SOCH-TECH-I - SPŠKS Hořice

Transkript

SPSKS
Předmluva
Studijní materiál pro předmět Technologie se týká studijního oboru
Kamenosochařství – kamenosochařská tvorba. Byl připraven výhradně pro
studující výtvarného oboru na Střední průmyslové školy kamenické a sochařské
v Hořicích. Plánovaný text je připraven podle učebního programu školy. Do čtyř
let studia předmětu technologie je rozvržena látka, která je zpracovaná
v upraveném, menším rozsahu.
V úvodní kapitole o přírodním kameni je podán stručný výklad o geologii,
mineralogii a petrografii. Zejména látka o minerálech je vázána jen na horniny,
které jsou kamenosochaři používané.
Ke ztvárnění myšlenky se hodí grafické vyjádření náčrtem nebo uhnětením
plastického materiálu do tvaru vyjadřující prvotní představu. Modelování se
základními postupy vytváření odlitků je dán prostor. Ovšem ani zde nejde látka
o odlévání probrat do maximální šíře. Speciální postupy práce na velkých
sochařských kompozicích vyžadují přednést učební látku v závěru studia, ve
čtvrtém ročníku.
Nástroje v oboru, tradiční i nově používané představují manuální pomůcky,
jejichž používání je fyzicky namáhavé. Některé nástroje kamenosochaři během
svého studia nepoužijí, ale s ohledem na potřebu vědět o všem, co se z kamene
vyrábí a co často doplní kamenné skulptury, je nutné i takové poučení.
Kámen je hmota minimálně dvojnásobné objemové hmotnosti vody, i proto je
manipulace s kamenem fyzicky velmi namáhavá. Pro ulehčení každé
manipulace s bloky, polotovary i deskami je kamenoprůmysl dostatečně
vybaven. Zde se musí uplatnit i vlastní myšlenkové pochody, jak materiálem
pohnout, překlopit, ovšem s vynaložením minimálního úsilí a pomocí i
primitivních pomůcek a znalostí fyziky.
Učitel má možnost tento studijní text libovolně rozšiřovat a doplňovat
studentům vlastními poznámkami, ukázkami modelů, předváděním určitých
speciálních technologických operací v dílnách školy nebo v praxi.
SPSKS
Tento text je určený pro žáky prvního ročníku kamenosochařství naší školy v
Hořicích. Pionýrské doby zavádění nových studijních oborů ve středních
školách po roce 1990 vedly k povrchnímu a lacinému zjištění, že se tyto obory
mohou snadno odučit kdekoliv, od Aše po Vsetín. Postačí převzít studijní
program a učebnice. U každého učebního a studijního oboru je třeba soustředění
materiálních a duševních kapacit.
V Hořicích se věnovali odborníci vzdělávání a problematice kamenické i
sochařské práce více než stodvacet let a historie dokládá, že velmi úspěšně.
Hořice, 30. května 2012
Ing. Erik Tichý
1
Úvod do sochařské technologie
Předmět technologie je naukový a má poskytnout sumu informací zaměřenou na
profesi sochaře. Sochař je pojem vázaný k řemeslu. V prvé řadě představuje
profesi zdatného řemeslníka opracovávající různé přírodní i umělé hmoty. Pro
sochaře je předností dobře vyvinutá prostorová představivost.
Sochařské výtvory jsou prostorové, tvarově bohaté. Jsou fáze, kdy sochař
opouští řemeslnou úroveň tvořeného díla a vnáší do jeho konečné podoby své
vidění díla. V tomto bodě se již sochař odvrací od řemesla a vytváří umělecké
dílo. Pro začátek je dobré připomenout, že každý umělec se musel učit zvládnout
základy řemesla. Začátky řemesla jsou namáhavé, místy nudné. Základní úkony
a dovednosti žáci nejlépe chápou během hodin praktického vyučování.
Technologie v obecné rovině nabízí cestu a postupy při řešení jednotlivých
úkolů.
Profesi sochaře základními postupy dělení a opracování kamene předchází
profese kameníka. Kameník řeší opracování všech viditelných i spárových ploch
výrobku jednoduchými výrobními postupy. Sochař na to navazuje a dovršuje
zušlechtění tvarů o plastické ztvárnění představ v prostoru.
Dnes v přípravné fázi a při rozpracování kamene, zvolíme převážně strojní
technologii. Ulehčí se práce na zakázce a zrychluje dokončení díla. Sochaři
netvoří jen pro uskutečnění své vize, ideálu, ale hlavně podle objednávky.
Historické řemeslné postupy, které ještě občas provádíme, označujeme jako
rukodělné.
Vývoj techniky již dnes dosáhl takového stupně, že navržený model zpracujeme
digitální technikou do programu. Realizaci díla může provádět robot, ale
k vytvoření dobrého díla je nutno provést závěrečnou korekci. Práce
průmyslového robota vytvoří dokonale reprodukované dílo, kterému chybí
závěrečné zpečetění dojmu. Zůstává na sochaři, aby své dílo uzavřel.
SPSKS
Materiály pro sochařskou tvorbu
Úvodem bylo naznačeno, jak sochařské řemeslo, zejména při opracování
kamene, navazuje na historicky starší kamenické řemeslo. Při výběru materiálů
pro sochařské ztvárnění byl přírodní kámen nejlepší zárukou dosažení
trvanlivosti díla. Z mnoha dalších požadavků mohlo jen dílo provedené
v kameni dosáhnout požadované monumentality. Otázkou zůstává, zda se
surovina nalézala blízko u povrchu Země nebo byla zcela odkryta.
Sochař, při realizaci díla, může výběrem vhodného kamene zvýraznit
zamýšlenou modelaci. Nevhodně vybraný kámen, k určité zamýšlené realizaci,
dílo sochaře naopak poškozuje. Z mnoha vlastností kamene, viditelných i
průkazně odzkoušených, si musí sochař volit z více variant takovou, která mu
zaručuje dosažení nejlepšího výsledku.
2
Mimo přírodní surovinu – kámen – mohou sochaři využívat řadu dalších
materiálů pro modelaci, pro trvalejší zachycení modelaci nebo i pro rozmnožení
drobných plastik. Jsou to modelovací hlíny a vosky, celá řada plastických hmot,
kovy a zvlášť slitiny kovů. Ostatně sem lze přiřadit i dřeva a výběr stavebních
hmot, např. umělý pískovec, teraco a beton.
Přírodní kámen
Existence planety Země má dlouhý a zajímavý vývoj. Je součástí Sluneční
soustavy a soudí se, že je patrně jedinou planetou, v soustavě ostatních planet
kde existuje život. Rotující těleso Země je zploštělá koule.
V ideálním řezu Zemí postupujeme od svrchní části tj. zemské kůry.
Kontinentální kůra je pevná, tvoří ji horniny vyvřelé, usazené a přeměněné.
SPSKS
Obr. 1. Bullenův model Země
Oceánská kůra je tvořena z vyvřelých hornin, které jsou pokryty vrstvou
sedimentů. Tloušťka kůry je v rozmezí 12 až 60 km.
3
Všestranným výzkumem neživé přírody jsou spojeny další přírodní vědy.
Ve vztahu ke geologii jsou ostatní přírodní vědy:
geologie -------- chemie ---------------- fyzika ---------------- biologie
a z nich zde jsou uvedeny další geologické vědní disciplíny (jen neúplně):
mineralogie – petrologie – geologie historická - geochemie – geofyzika –
paleontologie – pedologie – geologie ložisková – geologie regionální hydrogeologie - geologie inženýrská – geomorfologie – geologie planet –
geologie životního prostředí.
Pod zemskou kůrou je plášť a utváří hranici označovanou jako Mohorovičova
diskontinuita. Tato hranice byla určena z průběhu měření rychlosti šíření
zemětřesných vln. Pod pevninami se šíří v hloubce přes 25 km, pod oceány jen 6
až 15 km.
Vnitřní části Země členíme s rostoucí hloubkou:
• plášť (detailněji na svrchní plášť do hloubky 450 km, přechodnou zónu do
hloubky 650 km, spodní plášť až do hloubky 2900 m
• vnější jádro do hloubky 4980 km
• vnitřní jádro do hloubky 6380 km.
Nad zemskou kůrou je atmosféra, tvoří plynný obal. Hydrosféra zahrnuje vody
na povrchu i uvnitř Země. Biosféru tvoří společenstvo fauny, flóry včetně
lidstva.
SPSKS
Historický pojem GEOLOGIE, jako nauce o Zemi, byl postupně rozšiřován o
mnoho navazujících technických disciplín. Geologické vědy se zabývají
vysvětlením vybraných základních pojmů.
MINERALOGIE je věda o nerostech neboli minerálech, (nerost = minerál).
MINERÁL je stejnorodá, neústrojná hmota přírodního původu. Má složení
definovatelné chemickým vzorcem; někdy jen přibližně (minera = ruda).
PETROLOGIE je věda o horninách, zabývá se vznikem, stavbou a složením
hornin.
Pro výklad v tomto textu dále používáme výraz PETROGRAFIE (petro =
kámen; grapho = popis), pro disciplínu popisující minerály.
HORNINA je složená z více nebo jednoho minerálu. Nedá se vyjádřit
chemickým vzorcem. Tělesa hornin vytváří slupku zemské kůry.
Podle vzniku rozlišujeme tři skupiny hornin:
horniny vyvřelé
horniny usazené
horniny přeměněné
4
Obr. 2. Blokdiagram povrchu Země
Ukazuje změny působení vnějších i vnitřních sil (upraveno podle Hirta)
I – odnos materiálů; II – transport; III – sedimentace; A – vyvřelé horniny;
B – usazené horniny; C – přeměněné horniny (krystalické břidlice)
SPSKS
Mineralogické minimum
Mineralogie všeobecná se zabývá vnitřní stavbou, geometrickými, fyzikálními a
chemickými vlastnostmi minerálů, vznikem a přeměnami minerálů.
Mineralogie systematická zkoumá a popisuje jednotlivé druhy nerostů, třídí je
do skupin podle chemického složení a příbuznosti krystalové stavby.
Mineralogie technická zkoumá technické vlastnosti minerálů (optické, elektrické
aj.) a jejich využití k technickým účelům.
Minerál je charakterizován chemickým vzorcem. Jednoduchý vzorec např.
korundu Al2O3 nebo složitý vzorec minerálu ze skupiny silikátů např. tmavá
slída = biotit K (Mg, Fe)3Al Si3O10(OH)2.
Minerály mají pravidelné uspořádání molekul, tvoří vnitřní strukturu.
Krystaly vznikaly z magmatu vyvřelých hornin, později i během horotvorných
pohybů zemské kůry. Během vzniku krystalů se tvořily krystalové plochy různé
dokonalosti tvarů, někdy se nemohly vyvinout zcela nebo vůbec.
Formy minerálů:
1. forma krystalová - minerál má dokonalý tvar, krystaly z výplně dutin
2. forma krystalická – krystaly jsou bez vnějšího pravidelného omezení,
např. jako výplň dutiny i shluk minerálů v hornině, je u prostorově nejvíce
organizovaného stav minerálů
5
3. amorfní – beztvará – pro určité nepravidelné společenství minerálů se
krystaly nemohou vytvořit; některé minerály nekrystalizují, např. opál
(vodnatý oxid křemičitý).
SPSKS
Obr. 3. Schématické zobrazení vzniku a zániku hornin
U minerálů rozlišujeme:
vnější stavbu – tvar krystalu lze zařadit do 6 - ti základních soustav
vnitřní stavbu – tvoří ji atomy, ionty, molekuly uspořádané do krystalické
mřížky.
Obr. 4. Ukázka strukturní
stavby minerálů
a) sůl kamenná;
b) diamant; c) grafit; d)
kalcit; e) síra; f)
křemen, jehož
základní stavební
jednotky jsou
tetraedry (4 molekuly
kyslíku a molekula
křemíku – kulička
uprostřed)
6
SPSKS
Krystalová
soustava
Počet Délky ramen
os
Úhel
ramen
Krychlová
3
a1 = a2 = a3
90°
Čtverečná
3
a1 = a2; c ≠ a
90°
Kosočtverečná
3
a≠b≠c
90°
Jednoklonná
3
a≠b≠c
a:b≠90°
Trojklonná
3
a≠b≠c
a:b:c ≠ 90°
Šesterečná
4
a1 = a2 = a3; c 120°/90°
Obr. 5. Přehled krystalových soustav a jejich parametrů
7
Příklady minerálů
v dané krystalové
soustavě
diamant, granáty, sůl
chalkopyrit, kasiterit
olivín
ortoklas, amfibol
plagioklasy
křemen, turmalín
Krystalové soustavy jsou v tabulce přehledně upraveny. Popis je podle sloupců:
1. název soustavy - uvádí se šest soustav; dříve se uváděla sedmá soustava klencová, která se odvozovala ze šesterečné soustavy (kalcit)
2. počet os – u pěti soustav jsou tři základní osy, v šesterečné soustavě jsou
tři osy proložené v rovině kolmo na čtvrtou osu
3. označení ramen – ramena symetrických soustav mají stejné délky
(značené a1, a2, a3), pokud ramena v soustavě mají různé délky, jsou
označena podle abecedy (a, b, c)
4. vzájemné úhly os – symetrické krystalové soustavy mají osy navzájem
kolmé, ke svislé ose jsou odkloněny některá ramena – jednoklonné a
trojklonné soustavy.
