SYNERGIA KAMIENIA I SZKŁA OD JUTRA W POZNANIU

SYNERGIA KAMIENIA I SZKŁA OD JUTRA W POZNANIU

Targi branży kamieniarskiej STONE odbywające się co roku na terenie Międzynarodowych Targów Poznańskich adresowane są do wszystkich, dla…

Czytaj...
PIERWSZY  MGALLERY W POLSCE

PIERWSZY MGALLERY W POLSCE

Jednak nie Wrocław, lecz Kraków będzie pierwszym miastem w Polsce, w którym zostanie otwarty hotel marki MGallery by…

Czytaj...
FASADA INSTYTUTU RAL W BONN

FASADA INSTYTUTU RAL W BONN

We wrześniu br. ukończono realizację inwestycji, która stanowi przykład połączenia tradycyjnych materiałów z ultranowoczesnymi technologiami. Mowa o siedzibie…

Czytaj...
4 DESIGN DAYS 2019

4 DESIGN DAYS 2019

300 wystawców na 13 tys. m kw. powierzchni wystawienniczej i 25 tys. odwiedzających Dni Otwarte – tak zapowiada…

Czytaj...
Frontpage Slideshow | Copyright © 2006-2011 JoomlaWorks Ltd.

PRACA KOTWY NOŚNEJ NA ELEWACJI

Fot1PRACA KOTWY NOSNEJPrzeglądając publikacje dotyczące kotew do mocowania płyt elewacyjnych, nigdzie nie znalazłem wywodu traktującego te elementy w sposób elementarny. Moim zdaniem warto te braki uzupełnić. Artykuł ten poświęcony jest więc pracy kotwy nośnej i poszczególnych elementów składowych w zależności od jej lokalizacji i kształtu. Opiszę też zjawiska, które są pomijane z uwagi na znikomy (lub nawet żaden!) wpływ na wynik końcowy.

Na wstępie zaznaczę, że pomijam tutaj relacje między wielkościami obciążeń na kotwy, np. tej zlokalizowanej w fudze poziomej i w fudze pionowej z pinem obustronnym.

Najprostszym przypadkiem, który będzie wyjściowy do analizy, jest kotwa zginana. I już w tym miejscu należy zwrócić uwagę, że ma znaczenie, czy jest ona zlokalizowana w fudze pionowej (rys. 1) czy poziomej (rys. 3). Obie kotwy odkształcają się (uginają się) pod wpływem ciężaru płyty. Różnica między nimi polega na tym, że ta pierwsza odkształca się znacznie łatwiej za sprawą „idealnego” przegubu dla przemieszczeń pionowych (rys. 2). Wyraz „idealnego” celowo ująłem w cudzysłów, aby też wtrącić, że w tym artykule pomijam wpływ tarcia. Kotwa zlokalizowana w fudze poziomej nie ma już możliwości swobodnego obrotu na trzpieniu (rys. 4). Jeżeli pin miałby dużą sztywność, to wraz z ugięciem kotwy w płycie pojawiłyby się siły usiłujące wyłamać go z miejsca osadzenia (rys. 5). Przy większych ugięciach, a te zależą przede wszystkim od wysięgu, ciężaru i przekroju kotwy, dochodzi do uplastycznienia (wygięcia) trzpienia (rys. 6), co rekompensuje brak prawdziwego przegubu. Przyznaję jednak, że nie uwzględnia się tego w obliczeniach.

Jeżeli dwa podstawowe przypadki mamy już przeanalizowane, to pora przyłożyć też do kotwy obciążenie poziome (np. wiatr). Ten typ obciążenia powoduje, oprócz zginania, także ściskanie lub rozciąganie. Stwierdzenie niebyt ścisłe, bo pod wpływem ugięcia kotwy dochodzi do przemieszczenia siły poziomej z osi elementu stalowego i ramię to powoduje dodatkowo zginanie (rys. 7). Takie zjawisko nazywa się teorią drugiego rzędu. Obliczenia wykonywane na potrzeby projektów kamieniarskich pomijają ją jednak. Błędem jest natomiast pomijanie zginania w drugim kierunku kotwy wygiętej lub osadzonej pod kątem np. w narożniku budynku (rys. 8). Tam składowa pozioma powodująca zginanie ma stosunkowo dużą wartość i wytrzymałość stali należy porównać z sumą naprężeń od ściskania/rozciągania i wypadkową od zginania dwukierunkowego. Oczywiście o wiele większe siły zginające kotwy w poziomie przenosi kotwa rurowa niż płaskownikowa. Jeżeli miałbym się skupić na kotwie ściskanej, to należy zwrócić uwagę na możliwość jej wyboczenia.

Zanim przejdę do kolejnych przypadków kotew, poczynię wtrącenie o trzpieniu kotwy. Co może się z nim stać po przyłożeniu obciążenia (zawieszeniu płyty i zwolnieniu wyparć całej elewacji)? Otóż element ten może się zniszczyć na kilka sposobów. Pierwszym przypadkiem jest docisk (rys. 9). Po przyłożeniu siły (lub sił) pin osadzony w otworze jest dociskany na grubości płaskownika lub spłaszczonego fragmentu rury. Jeżeli wartość obciążenia jest duża, to ze względu na bardzo małą powierzchnię nacisku fragmentu trzpienia na kotwę może dojść do jego uplastycznienia. Od kilkunastu lat zajmuję się projektowaniem i doborem kotew – takiej formy zniszczenia trzpienia nie miałem okazji oglądać. Nośność trzpienia ze względu na docisk jest znacznie większa niż występujące w naszej branży obciążenia.

Drugą możliwością zniszczenia trzpienia jest jego ścięcie w płaszczyźnie ścianek bocznych płaskownika (rys. 10). Wydaje mi się, że tu nie ma potrzeby wprowadzania dodatkowych komentarzy. Rysunek obok ilustruje problem. Dodam tylko, że ta forma zniszczenia również występuje bardzo, bardzo rzadko w trakcie prac kamieniarskich.

Trzpień może się również zniszczyć przez jego wygięcie (rys. 11). Jest to możliwe w przypadku bardzo ciężkich płyt i szerokiej fugi. Takie zjawisko sporadycznie można zauważyć na budowach.

Rozpatrzmy zatem kotwę z trzpieniem połówkowym. Otóż do chwili uplastycznienia się pina kotwa pracuje tak samo jak przypadki opisywane powyżej. Dla kotwy zlokalizowanej w fudze poziomej schemat pracy nie zmienia się nawet wtedy, gdy trzpień się wygnie. Kotwa zlokalizowana w fudze pionowej będzie w takim przypadku dodatkowo skręcana, ponieważ siła nie jest przyłożona w osi kotwy (rys. 12).

Innym typem kotew są kotwy fajkowe lub w kształcie litery L zlokalizowane w fudze pionowej (rys. 13). W nich powstaje dodatkowe zginanieFot2PRACA KOTWY NOSNEJ pod wpływem obciążeń poziomych, ale cały czas w jednym kierunku. Trudniejszym przypadkiem jest kotwa typu „L” lub niesymetrycznego „T”, ale do fugi poziomej (rys. 14). Tutaj również mamy do czynienia z dodatkowymi naprężeniami zginającymi, ale w drugim, poziomym kierunku. Przekrój kotwy należy projektować na sumę:

1)    wypadkowej zginania poziomego i pionowego

2)    ściskania bądź rozciągania.

