У рода человеческого не возникало ни одной
значительной мысли, которую он не запечатлел
бы в камне. А почему? Потому что всякая идея,
будь то идея религиозная или философская,
стремится увековечить себя... И как ненадежно
это бессмертие, доверенное рукописи!
А вот здание это уже иная книга, прочная,
долговечная и выносливая.
В. Гюго
Не будет преувеличением сказать, что природный камень был первым полезным ископаемым. Наши далекие предки из каменного века прекрасно разбирались в разнообразных горных породах и минералах и выбирали только те, которые были лучшим материалом для изготовления орудий труда и охоты. Для получения каменных скребков и ножей с обязательными для них режущими краями первобытный человек применял вулканическое стекло и кремень. Каменные топоры вытесывал из плотных диабазов, а иногда использовал для этих целей и нефритовые валуны.
Большое значение камня сохранилось и после освоения металлов, определивших культурное развитие человечества. В наше время он служит важнейшим материалом в строительстве и архитектуре, широко применяется в различных отраслях народного хозяйства. По сравнению с металлами камень дешевый материал и поэтому может показаться, что стоимость добытого камня невелика. Но обратимся к цифрам. В начале 80-х годов нашего века стоимость добытого строительного камня в США составила 3 063 413 тысяч долларов, тогда как стоимость меди, занимающей первое место среди металлов, 1 866 593 тысяч долларов, а следующего за ним железа 1 481 705 тысяч долларов. Примерно такие же соотношения стоимости строительного камня и металлов в других промышленно развитых странах. Как видим, экономическое значение природного камня очень велико.
Но мало сказать, что природный камень важное полезное ископаемое. Он необходим различным отраслям народного хозяйства и используется по-разному, Мы же рассмотрим применение камня в строительстве и архитектуре.
СТРОИТЕЛЬНЫЙ КАМЕНЬ
Строители разделяют камень на штучный и дробленый. Штучный камень после распиловки или обтески обладает правильной геометрической формой. Он разнообразен. Это стеновые блоки для возведения различных сооружений, бордюрный камень для дорог, облицовочные плиты для отделки зданий, монументный камень для ваяния скульптур, изготовления памятников, колонн и крупных архитектурных деталей.
В течение тысячелетий, вплоть до начала нынешнего века, когда основным транспортным средством были конные повозки, штучный камень в виде брусчатки и шашки был незаменимым материалом для кладки мостовых. Ныне этот вид штучного камня практически исчез, и его место заняло асфальтовое и бетонное покрытие дорог. Только в особых случаях, когда покрытию площадей и улиц желают придать особую декоративность, их мостят камнем. Так, в 1978 г. асфальтовое покрытие Дворцовой площади в Ленинграде заменили на мощенное из гранита и диабаза.
Дробленый камень более массовый и не столь дефицитный материал, как штучный, от него не требуется ни декоративный вид, ни возможность добывать крупные блоки. Он более всего применяется как инертный заполнитель бетонов и дорожный щебень.
Блоки для кладки стен изготавливаются из достаточно прочных и вместе с тем пористых горных пород, хорошо защищающих внутренние помещения от холода. Таким великолепным материалом являются пильные известняки, в нашей стране широко распространенные на юге Украины, в Молдавии, Азербайджане, Туркмении и Узбекистане. В карьерах мощные пласты известняков распиливают на блоки правильной геометрической формы камнерезными машинами с дисковыми стальными пилами.
Промышленная разработка пильных известняков ведется в Крыму, на юге Украины, в Молдавии и Азербайджане. Но крымскому камню принадлежит особое место. Ведь в Крымской области сосредоточено свыше половины запасов пильных известняков Украины. Здесь получают около 40% общесоюзной добычи стеновых блоков.
У крымских пильных известняков запоминающийся вид. Это светло-серые с кремовым оттенком однородные горные породы с зернистой поверхностью излома. Даже невооруженным глазом, а еще лучше через лупу, видно, что они состоят из частей мшанок, обломков и целых раковин нуммулитов, моллюсков и других органических остатков, соединенных тонкозернистой известковой или глинисто-известковой массой. По преобладающим остаткам организмов известняки называют мшанковыми или нуммулитовыми. Объемная масса камня относительно невелика 1,82 г/см3, пористость его составляет 819%, прочность на сжатие достигает нескольких десятков мегапаскалей. Такие свойства позволяют вырезать из него блоки различного размера, самые крупные имеют высоту этажа здания.