Krystaly v magmatu ani během dalších přeměn nemají podmínky k dokonalému
růstu. Vývoj každého, i nejmenšího jedince podléhal určitým zákonitostem, jak
objevili badatelé již před mnoha staletími.
Krystaly poutaly vědce v dávné minulosti nejen krásou, ale více dokonalostí
soustav a tvarů. Tvar dokonalého krystalu je tvořen z geometrických prvků
ploch (P), hran (H), vrcholů (V).
Na dokonalém krystalu platí pravidlo Descart-Eulerovo: P + V = H + 2.
Plochy krystalů jsou pravidelné, souměrné, nesouměrné. Podobně počítáme na
krystalu hrany. Zjišťujeme velikost úhlů hran příložným goniometrem
(přibližně) nebo optickým odrazovým goniometrem (přesně). Dokonalost
krystalových soustav i tvarů je doložena zákonem o stálosti úhlů (Nielsen
Stensen 1669). Na všech krystalech téhož nerostu svírají sobě odpovídající
plochy stejné úhly.
Zákon souměrnosti: Každý krystal má určitou souměrnost a všechny plochy,
které se na krystalu vyskytují nebo se mohou vyskytovat, odpovídají polohou a
počtem dané souměrnosti.
Rozlišujeme v krystalech roviny – osy – středy.
Podle toho jsou na všech krystalech různé roviny souměrnosti, různé osy
souměrnosti, středy souměrnosti.
SPSKS
Vazby minerálů
S rostoucí hustotou sítě iontů v mřížkách stoupá úměrně i povrchová energie,
kterou jsou k sobě částice poutány.
Zobrazení poloh atomů ve strukturních mřížkách provádíme pomocí bodů.
Atomy v krystalových strukturách mohou být spojeny různými vazbami (viz
chemie 1. ročník):
• vazbou kovalentní – vykazuje velmi pevné spojení (diamant)
• vazbou iontovou – s malým podílem kovalence (sůl kamenná….)
• vazbou kovovou – má velmi pravidelnou mřížku (kovy Fe, AU, …)
• vazbou molekulární - (síra…)
8
Krystaly jednoduchých sloučenin mají jednoduchou krystalovou strukturu.
U minerálů s více než třemi prvky jsou krystalové struktury velmi složité.
Zkoumáním krystalových soustav se zjistily zajímavé odchylky ve vzájemné
podobnosti některých minerálů, které označujeme polymorfií a izomorfií.
Polymorfie představuje mnohotvarost. Existují různé modifikace minerálů,
které mají stejnou chemickou značku, ale při jejich tvorbě působily různé
fyzikální a chemické podmínky. Příklad polymorfie:
minerál
Pyrit
Značka
FeS2
soustava
krychlová
minerál
Markazit
značka
FeS2
soustava
kosočtverečná
Izomorfie – krystalová soutvarost, kdy minerály s obdobným chemickým
vzorcem se shodují v krystalovém tvaru a fyzikálních vlastnostech. Příkladem
jsou minerály ze skupiny karbonátů.
Kalcit CaCO3
Magnezit MgCO3 Siderit FeCO3
Dialogit MnCO3
Izomorfní minerály mají nepatrné změny ve velikosti úhlů a hran na krystalech,
navíc jsou jen zřídka zcela čistými sloučeninami. Dokonalou mísivostí se
vyznačuje řada trojklonných živců – plagioklasů.
SPSKS
Fyzikální vlastnosti minerálů
Hustota – je poměr mezi hmotností tělesa k jeho objemu. Obvykle se porovnává
k hmotnosti vody. Jednotkou hustoty je g. cm-3 , zkouší hydrostatickými vahami
s využitím Archimedova zákona. U minerálů je hustota závislá na hmotnosti
částic mřížky, vzdálenosti částic a jejich vazby.
Příklady typických hustot některých minerálů prvků a vyvřelých hornin:
halit, sůl
2,1 – 2,2
Amfibol
3,78 – 3,41
ortoklas – živec
2,55 – 2,63
Olivín
3,27 – 4,32
Křemen
2,65
Granáty
4,1 – 4,3
biotit – tm.slída
2,7 – 3,4
Zlato
19,3
Diamant
3,52
Platina
21,4
Štěpnost – charakterizuje způsob lámání minerálu podél přesně vymezených
ploch nejmenší odolnosti. Leží v místech nejslabší atomové vazby. Plochy
štěpnosti nejsou dokonale rovné, jsou soudržné a dokonale odrážejí světlo.
Stupnice štěpnosti nejsou přesné.
Štěpnost označujeme – výtečná (u slíd), dokonalá (u galenitu), zřetelná (u
amfibolu), nezřetelná, žádná (špatná u křemene).
Lom – zkouší se geologickým kladívkem. Většina minerálů se po úderu štěpí i
láme, některé jenom lomí.
Lom je nerovný, lasturnatý, hákovitý (zubatý), tříšťnatý.
9
Tvrdost – vlastnost posuzujeme z odolnosti minerálu proti škrábání, rýpání.
Tvrdost je závislá na struktuře krystalické mřížky. Rozhoduje vzdálenost iontů a
pravidelnost krystalové mřížky.
Mohsova stupnice tvrdosti má 10 stupňů (Friedrich Mohs, 1773 – 1839,
německý mineralog).
Tab. 1. Mohsova stupnice tvrdosti
Číslo
Charakteristický
Chemický
Absolutní
tvrdosti
minerál
Vzorec
tvrdost
1
Mastek
Mg3Si4O10(OH)2
1
2
Sůl / sádrovec
HCl / CaSO4.2H2O
3
3
Kalcit / vápenec
CaCO3
9
4
Fluorit
CaF2
21
5
Apatit
Ca5(PO4)3(OH“, Cl,F“)2 48
6
Ortoklas / živec
KAlSi3O8
72
7
Křemen
SiO2
100
8
Topaz
Al2SiO4(OH“, F“)2
200
9
Korund
Al2O3
400
10
Diamant
C
1600
Hustota – tuto vlastnost vyjádříme porovnáním hmotnosti minerálu se stejným
objemem hmotnosti vody – poměrové vyjádření. Vzorek se váží na vzduchu a
ve vodě (využíváme Archimédův zákon) ρ = G1/(g1 – G2)
Barva - je určovacím znakem minerálu na denním světle. Dobrým znakem je při
určování rud. U ostatních minerálů není určující, protože mnohé mají více
barevných odstínů.
Vryp - vryp je lepší diagnostický prostředek než barva, je stálejší.
Vryp je světlý nebo odlišný od barvy minerálu
= minerál není barevný
Vryp je stejné barvy jako barva minerálu
= minerál je barevný
Řada prvků nebo oxidů je výrazně barevných, např. Ti, V, Cr, Fe, Ni.
U některých minerálů je barevnost stálá, např. u síry, modré skalice a zlata.
SPSKS
Průhlednost – je sledovanou optickou vlastností minerálů. Pozorujeme průnik
světla minerálem.
Minerály jsou:
• průhledné – transparentní, s nepatrnou schopností pohlcovat světlo, např.
křišťál
• průsvitné – translucentní, absorbují více světla, např. destičky slíd
• neprůhledné – opakní absorbují světlo plně, ani při výřezu velmi tenké
destičky.
Lesk - Lesk vyjadřuje způsob odrazu světla od povrchu minerálu. Typ a
intenzita lesku se mění podle povrchu a množství absorbovaného světla.
10
Tab. 2. Hodnocení lesku minerálů
mastný lesk
sůl kamenná
kovový lesk
kovové minerály, galenit
perleťový lesk
muskovit a jiné slídy, sádrovec
skelný lesk
křemen
hedvábný lesk
vláknité minerály, asbest, mastek
matný kovový lesk
hematit
Elektrické vlastnosti minerálů jsou závislé na volnosti pohybu elektronů mezi
ionty.
Minerály kovalentní vazbou (např. diamant) a iontovou vazbou (např. sůl) jsou
nevodivé.
Minerály s vazbou kovovou i molekulární jsou vodivé.
Pro orientační zjišťování neznámého minerálu používá se postup podle
mineralogického klíče (odborná příručka pro prvotní stanovení minerálů a
hornin). Takto lze amatérsky posoudit neznámý minerál (i horninu) při nálezu
v terénu a následně doplnit a zkontrolovat v laboratoři, pomocí chemikálií a
ohně. Podle těchto kritérií vybíráme, kterou vlastnost můžeme minerálu
přisoudit. Za kritériem je několik možností na výběr:
• vzhled – kovový, polokovový, nekovový
• rýpání do nerostu – nehtem, nožem, sklem
• určením barvy a vrypu –
• zkusíme opracovat minerál – kujný, křehký
• zkoušku plamenem – žíháním v baničce, boraxovou perličkou, dřevěné
uhlí
• zkouška kyselinou chlorovodíkovou.
SPSKS
V systematické mineralogii se rozdělují nerosty do tříd:
1. prvky
2. sulfidy
3. halovce
4. oxidy a hydroxidy
5. karbonáty
6. sulfáty
7. forforečnany, boráty, wolframany, nitráty, molybdenáty
8. silikáty (nově jsou definované skupiny silikátových minerálů podle
řetězení silikátových tetraedrů – jsou to = tektosilikáty, fylosilikáty,
inosilikáty, cyklosilikáty, sorosilikáty, nesosilikáty)
9. organolity
V tomto textu jsou připomenuty především tzv. horninotvorné minerály, které se
vztahují k horninám jako sochařským materiálům.
11
Přehled minerálů
DIAMANT
Třída: prvky
Krystalová soustava: krychlová
Složení: C
Barva: bezbarvý, bílý, šedý, žlutý, oranžový, růžový, hnědý, červený, modrý,
zelený, černý
Tvrdost: 10
Štěpnost: dokonalá, osmistěnná
Lom: lasturnatý
Lesk: diamantový až mastný
Hustota: 3,52
Průhlednost: průhledný až opakní
Vznik: z magmatu v hloubce přes 150 km vychází ultrabazické horniny,
v zemské kůře vytvoří komínové intruze
Náleziště: podle matečných hornin - kimberlitu a lamproitu
Těžba: z komínové intruze nebo z rozpadlých hornin v náplavech řek.