Projektując kotwy do fugi poziomej, należy pamiętać, że tuż za plecami płyty charakterystyki geometryczne przekroju gwałtownie, nawet kilkudziesięciokrotnie (!) spadają. Wynika to z faktu przekręcenia płaskownika do fugi poziomej lub spłaszczenia rury. Wartość momentu zginającego jest już w tym miejscu bardzo mała, ale może dojść do niebezpiecznego wytężenia kotwy.

Mam nadzieję, że materiał powyższy pomoże Czytelnikowi na nieco bardziej wnikliwe spojrzenie na kotwę nośną. Wydawałoby się, że jest ona bardzo prostym elementem elewacji, ale ilość zjawisk jakie w niej mogą zachodzić, może być nieco zaskakująca. Mając jednak na uwadze, że najlepszą pomocą w zrozumieniu i zobrazowaniu pewnych zagadnień są przykłady, w następnym numerze „Świata Kamienia” pojawią się takowe.

O MOŻLIWOŚCIACH WYKORZYSTANIA SERPENTYNITÓW (CZ.2)

serpentynidy6Przemysł budowlany, sztuka rzeźbiarska i galanteria kamienna to powszechnie znane przykłady zagospodarowania serpentynitu nasławickiego. W porównaniu z innymi utworami skalnymi mają one wyjątkowo szeroką gamę zastosowań – także w rolnictwie, ogrodnictwie i akwarystyce.

Rodzaj gleb jest związany z rzeźbą terenu, morfologią podłoża, klimatem, szatą roślinną. Gleby wskutek permanentnej ich uprawy i wegetacji roślin z czasem ulegają degradacji. Stają się zubożałe w podstawowe składniki chemiczne, którymi są głównie potas i sód, wapń, magnez, fosfor i azot. Niedobór tych składników powinien być uzupełniany. Czyni się to poprzez „nawożenie” gleb w uprawach roślin nawozami sztucznymi, stanowiącymi różne związki chemiczne, najczęściej potasowo-sodowe, magnezowe i amonowe. W większości przypadków jakość i ilość wprowadzanych do gleby nawozów sztucznych nie rekompensuje ich deficytu, jest ich za mało albo za dużo. W takich przypadkach wegetacja roślin w chemicznie zmienionej glebie bywa często zakłócona – nieprawidłowa. Wobec tego wydaje się, że korzystniej byłoby nawozić gleby takimi składnikami – substratami, które dostarczają roślinom brakujących pierwiastków w sposób sukcesywny. Takimi substancjami mogą być np. odpowiednio rozdrobnione niektóre skały, a zwłaszcza uzyskane z nich mączki skalne. Prekursorem wykorzystania substratu skalnego w zasilaniu gleb jest Julian Tokarski – członek rzeczywisty PAN, profesor Akademii Górniczo-Hutniczej, Akademii Rolniczej w Krakowie, a w okresie międzywojennym Uniwersytetu Jana Kazimierza we Lwowie. Pracując w Akademii Rolniczej, zajmował się m.in. problematyką mineralogii gleb. Doszedł wówczas do wniosku, że zamiast stosować w nawożeniu gleb saletrę chilijską, można by w jej zastępstwie wprowadzić odpowiedni substrat mineralny. Jako wybitny znawca mineralogii i petrografii wytypował do tego celu sproszkowany tuf filipowicki, skałę zasobną w K2O (ok. 15%). Efekt tego zabiegu okazał się skuteczny, ale dopiero po kilku latach, kiedy rośliny (kwiaty doniczkowe) zaczęły korzystać z potasu wyzwolonego w procesie hydrolizy glinokrzemianu potasu (KAlSi3O8), głównego składnika mineralnego tego substratu.

Podobnie można by również zasilać różne rośliny w magnez – poprzez wprowadzenie do gleby mączki serpentynitowej, czyli substratu zasobnego w uwodnione krzemiany magnezu, jakimi są minerały z grupy serpentynu (Mg6[Si4O10](OH)8), główne składniki serpentynitów. Jest to możliwe tym bardziej, że Kopalnia Serpentynitu w Nasławicach dysponuje dużą ilością mączki serpentynitowej produkowanej podczas bieżącej przeróbki tych skał. Oprócz magnezu substrat serpentynitowy może dostarczać nawożonym glebom także wielu mikroelementów, m.in. żelaza, magnezu i fosforu.

W większym stopniu niż dotychczas można by wykorzystywać serpentynity w ogrodach, parkach czy na skwerach. Różne odcienie zielonej barwy tych skał ciekawie komponują się z zielenią roślin i kolorystyką kwiatów. Można więc kamieniem tym w różnym stopniu obrobionym, a także w postaci różnej wielkości grysu zabudowywać alejki, miejsca pod altany, okładziny rabatek, podłoża oczek wodnych itp. Odbiorcami tych skał mogłyby być wszystkie centrale i sklepy ogrodnicze w całym kraju. W niektórych sklepach ogrodniczych w Polsce sprzedaż tego kamienia jest już prowadzona. Dotychczas w zdecydowanie większym stopniu w wystrojach ogrodów i domów stosowane są serpentynity w Niemczech, skąd różni odbiorcy zawierają z dyrekcją kopalni w Nasławicach stosowne umowy dotyczące zakupu tego kamienia.

Serpentynity, w tym również te z Nasławic, mogą być również wykorzystane w specyficznych warunkach w charakterze sorbentów mineralnych. Oczywiście nie można w tym przypadku mówić o takich zdolnościach adsorpcyjnych minerałów serpentynowych, jakie posiadają minerały ilaste z grupy montmorillonitu czy wermikulitu, które odznaczają się silną zdolnością zatrzymywania na swojej powierzchni par, gazów i cieczy. Strukturalnie serpentyny stanowią trioktaedryczny odpowiednik kaolinitu. Zbudowane są z pakietów dwuwarstwowych, na które składa się jedna warstwa krzemotlenowa i jedna warstwa trioktaedryczna metalo-tleno-wodorotlenowa. Teoretyczny wzór typowego serpentynu magnezowego ma postać Mg6[Si4O10](OH)8. Możliwość zatrzymywania pewnych związków chemicznych w przestrzeniach międzypakietowych tych minerałów w porównaniu z minerałami z grupy montmorillonitu i wermikulitu jest zdecydowanie mniejsza i w zasadzie mniej poznana, pomimo tego, że proces adsorpcji także w nich zachodzi.

Jak podaje M. Sachanbiński (1979), „już w XVII wieku w Europie powszechnie wierzono, że ten, kto pije wino z pucharów wykonanych z serpentynitu, nigdy nie zostanie otruty. Sądzono bowiem, że kamień ten wchłania wszelkie trucizny”.

W serpentynitach występuje niekiedy nieznaczna domieszka trójwarstwowych minerałów ilastych z grupy montmorillonitu, np.serpentynidy8 saponit i wermikulit, oraz chloryty (klinochlor) jako produkty transformacji orto- i metakrzemianów (oliwinów i piroksenów) pierwotnie występujących w skałach ultrazasadowych, z których powstały omawiane serpentynity w wyniku metamorfizmu. Ich obecność powoduje, że skały te odznaczają się nie tylko zdolnością adsorpcji, ale również absorpcji (pochłanianiem). W związku z tym można je również wykorzystywać w charakterze sorbentu np. w akwariach, w których mogą nie tylko oczyszczać wodę, ale również je upiększać.