Пильные известняки, слагающие верхнюю часть Внутренней гряды Крымских гор, разрабатываются в ряде участков от Севастополя до Белогорска. Известняки образуют мощный (несколько десятков метров) полого наклоненный на северо-восток пласт. Поражает его исключительная монолитность, вертикальные трещины очень редки и отстоят друг от друга на многие десятки метров. Это позволяет выпиливать крупные блоки с небольшой потерей полезного ископаемого.
Прослеживая пласт по простиранию и падению, мы увидим, что свойства его могут изменяться. В одних участках известняк однороден и легко распиливается, в других в нем рассеяны прочные кальцитовые комки, затрудняющие, а то и вовсе делающие невозможной добычу пильного камня.
Почему же первоначально однородный органогенный известняк местами стал комковатым? Причина заключается в изменении известняков под действием просачивающихся атмосферных осадков. Дождевые и талые воды поглощали углекислый газ из воздуха и почвы и, попадая в известняк, состоящий из обломков окаменелостей, по-разному реагировали с составными частями этой горной породы, сложенной углекислым кальцием. Просачивавшиеся растворы по отношению к мелким обломкам органических остатков были слегка недосыщены углекислотой, а к целым раковинам и крупным обломкам слегка пересыщены. Этого на первый взгляд небольшого различия было достаточно, чтобывызвать заметные изменения в горной породе, мелкие обломки растворялись, тогда как крупные росли за счет выпадавшего из раствора вторичного углекислого кальция. Переотложенный кальцит инкрустировал крупные обломки окаменелостей и заполнялпоры. Так в известняке возникли комковатые участки.
Н. А. Тимошенко, занимавшийся геологической разведкой месторождений крымских пильных известняков, установил, что распространение комковатых горных пород определяется их положением в пространстве. Однообразный наклон пластов привел к тому, что известняки выходили на дневную поверхность в разное время. Раньше всего обнажились верхние участки, поэтому там воздействие просачивавшихся растворов было продолжительным, а выщелачиваниеизвестняков преобладало над цементацией. Здесь и встречаются однородные пильные известняки. Просачивающиеся вниз растворы теряли углекислый газ и выделяли кальцит, при этом известняки настолько упрочнились, что стали непильными.
На распространение комковатых известняков повлияли и второстепенные складчатые структуры, осложнившие общее наклонное залегание пластов. В складках, обращенных перегибом вверх, происходило выщелачивание, а в тех, где перегиб находится внизу, шла цементация известняков, сопровождавшаяся уплотнением и упрочнением камня. Этот пример показывает, что в таком простом на первый взгляд строительном материале, как пильные известняки, заключены сложные проблемы образования и преобразования полезного ископаемого.
Как стеновой камень используются также мягкие пористые известняки-ракушечники. Их органогенное происхождение ничем не замаскировано и бросается в глаза при первом взгляде. Эти горные породы состоят из великолепно сохранившихся сцементированных раковин моллюсков, в изобилии населявших мелководные моря неогенового периода, покрывавшие территорию современных крымских степей, юг Украины и Молдавии. Раковины мягкие (минералогическая твердость 3 ед., тогда как твердость стального ножа по этой же шкале 6 ед.) и слабо связаны между собой, поэтому камень имеет малую прочность (сопротивление сжатию не более 0,5-1,0 МПа) и легко распиливается обыкновенной пилой. Ракушечники очень легкие (объемная масса 1-1,3 г/см3) и соответственно сильно пористые или даже ноздреватые (на пустоты приходится до 60% объема породы). Из-за малой прочности из ракушечника вырезают только мелкие блоки, из которых возводят дома в один, реже в два этажа высотой.
Великолепным стеновым камнем служит и армянский вулканический туф, состоящий из прочно связанных между собой обломков вулканических пород, выброшенных при взрыве вулканов. Это красивый розовый, красный, фиолетовый, коричневый, желтый, оранжевый, реже серый и черный пористый мягкий камень, легко обрабатывающийся пилой и топором. Вулканический туф излюбленный строительный камень, как в древней, так и в современной Армении. Из него построены и старинные храмы, и дворцы, и крестьянские дома. В Ереване из туфа возведены музей Мартироса Сарьяна, здание Министерства сельского хозяйства и другие общественные и административные здания.