HALIT
Třída: halogenidy
Složení: NaCl
Barva: bezbarvý, bílá, šedá, šedožlutá
Tvrdost: 2,5
Štěpnost: dokonalá, kubická
Lom: lasturnatý
Lesk: skelný
Hustota: 2,1 – 2,6
Průhlednost: průhledný až průsvitný
Vznik: odpařováním mořské vody
Náleziště: Polsko, Německo, Rakousko, USA, Mexický záliv, Bolivie
SPSKS
PYRIT
Třída: sulfidy
Složení: FeS2
Barva: bleděžlutá, jako mosaz
Tvrdost: 6 – 6,5
Štěpnost: nezřetelná až chybí
Lom: lasturnatý
Lesk: kovový
Hustota: 5
12
Průhlednost: opakní
Vznik: v hydrotermálních žílách, i v usazených horninách (uhlí, vápenec…)
Náleziště: Španělsko, Bolivie, Brazílie, Kanada, USA
Těžba: zdroj železné rudy i kyseliny sírové; dnes na ústupu
Význam: nežádoucí příměs některých vyvřelých hornin
KORUND
Třída: oxidy
Krystalová soustava: šesterečná / trojklonná
Složení: Al2O3
Barva: téměř všechny odstíny
Tvrdost: 9
Štěpnost: chybí
Lom: lasturnatý až nerovný
Lesk: diamantový až skelný
Hustota: 4 – 4,1
Vznik: v hydrotermálních žílách, i v usazených horninách (uhlí, vápenec…)
Náleziště: Asie, Austrálie, Kolumbie
Těžba: drcené brusivo na plátno, na papír
Význam:
SPSKS
KŘEMEN
Třída: oxidy, strukturně silikátová skupina – tektosilikát (prostorová stavba
čtyřstěnů)
Složení: SiO2
Barva: široká škála od bílé po černou
Tvrdost: 7
Štěpnost: chybí
Lom: lasturnatý až nerovný
Lesk: skelný
Hustota: 2,65
Průhlednost: průsvitný až téměř opakní
Vznik: ve vyvřelých horninách, součást sedimentárních i metamorfovaných
hornin
Význam: : základní horninotvorný minerál mnoha hornin;
vysoce ceněné jsou polodrahokamové i drahokamové odrůdy
KALCIT
Třída: karbonáty
Složení: CaCO3
13
Barva: čirá, bílá
Tvrdost: 3
Štěpnost: dokonalá podle klence (vysvětlit - původ
Lom: pololasturnatý, křehký
Lesk: skelný
Hustota: 2,7
Vznik: součást mnoha hornin
Význam: podstatná část vápenců a mramorů, základní horninotvorný minerál
ARAGONIT
Třída: karbonáty
Krystalová soustava: kosočtverečná
Složení: CaCO3
Barva: bezbarvá, bílá, šedá, žlutavá, červenavá zelenavá
Tvrdost: 3,5 - 4
Štěpnost: zřetelná
Lom: pololasturnatý, křehký
Lesk: skelný až pryskyřičný
Hustota: 2,94 – 2,95
Vznik: v metamorfovaných horninách, v okolí horkých pramenů
Význam: : základní horninotvorný minerál
SPSKS
DOLOMIT
Třída: karbonáty
Složení: CaMg(CO3)2
Barva: bezbarvý, bílá nebo béžová
Tvrdost: 3,5 - 4
Štěpnost: dokonalá podle klence
Lom: pololasturnatý
Lesk: skelný
Hustota: 2,8 – 2,9
Vznik: součást sedimentárních i metamorfovaných hornin
OLIVÍN
Třída: silikáty – nesosilikáty
Krystalová soustava: kosočtverečná
Složení: (Mg,Fe)2SiO4
Barva: zelená, žlutá, hnědá, bílá nebo černá
14
Tvrdost: 6,5 - 7
Štěpnost: nedokonalá
Lom: lasturnatý
Lesk: skelný
Hustota: 3,3 – 4,3
Průhlednost: průsvitný až průsvitný
Vznik: v bazických a ultrabazických vyvřelých horninách, součást mramorů
PYROP
Třída: silikáty skupina granátu – nesosilikáty
Složení: Mg3Al2(SiO4)3
Barva: růžovočervená, rudá až černá
Tvrdost: 7 – 7,5
Štěpnost: chybí
Lom: lasturnatý, křehký
Lesk: skelný
Hustota: 3,6
Vznik: v bazických a ultrabazických vyvřelých horninách
Význam: doprovodný minerál
SPSKS
TURMALÍN
Třída: silikáty – cyklosilikáty
Složení: Na(Mg,Fe,Li,Mn,Al)3(Al6(BO3)3Si6O18(OH,F)4
Barva: černá, růžová, červená, zelená, hnědá, modrá
Tvrdost: 7 – 7,5
Štěpnost: nezřetelná
Lom: nerovný, lasturnatý,
Lesk: skelný
Hustota: 3,0 – 3,2
Vznik: ve vyvřelých horninách, granitech, někdy i v metamorfovaných
horninách
Význam: : doprovodný minerál
AUGIT (jedinec ze skupiny PYROXENŮ)
Třída: silikáty – inosilikáty
Krystalová soustava: jednoklonná
Složení: (Ca,Na)(Mg,Fe,Ti,Al)(Al,Si)2O6
Barva: zelenočerná až černá, tmavě zelená až hnědá
15
Tvrdost: 5,5 - 6
Štěpnost: zřetelná ve dvou směrech
Lom: nerovný až pololasturnatý
Lesk: skelný až matný
Hustota: 3,3
Průhlednost: průsvitný až téměř opakní
Vznik: v bazických vyvřelých horninách i metamorfitech
AMFIBOL
Třída: silikáty – inosilikáty
Složení: Ca2(Fe2,Mg)4(Al,Fe3)(Si7Al)O22(OH2F)2
Barva: zelená, černá
Tvrdost: 5 - 6
Štěpnost: dokonalá
Lom: nerovný, křehký
Lesk: skelný
Hustota: 3,1 – 3,3
Průhlednost: průsvitný
Vznik: ve vyvřelých horninách i metamorfitech
SPSKS
MUSKOVIT – skupina slíd – světlá slída
Třída: silikáty – fylosilikáty
Složení: KAl2(Si3Al)O10(OH,F)2
Barva: bezbarvá, stříbřitě bílá, bílá, zelenkavá, růžová, hnědá
Tvrdost: 2,5
Štěpnost: dokonalá podle plochy
Lom: nerovný
Lesk: skelný
Hustota: 2,8
BIOTIT – skupina slíd – tmavá slída
Složení: K,(Mg,Fe)3(Al,Fe)Si3O10(OH,F)2
Barva: černá, hnědá, světle žlutá, bronzová
Tvrdost: 2,5 - 3
16
Štěpnost: dokonalá podle plochy
Lom: nerovný
Lesk: skelný až polokovový
Hustota: 2,7 – 3,4
ORTOKLAS – skupina K živců
Třída: silikáty – tektosilikáty
Složení: KAlSi3O8
Barva: bezbarvá, bílá, béžová, žlutá, růžová, červenohnědá
Tvrdost: 6 – 6,5
Lom: pololasturnatý až nerovný, křehký
Lesk: skelný
Hustota: 2,5 – 2,6
Průhlednost: průhledný
Vznik: ve vyvřelých horninách i metamorfitech, výjimečně i v sedimentech
Význam: základní horninotvorný minerál
SPSKS
PLAGIOKLASY = skupina Na-Ca živců;
úplná řada živců
albit – oligoklas – andesin – labradorit – bytownit – anortit
ALBIT
Krystalová soustava: trojklonná
Složení: NaAlSi3O8
Barva: bílá, bezbarvý
Tvrdost: 6 – 6,5
Lom: lasturnatý až nerovný, křehký
Lesk: skelný až perleťový
Hustota: 2,6
Průhlednost: průsvitný
Význam: základní horninotvorný minerál
Skupina jílových minerálů - montmorillonit, nontronit, kaolinit, dickit,
nakrit, illit, glaukonit, celadonit
17
KAOLINIT
Krystalová soustava: trojklonná
Složení: Al2Si2O5(OH)4
Barva: bílá, béžová
Tvrdost: 2 – 2,5
Lom: není pozorovatelný
Lesk: zemitý
Hustota: 2,6
Vznik: rozpadem slíd, živců z vyvřelých hornin
Význam: součást tmelů usazených hornin
MONTMORILLONIT – ze skupiny jílových minerálů
Složení: Na, Ca)(AlMg)2Si4O10(OH)2.nH2O
Barva: bílá, béžová, žlutavá, narůžovělá
Tvrdost: 1 - 2
Lom: nerovný
Lesk: zemitý
Hustota: 2,1
Vznik: rozpadem slíd, živců z vyvřelých hornin
Význam: součást tmelů usazených hornin
SPSKS
Petrografický základ
Petrografie obecná studuje zákonitosti vzniku a přeměn hornin.
Petrografie systematická zkoumá nerostné a chemické složení hornin a třídí je
do systému.
Petrografie technická zkoumá technické vlastnosti hornin a jejich využití.
Horniny … příkladně granit, syenit, rula, pískovec, mramor, opuka … jsou
směsi horninotvorných minerálů, tvoří jednotlivá tělesa zemské kůry. Jejich
složení je proměnlivé a nedají se vyjádřit chemickým vzorcem. Výjimkou jsou
např. karbonátové horniny – vápenec, mramor, kde převažuje jeden minerál
(kalcit), ale hornina je často znečištěna dalšími přísadami.
Podle způsobu vzniku jsou horniny – s původním a převzatý názvem EU:
vyvřelé – magmatické
usazené – sedimentární
přeměněné – metamorfované
18
V období formování Země před více než 4 miliardami let, byly na počátku
původní horniny vyvřelé. Utuhly na povrchu kdysi žhavé Země při utváření
zemské kůry. Jejich postupným zvětráváním a přemisťováním sypkých zvětralin
se tvořily horniny usazené. Dalším působením tlaku a tepla z nitra Země se
mnohé usazené nebo starší magmatické horniny změnily v horniny přeměněné.
Magma je žhavotekutá zemská hmota v plášti Země. Žhavá hmota je
soustředěna v hloubce pláště do rozměrného magmatického krbu. Vysoká
teplota a tlak postupně přetváří také okolní pevný materiál pláště. Magma je
lehčí, stoupá k povrchu. Přitom strhává okolní horniny a částečně je změní.
Magma pod povrchem kůry tuhne pomalu. Pokud magma rychleji pronikne na
povrch, tuhne rychleji. Tuhnutí proudícího magmatu se urychluje vyplněním
menších ložných žil, ale nejrychleji utuhne rozlitím na povrchu Země. Vyvřelé
horniny krystalizovaly z magmatu při postupném ochlazování a tuhnutí.
Magma vzniklé z částečného tavení svrchního pláště je čedičové magma.
Čedičové magma má více prvků Fe, Mg, je tekutější. Hustota h = 2,7 – 3,2
Magma vzniklé z částečného tavení zemské kůry je žulové magma. Žulové
magma tuhlo pomaleji a má více prvků Si, Al a méně Fe, Mg, je velmi viskózní.
Obsahovalo množství vody, dochází při jejím uvolňování k výbuchu při
výrazném poklesu tlaku. Žulové magma je kyselé. Hustota okolo h = 2,6.
SPSKS
Tab. 3. Přehled základních magmatických hornin
Horniny
kyselé
intermediální
(hodně Si)
hlavní
křemen
Na-živce
horninotvorné
K-živec
biotit amfibol
minerály
muskovit
pyroxen
hlubinné horniny granit (žula) diorit, syenit
ztuhlé v hloubce granodiorit
(plutonické)
výlevné horniny ryolit
andezit
ztuhlé na povrchu
bazické
ultrabazické
(málo Si)
olivín
Ca-živce
pyroxen
pyroxen
amfibol olivín amfibol
gabro
peridotit
dolerit
bazalt (čedič)
exotické
druhy hornin
výlevné
Trachyt
fonolit
alkalický
obsahující
bazalt
alkalické prvky
Pozn.: dolerit = v Čechách se prodává pod názvem „černá švédská žula“
Magmatické horniny dělíme podle složení a hloubky místa vzniku.
V magmatických horninách postupně klesala teplota krystalizace mezi 1100 °C
až na 600 °C. Krystalizace magmatu postupuje ve dvou řadách.
19
Obr. 6. Schéma krystalizace magmatu
SPSKS
Podle doby vzniku jsou horniny orientačně zařazeny podle éry (éra = největší
časový úsek v hodnocení vývoje Země), která má několik period:
prahory (archeozoikum)
krystalické břidlice (původně vyvřelé i usazené horniny, které se tlakem
přeměnily a vykrystalizovaly)
rudy
starohory (proterozoikum)
sedimenty (břidlice, pískovce, slepence, křemence),
magmatické horniny (žula, diabas, porfyr)
prvohory (paleozoikum)
sedimenty (slepence, pískovce, droby a vápence)
druhohory (mesozoikum)
sedimenty (vápence, břidlice, pískovce, dolomity a opuky)
třetihory (terciér)
sedimenty (hnědé uhlí, slíny, písky, nesoudržné pískovce)
výlevné (bazalt, fonolit, andezit, trachyt)
končí vrásnění
čtvrtohory (kvartér)
hlíny a spraše
jsou geologicky nejkratší dobou
20
Tab. 4. Přehled vývojových etap Země
SPSKS
Struktura – sloh hornin je určen vývinem a poměrnou velikostí součástek
v hornině. Hlubinné horniny jsou obvykle stejnoměrně zrnité – jemně, středně a
hrubozrnné. Vyrostlice jednotlivých minerálů – struktura horniny je porfyrická,
nestejnoměrně zrnitá.
21
Textura – stavba představuje prostorové uspořádání minerálních částic.
Hlubinné horniny obvykle mají všesměrnou texturu. Podpovrchové a výlevné
horniny mají texturu proudovou nebo pórovitou.
Anizotropie u hornin se obvykle nehodnotí. Jedná se o zjišťování rozdílných
hodnot fyzikálně mechanických vlastností jdoucí hmotným bodem tělesa.
Hodnotí se např. rozdílné hodnoty pevnosti v tlaku na zkušební kostku ve třech
kolmých směrech. Nejvýrazněji se projeví rozdílné hodnoty u některých
usazených hornin (např. pískovec, břidlice). Hlubinné vyvřelé horniny vykazují
jen nepatrné odchylky hodnot. Rozdílnosti v anizotropii některých hornin řeší
technolog při výběru kamene na konkrétní dílo.
Vlastnosti magmatických hornin – stručný přehled průměrných hodnot:
1. Objemová hmotnost – 2,0 – 2,8 g/cm2
2. Pevnost v tlaku pro granity mezi 170 – 280 MPa
1. pro gabra
cca 280 MPa
2. pro bazalt (čedič) 240 – 340 MPa
3. Pevnost v tahu za ohybu – orientační hodnoty kolem 10 % pevnosti
v tlaku
4. Nasákavost se stanoví v % objemu přijaté vody do kamene
5. Koeficient mrazuvzdornosti - hodnotí se po 25 - ti zmrazovacích cyklech,
horniny vyhoví do úbytku hodnot pevnosti v tlaku nižších až na 75 %
6. Leštitelnost – hodnotíme lesk a trvanlivost lesku
SPSKS
U hornin sledujeme:
• hlavní horninotvorné minerály
• vedlejší minerály (ovlivní název určitého druhu horniny) a akcesorie
• barvu
• strukturu
• texturu
• výskyt (jméno lokality)
Výčet dalších zkoušek je obsáhlý, ale všechny jsou zaměřeny na vlastnosti
hornin, které sledujeme při výrobě stavebních konstrukcí a dílů.
