používány výrobně jednoduché strojně ruční postupy za pomocí pneumatických klínovacích kladiv nebo štípacích strojů. V UKV jsou zahrnuty všechny strojní postupy výroby bez potřeby ruční řemeslné kamenické práce. Tomuto stavu dnes odpovídá i kritický počet vyučených kameníků. V textu je nadále řešena hrubá kamenická výroba jako celek, včetně výkladu o ČKV, tj. některých postupů kamenického řemesla a práce ručními kamenickými nástroji, nutná na dokončení tvarově složitých výrobků.
SPSKS
Technologie hrubého a čistého opracování kamene Charakteristika hrubých a čistých kamenických výrobků Rozdělení kamenických výrobků je tradičně odvozeno podle stupně povrchových úprav, od použitých nástrojů a dosažené dovednosti kameníků. Hrubé kamenické výrobky [HKV] jsou na povrchu, tedy na lícních plochách se stopami po dělení suroviny klínem, vrtáním, štípáním, výjimečně i ručním přetloukáním. Čisté kamenické výrobky [ČKV] jsou na lícních plochách opracované špičákem, dlátem, pemrlicí, zubákem, rýhovačkou.
7
Při popisu a hodnocení kamenických výrobků předpokládáme, že základní tvar kvádru má rovné plochy a těleso je v pravoúhlém tvaru. Kvádr jako trojrozměrný objekt odborně nazýváme „pravoúhlý rovnoběžnostěn“. Některé výrobky nemají plný tvar, mají některou z ploch zkosenou. Pro zjištění požadovaného objemu suroviny ke zhotovení výrobku vycházíme z tvaru opsaného rovnoběžnostěnu. Na výrobku rozlišujeme plochy lícové, ložné a styčné. Plochy lícové jsou přesně a kvalitně opracované. Počet lícových ploch je určen výrobní dokumentací. Běžné jsou kvádry s jednou lícovou plochou, kvádry se dvěma lícovými plochami, popřípadě s dalšími lícovými plochami.
SPSKS Obr. 1. Zobrazení a popis základních ploch kamenického výrobku Na výrobku jsou plochy ložné a styčné redukovány počtem lícových ploch. Plochy, které po zabudování do stavby nejsou vidět, ale jsou zatěžované tlakem, nazýváme „ložné plochy“ (dle ČSN EN 771-6); starším vžitým výrazem jsou nazývány ložnou spárou. Odlišují se v kvalitě provedení roviny i jejich povrchové úpravy od ploch lícních i styčných. Při tradičním ručním opracování byla povolena nerovnost v ploše, ale vždy přesné provádění roviny lemy. Plochy, navazující na sousední kameny, nazýváme „styčné plochy“ (dle ČSN EN 771-6); starší výraz je styčná spára. Po osazení do stavby mají styčnou plochu vyplněnou spárovací hmotou, tmelem, cementovou maltou a jejich úprava obvykle nevyžadovala náročnou úpravu. Styčné plochy neměly přenášet zatížení konstrukcí a tak se na vypracování těchto ploch nevyžadovala větší přesnost. Naopak bylo přípustné tzv. podražení plochy při prýskání.
8
Výjimkou je kvalitní provedení lemu na styku s lícními plochami. Provedení jednotlivých ploch stanoví technologický postup. Kamenické výrobky dělíme podle tloušťky (limitujícího rozměru). A. Masivní výrobky, výrobky s tloušťkou ≥ 50 mm B. Deskové výrobky, výrobky s tloušťkou ≤ 50 mm. Do masivních výrobků spadá všechna produkce HKV a ČKV. Starší ruční a pozdější strojně ruční kamenické práce zhotovené pneumatickým nářadím se liší kvalitou provádění. U hrubých kamenických výrobků jsou hodnoceny především rozměry a provedení rovin v předepsané tolerancí, která je odvislá od použité technologie. HKV jsou pouze masivní výrobky. Pro čisté kamenické výrobky jsou charakteristickými znaky lícových ploch tvar, rovinnost, přesnost úhlů, kvalita povrchové úpravy ploch, hran i rohů, rozměry v dané toleranci. Na ložné a styčné plochy jsou kladeny menší nároky. ČKV jsou pouze masivními výrobky. Ušlechtilé kamenické výrobky deskové jsou křehké a citlivé na údery a otěr. Nelze je ručně opracovat tradičním náčiním. Pro desky používáme také nové strojní technologie napodobující tradiční opracování povrchu. Příkladně strojem upravíme plochy desek špicováním nebo pemrlováním.
SPSKS
Suroviny, druhy surovin, hodnocení bloků
Suroviny používané pro jednotlivé výrobky musí odpovídat požadavkům v platných normách. Současné platné normy mají označení ČSN EN xxxx. Pokud se jedná o surovinu nesplňující požadovaná kriteria podle běžných požadavků, např. podle zrušených norem musí se obě smluvní strany dohodnout na minimálních požadavcích. Základní normy harmonizované s Evropskou unií: ČSN EN 12670 Přírodní kámen – Pojmenování ČSN EN 12440 Přírodní kámen – Terminologie Obě normy jsou úvodem pro všechny další detailní normy pro kamenické výrobky. Jedná se o normy odsouhlasené v EU. V současnosti jsou neplatné normy ČSN, ON i THP ve vztahu ke kamenickému průmyslu, mohou se pouze doporučit. Pro nově platné normy ČSN EN jsou u každého výrobku uvedeny v přehledu požadavky nutných zkoušek a normy, podle kterých jsou zkoušky prováděny. Je na smluvních stranách dojednat minimální požadované hodnoty podle předepsaných zkoušek. Při vyhodnocování nerostného bohatství státu některé horniny řadíme do samostatné skupiny označené dekorativní kameny. Jsou to pevné horniny magmatického, sedimentárního i metamorfního původu, které jsou blokově dobyvatelné a svými vlastnostmi vyhovují pro hrubou nebo ušlechtilou 9
kamenickou výrobu. Pro hrubé kamenické výrobky jsou rozhodující mineralogicko-petrografické složení, fyzikálně-mechanické vlastnosti, struktura, textura, blokovitost a druhotné přeměny. U ušlechtilé kamenické výroby se k uvedeným vlastnostem přiřadí ještě vzhled, barevnost, leštitelnost a stálost materiálů. Pro hrubou kamenickou výrobu jsou zpracovávány různé těžené druhy hornin i z lokalit velmi narušených tektonickými procesy. Využíváme všech těžených ložisek, i když poskytují jen menší množství kvalitních bloků k dalšímu zpracování, např. řezáním na desky. Především využíváme kvalitní druhy granitů/žul, granodioritů. Tyto horniny představují v ČR kolem 70 % těžených výhradních ložisek. Z ostatních magmatických hornin jsou zpracovatelná gabra, bazalty/čediče, syenity, diority, křemenné diority, diabásy, trachyty, křemenné porfyry, ryolity, tufity. Mnohé z výskytů hornin má nedostatečnou blokovitost. Ze sedimentárních hornin to jsou dolomitické vápence, droby, hrubé pískovce/ grity, pískovce/arenity, kvarcit, slepenec. Řada metamorfovaných hornin vznikla z magmatických hornin tzv. ortoruly nebo ze sedimentů, tzv. pararuly. Pro HKV mohou mít rovněž uplatnění, ale v České republice se byly využívané jen místně. Během koncentrace těžebních i výrobních kapacit začátkem druhé poloviny dvacátého století, řada lokalit ukončila těžbu. Prakticky může být každá soudržná hornina použita na vybrané druhy hrubých kamenických výrobků. Každý výrobce si zajistí u konkrétního materiálu odzkoušení potřebných vlastností horniny. Posouzení vhodnosti suroviny je na výrobci. Velikost finálního výrobku je podřízena primární surovině. Pro výrobky hrubé kamenické výroby mají využití bločky i nevyhraněné suroviny pod 0,25 m3. Surové bloky větších rozměrů a vylomené do přibližného tvaru kvádru mají při dalším zpracování větší „výtěžnost“, tedy méně odpadu, odseků, odštěpků, které v současnosti nemají použití, odklízí se do odpadu. Bezodpadová technologie, využívající 100 % vytěžené suroviny, se dosud neplánuje pro vysokou ekonomickou náročnost.
