ANIZOTROPIA GRANITU STRZEGOMSKIEGO
Starzy strzegomscy kamieniarze wiedzieli, z której strony i w jakim kierunku uderzyć w bryłę kamienną, aby nastąpił jej równy podział. Kierując się tą samą wiedzą w określony sposób ustawiali bloki kamienne w trakcie rozcinania na płyty. Nieprzypadkowe było również montowanie gotowych wyrobów z zachowaniem pewnego ustalonego kierunku względem spągu wyrobiska. Dlaczego? Bo kamieniarz wiedział, w którą stronę granit jest mocniejszy, a w którą łatwiej się go obrabia.
Powyższe spostrzeżenia są związane z anizotropią granitu, czyli odmiennością właściwości w zależności od kierunku badania. Jest to nierozerwalnie związane z kierunkiem spągu, czyli ułożeniu względem poziomu, w jakim kamień znajdował się w wyrobisku przed wydobyciem. Możemy mówić o płaszczyznach anizotropii, które będą naszym punktem odniesienia w sprawdzeniu wpływu kierunku badań na cechy granitu strzegomskiego.
W badaniach wybrałem cztery właściwości użytkowe kamienia, które najczęściej są badane w trakcie badań typu. Wynik tych badań jest uzależniony od kierunku pomiaru:
– wytrzymałość na zginanie wg EN 12372
– wytrzymałość na ściskanie wg EN 1926
– współczynnik nasiąkliwości kapilarnej wg EN 1925
– obciążenie niszczące przy otworze na kołek wg EN 13364
Z uwagi na to, iż na łamach Kuriera Kamieniarskiego poszczególne badania zostały już omówione, nie będę się zagłębiał w ich metodologię.
Wytrzymałość na zginanie
Badanie to jest charakterystyczne dla wyrobów płaskich i wydłużonych – na przykład dla krawężników, płyt chodnikowych, posadzkowych, okładzin pionowych. W badaniu rozpatrujemy tu trzy możliwości: obciążenie niszczące jest skierowane prostopadle do płaszczyzn anizotropii (Rys 1.), obciążenie niszczące skierowane jest równolegle do płaszczyzn anizotropii (Rys. 2.), obciążenie niszczące jest skierowane prostopadle do krawędzi płaszczyzn anizotropii (Rys. 3).
Jak dowodzi Tabela 1. spadek wytrzymałościowy jest znaczny.
| Kierunek badania | Ei | Współczynnik zmienności | Wartość średnia | Zmiana |
| 1 | 13,9 | 0,03 | 14,8 | – |
| 2 | 9,3 | 0,06 | 10,6 | -28 % |
| 3 | 11,8 | 0,04 | 13,2 | -11 % |
Tab. 1. Wyniki pomiaru wytrzymałości na zginanie w zależności od kierunku badania
Wytrzymałość na ściskanie
Wytrzymałość na ściskanie jest charakterystyczną właściwością dla wyrobów zbliżonych kształtem do sześcianów, na przykład dla kostki brukowej. W badaniu tym rozpatrujemy dwie możliwości przyłożenia siły niszczącej: prostopadle (Rys. 4) i równolegle (Rys. 5) do płaszczyzn anizotropii.
I w tym przypadku wyniki z badania w Tabeli 2. wskazują znaczy spadek wytrzymałościowy.
| Kierunek badania | Ei | Współczynnik zmienności | Wartość średnia | Zmiana |
| 4 | 176 | 0,04 | 186 | – |
| 5 | 147 | 0,04 | 160 | -14 % |
Tab. 2. Wyniki pomiaru wytrzymałości na ściskanie w zależności od kierunku badania
Obciążenie niszczące przy otworze na kołek montażowy
Badanie to ma na celu sprawdzenie, czy zawieszona na kotwach płyta elewacyjna nie ulegnie zniszczeniu w miejscu montażu trzpieni i nie będzie stanowić zagrożenia dla ludzi w trakcie jej użytkowania. W badaniu rozpatrzymy trzy przypadki: obciążenie prostopadłe do płaszczyzn anizotropii (Rys. 6), równoległe do płaszczyzn anizotropii (Rys. 7) i równoległe do krawędzi płaszczyzn anizotropii (Rys. 8).
Jak możemy zauważyć w tabeli 3., siła, którą należy przyłożyć do kołka montażowego, aby go wyrwać razem z materiałem, jest uzależniona również od kierunku badania.
| Kierunek badania | Odległość od środka otvoru montażowego | Siła niszcząca | Zmiana |
| 6 | 45 mm | 2450 N | – |
| 7 | 38 mm | 1750 N | -29 % |
| 8 | 60 mm | 2100 N | -14 % |
Tab. 3. Badanie obciążenie niszczącego przy otworze na kołek w zależności od kierunku badania
Podciąg kapilarny
Okazuje się, że podciąganie kapilarne przebiega w różny sposób dla różnych ułożeń płaszczyzn anizotropii. Mamy tu dwa przypadki ułożenia kapilar. Pionowo względem lustra wody (Rys 5) oraz poziomo względem lustra wody (Rys. 4). Fotografia na sąsiedniej stronie pokazuje dwie próbki włożone do kuwety z wodą na 60 minut – w zależności od ułożenia kapilar w różnym tempie podciągnęły wodę.
Różny podciąg kapilarny przy różnym ułożeniu kapilar.
| Kierunek badania | Wartość średnia |
| 4 | 1,1 g/m2s05 |
| 5 | 2,4 g/m2s05 |
Tab. 4. Podciąg kapilarny
Współczesna technologia i wydajne maszyny pozwalają na obróbkę kamienia w każdym kierunku. Wykonywana praca nie jest już tylko wynikiem włożonej siły rąk ludzkich. Może dlatego zapominane są – lub pomijane – dawne arkana kamieniarskiej sztuki. Starzy kamieniarze ze Strzegomia wiedzieli, że należy zwracać uwagę nie tylko na ekonomię i wychód, bo kierunek cięcia kamienia względem ułożenia spągu ma zasadniczy wpływ na łatwość jego obróbki oraz wytrzymałość wyrobu i późniejszy jego wygląd. Niestety, w obecnym kamieniarstwie bardzo często zapomina się o kwestiach anizotropii przy wykonywaniu elementów, a wychodowość bloków i płyt zdaje się być jedynym parametrem uwzględnianym przy obróbce kamienia.
Źródło: Kurier kamieniarski
Autor: Michał Firlej | Data: poniedziałek, 07 maja 2018