Vyvřelé – magmatické horniny
GRANIT – ŽULA
hlavní minerály: křemen, ortoklas, biotit
ostatní minerály: turmalín, muskovit, amfibol, apatit
barva: bělavá, šedá namodralá, narůžovělá
struktura: jemnozrnná, středně až hrubozrnná
textura: všesměrná
22
výskyt: liberecká (Ruprechtice, Hraničná, Černá Studnice), železnobrodská
(Nová Ves), lipovská (Šluknov), nečínská (Příbram), tisská (Plzeň)
Využití: pro masivní a deskové stavební práce v exteriéru i interiéru
GRANODIORIT
hlavní minerály: křemen, ortoklas, plagioklasy, biotit
ostatní minerály: amfibol, pyroxen (augit)
barva: šedomodrá, tmavošedá
struktura: středně až hrubozrnná
výskyt: hlinecká, slezská tmavá (Skorošice) a světlá (Č. Voda, Žulová, Petrov)
hudčická (Příbram), švihovská, Defurovy Lažany (Klatovy), Slatina (Klatovy),
Vrchotovy Janovice (Sedlčany), Bořená Hora a Vápenice (Sedlčany),
Kozárovice (Příbram)
Pozn.: Chybné tradiční a obchodní názvy hornin. Platí označení hornin podle
ČSN EN 12440. Mnoho materiálů je tzv. přechodného typu např. požárská žula
(okr. Benešov) je křemenný diorit až granodiorit, paštická žula, prosetínská žula
a vahlovická žula jsou přechody od granodioritu k žule. Tak se místně projevuje
variabilita hornin ve složení místního ztuhlého magmatu.
SPSKS
DIORIT
hlavní minerály: Na-plagioklas, biotit, amfibol, pyroxen
ostatní minerály: křemene jen do 5 %
barva: červenošedá až zelenošedá
struktura: jemně až hrubozrnná
výskyt: Chocenice, Bubovice (Příbram, jinak březinecký diorit)
SYENIT
hlavní minerály: do 10 % křemene, plagioklasy, ortoklas, biotit
ostatní minerály: amfibol, pyroxen
barva: kolísavá, tmavošedá, tmavší než granity
struktura: středně zrnitá i porfyrická
textura: všesměrná až kulovitá
výskyt: kamenná (Třebíč), malé nálezy u Vodňan, Tábora a Jihlavy
GABRO
hlavní minerály: Ca-plagioklas, pyroxen
ostatní minerály: biotit, amfibol, olivín
23
barva: šedočerná, tmavošedá až černá
struktura: středně až hrubozrnná
výskyt: omezeně (Čáslav, Kdyně, Poběžovice Pecerady, okolí Brna, Železné
Hory)
DOLERIT
hlavní minerály: Ca-plagioklasy, pyroxen
ostatní minerály: křemene jen do 10 %, magnetit, olivín
barva: tmavošedá až černá, často bíle skvrnité
struktura: jemně až středně zrnitá
textura: všesměrná, výplň žil
výskyt: Švédsko, Afrika, Rusko
Využití: pro masivní kamenickou výrobu, pro hřbitovní architekturu a stavební
deskové práce pro exteriér
RYOLIT
hlavní minerály: shodné se žulou
ostatní minerály: biotit
barva: světlé, žlutavá, šedá, světlečervená
struktura: porfyrická s vyrostlicemi křemene a živce ostatní podklad je
jemnozrnný až sklovitý, některý ryolit má mandlovcovou nebo pórovitou
strukturu.
textura: proudová
výskyt: Slovenské Rudohorie
Využití: pro masivní a deskové stavební práce v exteriéru
SPSKS
ANDEZIT
hlavní minerály: Na-plagioklas, biotit, pyroxen, amfibol
ostatní minerály: málo křemene,
barva: šedá, nazelenalá, načervenalá černošedá, černá
struktura: porfyrická (vyrostlice Na plagioklasu, amfibolu, pyroxenu a biotitu)
textura: proudová
výskyt: Slánské pohoří, Slovenské Stredohorie, Andy (Chile odtud název)
BAZALT - ČEDIČ
Složení: plagioklasy, pyroxen s vyrostlicemi olivínu
Barva: tmavě šedá, černošedá
Struktura: jemnozrnná až celistvá
Textura: proudová, tvoří až šestihranné sloupce Výskyt: České Středohoří,
Doupovské hory, Kunětická hora, Trosky… Říp
24
Využití: pro hrubé kamenické výrobky
TRACHYT
hlavní minerály: plagioklasy, biotit, amfibol, pyroxen
ostatní minerály: málo křemene
barva: světle šedožlutá, hnědavá s nepravidelnými tmavšími pásky a pruhy
struktura: porfyrická s jemnozrnným základem
textura: typicky proudová
výskyt: České Středohoří, Teplá u Mariánských Lázní
SERPENTINIT
hlavní minerály: serpentin
vedlejší minerály: olivín, pyroxen
Barva: tmavě zelená až černá
Struktura: hrubě až středně zrnitá, krystalická hornina s makroskopicky
viditelnými krystaly
Textura: všesměrná, místy páskovaná vláknitým serpentinem
Vznik: regionálně nebo kontaktně přeměněná
Výskyt: malé lokality ČR již vytěžené (Letovice u Brna, Mnichov u M. Lázní),
Využití: pro drobné výtvarné práce, galanterii, výjimečně i deskové stavební
práce, ale pouze do interiéru.
SPSKS
KŘEMENNÝ PORFYR
hlavní minerály: shodné se žulou
ostatní minerály: amfibol
barva: žlutavá, šedá, světlečervená
struktura: porfyrická s vyrostlicemi různých základních minerálů (živců K i Na)
ostatní podklad je středně zrnitý
textura: proudová
výskyt: malá tělesa (ložní a pravé žíly…) P
Využití: pro masivní kamenické práce v exteriéru
PALEOBAZALT - (Melafyr je starší český název), materiál z
podkrkonošského permokarbonu, výlevná hornina pro drcené kamenivo)
Složení: Ca plagioklasy, pyroxen
Ostatní minerály: apatit, magnetit, olivín
barva: tmavá, místy nahnědlá
struktura: jemnozrnná
textura: proudová
Využití pro výrobu drceného kameniva
25
Tab. 5. Klasifikační diagram vyvřelých hornin
(Procentuální zastoupení hlavních minerálů podle ČSN EN 12 670)
SPSKS
Vysvětlivky k diagramu. Obrazec kosodélníku má na vrcholech čtyři symboly.
Písmena Q, A, P, F jsou vysvětlena v legendě diagramu a zastupují hlavní, tzv.
horninotvorné minerály vyvřelých hornin. Skupina foidů (F) zastupuje ostatní
živce v hornině, které ale mají odlišné chemické složení. Diagram představuje
od písmene k písmenu zastoupení hlavních minerálů v procentech. Např. granit
je v oblasti trojúhelníku Q – A – P. Množství křemene, alkalického živce
(ortoklasu) a plagioklasu se pohybuje v této oblasti. Proto je v granitech, i při
stejném petrografickém označení, rozdílné množství hlavních minerálů. Ostatní
minerály, např. slídy, turmalín aj., doplňují směs.
26
Usazené – sedimentární horniny
Vznik usazených hornin je podmíněn rozpadem původních hornin. Nezáleží na
druhu původní horniny, protože se mohou postupně rozpadat a rozpadají se
všechny. Rozpad hornin způsobují povětrnostní vlivy – vítr, voda, střídání
teplot, drtící pohyby masivů, ledovců. Přesun - transport původních rozpadlých
hornin - ovlivňuje tvar a velikost zrn. Volně uložená zrna jsou nezpevněná.
Postupným vrstvením částic roste tlak a dojde k jejich zhutnění.
Usazování zrn může probíhat ve vodě. Některé rozpuštěné látky ve vodě vytvoří
vhodný tmel, který podmiňuje vznik velmi pevných hornin.
Sedimenty rozdělujeme podle vzniku a původu:
sedimenty klastické (tvořené stmelením zrn)
• hutné = pískovec
• pórovité = pórovitý pískovec, opuka
sedimenty organogenní, karbonátové (z usazených částic krystalizací vápnitých
roztoků a za přítomnosti zbytků organických látek)
• hutné = vápenec
• pórovité = travertin
PÍSKOVEC
Složení: křemenná zrna do velikosti 2 mm
Ostatní minerály: zbytky slíd, živců
Barva: podle tmelu bělavá (kaolinit, kalcit), žlutohnědá, hnědavá až
červenohnědá (oxidy železa), šedozelená (glaukonit)
Struktura: jemnozrnná až hrubozrnná (0,05 – 2,0 mm). Zrna jsou vytříděná do
stejných velikostí. Tvar zrn zaoblený nebo hranatý (nazývá se grit = pískovec
s ostrohrannými zrny).
Textura: zřetelně rovnoběžná podle uložení, vrstevnatá, u mocných vrstev až
nezřetelná.
Podle tmelu rozeznáváme pískovce: vápnité, jílovité, slínité, křemičité, železité,
glaukonitické – pevnost tmelu rozhodně ovlivní opracovatelnost horniny.
Výskyt: Podhorní Újezd (Ostroměř), Javorka (Bělohrad), Kocbeře, Vyhnánov,
Ferdinandov (v okolí Dvora Králové), Záměl (Ústí n/O), Řeka (Český Těšín
těšínský pískovec), Broumovsko – Božanov, Libná, Mšené Lázně (Budyně)
Pozn.: Tradiční lokality, které se dnes netěží, ale jsou často připomínány
vytvořenými sochařskými a kamenickými díly - Boháňka-Skála (bělošedý až
nažloutlý), Úpice, Ústí u St. Paky (červený), Maletín (našedlý). Na Slovensku
lom Králíky. V katalogu Kámen z roku 1956 bylo evidováno 15 těžených
lokalit.
Obecně jsou pískovce součástí České křídové tabule (od Hřenska – Turnov –
Náchod – Svitavy – Pardubice – Chrudim – Poděbrady – Brandýs n/L – Praha –
Louny).
SPSKS
27
Použití: neleštitelný, různě nasáklivý materiál, proměnlivé pevnosti, většinou
dobře opracovatelný, některé druhy pískovců jsou velmi abrazivní. Pískovec je
vhodný do exteriéru i pro vnitřní kamenické a sochařské práce. Pískovec je
nejpoužívanější materiál pro sochařské práce v ČR.
DROBA
Složení: jílové částice, chlorit, křemenná zrnka a pyrit zpevněný křemičitým
tmelem s mnoha úlomky dalších hornin.
Barva: našedlá, šedá, modrošedá.
Struktura: kolísavá velikosti zrn, větší kusy jsou ostrohranné v jemnější hmotě.
Výskyt a použití: v oblasti mezi Ostravou.
Textura: mořský sediment (hlubokooceánské prostředí), prodělal různá stádia
sedimentace, která mají vliv na její opracování.
Krnovem, Mohelnicí, Brnem a Přerovem. Luleč u Vyškova (dříve zpracovaná
na čisté kamenické výrobky, dnes výroba kameniva).
SLÍN – PÍSČITÝ SLÍN – OPUKA (tradiční název)
Složení: křemičitých zrn do 50 %, ostatní jíl, přechodný sediment mezi jíly a
vápenci. Přítomnost fosílií (jehlice hub, schránky dírovců – foraminifer a
rostlin).
Barva: příměsi barví horninu – žlutá (oxidy železa – Přední Kopanina v Prahy),
bělošedá, šedozelená (glaukonit) – Přibylov u Skutče.
Výskyt: hornina má mořský původ, stáří křídy, z křídového útvaru v Polabí
směrem na Moravu až k Blansku.
Použití: má dobrou opracovatelnost, neleští se, má vyšší nasáklivost, materiál je
nevhodný na dlažby, vhodný sochařský materiál pro drobnou plastiku jen do
interiéru. Vysušený kámen byl používán pro hrubé zdivo, sokly budov a
oplocení.
SPSKS
Chemické sedimenty vznikají vylučováním a srážením látek rozpuštěných ve
vodě. Podle základní látky skupiny rozlišujeme:
• sedimenty karbonátové (uhličitanové)
• sedimenty křemičité
• sedimenty solné
• sedimenty železité apod.
VÁPENEC
Vznikl za aktivní nebo pasivní činnosti živočichů a rostlin. Čistě chemicky
vysráženými vápenci nejsou ani kalové vápence s hlavní součástí vápnitým
kalem, ten vznikl biochemickým procesem.