SPSKS
Druhy povrchových úprav a jejich technologie Odborné názvy jsou uvedeny v souladu s evropskou normou ČSN EN 12440 Přírodní kámen - Terminologie. Základní normované výrobky z oblasti HKV a UKV jsou v ČSN EN. 1. Zdící prvky z přírodního kamene 2. Desky přírodního kamene pro venkovní dlažbu 3. Dlažební kostky z přírodního kamene pro venkovní dlažbu 4. Obrubníky z přírodního kamene pro venkovní dlažbu 5. Hrubé desky 10
6. Rozměrné kamenické výrobky Výrobky podle ČSN EN mají širší nabídku povrchových úprav. Jejich výběr je na investorovi i výrobci, který může dát doporučení materiálu v konkrétních případech. Některá z norem EN nabízí také více tvarů, které v původních normách nebyly uvedeny. Žádná z uvedených norem ČSN EN nepředepisuje základní hodnoty podle materiálových skupin, ale odkaz na zkoušky. Členění kamenické výroby do tří skupin je podle vzhledu a způsobu opracování plochy kamene. Tab. 1. Přehled povrchových úprav kamene s charakteristikou Hrubá kamenická výroba - HKV lomový povrch
lomová povrchová úprava kamene
dělení (split)
drsný povrch vzniklý rozpojením
rozpojování hornin podél jedné přednostní plochy pomocí klínu nebo štípačky
přetloukaná povrchová úprava
po použití pneumatického kladiva, hrubý povrch, event. ručně pomocí přetloukací palice
Čistá kamenická výroba – ČKV bosovaná povrchová hrubý a drsný povrch od špičáku nebo sekáče úprava špicovaná povrchová hrubý a drsný povrch od špičáku nebo sekáče úprava opracovaná povrchová a) se stopami po opracování nástroji úprava b) se stopami opracováním stroji strojně opracovaná po opracování povrchu nástroji a se zřetelnými stopami povrchová úprava po nástrojích pemrlovaná povrchová polohrubá úprava použitím čtyřhroté a vícehroté úprava pemrlice špicovaná povrchová polohrubá povrchová úprava povrchu špičákem úprava zubovaná povrchová opracování povrchu zubákem úprava trhaná plocha, loupaná opracování s náhodnými a nepravidelnými výstupky plocha použití špičáku nebo strojně poloautomatem přírodní štípaná pro metamorfované horniny např. břidlice a kvarcity povrchová úprava
SPSKS
Ušlechtilá kamenická výroba – UKV řezaná povrchová úprava po rámové pile nebo kotouči povrchová úprava řezaná diamantovou pilou list nebo kotouč diamantovou pilou 11
řezaná vodním paprskem tryskaná povrchová úprava opalovaná povrchová úprava strukturovaná povrchová úprava broušená povrchová úprava hrubě broušená povrchová úprava středně broušená povrchová úprava (vl.int.) jemně broušená povrchová úprava matově broušená povrchová úprava leštěná povrchová úprava voskovaná povrchová úprava
vodní paprsek s abrazivem po nárazu písku nebo jiného abraziva po vysokoteplotním opracování kamene jedním nebo více procesy mechanickými nebo tepelnými brousící disk s karbidem křemíku s cílem zajistit plochý, jednolitý vzhled hrubé broušení SiC zrnitostí F. 60, cílem je odstranit nerovnosti střední broušení SiC zrnitostí F. 120 jemné broušení SiC zrnitostí F. 220 jemné broušení SiC zrnitostí F. 400, plochý jednolitý a neleštěný povrch po úpravě leštícím kotoučem nebo plstí přirozené dutiny zaplněné cementem, šelakem, pryskyřicí nebo jinými materiály
SPSKS
Povrchové úpravy kamenické práce hodnocené podle normy Svazu kameníků a kamenosochařů ČR (neplatné od roku 2003) měly podrobnější členění jednotlivých úprav. Zákazník může některou náročnější formu požadovat a proto je zde stručný přehled vybraných variant pro porovnání: ČSN EN – platné od dubna 2003 lomová povrchová úprava špicovaná povrchová úprava
pemrlovaná povrchová úprava
strukturovaná povrchová úprava
Povrchová úprava dle TNSK 01/1992 lámání hrubé, čisté, lámání perforováním špicovaná hrubě, polohrubě, jemně, velmi jemně vzhledově: běžné nebo ušlechtilé* pemrlovaná hrubě, polohrubě středně, jemně, velmi jemně, (číselně 1. – 5. pemr.) vzhledově: běžné nebo ušlechtilé* lemovaná plocha hrubě, polohrubě, jemně běžné – ušlechtilé (jen bez hrubé úpravy)* rýhovaná mělce, rýhovaná hluboko zrnovaná hrubě, polohrubě, jemně zubovaná hrubě, polohrubě, jemně
* běžné úpravy mohou mít nestejný vzhled; * ušlechtilé povrchy jsou bez zjevných odchylek vzhledu, velice pravidelné. 12
1. 2. 3. 4. 5.
Parametry kontroly výrobků uplatněné na provádění povrchových úprav: rovinnost - uvádí se v procentech z nejdelšího rozměru lícové plochy pravoúhlost - v procentech z nejdelší přímé hrany lícové plochy rovnoběžnost protilehlých ložných ploch - v mm kvalita vzhledu posouzená okem (rovnoměrnost opracování, stopy po předchozím opracování hrubším nástrojem atd.) vzhledové odchylky (barva, skvrny a shluky některých minerálů)
Zkoušení výrobků z přírodního kamene Stanovení geometrických charakteristik výrobků ČSN EN 13373: 1. pro měření tvaru/rozměrů výrobků se zvolí referenční soustava (x, y, z), rozlišuje se hrubá a čistá délka; podobně pro šířku a výšku 2. pro měření rovinnosti použijeme pravítka na podpěře umístěné na krajích roviny a pomocí tenkých podložek se proměřují odchylky roviny; místo podložek je použitelné speciální měřidlo hloubky.
Technologie povrchových úprav nástroji Lomová povrchová úprava
SPSKS
Úprava kamene má drsný povrch vzniklý prostým rozpojením kamene. Existuje více postupů lámání, rozlišuje se podle druhu použitých klínů. Lámání klínem – pneumatickým klínovacím kladivem se špičatým sekáčem na ploše kamene vytvoříme jamky pro klíny. Po zahloubení jamky použijeme plochý sekáč se zaobleným břitem a vyostříme dno jamky. Vysekané jamky osadíme klíny. Usměrnění jamek s osazenými klíny do přímky je důležité, protože ovlivní rovinu rozpojení kamene. Klíny přiklepáváme palicí. Pokud je třeba pojistit kolmost směru rozlamované plochy, vypracují se další otvory na boku kamenného bloku. Klín pro lámání žul
Klín pro lámání pískovce
Obr. 2. Klínování tvrdých a měkkých kamenů
13
Varianta A – použití platí pro všechny tvrdé materiály, tedy magmatické horniny a všechny ostatní horniny mimo sedimentární horniny klastické. Klín je tupý, proto nesmí dosednout na dno díry, jinak po úderu palicí dosedne na dno a z díry odskočí! Odskočení je velice nebezpečné pro lamače i jeho blízké okolí. Na vyplnění otvoru do díry přiložíme ocelové plechy z obou stran klínu. Trhací síla klínu působí na boky otvoru. Varianta B – platí pro pískovce, klastické horniny s proměnlivým množstvím tmelu. Používá se ostrý klín, který se zakousne na dno díry a současně způsobí tlak do boků díry. Vždy přiklepáváme klíny rovnoměrně po celé délce rozlomu. Volíme stejnou intenzitu úderů, dokud nedojde k rozpojení kamene. Trhací síla působí na dno i boky otvoru. Lámání pérovými nebo hydraulickými klíny Pneumatickým vrtacím kladivem navrtáme krátké vývrty. Třídílný pérový klín má použití pro všechny druhy kamene. Do vývrtů vložíme pérové klíny, které srovnáme přesně ve směru rozlomení. Na rozlamování metrového bloku je vhodné použít minimálně tří pérových klínů. Na klíny přiklepáváme menší palicí (3 kg). Vrtáme otvory s dostatečnou hloubkou převrtání. Klín nesmí dosednout na dno.
SPSKS Obr. 3. Pérový klín Hydraulické klíny mají vyšší hmotnost. Při jejich používání pro HKV si lamači navrtají krátké vývrty do více kamenů Hydroklíny postupně rozlamují připravené kameny. Zařízení je citlivé na zacházení a údržbu (hadice a mazání ploch klínu). Z řady hydroklínů se volí menší a lehčí typy, které vyvíjejí dostatečnou trhací sílu.
Obr. 4. Hydraulický štípací klín
14
Podobně jako u pérových klínů, rozhoduje orientace hydroklínu o výsledku rozlomení. Používá se obvykle jen jeden vývrt pro hydroklín. Štípaná povrchová úprava Štípanou povrchovou úpravu provádíme strojní štípačkou. Hydraulické štípačky umožní dělení kamene různé velikosti, např. délky až 2000 mm štípaného kusu (extrém). Důležitým rozměrem je výška/tloušťka kusu (až do 1000 mm).
SPSKS
Obr. 5. Proměnlivá pozice dělených čelistí štípaček
Štípaný povrch vzniká stisknutím kamene řadami protilehlých dělených nožů. Povrchy štípaného kamene vykazují rozdílnou kvalitu rovin. Závisí na vlastnostech suroviny (textura, struktura) i na směru dělení rovin. Pro štípačky se připravují kameny odvrtáváním nebo lámáním klíny. Bosovaná povrchová úprava Znamená pouze hrubé srovnání roviny bloku nebo hranolu špičákem, sekáčem. Dříve tuto činnost prováděli nekvalifikovaní dělníci. Jedná se o pomocné srovnání kamene, tzv. pasírování, s malou přemírou. Dnes tuto činnost neprovádíme; využívá se úprava řezacími stroji. Špicovaná povrchová úprava Je prováděna špičákem, na špičák přiklepáváme kladivem. Špičák je zakalen a má úhel špičky odpovídající obtížnosti opracování materiálu. Špicováním jsou prováděny různé varianty úpravy povrchu kamene. Rozhodující je rovinnost plochy. Špicováním dochází ke zjemnění povrchu vedením kratších stop špičáku po ploše. Vzdálenost mezi stopami se také zmenšuje. 15
Špicované plochy běžné jsou prováděny na ploše olemované dlátem i bez lemů, jsou méně přesné. Ukázka v tabulce zachycuje požadavky podle TNSK. Provedení ušlechtile špicované plochy je velmi náročné. Směr stop špičáku je volitelný (obvykle diagonální). Vyžaduje se předběžné srovnání roviny a vysekání obvodových lemů. Nepřipouští se ojedinělá vyloupnutí v ploše (lysiny). Špicování je povrchovou úpravou použitelnou na všech kamenických surovinách s výjimkou břidlic. Špicované povrchy se prováděly na masivních kvádrech. Tuto úpravu lze najít jen na některých významnějších stavbách, na památnících a starších náhrobcích (cca do roku 1940). Některé náročné varianty špicování jsou proveditelné strojním zařízením. Především strojem upravíme pouze řezaný deskový materiál, jsme omezeni tloušťkou. Strojem máme možnost špicovat pod daným úhlem, zvoleném směru a s určitou roztečí stop špičáku. Tab. 2. Špicování plochy dle TNSK – doporučené Název Mezní odchylky Mezní odchylky Nástroj povrchové rovinnosti hloubky stop úpravy [mm] [mm] Špicování hrubé 8 20 ± 4 špičák, (1°) Špicování polohrubé 6 15 ± 3 špičák, (1°) Špicování jemné 4 8±2 špičák, (1°) Špicování velmi jemné 2 4±2 špičák, (1°) (1°) dalšími použitelnými nástroji jsou dvojzub, dvojnic (nelze použít pro granity a jiné tvrdé materiály).