Reasumując, z przedstawionego zakresu praktycznego wykorzystania serpentynitów z Nasławic, w porównaniu z innymi utworami skalnymi, wynika, że posiadają one wyjątkowo szeroką gamę zastosowań. W związku z tym dotychczasowa gospodarka złożem tego surowca powinna ulec zmianie. Już w trakcie eksploatacji powinno się dokonywać selekcji urobku, oddzielając z niego lite, niespękane bloki z przeznaczeniem do produkcji wyrobów architektonicznych, rzemiosła artystycznego oraz inne, mniejsze i większe fragmenty skalne o walorach dekoracyjnych do zastosowania w akwariach i w ogrodnictwie. Być może w niektórych przypadkach powinno się oddzielić te szlachetniejsze odmiany skały poprzez selektywną eksploatację bezpośrednio z calizny złoża. Stąd w każdym etapie eksploatacji złoża skała ta powinna podlegać obserwacjom makroskopowym, a następnie poszczególne jej odmiany powinny być zaprogramowane do odpowiedniego wykorzystania. Z wydzielonych odmian serpentynitu te najmniej interesujące pod względem kolorystyki i deseni powinny stanowić zasadniczy asortyment do wykorzystania w budownictwie dróg oraz w rolnictwie, a pozostałe – do wcześniej określonego w niniejszej pracy zastosowania. Należy także mieć na uwadze występowanie w obrębie serpentynitów eksploatowanych w Nasławicach różnobarwnych opali oraz rodingitów. W zagospodarowaniu surowca serpentynitowego z Nasławic trzeba skończyć z fałszywą opinią, że jest to skała, która nadaje się jedynie do budowy dróg.

Pod koniec XX wieku i na początku bieżącego stulecia usiłowano zdeprecjonować wartość serpentynitu z Nasławic. A to wskutek źle pojętej natury tych skał oraz pod wpływem modnych w tym czasie i bez merytorycznego uzasadnienia obowiązujących zasad w ekologii. W ten sposób spowodowano pewną „krzywdę wobec natury nieożywionej”, czyli wobec serpentynitu, dyskwalifikując go nawet jako surowiec przydatny do produkcji kruszywa łamanego. Mam nadzieję, że sumienie ekologów się obudzi i powtórnie wypowiedzą się oni na ten temat, przywracając tym skałom należną im wartość i znaczenie surowcowe.

Dotyczy to zresztą nie tylko serpentynitów, ale też wielu innych surowców skalnych występujących w Polsce. Trzeba mieć również na uwadze fakt, że zasoby wszelkich surowców mineralnych występujących w skorupie ziemskiej są ograniczone, trzeba więc korzystać z nich w sposób racjonalny.



Prof. dr hab. Wiesław Heflik
Katedra Mineralogii, Petrografii i Geochemii AGH

O MOŻLIWOŚCIACH WYKORZYSTANIA SERPENTYNITÓW (CZ.1)

serpentynidy1Jak dowodzą wykopaliska archeologiczne z rejonu góry Ślęży, wiele odnalezionych narzędzi zostało wykonanych właśnie z tego surowca. W czasach współczesnych wydobycie serpentynitu antygorytowego ze złoża Nasławice rozpoczęło się w latach 60. XX wieku.

Serpentynity występują w Polsce wyłącznie na Dolnym Śląsku w kilku masywach na obszarze Sudetów i Przedgórza Sudeckiego. Największe złoża tych skał zlokalizowane są w szerokim pasie długości ok. 20 km, otaczającym łukiem Ślężę od wschodu, południa i południowego zachodu, od Jordanowa Śląskiego do Gogołowa. Z serpentynitów zbudowane są Wzgórza Nasławickie, Tomickie, Raduni oraz pasmo Wzgórz Kiełczyńskich. Ponadto serpentynity występują w masywie Grochowa-Braszowice, w masywie Szklar, na północno-wschodnich zboczach Gór Bardzkich, w północnej części Garbu Dzikowca, w odległości 0,5 km na południe od Woliborza oraz w Rudawach Janowickich, a także w okolicach Złotego Stoku. Większość tych złóż jest spękana i nadaje się głównie na kruszywo, jednak w złożach serpentynitów z północno-wschodniego pasa ich występowania, a więc z Winnej Góry, Wzgórz Tomickich i Nasławickich oraz okolic Złotego Stoku znajdują się odmiany serpentynitów przydatne do wyrobu przedmiotów użytkowych i dla celów dekoracyjnych (W. Heflik 1976). Obecnie spośród wymienionych złóż eksploatowane są jedynie serpentynity ze Wzgórz Nasławickich w kamieniołomie w Nasławicach. W obrębie tego złoża występuje kilka odmian barwnych tej skały. Napotyka się tam różne pod względem struktury i barwy odmiany serpentynitów: czarne, ciemnozielone, jasnozielone i inne, często poprzecinane żyłami. Wszystkie, jak na serpentynity, odznaczają się dużą twardością i wysoką wytrzymałością mechaniczną. Makroskopowo niekiedy podobne są do nefrytu, dlatego często przez nieprofesjonalistów wywożone są z kamieniołomu w Nasławicach jako nefryt. Dopiero po przecięciu ich okazuje się, że są to znefrytyzowane (nefrytoidy, W. Heflik, L. Natkaniec-Nowak, 2001) serpentynity. Skały te dają się dobrze obrabiać, polerować i przyjmują ładną fakturę (fot. 1, 2). Serpentynitom w Nasławicach towarzyszą występujące w nieznacznych ilościach: rodingity, różnobarwne odmiany opali, w tym również hialit oraz aragonit i inne, niektóre z nich możliwe w praktycznym wykorzystaniu.

PRZEMYSŁ BUDOWLANY

Dowodem zastosowania kamienia jest m.in. jego obecność w murach kościołów w Wilczkowie i w Sobótce. Są to liczne blokiserpentynidy5 serpentynitu, najczęściej o barwie jasnozielonej (fot. 3 a, b, c). Mury kościoła parafialnego św. Jakuba w Sobótce, pochodzącego z XIV w. obfitują w różnobarwne bloki serpentynitu (fot. 4 a, b, c). W jednej i drugiej budowli stwierdza się, że obecne w nich serpentynity odznaczają się dużą zwięzłością. We współczesnych budowlach w Polsce nasławickie serpentynity należą do rzadkości. Jeśli są stosowane, to prawie wyłącznie w formie jasnozielonych i ciemnozielonych płyt w architekturze wnętrz, rzadziej w architekturze zewnętrznej. W urobku uzyskanym w wyniku eksploatacji w kamieniołomie w Nasławicach uzyskujemy mieszaninę różnej wielkości bloków i fragmentów serpentynitu o różnej barwie i różnej wytrzymałości mechanicznej. W wyniku przeróbki, tzn. procesu kruszenia i przesiewania na sitach, uzyskuje się w miarę zhomogenizowane frakcje ziarnowe, na ogół różnokształtne. Stanowią one doskonały produkt, który wykorzystywany jest jako materiał podkładowy przy budownictwie dróg i autostrad. Materiał ten z uwagi na pewną elastyczność serpentynitu, dobrze układa się podczas utwardzania (walcowania) tych budowli.
Różnej wielkości fragmenty tych skał stosowane są również do produkcji lastryka, czyli sztucznego kamienia otrzymywanego z ich mieszaniny (grysu) spojonych cementem, często z domieszką różnych barwników. Po oszlifowaniu i wypolerowaniu ten sztuczny kamień stosowany jest w charakterze posadzki, parapetów, blatów kuchennych, stołów itp.