Barva: bílá, šedobílá až světlešedá. Příměsi zabarvují vápence. Barevnou
pestrost doplňují žilky, převážně bílé, vzniklé sekundárně. Nemají původní
barvu vápence.
28
Struktura: nejčastěji jemnozrnné a překrystalizací na středně zrnité krystalické
vápence.
Textura: všesměrná až usměrněná. Pod zastoupení jednotlivých druhů a skupin
organismů jsou: Vápence – korálové, ortocerasové, lithothamniové apod.
Vznik: většina vápenců vznikla usazením vápnitých schránek živočichů a rostlin
hlavně v mořských sedimentačních pánvích. Menší množství vápence se
vylučovalo z vodných roztoků krasových útvarů.
Výskyt: jihozápadně od Prahy – Slivenec, Lochkov, Kosoř, Koněprusy, okolí
Brna,
Použití: leštitelné druhy vápence jsou vhodné pro masivní a deskové stavební
práce v interiéru. Vhodné i pro sochařské zpracování.
Tab. 6. Klasifikační diagram sedimentárních hornin (dle ČSN EN 12 670)
Vysvětlivky na str. 25.
SPSKS
29
TRAVERTIN
hlavní minerály: uhličitan vápenatý
vedlejší příměsi: s malým podílem jílu, detritického křemene, hydroxidy železa
barva: šedobílá až žlutohnědá, šedá, hnědočervená
struktura: jemnozrnná, ploché póry bez výplní
textura: zvrstvená, páskovaná
vznik: Vysrážením uhličitanu vápenatého z pramenů obsahujících CO2 a
rozpuštěný hydrouhličitan vápenatý vzniká travertin.
výskyt: prakticky mimo ČR, významné lokality na Slovensku, Maďarsku,
Bulharsku, Itálii
Použití: stavební dekorativní kámen, vhodný pro rozměrné sochařské dílo
Pozn.: Vzorky ze slovenských lokalit - Levice, Tuhár, Růžbachy, Bešeňová,
Spišské Podhradie - jsou vystaveny v chodbě Galerie školy. Dnes se těží hlavně
spišský travertin.
Jediný travertin na Moravě – tučínský - se netěží.
Přeměněné – metamorfované horniny
SPSKS
Přeměněné horniny vznikají z vyvřelých, usazených nebo starších přeměněných
hornin. Původní horniny podléhají přeměně jen za určitých podmínek. Takové
změny se odehrávají v hloubce zemské kůry za vyšších teplot a tlaků. Dochází k
rekrystalizaci minerálů za určitých podmínek.
Orientovaný tlak působí především na ploché minerály, např. slídy se ustaví
kolmo na působení tlaku.
Teplota, za níž dochází k rekrystalizaci, kolísá mezi 200°C až 700°C. Když je
překročena tato hranice dochází k úplné rekrystalizaci minerálů.
Tlak působí na materiály zemské kůry geostaticky; v hloubce 20 km pod
povrchem dosahuje tlak cca 600 MPa.
Chemická aktivita roztoků a plynů, které vstupují do procesu přeměny. Dochází
k výměně iontů mezi minerály, odstraní starší a usnadní vznik nových minerálů.
Takový proces nazýváme metasomatózou.
Čas je velmi různou hodnotou. Některé přeměny mají trvání několika sekund,
jiné mohou probíhat stovku let. Krátký čas působení jednotlivých metamorfních
faktorů představuje možnost zachovat co nejvíce vlastností z původní horniny.
Čas tedy ovlivní dokonalost přeměny horniny.
Struktury přeměněných hornin:
reliktní – zbytky původních minerálů jsou vidět
rekrystalizační – proběhla dostatečná přeměna horniny
kataklastická – proces přeměny horniny byl následně deformován. U minerálů
se projeví deformace ohýbáním.
30
Tab. 7. Klasifikační diagram přeměněných hornin (dle ČSN EN 12 670)
Obecné vysvětlivky na str. 25.
SPSKS
Textury přeměněných hornin:
plošně paralelní - páskované
stébelnaté
okaté
Textury přeměněných hornin z vyvřelin jsou velice dekorativní. Uplatní se u
deskových obkladů fasád i v interiéru. Skupinu takto přeměněných hornin
nazýváme ortoruly. Přeměnou karbonátových sedimentů označujeme pararuly.
Patří k velice žádaným stavebním obkladovým materiálům.
31
Výběr přeměněných hornin:
MRAMOR
hlavní minerály: kalcit
vedlejší minerály: málo dolomitu a podle zbarvení i jiné minerály (diopsid,
flogopit, grafit, brucit, olivín, wollastonit, tremolit, serpentin), které výrazně
obohatí barevnost mramorů
Barva: bílá, šedobílá až světlešedá, zelená, modrá, hnědá.
Struktura: krystalická hornina s makroskopicky viditelnými krystaly kalcitu,
zrnitost jemná až hrubá
Textura: všesměrná až usměrněná.
Vznik: regionálně nebo kontaktně přeměněná
Výskyt: Nehodiv (j. Čechy), Velká Morava (Hrubý Jeseník), Supíkovice, Lipová
(Slezsko), Tišnovsko
Použití: mramory leštitelné, vhodné pro masivní a deskové stavební práce
v interiéru. Vybrané druhy světlých mramorů jsou vhodné i pro sochařské
zpracování.
Mramory s vysokým obsahem serpentinu se nazývají ofikalcity.
Přehled lokalit dobývaných vyvřelých, sedimentárních a přeměněných hornin
v České republice je uvedený v příloze č. 4
SPSKS
Umělé kameny
Snaha nahradit přírodní kameny může vycházet z požadavků:
využít odpady z kvalitního přírodního materiálu, připravíme polotovary ze
suroviny sypké, podrcené nebo pomleté, po stmelení směsi vhodným lepidlem
získáme polotovary za nižší cenu
doplnit poškozené stavební prvky z kamene doplnění, tmelením
K vytvoření umělých kamenů, přesněji směsí vedou dvě metody.
Srovnává se náklad na výrobu vytvořeného kusu v porovnání s prací na
přírodním materiálu. Bere se v úvahu životnost díla a vzhled porovnáním
k původnímu kameni.
Pracovní postup pro výrobu umělého pískovce
Komponenty pro výrobu umělého kamene:
KRASTONE – pojivo
PÍSEK - plnivo
KRASTONE je chemickým složením kapalný nízkomolekulární lineární
polymer butadienu bez koncových skupin s malým množstvím sikativ a dalších
komponentů. Má charakteristickou medovitou konzistenci. Zahříváním se zvýší
jeho tekutost. Pojivo je rozpustné v toluenu, xylenu, technickém benzinu a v
běžných lakařských ředidlech.
32
Písek používáme zcela suchý, přesně vytříděný, frakce 0,5/2,5, bez prachových
podílů.
Poměr pojiva a plnivu upravujeme podle potřeby, mezi jedním až pěti procenty
objemovými procenty. Po promísení probíhá vytvrzování oxidací vzdušným
kyslíkem při normální nebo zvýšené teplotě.
Míchání strojem připravujeme směs 40 až 70 minut. Čas je závislý na množství
připravované směsi. Malá množství, do 3 kg lze zamíchat ručně.
Před naplněním forem zajistíme vhodnou separaci. Citlivé jsou formy z
porézních materiálů. Dřevěné separujeme lakem nebo kryjeme PE folií. Kovové
formy ošetříme parafinem nebo jiným nátěrem (PS lak). Formy z Lukoprenu a
LBD není nutno separovat. Plnění forem se dá provádět různě - pěchováním,
lisováním, válcováním a vibrováním. Směs se může postupně vrstvit bez vlivu
na kvalitu výrobků. Odformování odlitku je až po 8 dnech. Pokud je nutné
s hotovým odlitkem manipulovat, je možná opatrná manipulace již po 24
hodinách. K vytvrzení hmot dochází až po 14 dnech.
Výrobce Kaučuk Kralupy.
Umělý kámen na bázi cementového pojiva
Komponenty pro výrobu umělého kamene:
• křemičitý písek - praný
• křemičitý plastifikátor
• speciální cement
• disperze
• tónovací barvy.
Příprava směsi podle doporučené receptury. Připraví se 30 kg suché směsi
PETRA/C (v PE pytli). Do směsi přidáme tekutou disperzi. Přidává se asi 2 litry
záměsové vody. Po zamíchání se upraví konzistence směsi malým množstvím
vody, podle účelu použití. Pracovat se směsí je nutno při teplotách nad 5°C.
Přísada disperze - plastické hmoty - zajistí zvýšení přilnavosti tvárné směsi.
Dále zlepší mechanické vlastnosti směsi a zvyšuje vodoodpudivosti. Podle
potřeby lze směs přibarvovat. Připravenou směs nevystavujeme přímému
působení slunečních paprsků. Směs nesmí rychle vyschnout ani zmoknout,
protože je nebezpečí vyplavení pojiva.
SPSKS
Použití cementové směsi: na zhotovení dusaných odlitků. Podmínkou zhotovení
kvalitního výdusku je příprava pevné formy, aby snesla pěchování materiálu.
Pro uchování formy je třeba vhodně separovat povrch formy. Při použití směsi
k nanášení na pevný podklad, je nutné podklad důkladně v předstihu provlhčit.
U nepevného, porézního podkladu, použijeme před nanášením směsi prostředek
na jeho zpevnění, např. Porosil Z nebo Z-Rapid. (Výrobky firmy AQUA Praha)
33
Modelovací hmoty
Materiály, které tvarujeme, udržují si po danou dobu konečný tvar, nazýváme
modelovací hmoty. Volíme z více podmínek, jako je cenová dostupnost,
vyhovující zbarvení hmoty, příjemná manipulace s hmotou při držení v rukách.
Požadujeme zpracovatelnost modelu k zajištění odpovídající a věrné kopii
daného díla.
Přírodní hmoty – klasické, pro modelování
modelovací hlína, včelí vosk
Umělé hmoty – plastické, pro modelování
plastelína, modurit, monoplast
superClay, syntetický vosk a řada moderních syntetických hmot
s upravenými vlastnostmi (tvrdnutí na vzduchu, v mikrovlnné
troubě apod.
Modelovací hlína
Tuto hmotu pro modelování označíme jako jílový nezpevněný sediment.
Vyskytuje se na skrývkách hnědouhelných pánví. Je to charakteristický mořský
sediment (hlubokomořský). Sediment má proměnlivý podíl silikátových
minerálů ze skupiny jílů. Ve složení jsou v menším rozsahu jíly ze skupin
smektitu, ze skupiny vermikulitu, kaolinitu a dalších. Velikosti částic jsou velmi
malé; 50 % hmoty má velikost pod 2µm. Tato přírodní plastická hmota obsahuje
ještě řadu příměsí. Jsou to drobné, ale viditelné slídy, podíly křemenného prachu
a organické zbytky. Obsah vody je v hlínách proměnlivý, jíl je vysychavý.
Podle původu se s ohledem na složení dělí na montmorillonitické jíly, illitové
jíly a kaolinitické jíly. Na území ČR jsou jíly různého stáří, od druhohor po
čtvrtohory, vyskytují se v oblasti Mostecka, Karlovarska, Plzeňska.
SPSKS
Požadované vlastnosti modelovací hlíny:
• hlína musí být tažná a vláčná - závisí zrnitosti, typu minerálů
• musí se dobře tvarovat – závisí na množství vody
• musí udržet modelovanou formu, tvar
• musí zachovávat přiměřené množství vody
• musí mít dobrý barevný odstín – lze upravit jen při celkové přípravě hlíny
• zásoby hlíny musí být trvale ošetřované, aby nevysychaly.
Při práci s modelovací hlínou můžeme ze zkušenosti mít dva pocity. Hlína je
buď „dlouhá“ nebo „krátká“. Dlouhá hlína pomalu vysychá, ale také vodu
pomalu přijímá. Krátká hlína rychle vodu přijímá, ale rovněž rychleji vysychá.
Tato vlastnost je ovlivněna mineralogickým složení hlíny.
Proti nadměrné ztrátě vody se po modelování bráníme jemným ostřikem,
obkládáním modelace mokrými hadry a následným překrytím vhodnou PU fólií.
34
Pozn.: ve starší literatuře byly tyto dvě protikladné vlastnosti označované
odlišně. Výraz „hlína mastná“, znamenal, že měla málo „písku“, byla jemnější,
pomalu nasávala vodu a pomaleji vysychala. Výraz „hlína hubená“, posoudil
hlínu s větším podílem drobných drsných částic, hlína rychleji nasála vodu a
prostě rychleji vysychala. Typické je viditelné intenzivní vysychání díla na
výstupcích modelace, např. u prstů, u ruky.
Hlínu vhodně upravenou k modelování poznáme tak, že v rukou rychle uválíme
tenký váleček a uděláme z něj očko. Přelomí-li se, není ještě dobře vypracovaná.