SPSKS
Trhaná povrchová úprava Trhaná povrchová úprava, jinak nazývaná „loupaná“, má dvě výrobní varianty. Trhaná plocha prováděná na lámané ploše nebo prováděná na řezané ploše. Na tvrdých materiálech je práce velmi obtížná. Obvykle nezajistí pěkný vzhled plochy. Velmi výrazný vzhled mají trhané plochy na středně tvrdých pískovcích. Na ploše špičákem vyrazíme kus plochy. Po každém úderu kladiva je třeba nasadit špičák na nové vybrané místo. Obr. 6. Trhaná (loupaná) plocha
16
Postupujeme diagonálně od vzdáleného rohu plochy k sobě a stále kontrolujeme rovnoměrnost opracování plochy. Pemrlovaná povrchová úprava Pemrlice je opatřena po obou stranách kladiva hroty. Pemrlování je vyhrazeno pro opracování tvrdých materiálů. Pemrlujeme jen kamenicky připravenou rovinu nebo řezanou plochu. Po ruční kamenické práci je plocha po obvodu olemovaná dlátem a do zhlédnutí. Kámen mezi lemy je sešpicován do úrovně od 7 do - 8 mm nad lemy. Nezáleží na směru špicování, ale na kvalitě provedení. Při používání pneumatického kladiva je možné ponechat vyšší špicování, až do 15 mm nad lemy.
SPSKS
Obr. 7. Špicovaná plocha jemně (3. st.) Tab. 3. Úpravy ploch pemrlicemi dle TNSK - doporučené Název Strojní Ruční Mezní odchylky roviny / povrchové pemrlice pemrlice nad lemy úpravy rozteč hrotů rozteč hrotů [mm] [mm] [mm] Pemrlování hrubé (1. st.) 10 - 15 9 - 11 10 / 3 Pemrlování polohrubé (2. st.) < 10 6–8 6/2 Pemrlování střední (3. st.) 5–6 4–5 4/2 Pemrlování jemné (4. st.) 3 3 4 / 1,5 Pemrlování velmi jemné (5. st.) <3 <3 2/1 V současné době pemrlujeme pneumatickým klínovacím kladivem uchyceným na otočném rameni. Postupně vyměňujeme strojní pemrlice od hrubé po jemnější. Pokud opracováváme malé plošky kamene, např. na boku kusu, pemrlujeme volně z ruky. Pemrlování patří mezi fyzicky náročnou činnost se stálým ohrožením zdraví. Na kameníka škodlivě působí hluk, prach, vibrace a vyšší fyzická zátěž. Obr. 8. Pemrlování pneumatickým kladivem
17
Zrnovaná povrchová úprava K zrnování se vyžaduje speciální nástroj sestavený z více špičáků do jednoho širokého nástroje (viz obr. kamenického nářadí). Zrnovák držíme za rukojeť a je určen pouze pro ruční kamenickou práci. Do držáku rukojeti jsou postupně vyměňovány špičáky s různými profily (20/10 – 15/10 – 10/10 mm), které určují různé rozteče hrotů. Špičáky jsou oboustranně zakaleny. Tab. 4. Úpravy ploch měkkých pískovců zrnováním dle TNSK - doporučené Název Mezní odchylky Mezní odchylky Nástroj rovinnosti hloubky stop povrchové zrnovák rozteč hrotů [mm] [mm] [mm] úpravy sada [ks] Zrnování hrubé 5 15 ± 3 20/5 Zrnování polohrubé 4 10 ± 3 15/7 Zrnování jemné 3 8±3 10/10 Zrnovákem bývala dokončována rovina předem olemovaná a sešpicovaná. Tato úprava je vhodná pouze na méně kvalitní povrchové úpravy. Konečná povrchová úprava je vhodná pouze pro zdící prvky z měkkého pískovce. Zrnování se používalo také k rychlému srovnání přebytku materiálu nad lemy plochy před další úpravou. Tradiční výrobky – kopáky z pískovců - byly na lícních plochách upraveny olemováním a zrnováním.
SPSKS
Zubovaná povrchová úprava Plochu rovnáme a upravujeme pomocí zubáků. Pracuje se na připravené rovné špicované ploše. Úprava je vhodná pouze pro měkčí druhy kamenů např. pískovce, opuky, travertiny. Pro opracování velkých ploch se zubák nehodí. Vyobrazení zubáku je v příloze. Zubák byl v minulosti i současnosti použit k úpravě povrchu mnoha sochařských děl provedených v pískovci i mramoru. Tím se stal pro architekty zajímavější, např. k úpravě malých plošek v kombinaci s hladkými povrchy. Tab. 5. Přehled úprav ploch měkkých kamenů zubáky dle TNSK - doporučené Název Mezní odchylky Mezní odchylky Nástroj povrchové rovinnosti hloubky stop zubák úpravy [mm] [mm] rozteč hrotů [mm] Zubování hrubé 7 4 4–6 Zubování polohrubé 6 3 3–4 Zubování jemné 5 2 <3
18
Povrchová úprava lemováním Lemování doplňuje povrchové úpravy plochy prováděné ručně. Používá se lemovacího dláta šířky 20 – 30 mm. Hodí se k opracování většiny dobývaných surovin. Při opracování tvrdých kamenů je používáno pneumatické klínovací kladivo a nástrojem je strojní lemovací dláto. U měkkých kamenů je vhodné použít ruční opracování. Vyobrazení je v příloze. Tab. 6. Přehled úprav lemování ploch dlátem dle TNSK - doporučené Název Mezní odchylky Mezní odchylky Nástroj rovinnosti povrchové hloubky stop [mm] [mm] [mm] úpravy Lemování hrubé 6 2 Dláto Lemování polohrubé 4 1 Dláto Lemování jemné 3 1 Dláto Rýhovaná povrchová úprava Rýhování je konečnou povrchovou úpravou vyhrazenou pro měkké pískovce. Méně používanou je pro tvrdší opuky, travertiny s ohledem na jejich vyšší pevnost. Nástroj má šířku břitu mezi 60 až 100 mm.
SPSKS
Tab. 7. Úpravy ploch měkkých kamenů rýhovačkou dle TNSK - doporučené Mezní odchylky Mezní odchylky Název rovinnosti hloubky stop povrchové [mm] úpravy [mm] Rýhování mělké Rýhování hluboké
2 4
1 2
Kvalitní rýhování se vyznačuje usměrněnými otisky břitu rýhovačky v kameni. Směr stop rýhování je možno upřesnit s ohledem na orientaci lícové plochy kamene. Výborným dojmem působí vertikální rýhování ploch na svislých kvádrech nebo obkladech. K zajištění dobrého vzhledu je vhodné předkreslit krokování pro nasazování rýhovačky. Zvláštní dojem vyvolá plocha kanelovaná (rozteče 10 až 15 mm). Uvedený výčet povrchových úprav není konečný, ale byl zaměřen na provádění hrubých a čistých kamenických výrobků ručně a strojně ručně. Do detailu nejsou uvedeny některé finty řemeslných postupů. Je pochopitelná snaha, nahradit zdlouhavou a drahou práci kameníků, efektivním výrobním postupem pomocí strojů, ale bez nasazení prašného a hlučného pneumatického zařízení. 19
Všechny povrchové úpravy prováděné pomocí strojů jsou zahrnuté do ušlechtilých povrchových úprav (viz výroba UKV).
SPSKS
Obr. 9. Pneumatické zařízení na sloupu s klínovacím kladivem a odsáváním
Strojně ruční postupy výroby, práce s pneumatickým nářadím Opracování povrchu strojně ručním postupem provádíme kombinovaně. Střídáme ruční práci s náčiním s prací pneumatickým klínovacím kladivem a výměnnými nástroji. Ručně odprýskáváme hrany ploch prýskačem. Strojně opracujeme bosírovanou plochu špičákem, lemovací pemrlicí provádíme olemování plochy. Plochu mezi lemy opemrlujeme strojní pemrlicí. Postupně měníme hrubé pemrlice za jemnější, s menší roztečí hrotů a tím dosáhneme jemnější povrchové úpravy. Obr. 10. Pneumatické klínovací kladivo na vozíčku systém „Vokřínek“ při úpravě roviny špicováním (školní poloprovoz SPŠKS Hořice, 1982)
20
Hmota nad lemy je zarovávána na úroveň lemů. Pneumatické nářadí je nasazeno do lehkého vodícího ramene. Ulehčí se vedení pneumatického kladiva a nástrojů při pemrlování a lemování. Ruční vedení pneumatického nářadí (pneumatické kladivo musíme pevně držet oběma rukama) se používá na operace mimo horizontální rovinu; např. při svislém opracování hlavy obrubníků, masivních schodišťových stupňů apod. Dnes výrobu těchto ploch řeší technolog použitím řezacího stroje. Porovnáním ručního a strojně ručního opracování kamene pneumatickým nářadím lze dospět k několika závěrům: o strojně ruční opracování je výkonnější o strojně ruční opracování klínováním je v ČR převažující technologií strojně ruční opracování ohrožuje lidské zdraví (vysokou hladinou hluku, vytvářením mikrónových částic prachu, vibracemi různých částí těla během držení pracujícího nářadí, poškozením očí). Rozdíly obr. 10. a 11. jsou pouze v ochranných prostředcích!
SPSKS
Obr. 11. Strojní pemrlování s odsáváním (provozovna Nečín, asi 1955) Pro snížení rizikovosti práce s pneumatickým nářadím je nutné pracovat s několika osobními ochrannými pomůckami. Jsou to bezpečnostní brýle s úpravou proti rozbití, s boční ochranou proti drobným odštěpkům a prachu, ochrana sluchu, respirátor proti prachu. Rukojeti některého nářadí má antivibrační úpravu držadel nebo jsou rukavice s antivibrační úpravou.