Kruszywa te mogą być również wykorzystywane do produkcji mieszanek bitumicznych stosowanych do powierzchniowych utrwaleń na drogach, lotniskach i innych powierzchniach przeznaczonych do ruchu, zgodnie z normą PN-EN 13043; 2004 oraz niezwiązanych i związanych hydraulicznie materiałów stosowanych w obiektach budowlanych i budownictwie drogowym zgodnie z normą PN-EN 13242 + A1; 2010. Na produkcję takich wyrobów kopalnia Nasławice uzyskała Certyfikat Zakładowej Kontroli Produkcji 1454-CPD-225, wydany 21 grudnia 2010 r. przez Ośrodek Certyfikacji Instytutu Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego.

Podczas przeróbki mechanicznej omawianych serpentynitów uzyskuje się również frakcję pylastą, stanowiącą tzw. mączkę serpentynitową. Jeśli jest ona otrzymywana z wysokiej jakości serpentynitu (pozbawionego różnych domieszek mineralnych), to odznacza się dużą zawartością MgO, przekraczającą nawet 50% wag. Na materiale takim przeprowadzone zostały badania w skali laboratoryjnej (W. Heflik, P. Wyszomirski, 1969) nad możliwością wykorzystania serpentynitów do produkcji magnezowych materiałów ogniotrwałych. W wyniku wypalania tego materiału w temperaturze 1500oC w ciągu 2 godzin stwierdzono, że uległ on całkowitemu przetopieniu, a następnie przekrystalizowaniu. Produktem tej krystalizacji była tylko jedna faza krzemianowa, a mianowicie oliwin o zawartości około 6% cząsteczki fajalitowej (Fe2[SiO4]). W ogóle nie wykrystalizowały metakrzemiany. Uzyskano więc niezłej jakości forsterytowy (Mg2[SiO4]) wyrób ogniotrwały. Nasuwa się więc pytanie: dlaczego współcześnie nie produkuje się z tych surowców magnezowych materiałów ogniotrwałych? Odpowiedź na to pytanie nie jest prosta i jednoznaczna. Ogólnie rzecz biorąc, decydują o tym względy ekonomiczne oraz stosowanie w piecach metalurgicznych w formie wykładzin innych materiałów wysokoogniotrwałych. Jedną z przeszkód w produkcji tych wyrobów z serpentynitów jest wysoka zawartość wody (grupy OH) w minerałach z grupy serpentynu (w serpentynicie ok. 15% wag.).

Podobne prace w skali laboratoryjnej prowadzone były przez autora niniejszego opracowania nad zastosowaniem w formie domieszki (jednego z wielu komponentów) mączki serpentynitowej z Nasławic do produkcji płytek klinkierowych. Uzyskano pozytywne rezultaty, odznaczające się m.in. niższą temperaturą wypalania oraz wyższą wytrzymałością mechaniczną płytek.

RZEŹBA I ARCHITEKTURA

serpentynidy4Znane są liczne przykłady zastosowania tego kamienia. Jak podaje A. Kotylak (2001), w kościele św. Marii Magdaleny we Wrocławiu jest ambona wykonana w latach 1579–1581 w pracowni Fryderyka Grossa, w której wkomponowane są: piaskowiec, szary marmur, alabaster (drobnokrystaliczna odmiana gipsu) i serpentynit. Z zielonego serpentynitu wykonano kolumny stanowiące element części podstawowej ambony oraz baldachim (fot. 5 a, b). W tym również kościele jedna ze ściennych płaskorzeźb podparta jest serpentynitowymi kolumienkami.

    W Wrocławiu przy ul. Szewskiej jest budynek, w którym znajduje się perfumeria, na zewnątrz i wewnątrz ozdobiony serpentynitami. Płytami z tego kamienia wyłożona jest posadzka kościoła w Nasławicach (fot. 6 a, b). Serpentynity ozdabiają wiele budynków, sklepów, kawiarń i różnych urzędów użyteczności publicznej na terenie całej Polski. Stanowią także piękną okładzinę ścian w Teatrze Wielkim w Warszawie. Sam lub w kompozycji z marmurem jest wykorzystywany do wystroju luksusowych mieszkań (kominki, parapety, płyty stołowe, lokali bankowych i sklepowych (okna wystawowe, lady, kontuary – ciemnozielona barwa emanuje spokojem i solidnością).

Jak pisze M.W. Wiśniewski (1999), „zieleń stanowi granicę między barwami »gorącymi« a »zimnymi«. Studzi ludzkie umysły, uspokaja, obniża ciśnienie, odnawia siły, zwiększa aktywność i siły umysłu. Daje poczucie harmonii pozwalającej wypocząć, zregenerować siły i rozpocząć działalność od nowa”.

Architektoniczne elementy wykonane z serpentynitu znajdują się także w licznych miejscach na terenie Niemiec. Odmiany tych skał zwłaszcza o barwie ciemnozielonej, seledynowej i czarnej wykorzystywane są także do wyrobu nagrobków. Ich obecność spotkać można m.in. na cmentarzu Rakowickim w Krakowie i w Nasławicach. Obecnie zapotrzebowanie na produkcję nagrobków z tego kamienia wyraźnie wzrasta. Coraz bardziej doceniane jest jego piękno, symbolika spokoju i powagi.

GALANTERIA KAMIENNA, JUBILERSTWO I RZEMIOSŁO ARTYSTYCZNE

serpentynidy3Znane są liczne wykonane z serpentynitu nasławickiego wyroby należące do tzw. galanterii kamiennej, jak lichtarze, przyciski, kałamarze, filiżanki i przybory toaletowe. Przed drugą wojną światową eksploatacją tak modnego wówczas serpentynitu zajmowało się „Saskie Towarzystwo Akcyjne Eksploatacji Serpentynitu”, a w kilkanaście lat po zakończeniu tej wojny funkcjonowały na Dolnym Śląsku zakłady obróbcze m.in. w Jordanowie Śląskim (co ma miejsce do dzisiaj), w Kłodzku i w Miliczu, w których z surowca nasławickiego wyrabiano m.in. kaboszony do pierścionków, płytki do spinek do koszul, kolczyki (fot. 7), popielniczki, szachy, wałki do ciasta oraz różnokształtne cyferblaty zegarów. W łomie serpentynitu w Nasławicach napotyka się także na niewielkie skupienia, często wkładki lub soczewki skał o barwie seledynowozielonej, zbudowane prawie wyłącznie z serpentynu (lizardytu). Jest to stosunkowo miękka skała, dająca się łatwo obrabiać ręcznie za pomocą prostych narzędzi – dłuta, pilnika lub ostrza. Można z niej wykonywać różne figurki, które przypominają chińskie wyroby steatytowe (blaszkowato-włóknista odmiana talku – Mg3[(OH)2/Si4O10] lub agalmatolitowe (odmiana blaszkowo-włóknista pirofyllitu – Al2[(OH)2/Si4O10], często spotykane w sklepach jubilerskich. Odzysk tej odmiany serpentynitu w Nasławicach mógłby dostarczyć cennego surowca dla artystów rzeźbiarzy.