Используется армянский туф при строительстве и в других городах нашей страны. В Москве им облицованы некоторые жилые корпуса Московского государственного университета на Ленинских горах, здания Московского института стали и сплавов на Октябрьской площади, Госкомстата РСФСР на ул. Кирова, задняя стена гостиницы "Националь" на ул. Горького. Но запасы армянских туфов не безграничны и уже давно камень предпочитают разрезать на облицовочные плиты. Замечательным стеновым камнем является подмосковный известняк, уже в XIIв. добывавшийся по берегам р. Москвы в окрестностях старинных сел Мячково, Тучково и Домодедово. С ним связано возникновение и развитие русского каменного дела. Сравнительно мягкий известняк в основном состоит из остатков микроскопических сигарообразной формы раковин одноклеточных фораминифер, называемых фузулинами.
В промежутках между обломками фауны много мелких пор: на их долю приходится более четверти объема камня. Окраска известняка белая, поэтому строители и архитекторы часто его называют белым камнем. Он образовался в среднекаменноугольную эпоху геологической истории (320300 млн. лет назад).
Относительно мягкий и прочный (сопротивление сжатию 636 МПа) однородный белый камень легко режется и тешется, а свойственная ему вязкость предохраняет от раскалывания при ударах тесла или долота и позволяет вырезать различные фигуры и ажурные рельефы.
Белый камень в русском зодчестве стал применяться с середины XII в. с времени строительства знаменитой церкви Покрова на Нерли, Успенского, Дмитриевского и других соборов во Владимире. Большинство белокаменных построек того времени сложено из тесаных блоков мячковского известняка размером в основном 30X40X40 см, связанных известковым раствором. Мячковский известняк добывали в карьерах и штольнях вручную при помощи ломов, железных и деревянных клиньев, кувалд. Каменные плиты отделяли от пласта и вытаскивали при помощи специальных воротов. Обработка блоков была также ручной. В результате получали блоки размером 25X50X50, 15x20x50, 40X50X20 см и близкие к ним.
Прекрасным примером художественного использования белого камня служит Дмитриевский собор во Владимире, построенный в конце XII в. князем Всеволодом Большое Гнездо, сыном Юрия Долгорукого. Храм от крыши до пояса украшен резьбой по камню в смешанном славяно-византийском стиле с четко выполненными фигурками людей, животных и ажурным узором.Позже белокаменное строительство шло с особым размахом в Москве, ставшей столицей. В 1367 г. по распоряжению князя Дмитрия Донского после страшного пожара деревянные стены Кремля заменили на белокаменные. В Кремле в конце XV в. и первом десятилетии XVI в. строятся белокаменные Успенский и Архангельский соборы, Грановитая палата. Из крупных блоков известняка сложен цоколь знаменитого Покровского собора храма Василия Блаженного. Широкое использование подмосковного известняка продолжалось до первой четверти XIX в. В то время обязательными элементами монументальных зданий были цоколь и колонны из белого камня.
С середины XIX в. мячковский известняк перестал использоваться как стеновой материал. Камень стали добывать взрывным способом и после каждого взрыва в карьере накапливалась смесь глыб известняка с вмещающими породами глинами и мергелями. Сортировка удорожила камень, а его качество резко ухудшилось из-за повышенной трещиноватости. С развитием железных дорог стало возможно и даже выгодно привозить в Москву мрамор, гранит, габбро и другие горные породы с Украины, Урала и Кавказа. Все это привело к сокращению использования местного камня, а в наше время в связи с остро вставшей проблемой охраны окружающей среды и к полному прекращению его добычи.
Однако белый камень Подмосковья не следует списывать со счетов. А. М. Викторов предлагает взрывной способ разработки заменить на послойную добычу плит известняка камнерезными машинами, механизировать уборку сопровождающих производство глин и мергелей. Глыбы известняка, негодные для вырезки блоков, можно дробить и использовать как заполнитель для бетонов и известкования почв, а остающийся порошковатый материал может применяться при производстве линолеума.
ОБЛИЦОВОЧНЫЙ КАМЕНЬ
Когда зданию хотят придать красивый внешний вид и долговечность, его облицовывают, т. е. покрывают "каменными одеждами". Внешняя и внутренняя облицовка придают зданиям и различным сооружениям особую архитектурную выразительность монументальность. Природный камень в облицовке зданий, мостов и набережных, в оформлении садов, скверов иулиц содействует созданию целостных архитектурных ансамблей. К тому же каменная облицовка повышает долговечность зданий и избавляет от необходимости ремонта наружных частей на многие десятилетия. Это выгодно отличает каменные строения из природного камня от искусственных облицовочных материалов. Облицовочный камень многообразен. Это блоки, плиты и различные архитектурно-строительные изделия: лестничные ступени, карнизные камни и наличники, колонны, тумбы, базы (основания) колонн, шары и полушария, балясины и др.