Technologické postupy výroby vybraných výrobků Výrobky kamenického průmyslu jsou s ohledem na opakovanou a dlouhodobou potřebu normalizované. I v minulosti se vytvářely přesné normy výrobků. 21
V současnosti se vytváří nové soubory norem se širokou platností, které mohou respektovat republikové zvyklosti např. maximální a minimální délky určitých prvků. Pro snadný přístup na evropský trh je důležité napojení na normy ČSN EN, které jsou schváleny pro všechny připojené evropské země. Do souboru vybraných výrobků zařadíme kámen pro dlažbu, obrubníky, silniční krajníky, haklíky a kopáky jako část zdících prvků z přírodního kamene. Výroba dlažebních kostek Strojně ručním dělením z menších bločků, nepravidelných bloků i větších odlomků lámáním připravíme bločky nebo plátky. Bločky a plátky jsou děleny v násobcích rozměrů kostek. Nejlépe se bloky dělí napůl. Surovinou pro výrobu dlažebních kostek jsou převážně granity a granodiority jemnozrnné až střední zrnitosti. Ostatní suroviny byly v minulosti místně používány (čedič, křemence, pískovce, droby) a dnes jsou využívány s ohledem na rekonstrukce veřejných ploch. Obr. 12. Bloček před štípáním (A), dělené nože pro větší bloky (B)
SPSKS
Nejlepší výsledky dělení jsou u středně zrnitých až jemnozrnných materiálů. Drsnost lomové plochy je ovlivněna směrem rozlomu. V lokalitě, kde se těží bloky, jsou patrné směry tří ploch odlučnosti; směr ležení (ložná plocha), směr po dobré a směr po špatné. Při převaze ruční práce byly tyto vlastnosti kamene v každém lomu známé a respektované lamači i kameníky. Výrobní proces při výrobě kostek má dvě fáze: 1. Přípravu polotovaru strojně ručním dělením zajišťují lamači a plátkaři. 2. Postupné štípání polotovarů na štípacím stroji provádí štípači. Obr. 13. Podávací kleště k hydraulické štípačce firmy Pakon
22
Odlamováním menších částí suroviny klínováním dává horší až špatné výsledky. Kámen je nejlépe půlit. Oba kusy se od sebe odklopí a pokračuje v dělení klínováním. První rozlom poskytne základní rovinu k dalšímu dělení každé části. Rozvrhneme směry dělení a připravíme další otvory pro klíny. Dělením kamene je potřeba postupně získat plátky výšky budoucích kostek nebo bločky tloušťky dvojnásobku budoucích kostek. Příkladně v přípravě bločku pro rozlom na drobnou kostku velikosti 100 mm jsou lámány z kamene tloušťky 200 mm i s malou přemírou podle povolené tolerance (180 – 220 mm). Odlomené bločky jsou narovnané na palety a přepraveny ke štípačce. Přípravu kamene pro štípačky zajišťují plátkaři. Polotovary od dvojice plátkařů zpracuje jedna štípačka (pro drobné kostky). Dobře připravený plátek poskytne až čtyři kvalitní kostky. Bloček dělíme štípáním na menší části, dodržujeme předepsané rozměry s povolenou tolerancí. Nepravidelné odseky pod míru skončí v odpadu. Naštípané kostky jsou ukládány na členité skládky. Rozhoduje velikost kostek a kvalita. Starší provozy řešily ukládání kostek na svahových skládkách. Tyto skládky byly přímo spojeny skluzy s hotovou produkcí. Dnes se pro manipulaci s kostkami se využívá ocelových korb, kontejnerů nebo nověji plní textilní vaky. Pro štípání jsou v nabídkách různé typy hydraulických štípaček. V linkách s velkými štípačkami je možno připravovat polotovary pro štípání dlažebních kostek nebo štípat hranoly a další kvádrové zdivo.
SPSKS
Obr. 14. Pohled na štípací linku firmy Gestra Hydraulické štípačky se liší podle výkonnosti. Pro velký výkon (100 t/směna), střední výkon (podle kvality do 30 t/směna) a malý výkon (pro kostky do 8 t/směna).
23
Denní výkon jednoho pracovníka na štípačce činí v průměru 4 – 6 t drobných žulových kostek; pro přípravu je počítáno s jedním pracovníkem na přípravu plátků. Plátkař za směnu připravil cca 2,6 t štípaných hranolů (1,2 m3/směna). Přechodem výroby HKV na kompletní štípací linky je přesouvána část přípravy suroviny na primární dělení v lince. Rozhoduje kapacita prvního stroje a velikost vstupního otvoru (např. 1000 x 600 mm apod.). Linka je vybavena manipulátory pro posouvání i obracení přivezeného kamene. Dopravníkem je polotovar přesunut mezi hydraulické čelisti různých velikostí. Výběr kusů připravených pro linku a vkládaných na podávací stůl ovlivni výkon celé linky. V přípravě polotovarů pro výrobu kostek jsou v zemích našich sousedů odlišné výrobní postupy (Rakousko, Německo). Na hydraulických štípačkách jsou vyráběny také štípané hranoly. Jedná se o výrobek vhodný pro zdění např. hrází, teras a který nebyl revidován v minulé normě TNSK. Všechny strany hranolu byly lámané, štípané a přibližně pravoúhlého tvaru. Původně byly hranoly připravovány výhradně pneumatickými kladivy a klínováním, shodně s přípravou plátků. Výroba silničních krajníků (tradiční výrobek)
SPSKS
Krajník má jednu vrchní lícní plochu. Vybírá se nejrovnější úzká plocha. Všechny plochy krajníku jsou lámané. Krajník je součástí vozovky. Lícní plocha ztužuje okraj živičného krytu vozovky. Dá se předpokládat i jiné použití. Vyvýšené osazení krajníku nad okolní rovinu chodníku ohradí plochy zeleně. Šířka lícní plochy krajníků má tři varianty s tolerancí ± 10 mm: KS 1 = 180 mm KS 2 = 160 mm KS 3 = 130 mm; Výška krajníků je 200 mm ± 20 mm. Převažuje zájem pouze o krajníky KS 3. Délky výrobků jsou pro dobré využití lámané suroviny od 300 mm do 800 mm. Postup lámání vychází z postupného dělení vytěžené suroviny z lomu. Výchozí surovina zpracovávaná pro kostky a krajníky nemá příliš upravený tvar. Má přibližné rozměry, používá se rozměrnější odpad z těžby bloků. Některé lokality, se zcela nevyhovujícími rozměry bloků, mají výrobu zaměřenou pouze na HKV. Na ideálním schématu jsou vyznačeny doporučené směry dělení. Začínáme dělení na ložném směru (na lágru) a podle potřeby zkrátíme délku krajníku po špatné. Nakonec rozlamujeme po dobrém směru, protože dává největší jistotu kvalitního rozlomu. Krajníky jsou osazovány do betonového lože podle projektu vozovky.
24
Obr. 15. Dělení suroviny krajníku KS 3 s využitím ploch odlučnosti
SPSKS
Výroba haklíků a kopáků Oba tradiční výrobky jsou vyráběné ze dvou skupin surovin. Tvrdé materiály jsou zastoupeny granity a granodiority, ostatní magmatické horniny nejsou používané. Ze sedimentárních hornin patří k velice oblíbeným klastické pískovce různé pevnosti. Použití obou výrobků bylo omezeno na provedení soklů budov, tvorbu hrubého zdiva. Obvykle tvoří líc vnějšího zdiva objektů a zbylá část je přizdívaná nebo doplněna betonem. Lícní plocha je lámaná, prýskačem zaprýsknuta do roviny. Plochy spár mají od lícní plochy zasekané lemy. Podle druhu kamene dlátem (tvrdé materiály) nebo zubákem (měkké materiály). Zbytek spár je srovnán do roviny špičákem, zrnovákem nebo zubákem. Hrubé haklíky (granity) jsou při zdění pokládány se širšími spárami, povolená tolerance je ± 20 mm. Čisté haklíky (z pískovce) mají povolenou toleranci ± 10 mm a jsou zděny se spárami cca 10 mm. Při zdění jsou haklíky převazovány v řádcích i na výšku. Povoluje se převázání až na výšku tří kamenů. Haklíky mají doporučenou velikost v rozmezí 130 až 580 mm. Tvary haklíků jsou čtvercové nebo obdélníkové. Zcela odlišným výrobkem jsou kopáky. Jsou to kameny s jednou lícní plochou, tvar lícní plochy je obdélníkový, délky 200 - 800 mm, tloušťky 300 mm. Každá vrstva má shodné výšky vrstvy; od 200 do 400 mm (s odstupem po 25 mm). Rohové kameny se při zdění kladly první, malá část kamenů se upravovala až na stavbě.
25
Obr. 16. Zdivo z kopáků Tradiční výroba je pomalá. Novější postupy řeší výrobu tohoto typu zdiva zpracováním polotovarů. Používají se oboustranně řezané desky. Tloušťka desek tvoří výšku haklíku. Rozlomením desky na tloušťku haklíků (do 100 mm) se vytvoří polotovar, kde stačí upravit boční spáry (tzv. hlavy kusu) a do zhlédnutí zaprýsknout rovinu líce. Podobně se dají zpracovat krajiny (zbytkové krajní desky vzniklé při řezání surového bloku pilou) větší tloušťky (nad 100 mm). Krajina se urovná na stůl kotoučové pily a musí se rozřezat podélnými řezy; volí se několik výšek haklíků. Lámaná strana krajiny se zaprýskne do roviny líce haklíku. Výrobky naší tradiční výroby – haklíky a kopáky jsou podle evropských norem zařazeny do výrobků podle ČSN EN771-6 Zdící prvky z přírodního kamene. Tato norma umožní volit i jiné povrchové úpravy jako špicováním, pemrlováním, rýhováním, tryskáním atd.)
SPSKS
Obr. 17. Ukázka žulových haklíků
26
Výroba chodníkových obrubníků (doporučené podle ČSN 72 1850 zn. OP 1 až OP 7) Chodníkové obrubníky jsou vzájemně odlišeny výrobní šířkou (B). Nejužívanější chodníkovým obrubníkem v ČR je typ OP 3. Obrubník má rozměry 250 x 200 x (800 – 2000) mm (BxHxL). Povrchy lícních ploch – horizontální stupnice a vertikální podstupnice byly pemrlované polohrubě. Používala se strojní pemrlice s roztečí hrotů 10 mm; u ruční pemrlice byla rozteč hrotů 6-8 mm. Okosená hrana mezi lícními plochami o rozměrech 10/10 mm byla upravena dlátem. Ostatní plochy spár byly olemované, sešpicované pod úhel a srovnané pemrlicí. Podle příčného profilu byla chodníkový obrubník plný (obdélník) nebo zkosený (se zkosenou lícní hranou od vozovky). Pro úpravu půdorysu chodníků byly přímé obrubníky doplněny obloukovými tvary koutovými a nárožními. K provedení pravoúhlého obratu chodníků slouží obrubníky koncové levé nebo pravé. Starší obrubníky měly na hlavách zámkové spojení čepem a dlabem. Vyhovovalo to způsobu ukládání obrubníků do pískového lože. Dnešní konstrukce vozovky a chodníku má obrubníky na betonovém loži. Zámky na hlavách nejsou nutné. Teprve při rekonstrukcích jednotlivých tradičních obrubníků je třeba úpravy zámků hlav. Tradičně se výroba obrubníků prováděla pneumatickým klínovacím kladivem a sekáčem na hrubé špicování, strojní lemovací pemrlicí na olemování roviny a strojní pemrlicí na srovnání a dokončení roviny. Klínovací kladivo je snadno vedené na lehkém rameni. Druhé kladivo je volné pro strojně ruční práci na svislých plochách, např. na hlavách. Část operací byla prováděna jen ručně, např. odprýsknutí hran prýskačem, hrubé špicování svislé spáry na hlavách.