ROLNICTWO, OGRODNICTWO I INNE

Najmniej znana jest możliwość zastosowania serpentynitów w rolnictwie, w którym, jak wiadomo, podstawowe znaczenie ma gleba, czyli powierzchniowa warstwa skorupy ziemskiej przeobrażona pod wpływem świata organicznego, w której dzięki działalności roślin i drobnoustrojów zachodzą ciągłe przemiany substancji mineralnych. W porównaniu z innymi utworami skalnymi serpentynity znajdują tu wyjątkowo szeroką gamę zastosowań. O tym jednak w kolejnym wydaniu ŚK.



Prof. dr hab. Wiesław Heflik
Katedra Mineralogii, Petrografii i Geochemii AGH

SPECYFIKA FIZYKOCHEMICZNA ŻYWICOWANYCH KAMIENI NATURALNYCH

Żywicowanie kamienia naturalnego spowodowało obniżanie kosztów produkcji płyt kamiennych, polepszenie właściwości mechanicznych powierzchni kamienia oraz parametrów estetycznych i użytkowych.

W ostatnim dziesięcioleciu rozwój nowoczesnych technologii produkcji żywic poliestrowych, epoksydowych i poliuretanowych oraz sposobów ich modyfikacji pozwolił na opracowanie nowoczesnych produktów o wysokiej odporności mechanicznej, termicznej i chemicznej [1]. Polepszono również przyczepność i właściwości tiksotropowe, które poprawiły reologię masy żywicznej, eliminując spływanie z powierzchni pionowej oraz szybsze sieciowanie (utwardzenie) [2]. Żywice takie znalazły w ostatnich latach szerokie zastosowanie do impregnacji oraz wzmacniania kamienia naturalnego i innych podłoży mineralnych. Po stwardnieniu (usieciowaniu) ułatwia ona utrzymanie w czystości powierzchni, zwiększa odporność na czynniki zewnętrzne oraz niweluje mikropęknięcia w impregnowanym materiale. Laminat jest odporny nie tylko na działanie wody, benzyny, oleju napędowego, ale również na takie związki jak 10% kwas solny, 20% wodorotlenek sodu czy stosowanych w codziennym życiu rozpuszczalników organicznych oraz środków czystości. Żywicowany kamień jest często stosowany w otoczeniu wymagającym podwyższonej odporności chemicznej i mechanicznej, takich jak zbiorniki agresywnych wód oraz baseny termalne czy chlorowane, hale produkcyjne. Wszystkie walory żywicowania kamienia naturalnego zawsze są szczegółowo opisane przez producentów żywic, dlatego zajmijmy się tą drugą stroną żywicowania [3].

Marmury, granity i trawertyny z warstwą laminatu mają różnorakie zastosowanie, jak nagrobki, pomniki, blaty, parapety, kompozycje łazienkowe itp., a co się z tym wiąże – muszą mieć odpowiednią odporność na czynniki zewnętrzne, m.in. wodę, detergenty i inne środki czyszczące, włącznie z rozpuszczalnikami organicznymi, temperaturę, promieniowanie słoneczne (głównie oddziałujące z żywicą promienie UV). Istotny jest dobór rodzaju stosowanej żywicy dla danego materiału. Stosowanie żywic o dużej liczbie kwasowej, jak bywa w przypadku modyfikowanych poliestrów, może spowodować tworzenie się niekorzystnych reakcji chemicznych z trawertynem lub marmurem (reakcja grup kwasowych z węglanami – wydzielanie ditlenku węgla), co powoduje po jakimś czasie od nałożenia żywicy jej złuszczanie lub mikropęknięcia. Stosowanie żywic epoksydowych o niskim stopniu usieciowania jako łącznika (kleju) w wielu przypadkach jest dobrym i ekonomicznym działaniem. Jednak w przypadku złego doboru żywicy nacisk na warstwę kleju łączonych kamieni i w wyniku oddziaływania dużych zmian temperatur (co w polskich warunkach pogodowych staje się normą) może spowodować po czasie mięknienie warstwy kleju, a co za tym idzie – „ślizganie” się materiałów klejonych (tabela 1). Można zapobiegać takiemu zjawisku, stosując modyfikowane żywice hiperrozgałęzione, jednak producenci (wykonawcy) np. pomników, nagrobków unikają stosowania takich żywic ze względu na bardzo wysokie koszty produkcji [4]. Duże znaczenie ma też temperatura, np. w przypadku blatów kuchennych, gdzie dość często stawia się rozgrzane naczynia – brak odporności termicznej powoduje „wtapianie się” w warstwę laminatu gorących naczyń. Tak samo ma to znaczenie w przypadku pomników, na które może oddziaływać temperatura ujemna, ale i silne nagrzanie słoneczne [5]. W zależności od żywic możemy wyróżnić typowe zakresy odporności termicznej, w których nic się nie dzieje, ale poza tymi zakresami laminat może ulec całkowitemu uszkodzeniu [6]:

żywice epoksydowe od –40°C do +110°C

żywice poliestrowe (niemodyfikowane) od –30°C do +65°C

żywice poliuretanowe od –30°C do +80°C

W przypadku pomników, nagrobków czy parapetów (szczególnie tych zewnętrznych) rodzaj żywicy i jej modyfikacja wpływa na odporność świetlną podczas ekspozycji na światło słoneczne (promienie UV). Dla wielu żywic epoksydowych i niemodyfikowanych żywic poliestrowych jest wręcz zabroniona ekspozycja na światło UV. Zdarza się, że takiego zakazu producent nie wskazał w specyfikacji użytkowania, w takich sytuacjach bywa, że żywice mogą z czasem zmieniać barwę (zazwyczaj ciemnieją, rys. 1) lub powstają mikropęknięcia (w wyniku uszkodzenia struktury wewnętrznej usieciowanego polimeru, rys. 2), co powoduje obniżenie odporności mechanicznej nałożonego laminatu czy kleju. Laminat zmniejsza odporność na zadrapania (np. podczas czyszczenia), złuszcza się z powierzchni w przypadku łączenia żywicą dwóch powierzchni, pogorszenie właściwości mechanicznych powoduje wykruszanie się spoiwa, a z biegiem czasu – rozłączenie się klejonych elementów [7]. Żywicowanie gorszej jakości kamienia umożliwia wniknięcie polimeru w pory i mikropęknięcia. Zasadniczo tak zabezpieczony kamień nie pęka, ma jednolitą powierzchnię i ukryte skazy w strukturze, jednak może dojść do sytuacji, że żywica podczas nanoszenia zacznie sieciować wcześniej (np. złe wymieszanie składników, zmiana temperatury) i nie dotrze do wszystkich mikropęknięć. Pomimo dobrze przeprowadzonego procesu laminowania kamienie takie najczęściej pękają podczas transportu lub rozładunku, a wtedy ciężko jest dochodzić, kto popełnił błąd. Płyty żywicowane (szczególnie metodą próżniową z zastosowaniem epoksydów lub poliuretanów) charakteryzują się lepszym jakościowo polerem. Jednak i tu czyhają „zasadzki”. Zastosowanie zasadowego mleczka lub proszku (a większość na polskim rynku ma odczyn silnie zasadowy) do czyszczenia takich powierzchni dość szybko powoduje jej matowienie lub nawet całkowite uszkodzenie powierzchni (rys. 3) [8, 9]. Nowoczesne żywice produkowane są tak, aby po usieciowaniu były odporne na działania agresywnych odczynników chemicznych, w tym rozpuszczalników organicznych, jednak znamy rynek, szczególnie chiński, gdzie nie jakość, ale cena stawia warunki [10]. Sytuacja taka doprowadza do stosowania gorszej jakości polimeru, który po usieciowaniu nie wykazuje zbytniej odporności chemicznej. Stosowanie roztworów lub mieszaniny rozpuszczalników organicznych (np. aceton, alkohole, estry) w przypadku tanich żywic może powodować powstawanie zacieków na laminacie, a czasami jego całkowite rozpuszczenie (rys. 4).