К облицовочному камню предъявляются многообразные и довольно жесткие требования. В естественном залегании он должен быть малотрещиноватым, а при разработке давать крупные блоки, удобные для распиливания на камнерезных станках. А требуемый размер блоков немалый. Например, крупные блоки твердых пород гранитов, габбро, лабрадоритов должны быть длиной 0,9-2,6 м, шириной 0,5-2,3 м и высотой 0,90-1,3 м.
Другое важное свойство декоративность, т.е. красивый внешний вид. А он очень изменчив, зависит и от цвета, и от рисунка камня. Декоративность непосредственно влияет на область применения камня и его цену. Для облицовки в основном используется камень светлых тонов. Темноокрашенные породы применяются реже и в основном для мемориальных сооружений. Стоимость скульптурного белого мрамора очень сильно варьирует в зависимости от его оттенка. Очень высоко ценится знаменитый белоснежный каррарский мрамор с розовым оттенком. Скульптуры из него "теплые", оставляют впечатление живых сушеств. А у изваяний из белого мрамора с синеватым или серым оттенком мертвый вид и соответственно стоимость такого камня гораздо ниже.
Облицовочный камень должен служить долго, по крайней мере века. Долговечность камней меняется в значительных пределах и для некоторых пород не так велика. Например, мрамор не начинает разрушаться иногда 20, а иногда и 135 лет, в угрожающее состояние он может прийти через 33-400 лет, окончательно разрушается через 1000-1200 лет.
Для облицовочных плит, особенно для внутренней отделки зданий, важна способность полироваться. При очень хорошей способности к полировке поверхность камня блестит, словно зеркало. При прочих равных условиях она тем лучше, чем мельче и тверже минеральные зерна и чем однороднее минеральный состав. Полировка усиливает яркость и насыщенность цвета камня, делает его несколько темнее и лучше выделяет узор.
Присматриваясь к монументальным каменным зданиям и сооружениям, Вы заметите, что поверхность камня или, как говорят, фактура, очень разнообразна. Фактурной отделке поверхности облицовочных камней принадлежит исключительная роль. Она выявляет цвет и узор камня или же создает рельеф поверхности с красивой игрой светотени. Особенно велико значение фактурной отделки для высокодекоративныхкамней гранитов, лабрадоритов и габбро, внешний вид поверхности которых резко изменяется в зависимости от принятой фактуры.
Широко используются ударные фактуры. Их получают, скалывая камень ударами специального инструмента закольника. Очень живописна фактура скалы с нарочито неправильным грубым рельефом, имитирующим природную неровную поверхность камня. Облицовка фактурой скалы очень хорошо смотрится на цокольных частях монументальных зданий и сооружений, в основаниях памятников. В этой фактуре цвет разных минералов, блеск кристаллов и светотень на грубых поверхностях особенно подчеркивают монументальность.Рифленая фактура образована множеством непрерывных параллельных бороздок. Бороздчатая фактура равномерно шероховатая поверхность с прерывистыми параллельными бороздками и высотой рельефа 0,52 мм. У точечной фактуры также равномерно шероховатая поверхность и высота рельефа до 2 мм, но углубления имеют точечную форму.
Не менее распространены абразивные и пиленые фактуры. Первые получают, обрабатывая поверхность камня абразивным материалом, вторые при распиливании блоков на плиты. Поверхность камня со шлифованной фактурой равномерно шероховатая, с лощеной гладкая бархатисто матовая. Зеркальная (полированная) поверхность дает четкое отражение. В последние годы распространилась пескоструйная обработка камня. Этим способом можно сделать разнообразные рисунки и надписи на камне, изготовить орнаментальные каменные решетки. Поверхность камня покрывают металлическим шаблоном или пленкой резинообразного материала с вырезанным рисунком. Воздух из сопла прибора, нагнетаемый под сильным давлением (0,5-0,7 МПа), выбрасывает на обрабатываемую поверхность струю крупнозернистого кварцевого песка. Не защищенные шаблоном участки камня прорабатывают на необходимую глубину. Обычно рисунки и надписи выполняют на предварительно полированной поверхности. Матовые светло-серые участки особенно хорошо выделяются на темных породах: габбро, лабрадорите, некоторых разновидностях гранита и мрамора.
В последние годы в связи с появлением термоотбойников появилась термоструйная фактура поверхности гранитов в виде равномерно шероховатой поверхности камня с неровностями глубиной до 3 мм.