[Lit.: Šedý Václav: Sochařské řemeslo]
Příprava nové modelovací hlíny
Hlína se nechá rozplavit v kádi. Řídký sediment se pečlivě filtruje a postupně
zbavuje nadbytečné vody. Takový postup zajistí jen průmyslové zařízení
ve vybavené keramické dílně.
Ztvrdlou a nečistotami znehodnocenou hlínu nejdříve rozemeleme ve válcovém
drtiči. Dále se postupuje shodně, jako v přípravě kvalitní modelovací hlíny, tj.
rozplavením.
Uskladňování modelovací hlíny a rozpracovaných modelů. Novou hlínu
skladujeme ve dřevěných uzavíratelných bednách. Nezáleží na velikosti, ale na
vnitřní úpravě bedny. Všechny stěny bedny, včetně víka, se vykládají
pozinkovaným ocelovým plechem. Spoje plechů upravíme zatmelením nebo
pájením. Všechny úpravy jsou k ničemu, pokud si sochař neohlídá, co se do
bedny s hlínou vrací. Sem patří jen čisté zbytky odebrané hlíny z modelů. Po
ukončení práce a úklidu se bedna uzavře.
SPSKS
Modelovací hlína se opakovaně používá, je recyklovatelná a pracuje se s ní delší
čas. Modelovací hlína se nedá vypalovat, ale poslouží k vytváření velmi věrných
modelů. V jiných průmyslových odvětvích jsou zpracovány keramické a
cihlářské hlíny. Tyto druhy hlín se po tvarové i povrchové úpravě vypalují.
K hrubé modelaci vybraných rozměrných návrhů se dá využít i levnější
cihlářské hlíny. Je potřeba zvážit odlišné vlastnosti také hlíny.
Vosky
Vosky jsou přírodními materiály, které se hodí k provedení jemné modelace
drobných předmětů např. mince, brože, medaile. Z vosku se mohou provádět
skizy návrhů k větším projektům. Práce s voskem se dá regulovat teplem,
upravit teplou vodní lázní, dlaněmi.
Vosky jsou používány jako „vytavitelný model“. Model se zaformuje, důkladně
vysuší a vosk teplem vypustíme z formy.
Zdroji k získání vosku jsou živočichové - včely, nerostné produkty - ropa nebo
rostliny.
35
Včelí vosk je produkt metabolizmu včel, které jej získávají sběrem přírodních
pryskyřic. Včelami vytvořená hmota je stavební masa s malým obsahem vody.
Rozlišujeme vosk surový a vosk upravený, barvený - bílý. Včelí vosk se pro
modelování musí upravit čištěním od malých mechanických i organických
zbytků.
Parafinový vosk získáváme z ropy její rafinací. Parafiny jsou uhlovodíky
značené čísly; např. C 40 a nad tuto hodnotu až do C 62. Parafinové vosky
z těchto uhlíkových řetězců se liší tvrdostí, teplotou tavení a dalšími vlastnostmi
a ovlivňují se při rafinaci ropy.
Karnaubský vosk je velmi tvrdý. Získává se z listů a plodů jihoamerické palmy
(Copernica, chemicky - cerotan myricylnatý). K. vosk má vysoký stupeň
tavitelnosti (94°C).
Mimoto existuje řada dalších podobných vosků – palmový, myrikový,
kandelíkový, trochu jiných vlastností.
Ve starší literatuře se uvádí receptury pro úpravu vosku s řadou přísad na
vylepšení vlastností i barevnosti. Vosky se časem mění a tvrdnou vlivem přísad
(terpentinový balzám zesmolnatí). Vosk se znovu prohněte s přídavky
sezamového oleje i přidáním čerstvého vosku.
Plastelina
Je směsí organických plniv, kaolinu, křídy, silikonového oleje a přibarvená
zdraví neškodnými barvivy. Plasteliny se hodí pro jemnou modelaci. Tvárnost a
dobrá stabilita plasteliny se využije při sestavování klínové formy místo
modelovací hlíny. U klínové formy se pro hluboké profily musí vytvářet dělící
roviny a ohrádky. Přesné provedení rovin zajistí sesazovaní klínové formy.
Výhodou plasteliny je stálý objem a po neomezenou dobu drží tvar. Nevyžaduje
trvalé ošetřování.
SPSKS
Sádra
Se sádrou se počítá hlavně k zajišťování kvalitních odlitků a pevných forem.
Tvorba sochaře se sádrou místo modelovací hlíny vyžaduje úpravu vlastností
namíchané sádry a kvalitní práci sochaře.
Výchozí surovinou pro výrobu sádry jsou dvě horniny, každá s převahou
jednoho minerálu.
Sádrovec – CaSO4.2H2O …. Anhydrit – CaSO4
objemová hmotnost:
2300 – 2400 kg. m-3
krystalová soustava:
jednoklonná
trojklonná
barva horniny:
našedlý, narůžovělý, bezbarvý (alabastr – čistá forma)
náleziště v ČR malá těžba v jediném ložisku (Opavsko – Kobeřice)
v Evropě (tradiční těžba) – Rakousko, Německá Spolková Republika
ve světě (největší produkce dle ročenky MCS z roku 2008) – Čína, USA,
Irán, Španělsko, Thajsko, Japonsko aj.
36
Výrobní postup: sádrovec se připravuje drcením na frakci 20/35 mm. Surovina
se plaví a vyčištěná se zahřívá na výpal, během vypalování se současně jemně
mele ve válcových dezintegrátorech. Teplota mletí bude určovat vlastnosti sádry
a její použití.
65°C začíná uvolňovat vodu.
107°C bouřlivě uniká voda
použití pro zubolékařské účely
150°C – 180°C
sádra bude tuhnout za 3 – 5“ po přidání
vody, zvětšuje objem o 1%, dokonale plní
prostor – pro sochaře a štukatéry
200°C – 700°C
vzniká více druhů sádry různých vlastností
950°C – 1000°C
zahříváním na „červený žár“ vzniká sádra
estrichová (potěrová), po rozdělání tuhne
velmi pomalu (12 – 36 hodin), ale nemění
objem. Používala při výrobě umělého
mramoru a se štukatérskou sádrou i na
zhotovení sádrových podlah
nad 1000°C
vzniká „přepálený estrich“, s vodou se
neváže, hodí se jako bílá barva.
Práce se sádrou
Připravíme si nádobu odpovídající velikosti pro namíchání celého potřebného
množství sádry. Do nádoby nalijeme odpovídající množství vody (obvykle mezi
½ až ¾ nádoby nebo 1 díl sádry a 1,5 až 2,5 dílů vody). Sádru nabíráme
v malých dávkách a pečlivě rozsypáváme po celé ploše nádoby. Voda vsakuje
do sádry a teprve když její výstupky přestanou vlhnout, sádra vodu nepřijímá.
Necháme směs krátce ustát, aby se mohla použít k odlévání (dále viz kapitola
odlévání).
Pokud připravujeme sádru, můžeme ovlivnit tuhnutí, tj. zajistit urychlení nebo
zpomalení tuhnutí.
Urychlení připravované sádry dosáhneme použitím teplé vody, kamence nebo
solí.
Zpomalení tuhnutí dosáhneme úpravou malého množství vody vápennou vodou,
klihovou vodou, přísadou kyseliny citronové. Je vhodné si vlastními pokusy
vyzkoušet účinek přísad i jejich aplikaci do sádry.
SPSKS
Skladování sádry
Sádra je hygroskopická, reaguje na zvýšenou vlhkost např. jejím uskladněním
přímo na vlhké podlaze. Sádra reaguje i na vzdušnou vlhkost. Pytle se sádrou, se
mají ukládat uvnitř budov, v kvalitní bedně s foliovou výplní stěn nebo utěsněné
skříni. Také pytel sádry, kterou právě používáme, nenecháváme dlouho zbytečně
otevřený.
37
Použití sádry pro výtvarnou praxi
Sádra slouží pro vytvoření originálních odlitků a více kopií podle originálu
pomocí vhodných forem. Používá se při rekonstrukci poškození historických
architektonických článků na stavbách formou domodelování a sejmutí formy na
místě.
Syntetické modelovací hmoty
Syntetické hmoty v kombinaci s přírodními látkami jsou upraveny na produkty
pro modelovací práce nejrůznějšího charakteru. Přírodní látky mají charakter
plniva, hlavně s ohledem na zvýšení objemu výrobku. Možnosti syntetických
látek byly využité pro řadu modelovacích hmot zaměřených na stabilizaci stavu,
po zahřívání či pečení i samo vytvrzování za přítomnosti vzduchu.
Monoplast je disperzní směs jemně mleté hlíny se silikonovými polymery.
Konzistence se upraví silikonovým olejem.
Vlastnosti monoplastu: hmota je hydrofobní a nevysychá, dobře drží tvar i při
velkém namáhání objemem, má dobré separační vlastnosti – nelepí se, materiál
je naprosto stálý a velmi drahý.
Modurit je starší syntetická hmota pro výtvarnou práci. Za normální teploty je
tvárlivá, až beztlakově teplem se stává tvrdou hmotou.
Podmínky vytvrzování:
ve vroucí vodě; podle tloušťky modelů (min. 15 minut nebo 10 minut za každý
jeden cm)
v sušárně nebo pod infralampami (při 100 – 110°C)
Objemnější kusy je nutné nahřávat postup na nižší teplotu, aby nedošlo
k vnitřnímu popraskání. Po vytvrzení má modurit matný povrch, který se dá
vyleštit textilem. Vyšší účinek má přetření výtvarného díla acetonem. Povrch se
po nátěru naleptá a po odpaření ředidla dílo textilem přeleštíme.
Akvadurit v obchodním názvu uvádí přítomnost vody v obsahu.
Akvadurit R má obsah ředitelný vodou, R = reverzibilní, tj, vratný. Hmota
během modelování vysychá, proto ji musíme obnovit vmísením malého
množství vody.
Akvadurit D má jiné složení, je ředitelný silikonovým olejem. Akvadurit D se
hodí také pro přípravu forem modelů.
Oba typy modelovacích hmot dovolují upravit obsah i dalšími plnivy – písek,
piliny, mramorová moučka.
SuperClay je tvarovací hmota designérů, vhodná pro „styling“. Hranolky mají
rozměry 50 x 50 x 100 mm.
SuperClay po zahřátí na 55°C je extrémně měkká hmota, která se dá opracovat i
v horkém stavu pomocí drátěných oček na plátky. Má vynikající přilnavost při
vytváření dalších vrstev na modelu a nových částí. Po ochladnutí na 20°C
vytváří tvrdý povrch. Je bez zápachu a nestárne oxidací. Doba zpracování je
SPSKS
38
omezena na 30 minut. Barva světle hnědá. Složení: vosky, tuk, zpevňující
činidla, plniva.
Další modelovací hmoty je třeba si vybírat podle účelu i nákladů: ArtClay silver,
stříbrná, ArtClay měděná hmota samotvrdnoucí hlína SH1 - bílá, samotvrdnoucí
hlína SH2 – teraccota, Keraplast (SH8), Keraplast odlehčená (SH9).
Pomocné prostředky a nástroje pro modelování
Modelovací nástroje
K modelování se dá přistupovat bez nástrojů, pracovat pouze rukama, dlaní,
prsty. Vytváří se tím cvik na jemnou a citlivou modelaci. Pokud používáme více
ruce a méně nástroje vybíráme si jen základní druhy a tvary. Jsou to dřevěná
modelovátka, špachtle, kovové očko na vybírání hmoty. Materiál nástrojů bývá
z různých druhů kvalitních dřev (zimostráz, eben, ořech, akát).
Základní formy nástrojů:
nůž – má tvar nože, je na čepeli vroubkovaný, silnější uprostřed, aby se dobře
držel, tenkým konce hladíme a srovnáváme, tvoříme hrany i zářezy
hladítko – rovným a ostrým seříznutím uhlazujeme plochu, odkrajujeme
přebytečnou hlínu
kroužek – očko má na obou koncích nástroje vložená ocelová nebo mosazná
drátěná oka různé velikosti. Oba kroužky jsou vroubkované pilníkem. Očkem
vybíráme a vykrajujeme hlínu z vnitřních a hlubokých částí modelu.
SPSKS
Obr. 7. Přehled modelovacího nářadí
Pro udržení vlhkosti modelovací hlíny postačí menší rozprašovač (do 3 lt).
39
Přípravné konstrukce pro modelování
Pomocná konstrukce modelu musí odpovídat velikosti a proporcím
modelovaného předmětu. S ohledem na některé modely větší hmotnosti
vybíráme nosné konstrukce i podle stability a nosnosti.
Rozlišujeme konstrukce pro reliéf, hlavu případně bustu, postavu. Vnější části
konstrukcí jsou dřevěné. Jejich přípravy, úprava a doplňování je snadné.
Kovové konstrukce brzy korodují, ale kvalitní kovová úprava je drahá. Při
konstrukci lešení pro postavy volí se svařence z armovacích drátů.