Rynek kamienia naturalnego pokazuje, że żywicowanie to bardzo użyteczny zabieg, wydatnie wpływający na poprawę ekonomiczną oraz parametrów mechanicznych, estetycznych i użytkowych kamienia, dlatego przedstawione powyżej przykłady nie mają zniechęcać do zabiegów łączenia żywic z kamieniem naturalnym, a jedynie pokazać, co w skrajnych przypadkach może się stać z taką warstwą żywicy w trakcie użytkowania.

Tabela 1. Zmiana twardości żywicy epoksydowej (utwardzonej, na bazie epidianu 5) w wyniku 12-miesięcznego działania nacisku (1,5 tony na powierzchnię 100 cm2 – kształtka 10×10 cm) w temperaturze 50oC. Zmianę twardości przykładowo utwardzonej żywicy epoksydowej oznaczano metodą Shore’a zgodnie z normą PN-ISO 868, wgłębnikiem wg normy PN-93/C-04206 – badania własne autora:


Nr pomiaru

Liczba miesięcy, po jakich wykonano pomiar

Twardość Shore D

[°Sh D]

1

0

78

2

1

70

3

2

62

4

3

59

5

4

55

6

5

49

7

6

40

8

7

31

9

8

26

10

9

20

11

10

18

12

11

15

13

12

12





Dr n. chem. Sławomir Maślanka
Uniwersytet Śląski, Instytut Chemii


Literatura:
[1]    Penczek P., Kłosowska-Wołkowicz Z., Nienasycone żywice poliestrowe – 40 lat badań w Polsce, „Polimery” 42 (1997), 294–297.
[2]    Oleksy M., Galina H., Tiksotropowe, nienasycone żywice poliestrowe o przedłużonej trwałości z zastosowaniem modyfikowanych smektyków, „Polimery” 45 (2000), 541–544.
[3]    Królikowski W., Kłosowska-Wołkowicz Z., Penczek P., Żywice i laminaty poliestrowe, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1986.
[4]    Rolf A.T.M. van Benthem, Novel hyperbranched resins for coating applications, „Progress in Organic Coatings” 40 (2000), 203–214.
[5]    Łączyński B., Tworzywa wielkocząsteczkowe. Rodzaje i własności, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne WNT, Warszawa 1982.
[6]    Saechtling, Tworzywa sztuczne – poradnik, Wyd. V, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2000.
[7]    Ward I.M., Mechaniczne właściwości polimerów jako tworzyw konstrukcyjnych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1975.
[8]    Poradnik fizykochemiczny, praca zbiorowa, red. I. Gajewska, S. Pietras, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne WNT, Warszawa 1974.
[9]    Król P., Wojturska J., Reometryczne badania procesu żelowania kompozycji o wzajemnie przenikających się sieciach polimerowych otrzymanych z poliuretanu i nienasyconego poliestru, „Polimery” 51 (2006), 78–85.
[10]    Maślanka S., Sułkowski W.W., Study of the synthesis, physicochemical and relaxation properties of the selected model oligoester, „Modern Polimeric Materials for Environmental Applications”, Vol. 2 (2006), 101–104.

ŻYWICOWANIE – ODKRYWANIE PIĘKNA CZY UKRYWANIE WAD?

fo1 żywicowanieŚrodowisko kamieniarzy jest podzielone, jeśli idzie o opinie na temat zasadności żywicowania kamienia naturalnego. Najogólniej przyjęło się uważać, że „co naturalne, tego nie powinno się poprawiać”. Niemniej jednak sytuacja jest taka, że w hurtowniach kamienia naturalnego żywicowany produkt to typowy widok.

Szacuje się, że od 70 do 90% kamienia trafia na nasz rynek w postaci produktu naznaczonego chemią kamieniarską. Bywa też tak, że kamieniarze samodzielnie żywicują kamień w swych warsztatach. Mamy wreszcie dostawców chemii kamieniarskiej i maszyn, które automatycznie żywicują płyty z kamienia. Skoro żywicowanie to powszechny proceder, to w jakim celu bywa stosowana owa technologia i z jakim skutkiem? Rozważmy ZA i PRZECIW technologii „upiększania” tego, co naturalne, zadając pytania znawcom tematu.

– Na pewno żywicowanie wzmacnia wierzchnią warstwę kamienia, podciąga kolor, likwiduje mikropęknięcia, wzmacnia strukturę gruboziarnistych materiałów i w dostateczny sposób zabezpiecza przed kwasami i tłuszczami blaty kuchenne – podkreśla Janusz Błyskał, właściciel firmy Granity Błyskal.

Większość przyzna jednak, że żywicowanie jest najpopularniejszym sposobem ukrycia wad produktowych i podniesienia walorów estetyczno-marketingowych. Żywicowanie bloków stosowane jest powszechnie przez firmy z Azji i Turcji. Zabieg taki ma na celu wzmocnienie struktury kamienia. Nierzadko żywicuje się w ten sposób materiał gorszego gatunku lub wydobyty metodą strzałową, więc naznaczony mikropęknięciami.

Pośród krytycznych głosów wobec kamienia żywicowanego da się słyszeć poglądy, że w przypadku niektórych materiałów potraktowanie kamienia żywicą jest po prostu nieodzowne. Żywicowanie materiałów porowatych, np. trawertynów, lub mocno spękanych (np. Forest Brown, Green, Yellow) powoduje głęboką penetrację, wzmocnienie struktury materiałów oraz sklejanie sztychów wewnętrznych – inaczej materiał nie nadawałby się do transportu i dalszej obróbki. Analogicznie, najprostszym sposobem zabezpieczania kruchych slabów marmurów i onyksów (np. na czas transportu) jest żywicowanie z siatką PCV (po drugiej stronie płyty).
Skoro żywicowanie stosuje się nie od dziś, to czy pośród praktyk i konkretnych rozwiązań znajdziemy te godne polecenia (technologie i produkty chemii kamieniarskiej) i obarczone ryzykiem czy też naznaczone miernym efektem, a nawet odwrotnym do zamierzonego?

– Często żywicowanie odbywa się w sposób niedbały, bez przestrzegania podstawowych reguł (suchy, czysty materiał + odpowiednie proporcje + odpowiednia obróbka mechaniczna żywicowanego materiału). Uzyskuje się wtedy mizerny efekt, co zraża klientów. Często po prostu stosowana jest niewłaściwa żywica – zauważa Zdzisław Nowicki z firmy Syntetyk s.c.

fot 3 żywicowanieRygor dotyczący odpowiednio przesuszonego materiału wydaje się bardzo ważny, co podkreślają m.in. dostawcy tradycyjnych linii do automatycznego żywicowania slabów. Aby zastosować żywice epoksydowe, trzeba usunąć co najmniej 80% wilgotności ze slabów, uzyskując dobrą penetrację i przyczepność żywicy. Proces suszenia okazuje się kosztowny, skoro płyty muszą „odstać” w piecu około 1 godziny, aby wytracić wilgoć, i kolejne 2 godziny do katalizy żywicy z utwardzaczem w temperaturze ok. 45 stopni C (w zależności od używanej żywicy). Takie piece mogą być ogrzewane gazem lub emiterami podczerwieni elektrycznej – wybór zależy od kosztów energii w danym kraju. Powstaje więc pytanie: kiedy żywicowanie jest ekonomicznie i jakościowo uzasadnione? Najogólniej można przyjąć, że zawsze wtedy, gdy żywicowanie pozwoli nam… sprzedać materiał. To pogląd dostawców kamienia. A jak faktycznie wygląda kalkulacja kosztów i spodziewanych zysków?