SPSKS
Technologický postup současné výroby obrubníků vylučuje tradiční výrobu chodníkových obrubníků. Výjimkou jsou tvarované úpravy nárožních a koutových kusů a oblé zakončené hlav. Výroba má tyto fáze: a) surový blok rozřežeme listovými nebo lanovými pilami, na tlusté desky s rozměry podle výšky obrubníků b) tlusté desky rozřežeme kotoučovými pilami na trámce, rozměry jsou určeny podle šířky obrubníků c) kotoučovou pilou zařezáváme pravoúhlé hlavy podle délky obrubníků do max. využití suroviny d) provádíme úpravu hranolu sražením okosené hrany 10/10 mm, lehkým pneumatickým kladívkem nebo elektrickou úhlovou bruskou e) povrchovou úpravu volíme řezáním, tryskáním pískem nebo plamenem f) výrobek má na pravé hlavě označenou délku nesmazatelnou barvou.
27
SPSKS Obr. 18. Chodníkové obrubníky – různá zobrazení názvosloví Nové pojetí chodníkových obrubníků je stanoveno nornou „Obrubníky z přírodního kamene pro venkovní dlažby ČSN EN 1343:2004“. Určení výrobku: k lemování pozemní komunikace, vozovky, vymezení dopravních ploch, chodníků. Nově jsou formulované tyto vybrané pojmy. Obrubník – dílec delší než 300 mm. Maximální délka není stanovena, ale s ohledem na manipulaci je vhodné doporučit přípravu polotovarů do délky max. 2000 mm, což odpovídá tradiční normě.
28
Druhy obrubníků podle půdorysného tvaru: • přímé - s podélnou osou přímou • obloukové - vydutý obrubník (obrubník koutový) – s vydutým lícem, vypouklý obrubník (obrubník nárožní) – s vypouklým lícem • zvláštní – koncový obrubník s levou nebo pravou hlavou a obrubník neobvyklého půdorysného tvaru (viz stará norma). Názvy ploch obrubníku a hodnocení délek Lícní plochy: stupnice, podstupnice, splávek (okosená hrana) nebo jiné úpravy. Rozměry: délka, šířka, výška (větší část je viditelná a druhá menší část zabudovaná). Rozhodující je celková šířka obrubníků. Náběh – záměrná odchylka povrchu obrubníku, dříve nazývaný zkosená hrana šikmého obrubníku. Povrchové úpravy obrubníků: • štípaný – neopracovaný, povrch lámaný, po štípání hydraulickou štípačkou; pozn.: srovnává se s výrobkem původních označení silniční krajníky KS1, KS2, KS3, zákazník může vyžadovat pro stejný účel i jiné rozměry • špicovaný – opracovaný špičákem se zřetelnými stopami po nástroji • pemrlovaný – pemrlicí se čtyřmi hroty; tradiční obrubník měl povrch pemrlovaný polohrubě, rozteč 6 – 8 mm • hrubě opracovaný – s větším rozdílem než 2 mm mezi výstupky a prohlubněmi – opracování pemrlicí, pískováním, plamenem, obrobením; pozn.: nejedná se mezní odchylku roviny, ale jen pro vyhodnocení rozdílu výstupek – prohlubeň • jemně opracovaný – opracovaný povrch s největším rozdílem 0,5 mm mezi výstupky a prohlubněmi – leštěný, broušený, řezaný diamantovým kotoučem nebo břitem (listem); vysvětlení shodné s předchozím hrubě opracovaným povrchem • broušený – matný povrch nebo matná politura • dekorativně opracovaný obrubník – s jednou nebo několika úpravami povrchu.
SPSKS
Obrubníky jsou dodávány v běžných délkách, tj. v metrech. Na výrobku vyznačíme délku barvou na hlavě (platí jen pro přímé obrubníky). Doporučené jsou délky od 300 do 2000 mm. U obloukových obrubníků je délkou větší průměr, tato délka se měří pouze na lícní straně. Nejmenší délka obloukových obrubníků má být 500 mm. Starší norma řešila zaoblení od poloměru 0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,5; 15,0; 20,0; až do 25 m. Poloměry nad 25 m tvořil oblouk
29
sesazený z přímých kusů, nejlépe stejných délek, do 1100 mm. Povolená odchylka je do 2 % oznámené hodnoty. Tab. 8. Obrubníky - značení povrchů dle ČSN EN 1343:2004 Místo Šířka Výška Označení Třída 1 Mezi dvěma štípanými líci (krajníky) +-10 +-30 Mezi jedním opracovaným +-5 +-30 a jedním štípaným lícem Mezi dvěma opracovanými líci +-3 +-10 (řezané, broušené…)
Výška Třída 2 +-20 +-20 +-10
Tab. 9. Obrubníky - značení mezních odchylek dle ČSN EN 1343:2004 Třída 2 Mezní odchylky pro náběhy Třída 1 Označení D1 D2 Štípaný ± 15 mm ± 15 mm Řezaný ± 5 mm ± 2 mm Opracovaný ± 5 mm ± 5 mm
SPSKS
Podle normy musí výrobce stanovit největší jmenovitou délku obrubníku. Délku kusu lze omezit podle dostupné suroviny, např. zvolit lmax = 1600 mm. Pravoúhlá čela smí mít zkosení, jehož rozměry ve vodorovném a svislém směru nepřesahují 2 mm. Rozměry větších zkosení nebo jiných úprav musí být oznámeny dodavatelem. Konce obloukových obrubníků musí být radiální; hlavy jsou upraveny podle šablony připravené s ohledem na zvolený poloměr tvarů. S ohledem na rozdílnosti v opracování povrchu jsou šířky a výšky obrubníků podle tabulky ve dvou třídách. Podle ČSN EN výrobce musí stanovit největší jmenovitou délku obrubníku. Délku kusu lze omezit podle dostupné suroviny, např. zvolit lmax = 1600 mm. Pravoúhlá čela smí mít zkosení, jehož rozměry ve vodorovném a svislém směru nepřesahují 2 mm. Rozměry větších zkosení nebo jiných úprav musí být oznámeny dodavatelem. Konce obloukových obrubníků musí být radiální; hlavy jsou upraveny podle šablony připravené s ohledem na zvolený poloměr tvarů.
30
SPSKS
Vysvětlivky příčných řezů obrubníků: 1 – zkosení nebo zakřivení, 2 – zkosení, 3 – zakřivení, 4 obdélníkový profil, 5 s náběhem, 6 zkosení nebo zešikmení, 7 – podříznutí, 8 – zkosený nebo zešikmený, 9 zakřivený, 10 – lícní plocha. Obr. 19. Přehled typických příčných řezů obrubníky dle ČSN EN 1343:2004 S ohledem na rozdílnosti v opracování povrchu jsou šířky a výšky obrubníků podle Tab. 10 ve dvou třídách. Tab. 10. Odchylky povrchů přímých obrubníků dle ČSN EN 1343:2004 Sekání Oprac.str. Přímost hran rovnoběžných s rovinou horního líce ± 6 mm ± 3 mm Přímost hran kolmých k rovině líce ± 6 mm ± 3 mm 7 mm Kolmost mezi plochou horního a bočního líce, pokud 10 mm mají být kolmé Deformace horního líce ± 10 mm ± 5 mm Kolmost mezi plochou horního líce a koncovým ± 5 mm ± 5 mm povrchem Nepravidelnosti na líci obrubníků – nesmí být otvory ani stopa po vrtání. Odchylka nepravidelností líce – podle provedeného povrchu: štípaný - + 10 mm, hrubě opracovaný - + 5 mm, jemně opracovaný - + 3 mm. 31
Výroba perónních krajníků Tyto historické výrobky se ze strojně ruční výroby plně přesouvají do strojní výroby. Důvod spočívá ve větším využití strojní techniky místo ruční kamenické práce. Technologický postup je shodný s výrobou chodníkových obrubníků. Výrobky mají být na lícních plochách pemrlované středně. Podle starší normy ČSN jsou označovány zkratkou KP (krajník perónní, krajník průjezdový). Mají výběr šířek od 200 do 350 mm (odstupňované po 50 mm a značení vzestupně od KP 4 do KP 9). Výšky perónních i průjezdových krajníků jsou 200 event. 250 mm a délky předepsané v rozměrech mezi 800 až 2500 mm. Výrobek lze zařadit do ČSN EN 1343:2004 Obrubníky z přírodního kamene pro venkovní dlažbu. Původní účel perónních krajníků byl zaměřen na kvalitnější provedení obrubníků (pemrlování střední). Funkce průjezdových krajníků měla historickou paralelu v zabezpečení průjezdu širokými vraty do dvorního traktu a bezpeční pro přítomné pěšáky. Rozměrově jsou oba typy krajníků shodné, ale průjezdový krajník může mít šířku až 1200 mm. Technologický postup výroby obou typů krajníků: 1. na pilách řežeme blok, volíme tl.desek podle výšky krajníků 2. řezané desky upravíme ořezáním stran kotoučovou pilou malého průměru původní pemrlovaný povrch líce (střední stupeň, prováděl se třetí pemrlicí) lze nahradit otryskáním povrchu abrazivem (litinovou drtí) nebo pemrlováním rotační pemrlovací hlavou 3. úprava okosené hrany 10/10 mm bruskou, (u tryskaných povrchů je tato hrana mírně zaoblená s poloměrem 10 mm) 4. perónní krajník má spodní hranu vysunutou před nosný podklad.