Основные фактуры для высокодекоративных камней во внешней облицовке полированная и скалы. Они применяются в пределаххорошей видимости, обычно в цокольных частях здания. При использовании нескольких фактур архитекторы исходят из того, что полировка делает камень значительно темнее, шлифовка осветляет и что с высотой тон облицовки в целом должен становиться светлее. Поэтому фактуры располагают в.следующем порядке: в основании находится зеркальный камень, выше, с фактурой скалы, самое высокое положение занимает камень со шлифованной или тесаной фактурой. Архитекторы избегают размещения широких поясов полированного камня выше скального, ведь в таком случае возникнут темные полосы, разграничивающие фасад здания и лишающие его цельности. В последнее время стали широко применять сочетание фактур скалы и пиленон.
Современной архитектуре свойственны лаконичность, минимальная деталировка, и поэтому основным элементом облицовки стали плоские плиты. А индивидуализация зданий, сооружаемых из стандартных плит, достигается неповторимостью цветовых оттенков и узора различных горных пород. Для облицовки больших плоскостей современных зданий требуется много однородного по рисунку и цвету материала. Поэтому в строительстве предпочитают недорогие камни известняк, доломит, вулканический туф и травертин, получаемые индустриальным способом. Иногда эти горные породы используют и для создания монументов.
В нашей стране в строительстве широкое распространение получил крымский мшанковый известняк. Наиболее широко используется он как облицовочный камень в Крыму и на юге Украины. Важную роль играл этот камень в строительстве Севастополя. И если бы не героическое прошлое города, то и его можно было бы называть белокаменным. Светло-серым, слегка желтоватым мшанковым известняком сложены или облицованы не только рядовые жилые и административные здания, но и выдающиеся архитектурные сооружения. В их числе Графская пристань главный парадный причал и эмблема города-героя. Четырьмя пологими маршами поднимается от моря гранитная лестница к колоннаде из установленных в два ряда 12 дорических колонн, вытесанных из светло-серого известняка. Удачный выбор светлого камня немало способствовал созданию величавого и благородного облика Графской пристани.
Крымский мшанковый известняк стал излюбленным материалом в облицовке зданий Москвы, Ленинграда и других городов нашей родины. В Москве им украшены стены гостиницы "Россия" и Триумфальная арка на Кутузовском проспекте, возведенная в честь победы русского воинства в 1812 г., в Киеве здание Верховного Совета УССР и концертный зал. Используется мшанковый известняк и во многих городах Западной Европы, им облицован, например, ряд уникальных зданий в столице Бельгии.
В Грузии для облицовки издавна применяют туф Болнисского месторождения. Но изучение камня под микроскопом показывает, что установившееся название горной породы неточное. В действительности это не вулканический туф, а богатая кремнием светлая вулканическая порода, интенсивно преобразованная под воздействием поднимавшихся с глубин вулканических газов и водяных паров. На необычном для облицовочного камня желтоватом фоне бесконечно повторяются, словно морские волны, более темные коричневые полосы. Это так называемая узорчатая разновидность. Встречается и пятнистый болнисский туф. Камень весьма наряден, он вызывает у зрителя светлое чувство. В Тбилиси болнисским туфом украшено монументальное здание Верховного Совета Грузинской ССР, величественное здание Центрального Комитета Коммунистической партии Грузии и другие выдающиеся сооружения. В Москве он покрывает наружные стены вестибюля станции метрополитена "Семеновская".
В наше время возросло потребление естественного камня как облицовочного материала. В современных зданиях довольно широко распространены глухие поверхности значительной площади. Но выполненные из бетонных панелей, они не производят приятного впечатления из-за блеклых тонов и однообразия цвета. Поэтому для облицовки таких плоскостей очень широко используют такие недорогие камни, как белый известняк, травертин и вулканический туф. Вместе с тем применение в облицовке гранита, лабрадорита, габбро и других дорогих и прочных горных пород сократилось. Лишь иногда в отделке фасадов монументальных зданий можно видеть эти камни (здания Верховного суда в Токио, фонда Форда в Нью-Йорке). Причина заключается в дефицитности и высокой стоимости этих декоративных камней.