Konstrukce pro modelaci reliéfů
Spodní deska je sesazena z dřevěných hoblovaných prken. K udržení nanášené
vrstvy hlíny jsou na desce přitlučeny krátké, ale ploché špalíčky. Tam, kde se na
modelu uvažuje s vysokou modelací, uchytíme špalíčky vyšší. Při práci na
větším reliéfu a v delším časovém úseku, je nutné udržet vlhkost hlíny i
vespod, přímo na nosné desce. Na nosnou konstrukci přichytíme tenkou PVC
fólii.
Potom
připevníme na
spodní hranu
lištu
a
na
zbylou plochu
uchytíme
rovnoměrně
špalíčky. Lišta
i
špalíčky
zamezí posunu
nebo odpadnutí
hliněné
modelace od
šikmo
postavené
základny.
SPSKS
Obr. 8. Lešení pro reliéf s fólií
Konstrukce pro modelaci hlavy, busty
Hlava potřebuje vhodnou čtvercovou základnu s masivním kolíkem uchyceným
v těžišti plochy. Pro modelaci hlavy v měřítku 1: 1 vyhoví čtverec základny 400
x 400 mm, tloušťka prken 24 mm, hranatý kolík o profilu 50 x 50 mm a délce
400 mm.
40
Obr. 9. Konstrukce pro modelování hlav a bust
A – dřevěné lešení; B – kovový kolík s uchycením na základní desce; C –
dřevěný motýlek na drátu (Al, Cu, Fe), má široké uplatnění (postava)
Konstrukce má kolík uchycený na základně a vyztužený vzpěrami. Hospodárnou
je konstrukce pro hlavu, která má kolík těsně vložený do desek základny a je
vyjímatelný. Spodní deska se hodí i na jiné modelovací práce.
SPSKS
Obr. 10. Modelovací stojan
Obr. 11. Lešení pro modelaci postavy
41
Konstrukce pro modelaci postav
Vychází se z plánovaného postoje postavy. Pro stabilizaci konstrukce je
rozhodující správné rozvržení budoucích hmot a spolehlivé uchycení na
základní desce.
Točna
Pomůckou pro snadnou práci při
modelování je točna. Konstrukci točny
tvoří dvě masivní čtvercové základny.
Mezi základnami je kovová konstrukce.
Lehké točny mají vložené plechy (Zn plech, Cu, Mo) a jsou vhodné pro lehkou
modelaci drobností. Modelovací stolky
jsou konstruovány pro drobnou modelaci,
mají
svrchní
konstrukci
otočnou
s plechovou točnou.
Těžké točny jsou konstruovány pro velké
zatížení, ať hlínou, při modelování nebo
při opracování kamene. Ocelová
konstrukce pavouku (kříže) má po
obvodu válečky. Dřevěné základy jsou
opatřeny na protilehlých stranách silným
mezikruží z ocelového plechu. Po nich se
valí válečky a usnadní natáčení modelu.
SPSKS
Obr. 12. Točna s vyjmutým pavoukem
Velikost točen 400 x 400 mm;
800 x 800 mm. Pro usazení modelu na židli apod. se hodí točny umístěné výše
nad podlahou ateliéru, větší základny o hranách 1500 až 2000 mm z důvodů
bezpečnosti.
Modelovací stojany
Pro modelování reliéfů používáme
dřevěné modelovací stojany. Přední rám
je opatřen otvory pro kolíky k nastavení
vhodné výšky pro modelování.
Nosnost stojanu je omezena konstrukcí
do 150 kg. Zadní sklopná opěra se musí
nastavit k přednímu rámu stojanu.
Obr. 13. Bedna pod model
42
Při modelování se volí mírný sklon stojanu, reliéf bude nastaven do výše očí,
přiváděné světlo musí být rozptýlené, neutrální.
Formy a formování modelů
V sochařské technologii je formování velmi důležitou součástí praktických
dovedností. Pomocí forem se zhotoví velmi přesné kopie originálů. Odlitky
provedené v sádře mají relativně dlouhou životnost. Jsou použitelné pouze
v interiérech.
Při kvalitní povrchové úpravě dobře reprezentují návrh autora. Náklad na
pořízení kvalitního odlitku je velmi nízký ve srovnání s konečnou realizací
v kovu nebo kameni. V sádře jsou problematické odlitky velkých modelů.
Druhy forem
Formy dělíme podle mechanických vlastností prováděné formy nebo podle
zvolené technologie formovacích prací.
Podle mechanických vlastností jsou formy sestaveny z materiálů pevných i
plastických, ale vždy musí zajistit věrnou reprodukci modelu. Formy se
připravují z různých materiálů, dřeva, sádry, hlíny, plechu, želatiny, lukoprenu.
Mají společnou vlastnost, že jsou většinou znovu použitelné k dalšímu
formování.
1. forma pevná – sádrová, dřevěná (perníková), klínová, písková
2. forma pružná – plechová, kovová (litinová, ocelová)
3. forma elastická – želatinová, silikonová - lukoprenová
4. forma kombinovaná – pevný tvar drží kadlub, pružné výstelky udrží
detaily
Podle zvolené technologie formovacích prací rozlišujeme
1. formu slepou (ztracenou) – odlitek ztvrdne uvnitř formy a forma se
odseká z povrchu plastiky
2. formy trvalé – klínová forma, silikonová forma - lukoprenová, želatinová
forma
Jiná hlediska při posuzování technologie formování:
1. podle snímání - formy pozitivní, formy negativní
2. podle druhů dělících rovin - dělení roviny plechy, dělení roviny hliněnou
hrází, dělení roviny sádrovou ohrádkou, dělení roviny nití, strunou
3. podle dílů formy - formy jednodílné, formy dvoudílné, formy vícedílné
SPSKS
Formovací hmoty a příprava různých forem
Pracovní postupy výroby sádrové formy jsou závislé na druhu modelu. Forma
slepá je nejjednodušší a je vhodná na odlití reliéfu.
43
Podobně se používá
i pro formování
hlavy a postavy.
Důležitou informací
je,
že ze slepé –
ztracené formy lze
získat jen jeden
originální odlitek.
Po skončení
odlévání je forma
na kusy rozbitá.
Obr. 14. Káď na ošetřování forem
Příprava a postup odlití reliéfu na slepou formu
1. okraj reliéfu obložíme hranolky (dřevěné lišty, kamenné pásky) podle
budoucí tloušťky formy a jejich boky separujeme stearinem (v nouzi
pastou na parkety)
2. nahazujeme rukou první tenkou vrstvu sádry, obarvíme modrou hlinkou
3. na sádru pokládáme drátěnou armaturu (3 – 5 mm z Al nebo Fe drátu)
podél okrajů reliéfu a příčně přes sebe, dráty provážeme pásky juty
4. pokládáme druhou nosnou
vrstvu sádry
5. doplníme do roviny třetí
závěrečnou vrstvou sádry.
Velké reliéfy rozdělíme na více dílů.
Do hlíny vyznačíme zvolené roviny
dělení reliéfu. Hranou špachtle
vedeme mírně zalomenou rovnou
čáru. Podle čáry natlačíme do hlíny
plechové plíšky (např. 40 x 30 mm).
Plechy nezapomeneme separovat
a necháme je trochu vystupovat nad
formu.
SPSKS
Obr. 15. Odsekávání slepé formy
(barevná vrstva je nezřetelná!)
44
Poznámky k problematice formování:
• okraj formovaného reliéfu se nemusí
bezpodmínečně předem ohraničit
lištami; postačí nanášenou sádru na
okraji formy zešikmit špachtlí
• na reliéfu, pokud má některou velmi
vystupující část, se připraví malá
sádrová zátka, která zajistí, že v jejím
okolí nebude forma nebezpečně
zeslabená.
Obr. 16. Výztuž formy dráty, gázou
• velikost dílů různých forem omezíme podle možností jednoho člověka
rozumným dělením.
SPSKS
Obr. 17. Jednoduché zámky vykrojené v sádrovém kadlubu
Po vytvrzení sádry, vložíme formu do vany nebo v mokré části dílny s gulou.
Odstraníme pomocné ohrádky. Do spáry mezi hlínou a sádrou lijeme vodu.
Páčením dlátka se snažíme uvolnit sádrovou formu od hliněného modelu.
Volnou formu pečlivě vyčistíme od zbytků hlíny a vymýt štětcem. Po osušení je
nutno vnitřek formy za horka vymýt vařenou mýdlovou vodou s olejem (vrstvu
několika mm). Po vsáknutí se forma dokonale vymyje.
Dva postupy odlévání
1. vytáčení malých forem
2. odlévání a kašírování
Vytáčení je technologie používaná u menších forem, se kterými jedna osoba
snadno manipuluje. Díly formy sestavíme dohromady a spojíme na kramličky
(drátěná skobička tvaru „U“). Náročnější
spojení dílů formy připravíme
pomocí jutového pásu namočeného v sádře.
Rozmícháme sádru do konzistence husté smetany. Nalijeme do formy dávku
sádry pro první vrstvu. Otáčení formy umožní postupné rozlití malé vrstvy
45
rovnoměrně do všech i úzkých míst. Formou otáčíme do té doby, dokud sádra
neztuhne. Vytáčíme maximálně tři vrstvy.
Postup vytáčení umožní poměrně rychle a jednoduše vyrobit odlitek. Kvalita
provedení odlitku je závislá na rychlosti otáčení formou, hustotě sádry i
zkušeností modeláře.
Postup uvolnění odlitku u slepé formy
Zajistíme si bezpečně polohu
slepé formy na pracovním
stole. Po vrstvách
odsekáváme sádrový obal,
opatrně přeřežeme jutové
obaly (nepoužívat dláto).
Postupně odsekáme vrstvu
bílé sádry, odebereme výztuž
formy a opatrně slupujeme
obarvenou sádru. Pod touto
vrstvičkou už je odlitek.
Odlitek bez formy se pečlivě
očistí od výstupků sádry a
připraví k ošetření povrchu.
SPSKS
Obr. 18. Modelovací stolek třínohý a čtyřnohý
Odlévání a kašírování je technikou, kdy každý díl formy odléváme zvlášť.
Následně tyto díly spojujeme. Při větších rozměrech dílů nebo složitějších
tvarech vylijeme do modelu i druhou vrstvu. Před nanášením sádry na druhou
vrstvu zlepšujeme tuhost reliéfu vkládáním jutové textilie. Styčné místo dílů
musíme udržovat volné, čisté, bez spáry i bez juty.
Postup přípravy a využití lukoprenové formy
Lukoprenová forma je charakteristická dvěma složkami.
Pevnou složkou je sádrový obal, plastická složka je z některého typu
silikonových kaučuků. Pro odlévání jsou používány:
• lukopren bílý N 1522, tzv. univerzální natírací, na model se natírá po
vrstvách, má velmi věrnou reprodukci, pozor je stékavý
• lukopren okrový N 1725, tzv. nanášecí, vzhledem ke konzistenci má horší
schopnost přenášet otisk formy, udrží se v silnější vrstvě, má větší
odolnost v tahu, lépe drží formu, nezpevňuje se
46
• lukopren N 8100, kaučuk pro výrobu náročných forem, s katalyzátorem
8A (3% hmot.), s režimem 2 hod. práce a 24 hod vulkanizace, odolný vůči
natržení.
Bílý lukopren má vzhled shodný s latexem. K vulkanizaci se lukopren přivádí
smísením s katalyzátorem (obchodní značení C 10).
SPSKS
Obr. 19. Postupné formování složitého modelu do lukoprenu
Katalyzátor se dávkuje v objemu 2 až 2,5 % na objem lukoprenu. Lukoprenová
forma je stálá a při správném zacházení umožní provést desítky odlitků. Povrch
odlitků u mnoha materiálů nevyžaduje separace. Forma snáší i relativně vysoké
teploty. Do lukoprenová formy je možné odlévat i kovy s relativně nízkou
teplotou tavení, např. cín, olovo. Pro tento účel potíráme formu práškovým
grafitem, který vytváří tzv. vodivé vrstvy.
47
Jednodílné formy
Reliéfy s mělkou profilací
se provádí na plnou formu.
Napřed se okolo reliéfu
provede nízká ohrádka a
zalije namíchanou hmotou.
Nosná sádrová konstrukce
je zbytečná. Na podobném
principu je možné připravit
k odlévání písmové formy;
k
odlévání
kovových
písmen.
Obr. 20. Úprava zámků na kadlubu
Vícedílné kombinované formy
Hluboké reliéfy (basreliéfy) a plastiky si před odléváním připravíme určením
dělících rovin a postupujeme po částech:
1. jeden z dílů omezíme hrází vymodelovanou z hlíny nebo plasteliny
2. do hráze vymodelujeme zámky; podle nich v závěru provedeme přesné
sesazení forem před odléváním
3. na model nanášíme lukopren a necháme zatvrdnout
4. naneseme druhou vrstvu a do ní hned vtlačíme gázu
5. po zatvrdnutí naneseme třetí vrstvu, kterou vytvoříme hladký povrch;
volba
správné
dávky
katalyzátoru
zajistí
vulkanizaci do 12 hodin,
(zvýšení
dávky
katalyzátoru zvýší tvrdost
formy, ale také ztrácí
plasticitu a forma se bude
trhat)
po
ukončení
vulkanizace
vytvoříme
pevný sádrový obal, tzv.