– Żywicowanie jest ekonomiczne w przypadku drogich materiałów gruboziarnistych i porowatych, gdy koszt żywicowania to, w zależności od technologii, 15–25 zł zł/m2, a efekt jest nieporównywalny, ponieważ niektórzy klienci oglądają kamienie „przez lupę”, jakby to był „brylant u jubilera” – tłumaczy Janusz Błyskal. – Wyobrażenie klientów, że kamień jest jednorodnym materiałem, jest niezgodne z rzeczywistością. Granity składają się z miki, kwarcu, plagioklazów, biotytów i skaleni. Natomiast marmury i trawertyny – z minerałów skrystalizowanych i nieskrystalizowanych elementów wapiennych i różnych żyjątek z dawnych czasów oraz wtrąceń. Polerowanie tak różnorodnych materiałów powoduje pewne wymulanie mniej twardych struktur i ziaren, przez co powierzchnia oglądana „przez lupę” jest niepodobna do tafli szkła lub metalu. Utwardzenie powierzchni i późniejsze polerowanie wygładza ten proces i daje rewelacyjne wyniki. Oczywiście dobierając żywicę do konkretnego materiału, należy wziąć pod uwagę kilka zmiennych. Na wstępie należy rozróżnić materiały do zastosowania na zewnątrz i do wnętrz. Następny podział zależy od użytych materiałów: epoksydów lub poliestrów. W polskiej strefie klimatycznej przy zastosowaniach zewnętrznych należy stosować tylko granity i żywice epoksydowe, które są odporne na warunki atmosferyczne. Natomiast do wnętrz oprócz blatów kuchennych i posadzek położonych blisko drzwi zewnętrznych możemy stosować marmury.

Czy znajdziemy inne argumenty przemawiające za żywicowaniem? Pytanie, co np. z kamieniem w obiektach „mokrych”. W elementach narażonych na kontakt z wodą, jak brodziki czy ściany w prysznicach, wreszcie blaty kuchenne – nierzadko żywicowanie wydaje się uzasadnione w celu utwardzenia, zabezpieczenia przed wnikaniem i przesiąkaniem wody i innych środków (tłuszczów i kamienia wapiennego). Takie powierzchnie nie przyjmują brudu i innych zanieczyszczeń, są łatwe w myciu i konserwacji. Po żywicowaniu efekt końcowy jest rewelacyjny, co daje zadowolenie klientów. To prawda, ale od razu wypada przestrzec przed żywicowanym kamieniem, który zechcemy używać w miejscach narażonych na wysoką temperaturę.

– Materiały żywicowane mogą być stosowane wszędzie tam, gdzie materiały nieżywicowane, ale z wyłączeniem miejsc, gdzie temperatura przekracza 65 stopni C. Powyżej tej temperatury żywica się uplastycznia, jakkolwiek, jeśli tylko temperatura spada, żywica „wraca” do poprzednich parametrów – informuje Zdzisław Nowicki. – Często materiały żywicowane mają lepsze parametry mechaniczne niż te same materiały bez żywicy. Istnieją cenione materiały dekoracyjne, które bez żywicy nie ujrzałyby światła dziennego (nie zostałyby wprowadzone na rynek z racji swojej struktury). Rynek stawia coraz wyższe wymagania co do jakości materiałów i aby sprostać temu, musimy przynajmniej część materiałów żywicować. To nie jest moda, to konieczność.

Jak widzimy, argumentów przemawiających za żywicowaniem jest niemało. Pozostaje więc rozważyć głosy krytyczne. Środowisko oponentów powie: poprawiać (upiększać) warto tylko urodę… kobiet; kamień naturalny jest i niech taki pozostanie! Rację mają też ci, którzy podkreślają fakt, że nikt nie żywicuje dobrych gatunkowo bloków i płyt. Kamienie zbite, bez przerostów – takie nie wymagają żywicowania z racji ich budowy geologicznej. Dlaczego warto wystrzegać się żywicowanych płyt granitowych? Ciemny materiał zastosowany na zewnątrz potrafi w słońcu nagrzać się do temperatury ponad 80 stopni C. Łatwo sobie wyobrazić, jak bardzo tracić będzie na urodzie taki np. nagrobek po kilku latach na skutek amplitudy temperatur, wilgotności itp.

– Dla mnie żywicowanie to oszukiwanie klienta. Jeśli kamień naturalny, to po co go poprawiać? Jeśli kamień ma wady, to pokaż mi je, może właśnie taki kupię – tak powinna wyglądać rozmowa specjalistów. Są oczywiście materiały, które bez żywicowania się rozsypią: trawertyny, onyksy, nawet niektóre marmury, ale jeśli w jakikolwiek sposób poprawia się granity, to nic innego jak oszustwo! Żywicowanie wychodzi po 5–6 latach na nagrobkach. Podobnie ma się rzecz z efektem mokrego kamienia, czyli stosowaniem tzw. agerów – impregnatów pogłębiających kolor. Takie metody również nie są dla mnie przekonującą metodą upiększania kamienia. W mojej hurtowni nie kupi się takiego materiału – podkreśla Jacek Kiszkiel, pełnomocnik firmy Kamieniarstwo Zenon Kiszkiel.

Warto więc kilka razy pomyśleć, zanim zdecydujemy się zainwestować w taki produkt kamieniarski. Na pewno trzeba bowiem w tym kontekście wspomnieć, co czeka klienta kupującego takie wyroby (dewelopera, architekta, a także np. nabywcę blatu kuchennego), czyli żywicowane kamienie naturalne. Wszak starzenie się substancji impregnującej objawia się najczęściej zmianą barwy, pęknięciami, łuszczeniem.

fot 2 żywicowanie– Klasyczna żywica eksponowana na działanie promieni słonecznych żółknie – chociaż istnieją żywice firmy Tenax odporne na działanie promieni UV, nie poddające się procesom żółknięcia. Również to, o czym wcześniej wspominałem: żywice są wrażliwe na działanie wysokiej temperatury, co może mieć wpływ na tzw. łuszczenie się żywicy – zastrzega Zdzisław Nowicki.

Najpoważniejszym problemem jest właśnie ryzyko łuszczenia się żywicy. Zjawisko takie w ogóle nie powinno występować, gdy nasączamy strukturę materiału, a nie nakładamy następnej warstwy np. lakieru. A jak jest w praktyce?

– W nieuczciwych praktykach celują dostawcy z Chin i Indii. Użyte przez nich materiały są niewłaściwe, bo według nich materiał ma… ładnie wyglądać, kryć wady tylko w momencie sprzedaży. Znamy przypadki, kiedy materiały takie jak Multicolor Red lub Orion po przestaniu zimy na zewnątrz lub poddane silnemu nasłonecznieniu zblakły i miały szarawy nalot. Myślę, że były żywicowane poliestrami, gdyż te są „szybsze w wykonaniu”, tańsze, ale i mniej odporne na warunki atmosferyczne – donosi nam Janusz Błyskal. – Podsumowując: jestem za żywicowaniem płyt, ale tylko w określonych reżimach technologicznych, a wtedy z pełną akceptacją obecnych i przyszłych użytkowników kamieni naturalnych.