Цвет и узор облицовочного камня мощное средство в руках архитектора для того, чтобы создавать определенное впечатление. Здание из темного габбро, гранита, лабрадорита и других подобных пород выглядит монументально. Светлый полированный мрамор, особенно если он просвечивает по краям, придает сооружению легкость и воздушность (гостиница "Узбекистан" в Ташкенте). А сочетание облицовок различных цветов сообщает зданиям праздничность и нарядность. Таков, например, собор Санта Мария дель Фиоре во Флоренции, в облицовке которого использовано множество разновидностей мрамора.В последние два десятилетия палитра облицовочных камней пополнилась декоративным известняком-ракушечником Жетыбайского месторождения (п-ов Мангышлак). Любопытно, что этот камень содержал множество створок моллюсков. Теперь раковины полностью выщелочены и от них остались многочисленные узкие серповидные пустоты с гладкой поверхностью. При любом освещении ярком солнечном, рассеянном в пасмурный день или в сумерки в пустотах лежит густая тень, и поэтому облицовочные плиты ракушечника всегда выглядят очень эффектно. Неизъяснимую прелесть камню придает и его нежно-розовая окраска.
Слоистое распределение раковин в мангышлакском ракушечнике обусловливает различие в прочности материала по разным направлениям, но в любом случае камень остается прочным: вдоль слоя временное сопротивление раздавливанию достигает 9,5 МПа, поперек 2,5 МПа. Первоначально считали, что сильная пористость ракушечника (до 30%) ухудшает его строительные свойства. Но практика показала, что благодаря наличию пустот каменные плиты прочно крепятся цементом к стене. Применение цемента оказалось полезным еще и потому, что таким образом как бы создается влагонепроницаемая перегородка.
Мангышлакским ракушечником облицованы многие здания в Средней Азии. В Москве он использован в облицовке фасадов дворца спорта "Измайлово", Детского музыкального театра и ряда других сооружений.
МОНУМЕНТНЫЙ КАМЕНЬ
Монументный камень родной брат облицовочного камня. От него также требуется прочность, погодостойкость и декоративность, но блочность должна быть гораздо больше. Особенно крупные блоки камня принято называть монолитами. Объем крупных блоков гранита для распиловки на облицовочные плиты должен обычно составлять не более 58 м3 (масса 1321 т) при длине до 3 м, а более крупные блоки относятся уже к монолитам, имеющим большую ценность и тщательно учитываемым. Крупные монолиты пользуются мировой славой, а некоторые из них являются даже военными трофеями, как, например, египетский обелиск, привезенный Наполеоном I в Париж и поставленный на площади Согласия.
Монолитность камня очень важное свойство, определяющее его особое применение. Для изготовления монументов и скульптур необходимы монолиты, лишенные даже тончайших сомкнутых трещин. Ведь каждая из них представляет собой потенциально слабый участок, поэтому не только при выветривании готового изделия, но даже механической обработке камень может треснуть. Монолиты добывают из глубоких частей карьеров, где не проявилась разрушающая сила выветривания. Лучшими районами для добычи монолитов являются устойчивые части континентов щиты и платформы, где движения земной коры совершаются очень медленно и не сопровождаются развитием густой сети трещин. Поэтому в нашей стране монументные камни издавна получали и ныне продолжают добывать на Украине и в Карелии соответственно на Украинском и Балтийском щитах.
Размеры наиболее крупных монолитов неодинаковы для разных горных пород. Например, очень большие глыбы нефрита, найденные в долине р. Онот, имеют массу до 10 т. Очень крупная глыба яшмы массой 20 т была добыта в Ревневской каменоломне на Алтае. Из этой глыбы затем вырезали знаменитую зеленую вазу, "царицу чаш", хранящуюся в Эрмитаже. Уникальные крупные монолиты массой в сотни и даже тысячи тонн получают из гранита. Прекрасным материалом в этом отношении оказался выборгский рапакиви грубозернистый гранит особого строения, давший много первоклассных монолитов для возведения исторических сооружений в Ленинграде. Крупнейшим из них был монолит, из которого высечена Александровская колонна, воздвигнутая на Дворцовой площади в честь победы в Отечественной войне 1812 г.
Небезынтересно, как добывали гигантские монолиты в то время, когда техника была примитивной и, по существу, мало отличалась от простых механизмов античного времени. Выламывая выборгский монолит в каменоломне Пютерлакс на берегу Финского залива (1830-1831 гг.), каменотесы знали, что камень разделен трещинами на горизонтальные параллелепипеды. Переднюю часть блока называли "лицом", заднюю "хвостом", верхнюю и нижнюю поверхности соответственно верхней и нижней "постелью", боковые "заусенками". В карьере были обнажены только лицо, верхняя постель и один из заусенков. Работы по отделению монолита начались со стороны заусенка с проходки глубокой горизонтальной выемки по природной трещине. Затем пробурили много близко расположенных скважин, образовавших почти сплошную щель. Скважины бурились для того, чтобы ослабить сцепление монолита со скалой. Затем каменотесы перешли к работе на верхней постели кайлами выбрали паз шириной 12 см и глубиной более 30 см вдоль "хвоста" монолита. На дне паза через каждые 25-30 см пробурили скважины глубиной до 4 м.