SPSKS
Obr. 20. Průjezdový krajník (vlevo) a perónní krajník (vpravo) Výroba masivních schodišťových stupňů Masivní schody jsou vyráběny pro rekonstrukce historických staveb. Tato výroba se z tradiční strojně ruční výroby plně přesouvá do strojní výroby. Technologie se shoduje s výrobou chodníkových obrubníků. Doporučuje se
32
hrubší povrchová úprava pro použití v exteriérech např. pemrlováním, řezáním, hrubým broušení a tryskáním. Základní členění stupňů a) podle půdorysného tvaru – rovné, kosé a zvláštních tvarů, b) podle příčného profilu – plné, plné s drážkou a sedlem, snímané, snímané s drážkou a sedlem, c) podle tvaru hlav – spárové, obratové pravoúhlé, kosoúhlé a oblé, d) podle tvaru podstupnice – pravoúhlé, podkosené, profilované. Povrchové úpravy lícních ploch – podle umístění a účelu: 1. pemrlované (středně, provést 3. pemrlicí s hroty 5,5 - 6 mm) 2. řezané, přetryskané, 3. broušené s leštěnou podstupnicí (pro interiéry významné budovy). Odlišnosti kamenické práce prováděné v minulosti a současnosti Pro ukázku čisté kamenické práce, práce prováděné ruční technologií, se hodí právě schodišťové stupně. Její nejlepší řemeslná podoba se vyvinula s průmyslovým rozvojem oboru koncem 19. století. Dokladem jsou desetitisíce metrů schodišťových stupňů, plných, profilovaných, snímaných zabudovaných ve stavbách i v terénu. Všechny tyto stupně byly vysekané bez pomoci řezacích strojů a do padesátých let s velmi malým nasazením pneumatického nářadí. Kamenné masivní schody, po kterých dodnes chodíme, trvale dobře slouží a zaslouží si náš obdiv. Popis tradiční výroby Základní strojně ruční postup zhotovení plného stupně se sedlem a drážkou a pravoúhlou podstupnicí (tradiční značení S 2/1). Postup práce začíná kontrolou suroviny, proměřením výměry i roviny ploch. Nejdříve je opracována lícní plocha – stupnice. Navazuje se druhou lícní plochou - podstupnicí. Obě plochy byly olemované strojním dlátem a pemrlicí prvního až třetího stupně. Následuje opracování obou hlav. Přednost má obratová lícní a následně druhá spárová plocha. Důvodem bylo provádění stupňů na míru, podle výkresu. Profily drážky a sedla zapisujeme na obou hlavách. Kus se překlápí na stupnici a vyrovná klíny do vhodnější polohy pro opracování. Ke zhotovení tupoúhlé drážky vyhovuje opatrné vyšpicování hmoty kamene na odlehčení tvaru. Hrana se od podstupnice lehčeji odprýská. Drážka má obě plošky provedeny dlátem. Postup pokračuje opracováním sedla sešpicováním a přesekáním strojním dlátem. Zadní styčná a ložná plocha je upravena špicováním do roviny. Závěrem je dlátem upravena okosená hrana (obvyklé rozměry 20/5 mm). Při požadované vyšší kvalitě stupňů byly na obvodu lícních ploch – stupnici a podstupnici - vyznačeny tužkou široké lemy (25 až 30 mm). Lemy se pečlivě předsekávaly dlátem postaveným kolmo k hranám ploch.
SPSKS
33
Tento postup se nazývá „natírka lemů“. Plochu mezi lemy opět pemrlicí třetího nebo čtvrtého stupně pemrlujeme. Při provádění profilů na podstupnici nebo obratové hlavě byl postup náročnější. Už při zpracování druhé plochy – podstupnice – bylo třeba zapsat profily na obou hlavách. Proto se pečlivě upravuje rovina styčných spár na hlavách. Pak se postupně vypracoval profil podstupnice. Tento postup ruční i strojně ruční výroby čistých kamenických výrobků se již neprovádí. Důvodem je účelnější využití strojů na dělení bloků a řezání plných rovných tvarů a polotovarů. V současné době požadovaný tvar masivního stupně připravíme řezáním pilami, na listových masivní desky a kotoučovými pilami základní hranol. Oblé tvary schodišťových stupňů (podobně i obrubníků) dokončujeme kamenicky. Historická poznámka: zvláštní postup vyžadovalo snímání stupňů – jedná se o odlehčení tvaru stupňů, které prováděla dvojice kameníků ručně sedákem a palicí. Tyto stupně byly samonosné, osazované délkou 0,2-0,25 m do zdiva již během zdění hrubé stavby. Jsou součástí mnoha staveb, zejména postavených v letech 1850 až 1970. V současné době jsou snímané stupně prováděné postupným řezáním kotouči.
SPSKS
Příprava výroby atypických výrobků.
Všechny výrobky čisté kamenické výroby, obrubníky, průjezdové a perónní krajníky, schodišťové stupně, a zvláště masivní profilové výrobky jako ostění oken a vstupů, římsy soklové, patrové a hlavní, nejrůznější typy kvádrů, balustrů pilířů i sloupů, posuzuje technolog provozu podle některého z hledisek: 1. dostupnost požadovaného druhu suroviny 2. maximální rozměry výrobku (l x b x h), případná změna kamenořezu 3. problémy s manipulací velkých hmotností bloků, polotovarů 4. dostupnost strojního vybavení. Při přípravě výroby profilových výrobků zjišťuje a určí technolog základní parametry výrobku. Stanoví rozsah strojních operací a navazující dokončující kamenické práce. Řezáním jsou zajištěny polotovary základních výměr. Postup vyhovuje při větším množství opakovaných rozměrů kusových výrobků. Některé profilové práce je možné připravit detailněji např. vhodným řezacím strojem (kopírovací lanovou pilou, kopírovací kotoučovou pilou). Nadměrné rozměry jednotlivých výrobků, tzv. solitérní kusy, lze rovněž připravit. Postačí řez pro základní plochu nebo výpomoc řezy na dvou protilehlých rovinách. Omezením bývá jeden z velkých rozměrů výrobku, který přesahuje možnosti stroje. Například omezení výšky řezu, malý prostor pod rámem pily nebo malý prostor mezi vodiči lanové pily apod. 34
Atypické výrobky provádíme podle výrobní dokumentace, kde je přesně stylizován požadavek investora či architekta. Důležitá je úvodní pečlivá kontrola prováděcích plánů. Z plánu vyplývá potřeba přípravy technologického postupu podle potřeby provozu. Pro náročně tvarované výrobky jsou podle výkresové dokumentace připraveny šablony. Šablony jsou překresleny na tuhou podložku. Doporučuje se zinkový plech, kvalitní papírové čtvrtky, tuhé kartony, desky plastu malé tloušťky a mnoho dalších hmot. Rozhodující je stabilita rozměrů šablony, materiály se nesmí vlhkem srážet. Přesný tvar základního tělesa určují ložné šablony. K dodržení styku mezi navazujícími kusy profilových kamenů jsou připraveny styčné šablony. Pro kontrolní měření jednotlivých částí vnitřních tvarů nelze použít šablon. Složitější profil během výrobního postupu je rozpracován, tedy je obvodem i objemem větší. Dílčí úseky po částech lze kontrolovat kontrašablonou. Kontrašablona je pomůckou vykreslenou na šablonový materiál jako šablony. Pracovní lístky slouží ke vzájemné evidenci provedené práce, odpracovaných hodin. Pokud jsou zavedeny, slouží pro výplatu mezd. Pracovní úkol je možno hodnotit podle úkonů, které je nutno během opracování provádět. Základní činnosti např. špicování, lemování a pemrlování jsou stanoveny podle velikosti opracovaných ploch a dosažené konečné povrchové úpravy. Tabulky různých výkonových norem byly v minulosti běžně používány. Některé výrobky byly hodnoceny ne podle jednotlivých úkonů, ale za celý výrobek. U běžných typizovaných výrobků např. za bm chodníkového obrubníku, schodišťového stupně, římsového kusu běžného profilu. Už za doby c. a k. monarchie byla stanovena cena za kus na různě profilované stupně podle délky. Z časů druhé poloviny 20. století byly běžně výrobky rozpočtovány po jednotlivých plochách lícních i spárových. Zavedení úkolových mezd nutila pracovníky k výkonům, často i na úkor kvality. Naopak hodinová mzda je vhodná u pracovníků s velmi dobrou pracovní morálkou a smyslem pro špičkovou kvalitu. Z historických časů se zachoval sborník „Článkovací systém“ vhodný především pro hodnocení pracnosti profilových prvků tzv. „článků“; viz cvičení. Podle něj se připravoval úkolový lístek a shodně s tímto dokumentem byla vypočtena cena za profilové výrobky. Značení hotových výrobků musí být shodné podle číselného značení na plánech. Při složitější práci prováděné podle více výkresů se doporučuje i vyznačení čísla plánu, např. na plánu č. 12 jsou čísla kusů od 1. do 121. Pro bezchybné značení kusu č. 28 bude vhodné značení 12/28. Čísla na kameni se umístí na styčné plochy, které jsou při skladování svislé, orientované na jednu stranu (např. vlevo), aby to usnadnilo kontrolu.
SPSKS
35
Barva má být dostatečně trvanlivá. Doporučeny jsou akrylátové barvy, rychle schnou a nepoškozují kámen do hloubky. Normování kamenické řemeslné práce Cvičení č. 1. Výpočet normočasu při opracování čistého kamenického výrobku Výrobek: kvádr s pravoúhlými stěnami Materiál: granit – mrákotínská žula, skupina hornin 2. Povrchová úprava: lícní plochy pemrlované monumentálně, středně, provádí se strojně ručně, stupeň povrchové úpravy 1302. Použití výkonové normy 1973 Ministerstva stavebnictví ČSSR 83 – 12
500
SPSKS 1500
Číslo stupně povrchové úpravy zde = 1302 3500
Pol. 1 2 3 4
Popis Lícní plocha 2(3,5 x 1,5) Přední a zadní líc 2(3,5 x 0,5) Boční líc 2(1,5 x 0,5) Ložná čtystr.ohran. 3,5 x 1,5 Celkem normohodin
m. j. m2 m2 m2 m2
m. mn. 5,25 3,5 1,5 5,25
Nč. m. j.-1 4,84 4,41 4,20 2,59
Nč 25,41 15,435 6,30 13,597 60,742
U většiny nadměrných kusů se musela připočítat doba na manipulaci s kvádrem. Navíc se při proměření před zahájením práce zjistila přemíra kusu a vyhodnotila se tzv. bosírka, to byla nerovnost na opracovávaných plochách vyšší než 30 mm. Tato bosírka se stupňovala, od 30 - 60 mm, od 60 - 90mm. Hodnotila se pouze na skutečně vyměřeném převýšení plochy kamene. 36
Tato řemeslná práce se odlišovala náročností provádění ložných i styčných spár. Při větším počtu lícních ploch kvádru dochází k vyššímu ohodnocení těchto ploch. Jsou určeny jako jednostranné, dvoustranné až čtyřstranné plochy. Cvičení č. 2. Výpočet článků na vybraném profilu čistého kamenického výrobku Článkovací systém – základní vzorec k použití profil (m) x počet článků x koeficient (0,1) = výměra profilu (m2)
Jeden článek na profilu délky 1 metr je roven 0,1 m2. Každá část tvaru profilu se určí počtem článků. U každé části profilu se určí výpočtem nebo měřením jeho rozvinutí. Počet článků na profilu se stanoví podle tabulek. Použitím vzorce je profil převeden pomocí koeficientu na plochu. Vypočtená hodnota plochy je rozhodně větší než skutečná velikost profilu.