Na pewno pierwszym sprawdzianem wartości materiału będzie pierwsza zima, która bywa w naszej szerokości geograficznej surowa, więc w pierwszym rzędzie odsłania oszustwa związane z obrotem materiałem niepełnowartościowym. Podnoszone argumenty i kontrargumenty nie wyczerpują oczywiście zagadnień związanych z poruszonym tematem. Niżej publikujemy ciekawy komentarz, który może stanowić przyczynek do kolejnej wymiany poglądów i opinii specjalistów.

Rafał Dobrowolski
Fot. GRANITY BŁYSKAL



ŻYWICOWANIE POWINNO BYĆ WYWAŻONE I ZALEŻEĆ OD WIELU CZYNNIKÓW

Dr hab. Stefan Góralczyk,
prof. Instytutu Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego

Nie ma jednoznacznych odpowiedzi na postawione pytania, tzn. nieobiektywne jest całkowite potępianie stosowania żywic i innych impregnatów do kamieni, ale także entuzjastyczne popieranie tych technologii. Prawda jest jak zwykle po środku. Stosowanie impregnacji powinno być wyważone i zależeć od wielu czynników.

Z jednej strony mamy postęp w stosowaniu różnego rodzaju kamieni, np. te, które do tej pory nie mogły być przeznaczane do niektórych zastosowań, po wzmocnieniu żywicą spełniają kryteria. Tak jest np. z trawertynem, który w naszym kraju do niedawna miał ograniczone zastosowanie (patrz: Polskie Normy). Podobnie większość polskich piaskowców – szczególnie te o spoiwie ilastym lub ilasto-krzemionkowym, ze względu na swoje właściwości nie mogły być stosowane np. do okładzin zewnętrznych. A więc dzięki tym technologiom zdecydowanie zwiększył się zakres wykorzystania surowców i ich gama.

Z drugiej strony obserwacja rynku pozwala stwierdzić, że technologię żywicowania stosuje się często bezkrytycznie, bez uprzedniej analizy koniecznych czynników związanych z jakością surowca, zastosowaniem, wymaganiami dla tego zastosowania, a także jakości i rodzaju roztworu do impregnacji dobieranego dla konkretnego rodzaju skały i kierunku zastosowania. Substancje do impregnowania mają różny skład chemiczny i powinny być dobierane do konkretnej skały, posiadającej również specyficzny skład mineralny i chemiczny. Nie jest prawdą, że żywice i inne substancje do impregnowania są bierne chemicznie, a jeżeli czynne, to tylko np. na powierzchni. Nic bardziej mylnego. Najczęściej reakcje chemiczne wewnątrz skał zachodzą wolno; szybciej na powierzchni, gdzie na impregnowaną skałę oddziałuje wiele czynników: atmosferycznych i tych wynikających z użytkowania wyrobu kamiennego (kwasy, zasady itp.). Wreszcie następuje zwykle powolne starzenie się substancji impregnującej, objawiające się najczęściej zmianą barwy, pęknięciami, łuszczeniem. Osobny problem to infiltracja substancji impregnującej w głąb kamienia. Jej intensywność jest uwarunkowana porowatością kamienia, szczególnie porami otwartymi, komunikującymi się ze sobą. I tylko w takich kamieniach, o takiej teksturze możemy spodziewać się efektu impregnacji, tzn. wzmocnienia struktury, zwiększenia odporności na czynniki atmosferyczne itp. W przypadku kamieni o teksturze zbitej, o niewielkiej porowatości infiltracja jest minimalna, a efekt impregnacji może być najwyżej powierzchniowy o ograniczonej trwałości, również ze względu na przyczepność do powierzchni (starzenie, odpryski itp.).

Czy takie postępowanie (żywicowanie) jest ekonomicznie i jakościowo uzasadnione? I czy ma sens?

Bardziej skuteczny i efektywny jest naturalny dobór kamieni do konkretnego zastosowania na podstawie parametrów jakościowych kamieni. W takim przypadku podstawą są ustalone przez ekspertów parametry kamienia zapisane w specyfikacjach normowych (normy PN-EN) lub w tzw. specyfikacjach technicznych rynkowych, opracowywanych na podstawie dokumentów normowych przez projektanta dla konkretnej inwestycji lub zastosowania. Jeżeli te dokumenty dopuszczają dodatkowo żywicowanie czy inny sposób zabezpieczania kamienia, to takie działanie oparte jest na wykonanych uprzednio badaniach i poparte wiedzą ekspercką.

Wymagania i badania reguluje norma PN-EN 1468 (płyty surowe), która określa stosowanie impregnatów w sposób następujący: „Wykończenie powierzchni niektórych typów kamieni może wymagać wykonywania wypełnień, zastosowania materiałów wypełniających lub innych podobnych produktów do zapełnienia naturalnych otworów, wad lub spękań; można to traktować jako część zwykłego procesu obróbki. W takich przypadkach rodzaj obróbki, jak również rodzaj i charakterystyka dodatkowo stosowanych materiałów powinny być deklarowane”. Podobnie stosowanie wzmocnień kamienia regulują pozostałe normy na wyroby z kamieni naturalnych. W przypadku, gdy zawartość substancji organicznych przekracza w kamieniu naturalnym 3% masy, należy badać jego ognioodporność. Co oznacza ten zapis? Stosowanie żywic lub innych substancji powinno być uzasadnione koniecznością wzmocnienia tekstury kamienia naturalnego, tak aby spełnił wymagania jakościowe dla konkretnego kierunku zastosowania. Odbiorca powinien być powiadomiony (deklaracja producenta) o zastosowaniu tej technologii, a kamień odpowiednio przebadany (w tym na ognioodporność, jeżeli materiał zawiera powyżej 3% substancji organicznych, co przy żywicowaniu jest oczywiste) przed dopuszczeniem go do zastosowania.

Wniosek? Odbiorca ma prawo do rezygnacji z zastosowania wyrobu wzmocnionego (o pierwotnych niższych parametrach jakościowych kamienia surowego) na korzyść wyrobu z kamienia naturalnego o parametrach jakościowych spełniających wymagania do konkretnego zastosowania. Konkludując: nie powszechność stosowania żywic, ale racjonalne podejście, uwzględniające jakość kamienia, kierunek jego zastosowania, jakość żywicy, parametry przyszłego użytkowania (czynniki mogące oddziaływać na kamień) powinny być podstawą decyzji producenta i odbiorcy.

 

Nie czekaj dodaj firmę

do naszego katalogu!

 

 

Dodaj firmę...

 

Dodaj ogłoszenie drobne

do naszej bazy!

 

 

Ogłoszenia...

45-837 Opole,
ul. Wspólna 26
woj. Opolskie
Tel. +48 77 402 41 70
Biuro reklamy:
Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie obsługi JavaScript.

Redakcja:
Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie obsługi JavaScript.

Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie obsługi JavaScript.">
     Wszystkie prawa zastrzeżone - Świat-Kamienia 1999-2012
     Projekt i wykonanie: Wilinet