После того как скалу прорезали множеством скважин, стали отрывать монолит. В каждую скважину загнали полуметровый массивный железный клин. Выстроившиеся в ряд несколько сот рабочих по сигналу одновременно били по клиньям. Вскоре вдоль паза появилась трещина, постепенно углублявшаяся. В конце-концов огромная каменная призма отделилась от скалы. С помощью бревен-рычагов и лебедок монолит отодвинули и сбросили с уступа на грунт, покрытый еловыми ветками.
Добытый монолит представлял собой прямоугольную призму длиной 30,5 м и шириной в основании 6,9 м. Масса его составила 3754 т. Это был один из самых тяжелых монолитов, добытых человеком. В карьере монолит вчерне обработали, скололи лишний камень (около 3 м по толщине) и превратили его в цилиндрическую колонну, которую затем спустили к пристани, протащили по специально построенному молу и погрузили на особую баржу. В этой грандиозной транспортной операции участвовали 500 рабочих.
Выгрузка колонны в Петербурге заняла всего 10 минут. На берегу ее окончательно обтесали и придали проектные размеры в соответствии с расчетом математика Ламэ, утонили к вершине. Окончательные габариты колонны были таковы: длина 26,6 м, нижний диаметр 3,5 м, верхний 3,15 м, масса 650 т. После этого колонну вкатили на край наклонного помоста, находившегося на уровне пьедестала памятника (10,95 м).
Для подъема колонны архитектор О. Монферран, автор проекта памятника, применил тот же прием, которым пользовались древние народы. Были возведены специальные леса высотой 32 м, на них подвешены блоки-полиспасты. Рядом с лесами на площади стояло 60 лебедок-кабестанов, от которых через блоки были протянуты к камню канаты. Установка гранитной колонны была назначена на 30 августа 1832 г. Это необыкновенное событие привлекло внимание жителей Петербурга, недоумевавших, как можно поднять такую колоссальную тяжесть.
Когда на часах Зимнего дворца пробило два и прозвучали три удара колокола, начался подъем колонны. Вот как описал его О. Монферран: "Вокруг царила глубокая тишина, перекрываемая лишь глухим гулом кабестанов: на лицах изумление, боязнь, надежда, ожидание. Никто в ту минуту не мог думать без ужаса о решающем моменте, когда огромная скала, покачиваясь, повиснет в воздухе.
Сейчас уже никто не признается в том, что в течение 100 минут, пока длилась установка монолита, все с ужасом опасались самой ужасной катастрофы. Приходится признаться, что не одно благородное сердце, ни разу не дрогнувшее в битвах, испытало на этот раз глубокое волнение и почувствовало облегчение, лишь завидев на верхушке лесов государственный флаг, оповещавший весь город о том, что монолит стоит на пьедестале.
Трудно описать внезапный переход от мучительной душевной тревоги к чувству удовлетворения, какое испытывал каждый, когда колонна была установлена и когда всякая мысль об опасности отпала. Бурные крики "Ура!!!" неслись со всех концов площади, энтузиазм достиг предела и довел многих, имевших доступ на платформу, до такого состояния, что они бросились подбирать остатки от раздавленных роликов и уносили их на память".
После установки монолита приступили к его полировке. Пять месяцев ответственной работой ежедневно занимались 200 человек. Украшена была колонна бронзовой аллегорической фигурой ангела с крестом в руках (скульптор Б.И. Орловский). Крестом ангел попирает змею, символизирующую побежденного врага. Открытие памятника состоялось 30 августа 1834 г. Стоимость Александровской колонны по ценам того времени была колоссальной 2 945 152 руб. 95 коп.