SPSKS Délky profilu: (2 x 2,5) + (2 x 1,5) = 8 m Počet článků: drážka 50/50 v rozvinutí 100 mm = 4 články; zde dvě stejné drážky výžlabek ¼ kružnice r = 50 mm, obvod = (2 x π x r) 4 = 78 mm; tedy 3 články celkem článků: 4 + 3 + 4 = 11 Výpočet plochy profilu: 8 x 11 x 0,1 = 8 m2 (Dle sborníku Ministerstva stavebnictví V 13 z roku 1960 a dalších verzí.)
37
Organizace a kontrola výroby Výrobu kontroluje denně směnový technik. Řeší výběr kvalitní suroviny a kompletaci celé práce tak, aby byl přehled o vyrobených kusech, dílčích dodávkách díla na stavbu. Příklady atypických výrobků, které jsou neopakované, individuálních rozměrů, vlastní předepsané povrchové úpravy všech ploch: 1. pravoúhlý kvádr 2. kvádr se skloněnými líci objemu přes 1 m3 přesahující možnosti našich řezacích strojů 3. kanalizační kvádry 4. složité profilové výrobky pro rekonstrukce historické architektury 5. solitérní kusy – kuželky, slohové podstavce, sloupy, kašny atd. Pro podobné výrobky připravíme výrobní dokumentaci – výkresy celku včetně všech detailů, s určením materiálu a jeho povrchové úpravy. Do přípravy výroby je nutné zahrnout výběr vhodného bloku. Kontrola opsaných rozměrů výrobku určí vhodný blok. Blok s přemírou lze odvodit z komerčního bloku, který má všechny rozměry snížené o 0,05 m (podle ČSN EN 1467 Přírodní kámen – Hrubé bloky) Pro usnadnění výroby je možné připravit velké plochy (1 – 2) řezáním stroji. Pro výrobu tvarově náročného výrobku se připravuje nutný počet potřebných šablon a kontrašablon pro přípravné i finální práce. Šablony ložné – šablony styčné - umožní na připravený hranol, předřezaný polotovar, vyznačit přesný tvar výrobků před zhotovením.
SPSKS
Kamenické ruční náčiní
Obr. 21. Klíny pro lámání žuly
38
Obr. 22. Sada tradičního ručního náčiní na opracování pískovců Zleva: 5 klínků, dvojšpic pro vypracování otvorů pro klínky (2x). dvojzub (2x), zubáky (8x), rýhovačky (6x), krátké pravítko, úhelnice chybí. Druhá řada: drobné špičáky (8x), dláta (8x), zahnuté dlátka (2x), drobná úzká dlátka (5x), zakulacené dláto (2x), drobné vrtáky (3x), zrnovák, dřevěná bedna na nářadí. Třetí řada: prýskač, kladivo 2 kg a 1 kg, dřevěné paličky (2x), řádková pemrlice (oboustranná – hrubá a jemná, jen na pískovec před rýhováním), brýle (visící).
SPSKS
Obr. 23. Dláta pro opracování pískovce
39
Obr.: 24. Rýhovačky pro opracování pískovce
SPSKS Obr. 25. Náčiní s vložkami SK pro tvrdé kameny Zleva: špičák, dláta 30, 25, 20, 16, 14, 12, 10, 8, 6, 4 mm a extrémní rýhovačka, nahoře jsou dvě kladívka (0,5 a 0,3 kg) na písmo.
40
Vzory povrchových úprav kamene (ČKV)
SPSKS
Obr. 26. Žula – špicovaná plocha s lemem, špicování jemné
Obr. 27. Žula - pemrlovaná plocha třetím stupněm
41
Obr. 28. Pískovec – loupaná, trhaná povrchová úprava
SPSKS
Obr. 29. Pískovec – zrnovaná plocha
42
SPSKS
Obr. 30. Pískovec – rýhovaná plocha – rýhování hluboké
Doplněk štípací technologie Uvedené tabulky podávají úplný přehled výrobků současné dlažby. Původní dlažební kameny se štípaly ručně. Pro tento výrobek se vybíraly druhy žul a granodioritů s velmi dobrou odlučností. Jednou z hlavních podmínek bylo, že položená dlažba měla stejnou barvu. Barevný odstín naznačoval horší kvalitu kamene. Současná štípací technika postupně zpracuje i polotovary horší kvality. Linka má štípací stroje doplněny manipulátory k odstranění manuální námahy. Obr. 31. Hydraulická štípačka Gestra pro konečnou fázi štípání
43
Tab. 11. Drobné kostky Drobné Označení Rozměry kostek kostky Velikost Třída Mezní odchylky rozměrů [mm] 1 I 120 x 120 x 120 ± 10
2
3
Podíl kostek Nižší třídy 5%
II I
120 x 120 x 120 ± 20 100 x 100 x 100 ± 10
5% 5%
II
100 x 100 x 100 + 20 - 10 80 x 80 x 80 ± 10
5%
80 x 80 x 80 + 20 - 10
5%
I II
5%
Sledované odchylky Barevnost Všechny plochy stejné barvy Nepředepisuje se Všechny plochy stejné barvy Nepředepisuje se Všechny plochy stejné barvy Nepředepisuje se
I. jakostní třída má povoleny hrbolky a prohlubně do ± 5 mm II. jakostní třída má povoleny hrbolky a prohlubně do ± 10 mm
SPSKS
Nová ČSN EN 1342 sleduje odchylky jmenovitých rozměrů (štípané ±15 mm), odchylky jmenovité tloušťky (štípané ± 30 a ± 15 mm) a odchylky nepravidelnosti líce (štípané 5 mm) Informativní koeficienty výrobků ze žulových kostek 100/I 10 t = 50 m2 10 t = 5,9 m3 10 t = 4 250 kusů kostek 120/I 10 t = 41 m2 10 t = 6,5 m3 10 t = 3 200 kusů kostek Tab. 12. Mozaikové kostky Mozaika Označení Rozměry kostek štípaná Velikost Třída Mezní odchylky rozměrů [mm] 1 I 60 x 60 x 60 ± 10
Podíl kostek nižší třídy 5%
Sledované odchylky Barevnost
Všechny plochy stejné barvy 2 I 50 x 50 x 50 ± 10 5% Všechny plochy stejné barvy Všechny plochy mají povoleny hrbolky a prohlubně do ± 5 mm a mají být co nejvíce pravoúhlé. Informativní koeficienty výrobků ze žulových kostek Moz/I 10 t = 85 m2 10 t = 7 m3 1 m3 = 13 m2 1 m3 = 1,430 t 44
Tab. 13. Mozaika řezaná Mozaika řezaná Třída Mezní odchylky Označení rozměrů [mm] A I 60 x 60 x 60 + 10 -5 B I 50 x 50 x 50 + 10 -5
[mm] ±1 ±1
Barevnost Všechny plochy stejné barvy Všechny plochy stejné barvy
Tab. 14. Velké kostky Zn.
Velké kostky Rozměry
Mezní Mezní Mezní Odchylky odchylky odchylky odchylky tvaru Vel. Tř. Mezní odchylky Přípustné Rovinnost Rovinnost Barevnost odchylky líce styčných [mm] rozměrů ploch 1 I 160 x 160/220 x 160 ± 10 ±5 - 10 Stejná barva 1 II 160 x 160/220 x 160 ± 15 ± 10 - 15 Nepředepisuje se 2 I 160 x 160/220 x 140 ± 10 ±5 - 10 Stejná barva 2 II 160 x 160/220 x 140 ± 15 ± 10 - 15 Nepředepisuje se 3 I 140 x 140/200 x 150 ± 10 ±5 - 10 Stejná barva 3 II 140 x 140/200 x 150 ± 15 ± 10 - 15 Nepředepisuje se 4 I 140 x 140/200 x 130 ± 10 ±5 - 10 Stejná barva 4 II 140 x 140/200 x 130 ± 15 ± 10 - 15 Nepředepisuje se Příklad objednávky: 1000 t, žulových kostek 160/I, TNSK 03/93
SPSKS
Informativní koeficienty výrobků ze žulových kostek 160/I 10 t = 25 m2 1 m2 = 6,24 bm (řádková dl. nebo přídlažba).
45
SPSKS
Obr. 32. Doplňování dlažeb k osazeným obrubníkům, Hořice 2009
Obr. 33. Členění výdlažby náměstí podle architektonického záměru, použity velké a drobné kostky, Roudnice nad Labem 2009
46
Obr. 34. Řezané mozaikové kostky, Hořice 2009
SPSKS
Obr. 35. Úpravy chodníků navazující na starou dlažbu města drobnými kostkami, Roudnice nad Labem, 2009 47
Obr. 36. Mozaiková vzorovaná dlažba chodníku, Roudnice nad Labem, 2009
SPSKS Obr. 37. Úprava dlažebních kostek při dokončování dlažby, Hořice 2009
48
Obr. 38. Pokládání mozaikových kostek, Hořice, listopad 2009
SPSKS Obr. 39. Kašna v Praze na Senovážném náměstí, Kámen Ostroměř s.r.o.
49
SPSKS
Obr. 40. Gotická kytka, složitá kamenosochařská práce, provedla firma Kámen Ostroměř s.r.o.