Монолиты гранита незаменимы при изготовлении уникальных памятников. Для памятника Карлу Марксу в Москве скульптор Л. Кербель и архитекторы проекта после длительных поисков в разных уголках нашей страны остановили свой выбор на сером граните Кудашевского месторождения, расположенного в Днепропетровской области. В этом граните очень хорошо выражена протяженная пластовая отдельность, иногда по длине прослеживающаяся на 50 м при толщине монолитного горизонта до 3,6 м. Для памятника был выколот монолит размером 15Х5Х3,6 м массой 750 т. Его отделили без взрыва, плотно расположив скважины общей длиной более 5000 м. Затем из монолита был получен скульптурный блок размером 7,6X3,6X3,4 м. Транспортировка камня по проселочной дороге от карьера до железнодорожной станции на расстояние 10 км даже при современной технике была непростым делом. Монолит поместили на специальные огромные металлические сани, которые тащили десять танковых тягачей. Чтобы сани лучше скользили, дорогу спрофилировали и посыпали 10-сантиметровым слоем глины.
Для памятника В.И. Ленину на Октябрьской площади в Москве в 1984 г. на Емельяновском. карьере в Житомирской области был добыт монолит оранжево-красного гранита массой более 400 т. Получен он был термическим (газоструйным) способом. Под влиянием высокотемпературной струи бензиновых паров кварц и другие минералы гранита растрескивались и выкрашивались, в результате чего в скале образовалась глубокая узкая (ширина 24 см) щель. Затем частично обособленный монолит подбурили снизу несколькими горизонтальными шпурами и слабыми взрывами черного пороха отделили от скалы.
Из монолитов гранита высекают и скульптурные ансамбли. Здание Нового Эрмитажа в Ленинграде, украшенное статуями поэтов и ученых разных времен, не получило бы, наверное, такой известности, если бы не десять пятиметровых фигур атлантов из серого сердобольского гранита , выполненных по модели и при непосредственном участии известного русского скульптора, академика А.И. Теребенева. Охотно используют гранит и скульпторы нашего времени. В народном хозяйстве монолиты гранита необходимы всякий раз, когда нужно получить прочные, не подверженные разрушающему влиянию времени крупные изделия, не боящиеся, в отличие от металлических, влаги, не поддающиеся воздействию солей и кислот. Поэтому в ряде отраслей промышленности таких, как целлюлозно-бумажная, пищевая, станкостроительная, металлургическая, гранитные детали просто незаменимы. И даже в наше время вовсе не просто изготовить из многотонной гранитной глыбы вал для бумагоделательной машины пятиметровой длины и метрового диаметра.
Крупные монолиты получают также из базальтов и габбро. Известно, например, что в старинном религиозном центре Эфиопии городе Аксуме высится множество монолитных базальтовых стел. Высота самой крупной из них 37 м.
В Армении базальтовые плиты издавна признаны лучшим материалом для изготовления своеобразных каменных памятников хачкаров (в переводе крест-камень). Они появились в IX в. и стали "каменными паспортами" страны. Их ставили для того, чтобы увековечить знаменательные события (военные победы, окончание строительства храмов, возведение мостов и т.д.). Отделка камня отражает время. На хачкарах XII-XIII вв., выполненных в период расцвета обработки камня, выбиты удивительные орнаменты. Рисунок не имеет ни начала, ни конца, из одной формы переходит в другую и этот непрерывный узор становится символом вечности. Позже, в XVI-XVII вв., после раздела страны между Турцией и Ираном, хачкары превратились в надгробья.
Блочность мрамора и возможность получать из него крупные монолиты хорошо известна издавна, но нас удивили и заинтересовали сведения В.П. Петрова о том, что на Кубе, на о-ве Хувентуд канатной пилой от скалы был отделен монолит прекрасного белого с серыми прожилками мрамора длиной 26 м, шириной и толщиной по 8 м. Это один из крупнейших монолитов камня всех времен. Простой подсчет показывает, что его масса составляет 3370 т, т.е. немного уступает массе заготовки для гранитной Александровской колонны. Неудивительно, что при такой исключительно высокой однородности камня даже в столовой мраморного рудника на хр. Сьерра-де-Лас-Касас стоят уникальные мраморные столы, каждый из которых покрыт плитой из великолепного мрамора толщиной около 10 см и длиной 34 м при ширине 1,5 м.
Как будто бы нет ничего общего между монолитами горных пород и бриллиантами. Первые огромны по размерам и массе, сложены распространенными горными породами, тогда как вторые миниатюрны и представляют собой довольно редкий минерал алмаз. А все-таки сходство между ними имеется. Заключается оно в том, что монолиты камня, как и алмазы, входят в число национальных сокровищ. У каждого выдающегося каменного монолита, так же как и у крупного бриллианта, есть своя история и судьба.