50
Obr. 41. Kašna v Žatci, provedla firma Kámen Ostroměř s.r.o.
SPSKS
Obr. 42. Kašna před kamenickou firmou, Kámen Ostroměř s.r.o.
51
Obr. 43. Výkres trnože balustrády, provedeno firmou Kámen Engineering s.r.o. v Hradci Králové
SPSKS Obr. 44. Rekonstrukce balustrády do Regensburgu (SRN), pro Kámen Engineering Hradec Králové s.r.o. zhotovila firma Kámen Ostroměř s.r.o.
52
Obr. 45. Výkres rekonstruované balustrády do Regensburgu v SRN, prováděla firma Kámen Engineering s.r.o. v Hradci Králové
SPSKS
53
Přílohy Příloha č. 1. Přehled vydaných harmonizovaných evropských norem pro kamenoprůmysl: ČSN EN 12440 Přírodní kámen – Pojmenování ČSN EN 12670 Přírodní kámen – Terminologie ČSN EN 1467 Přírodní kámen – Hrubé bloky ČSN EN 1468 Přírodní kámen – Hrubé desky ČSN EN 1469 Výrobky z přírodního kamene – Obkladové desky ČSN EN 771-6 Specifikace zdících prvků – část 6: Zdící prvky z přírodního kamene ČSN EN 12283-1 a 2 Kámen pro vodní stavby ČSN EN 1341 Desky z přírodního kamene pro venkovní dlažbu ČSN EN 1343 Obrubníky z přírodního kamene pro venkovní dlažby ČSN EN 12057 Výrobky z přírodního kamene – Tenké desky ČSN EN 12058 Výrobky z přírodního kamene – Podlahové a schodištní desky ČSN EN 12059 Výrobky z přírodního kamene – Rozměrné kamenné výrobky Příloha č. 2. Výběr zkoušek suroviny pro kamenické výrobky
SPSKS
ČSN EN 771-6 Zdící prvky – pevnost v tlaku, nasákavost kapilární, pevnost v tahu za ohybu, pevnost za ohybu při soustředěném zatížení, pevnost ve smyku, měrná a objemová hmotnost a celková a otevřená pórovitost, mrazuvzdornost, tepelně vlhkostní vlastnosti, reakce na oheň, prostup vodní páry. ČSN EN 1341 Venkovní dlažba a ČSN EN 1343 Obrubníky - shodně - mrazuvzdornost, pevnost za ohybu při soustředěném zatížení, petrografický rozbor, nasákavost za atmosférického tlaku. ČSN EN 1342 Dlažební kostky – pevnost v tlaku, nasákavost za atmosférického tlaku, mrazuvzdornost, petrografický rozbor. ČSN EN 1468 Hrubé desky - měrná a objemová hmotnost a celková a otevřená pórovitost, pevnost za ohybu při soustředěném zatížení, petrografický rozbor, pevnost za ohybu při konstantním momentu ČSN EN 1469 Obkladové desky - měrná a objemová hmotnost a celková a otevřená pórovitost, mrazuvzdornost, pevnost za ohybu při soustředěném zatížení, petrografický rozbor, tepelně vlhkostní vlastnosti, nasákavost za atmosférického tlaku, pevnost za ohybu při konstantním momentu, stanovení tržného zatížení v otvoru pro kolík, reakce na oheň, nasákavost vodou za atmosférického tlaku, odolnost proti tepelnému šoku,
54
odolnost proti obrusu, odolnost proti kluzu pomocí zkušebního kyvadla, prostup vodní páry. ČSN EN 12057 Tenké desky - nasákavost vodou působením vzlínavosti, měrná a objemová hmotnost a celková a otevřená pórovitost, mrazuvzdornost, pevnost za ohybu při soustředěném zatížení, petrografický rozbor, tepelně vlhkostní vlastnosti, pevnost za ohybu při konstantním momentu, reakce na oheň, stanovení nasákavosti vodou za atmosférického tlaku, odolnost proti tepelnému šoku, odolnost proti obrusu, odolnost proti kluzu pomocí zkušebního kyvadla, prostup vodní páry. ČSN EN 12058 Podlahové a schodištní desky - nasákavost vodou působením vzlínavosti, měrná a objemová hmotnost a celková a otevřená pórovitost, mrazuvzdornost, pevnost za ohybu při soustředěném zatížení, petrografický rozbor, tepelně vlhkostní vlastnosti, pevnost za ohybu při konstantním momentu, reakce na oheň, stanovení nasákavosti vodou za atmosférického tlaku, odolnost proti tepelnému šoku, odolnost proti obrusu, odolnost proti kluzu pomocí zkušebního kyvadla, prostup vodní páry.
SPSKS
Příloha č. 3. Přehled vybraných surovin pro HKV – Česká republika
Boršov
Bořená Hora
55
Boží Hora
Buršice
SPSKS
Černá Voda
Dolní Březinka - Horka
56
Dolní Březinka – Kopaniny I
Drahenický Malkov
SPSKS
Horní Skorošice
Hudčice
57
Hudčice A
Kamenná
SPSKS Kaní Hora
Krhanice
58
Liberecká tmavá
Mrákotín šedý
SPSKS Mysletice
Nebílovský Borek
59
Pavlov I
Řásná (nepatrně zvětšeno)
SPSKS Skorošice
Solopysky
60
Slezská světlá žula
Sumrakov
SPSKS
Vápenice – dolní
Vápenice – horní
61
ce
Vápenice GBL
Vápenice IV – pod Zelenou horou
SPSKS
Štěkeň
Štěnovice
62
Tis
Vepice
SPSKS Vlčkovice
Vrchotovy Janovice
63
Žernovka
Zdechovice
SPSKS
Žulová Jašek
Žulová IV
64
Vzorky jsou ze zkoušek prováděných v minulých dvou desetiletích ve Zkušebně kamene v Hořicích. Jsou drobným příspěvkem k faktu, že v naší republice je dost zajímavého a kvalitního materiálu pro kamenickou výrobu.
Šluknov
SPSKS
65
ÚVOD.................................................................................................................... 2 VZNIK A VÝVOJ KAMENOPRŮMYSLU ........................................................ 2 TECHNOLOGIE ZPRACOVÁNÍ KAMENE...................................................... 5 TECHNOLOGIE HRUBÉHO A ČISTÉHO OPRACOVÁNÍ KAMENE........... 7 CHARAKTERISTIKA HRUBÝCH A ČISTÝCH KAMENICKÝCH VÝROBKŮ ...................................................................................... 7 SUROVINY, DRUHY SUROVIN, HODNOCENÍ BLOKŮ .......................................................................................................... 9
DRUHY POVRCHOVÝCH ÚPRAV A JEJICH TECHNOLOGIE.................. 10 TECHNOLOGIE POVRCHOVÝCH ÚPRAV NÁSTROJI............................... 13 LOMOVÁ POVRCHOVÁ ÚPRAVA................................................................................................................................ 13 LÁMÁNÍ PÉROVÝMI NEBO HYDRAULICKÝMI KLÍNY ......................................................................................................... 14 ŠTÍPANÁ POVRCHOVÁ ÚPRAVA ................................................................................................................................ 15 BOSOVANÁ POVRCHOVÁ ÚPRAVA............................................................................................................................. 15 ŠPICOVANÁ POVRCHOVÁ ÚPRAVA ............................................................................................................................ 15 TRHANÁ POVRCHOVÁ ÚPRAVA................................................................................................................................. 16 PEMRLOVANÁ POVRCHOVÁ ÚPRAVA ......................................................................................................................... 17 ZRNOVANÁ POVRCHOVÁ ÚPRAVA............................................................................................................................. 18 ZUBOVANÁ POVRCHOVÁ ÚPRAVA............................................................................................................................. 18 POVRCHOVÁ ÚPRAVA LEMOVÁNÍM........................................................................................................................... 19 RÝHOVANÁ POVRCHOVÁ ÚPRAVA............................................................................................................................. 19
SPSKS
STROJNĚ RUČNÍ POSTUPY VÝROBY, PRÁCE S PNEUMATICKÝM NÁŘADÍM .......................................................................................................... 20 TECHNOLOGICKÉ POSTUPY VÝROBY VYBRANÝCH VÝROBKŮ ....... 21 VÝROBA DLAŽEBNÍCH KOSTEK .................................................................................................................................. 22 VÝROBA SILNIČNÍCH KRAJNÍKŮ (TRADIČNÍ VÝROBEK) .................................................................................................... 24 VÝROBA HAKLÍKŮ A KOPÁKŮ ................................................................................................................................... 25 VÝROBA CHODNÍKOVÝCH OBRUBNÍKŮ ....................................................................................................................... 27 VÝROBA PERÓNNÍCH KRAJNÍKŮ ................................................................................................................................ 32 VÝROBA MASIVNÍCH SCHODIŠŤOVÝCH STUPŇŮ ........................................................................................................... 32 ODLIŠNOSTI KAMENICKÉ PRÁCE PROVÁDĚNÉ V MINULOSTI A SOUČASNOSTI ...................................................................... 33 POPIS TRADIČNÍ VÝROBY......................................................................................................................................... 33
PŘÍPRAVA VÝROBY ATYPICKÝCH VÝROBKŮ. ...................................... 34 NORMOVÁNÍ KAMENICKÉ ŘEMESLNÉ PRÁCE ............................................................................................................... 36
ORGANIZACE A KONTROLA VÝROBY ...................................................... 38 KAMENICKÉ RUČNÍ NÁČINÍ ........................................................................ 38 VZORY POVRCHOVÝCH ÚPRAV KAMENE (ČKV)................................... 41 DOPLNĚK ŠTÍPACÍ TECHNOLOGIE............................................................. 43 PŘÍLOHY............................................................................................................ 54 PŘÍLOHA Č. 1. PŘEHLED VYDANÝCH HARMONIZOVANÝCH EVROPSKÝCH NOREM PRO KAMENOPRŮMYSL: ................................ 54 PŘÍLOHA Č. 2. VÝBĚR ZKOUŠEK SUROVINY PRO KAMENICKÉ VÝROBKY .............................................................................. 54
66
PŘÍLOHA Č. 3. PŘEHLED VYBRANÝCH SUROVIN PRO HKV – ČESKÁ REPUBLIKA ................................................................... 55
SPSKS
67
SPSKS
68
SPSKS
69
SPSKS