„kadlub“; rozměry kadlubu
srovnáme podle hráze
SPSKS
Obr. 21. Řez lukoprenovou formou
48
6. před přípravou dalšího dílu formy odstraníme hliněnou hráz, na dělící
spáře separujeme přetažený lukopren šelakem nebo stearinem, využíváme
vytvořených zámků prvního dílu a navážeme přípravou plastické části
druhé formy; celý postup se opakuje i na dalších dílech.
Postup odlévání odlitku do lukoprenové formy
Složíme jednotlivé díly formy do sebe v dotykových plochách dělících rovin.
Kontrolujeme pečlivě sesazení zámků. Složené díly stáhneme drátem,
provazem, kramlemi (pokud jsou připraveny jako součásti kadlubů). Odléváme
podle možností (rozhoduje velikost a manipulovatelnost formy) vytáčením nebo
litím (pozor na velký objem lití!).
Lukopren snese odlití umělých hmot, dusání umělého pískovce, betonu.
Zvětšování a zmenšování
Lukoprenové jednodílné formy
s mělkým
reliéfem,
medaile
můžeme zvětšit nebo zmenšit.
Původní forma nesmí mít žádnou
(gáza a jiné látky) výztuž. Formu
vložíme
do
organického
rozpouštědla – toluenu nebo xylenu.
Chemická reakce způsobí zvětšení
objemu o 40 až 50 %. Po odpaření
rozpouštědla se forma opět smrští.
Zvětšení je rovnoměrné a probíhá
ve všech směrech stejné a tak
docílíme naprosto přesného zvětšení
bez deformací.
Lukoprenovou formu můžeme také
zmenšovat. Lukopren smícháme
s toluenem (10 – 12%) a po
propojení přidáme více katalyzátoru
(4 - 6%). Po zatuhnutí formy
provedeme sejmutí formy. Sama
forma se brzy vrací do původní
polohy.
SPSKS
Obr. 22. Sestava forem většího díla
49
Postup přípravy a využití želatinové formy
Želatina se používala hlavně před objevem lukoprenu. Je to stará formovací
technologie, ale ve srovnání s lukoprenem, byly formy méně trvanlivé.
Plastickou snímací hmotou ve formě je jedlá (potravinářská želatina).
Pracovní postup přípravy formy má více etap.
První etapa - nejdříve se vytvoří úzký prostor mezi modelem a sádrovým
kadlubem (vnějším pevným obalem).
Druhá etapa - pevně a přesně usadíme obal nad model a zalijeme horkou
želatinou.
Třetí etapa – Rozebereme formu na díly, sádru a želatinu – čistíme, separujeme
ev. dělíme komplikované úseky želatiny.
Čtvrtá etapa – složíme a zpevníme formu. Odlijeme sádrový odlitek.
Model, který chceme reprodukovat v sádře, může být jakýkoliv pevný materiál
(kámen, dřevo, kov i sádra). Model pevně fixujeme na základní desku (stůl).
Povrch modelu pokrýváme pláty hlíny v tloušťce 1 až 1,5 cm (připravíme si je
vyválcováním). Větší hloubky modelu vyplníme hlínou. Vyznačíme v polovině
modelu dělící rovinu a zarazíme do hlíny plechy. Jednu polovinu kadlubu
vyplníme sádrou a necháme ztvrdnout. Do styčné spáry vyvrtáme zámky
(polokulového tvaru). Separujeme styčnou spáru opakovaným nátěrem šelaku a
nakonec přetřeme stearinovým voskem (pasta na parkety). Naneseme sádru na
druhou část kadlubu a necháme ztvrdnout. Styčnou spáru následně také dobře
separujeme.
Před rozebráním celého kadlubu pamatujte:
• boky kadlubu během sádrování zarovnejte lištou
• na základnu pečlivě vyznačte tužkou okraje kadlubu!!!
Rozebereme kadlub, vymyjeme, vysušíme, separujeme šelakem víckrát.
Odebereme hlínu z modelu. Model očistíme a separujeme (sádru šelakem,
ostatní materiály stearinovým voskem). Do nejvyšší části kadlubu vyvrtáme
otvor pro nalití želatiny. Sesadíme formu nad model podle vyznačených čar.
Připravíme želatinu a postupně ji zaléváme do formy. Otvor je dobré ohradit
hliněnou hradbou (jako trychtýřem). V kadlubu je potřeba vyvrtat několik
otvorů pro únik vzduch a kontrolu plnění formy. Vytékající želatinu zastavíme
připravenými zátkami.
Příprava želatiny:
• želatina se předem namočí ve vodě; 24 hodin min.
• vaříme želatinu ve dvojité vodní lázni,
• upravíme konzistenci želatiny; hustou ředíme horkou vodou, aby se
dosáhlo viskozity lesního medu
• želatinu upravíme proti plísni; přidáním 16 % objemových dílů glycerinu
k želatině; odlišný recept volí poměr 5 dílů želatiny a 1 díl glycerinu a
rozpouštět v glycerinu želatinu postupně
SPSKS
50
• želatinu lijeme až při dosažení teploty 37°C, odstraníme z hrnce škraloup
ještě před litím do formy
• želatinu lije dvojice pracovníků velmi pomalu, hlídají otvory a ucpávají
zátkami až po odtečení vzduchových bublin i se želatinou
• do licího otvoru postupně trochu doléváme želatinu
• želatina tuhne 12 až 14 hodin
Rozebíráme formu odklopením kadlubu. Podél dělící roviny rozřízneme
želatinu. Objeví se povrch želatinové formy, kterou vložíme zpět do kadlubu.
Vnitřní povrch želatinové formy se ošetří posypáním krystalickým kamencem.
Kamenec formu zpevní, forma mírně ztuhne. Tuto operaci s kamencem
provedeme s formou opakovaně,
včetně malých technologických
přestávek (5 – 10 minut).
Závěrem posypeme vnitřek
formy
klouzkem.
Póry
želatinové formy se definitivně
uzavřou. Pro vlastní separaci,
formy vůči sádře, použijeme
stearinový vosk.
Sestavená forma se připraví
k lití
důkladným
spojením
(dráty,
kramličky
apod.)
Zvolený postup práce se sádrou
je závislý na velikosti formy.
Proces tuhnutí sádry ve formě
sledujeme, aby sádra již nehřála,
protože formu rozebíráme včas.
Práce se želatinou je náročná a
výsledky podstatně horší než u
lukoprenu. Důvody, proč dosud
používáme k odlévání želatinu,
spočívá v možnosti opakovaně ji
použít (recyklovatelný materiál).
Želatina v kusech, suchá, se
musí pečlivě ošetřit před
uskladněním (riziko plísní) a
formu po použití je nutné
rozřezat, převařit, přecedit a
uskladnit v uzavřené nádobě.
SPSKS
Obr. 23. Řez klínovou formou
51
Postup přípravy a využití klínové formy
Klínová forma patří ke klasice odlévání sádrou, na plastiky snímané z pevného
materiálu, kamene, dřeva, kovu, plastu i sádry. Je vhodná k odlévání
rozměrnějších plastik a její použití je doloženo až z období baroka.
Jedná se o typ pevné formy. Každý předmět se musí důkladně separovat. Podle
charakteru materiálu použijeme různé vosky (dřevo, kovy, plast), šelak (sádra).
Posoudíme členitost modelu a hloubku různých míst na modelu.
Na modelu zvolíme více částí a vyznačíme dělící roviny. Pro hlubší místa na
modelu připravíme tzv. „klíny“. První klín vymezíme ohrádkou z hlíny. Do
ohrádky naneseme sádru a necháme vytvrdnout. Po vytvrdnutí odstraníme
ohrádku, klín začistíme, uděláme do něho zámky a několikrát separujeme
šelakem. Zámky klínových forem mohou být půlkulovité nebo
lichoběžníkové tzv. „liščí ocasy“. Kónická úprava tvaru klínu a zámků
zabezpečí přesné a snadné umístění klínu ve formě.
Pokračujeme dalším klínem, aby se účelně doplnila problematická prohloubení a
záhyby na modelu. Během postupu číslujeme jednotlivé klíny, protože při
rozebírání formy vybíráme klíny v opačném pořadí.
Na usazené klíny zhotovíme tzv. „plášť“, dostatečně pevný, případně i
vyztužený. Při sestavování takové formy potřebujeme zajistit, aby všechny klíny
dobře držely v plášti (kadlubu). Formu upravíme navrtáním pláště v místě klínů.
Každý klín bude mít na rubu vsazený delší měkký drátek k prostrčení dírkou
v plášti.
Klíny přitáhneme drátky k plášti, zafixujeme a sestavíme kompletní díl formy.
Práce s klínovou formou je náročná, vyžaduje přesnost a rutinu řemeslníka.
Klínovou formu je nutno správně ošetřit a uskladnit v suchém a bezprašném
prostoru. Dá se vícekrát použít, ale je pracná a vývojem překonaná.
SPSKS
Separace
Separátory jsou vosky, pasty a tekutiny, kterými se zajistí nespojitost dvou látek.
Separátory mají okamžitý účinek nebo nanášenou látku musíme nechat schnout
a případně opakovaně nanášet.
Separátorem upravíme povrch předpokládané dotykové plochy. Při odlévání
potřebujeme materiály pro separaci na úpravu spár dělené formy. Používají se
různé mastné látky v polotuhé konzistenci, např. pasta na parkety.
Příprava formy na pevný model (kov, keramika, sádra) má dělící rovinu z
modelovací hlíny, tedy nepotřebuje separaci. Hlína se pečlivě uhladí a srovná,
aby i boky formy byly hladké.
52
Kamenické a sochařské nástroje
Nástroje pro ruční opracování kamenů dělíme do dvou skupin podle obtíží
při opracování povrchu.
Skupina tvrdých kamenů (vyvřelé horniny, granity apod.) má omezený
sortiment nástrojů – špičák, dláto, úzké dlátko, pemrlice. To je důvodem
menšího počtu povrchových úprav lícních ploch kamenů.
Skupina měkkých kamenů (usazené horniny, pískovce) používá při opracování
více druhů nástrojů – špičák, zubák, dláto, úzké dlátko, rýhovačku, zrnovák,
řádkovou a hrotitou pemrlici. Těmito nástroji dosáhneme více variant úpravy
kamenů.
Obecně jsou tyto ruční nástroje používány pro kamenickou i kamenosochařskou
práci. Materiálem ručních nástrojů je ušlechtilá válcovaná ocel třídy 19; volí se
19083.3 nástrojová ocel uhlíková. Tato ocel musí mít obsah uhlíku od 0,5 % až
do 2,14 %. Přítomnost uhlíku umožní nástroje povrchově zakalit. Kalením
získáme špičku nebo ostří hran nástrojů houževnaté a tvrdé.
Přehled nástrojů je v příloze č. 6 a 10.
Profily tyčí nástrojů jsou osmihranné, dobře sedí v ruce. Používají se i další
profily - šestihranné, čtverhranné se zkosenými hranami i kruhové. Průmyslově
vyrobené nástroje mají osmihranný dřík. Tloušťka dříku nástrojů má vyhovovat
účelu práce nástroje.
Tab. 8. Uvádí doporučené rozměry ručních kovaných nástrojů.
Nástroj
Profily dříků/
Délka nástroje
Šířky břitů
/tloušťka nástroje
(mm)
(mm)
(mm)
Prýskač
6hr / 26,22
200
40 – 50 – 60
Špičák
8hr / 16,18,20
250 – 300
--Špičáky sochařské
O;8hr / 6,8,10,12,14
250
--Dláto široké
6hr;8hr / 16,18,20
200 – 250
20 – 30
Dlátko úzké
O;6hr;8hr /
200 – 250
5 – 20
Sochařské dlátko
6,8,10,12,14
Zubák (3 zuby +)
8hr / 16,18
200 – 250
30 – 40 - 50
Zubáky sochařské
O;8hr / 6,8,10,12,14
Rýhovačka
8hr / 18,20
200
60 – 80 - 100
Rýhovačka zubatá
SPSKS
Tenký dřík sochařských nástrojů nutí sochaře pevněji držet nástroj; často zaviní
křeče v ruce. Pro široká dláta a špičáky jsou doporučeny 18 mm osmihrany.
Oceli nástrojů se čtvercovým a kulatým profilem nejsou vhodné; jejich držení
otlačují a nesedí v ruce, špatně se drží.
53
Ruční nástroje jsou různé délky a opakovaným ostřením se zkracují. Minimální
délka nástroje v ruce nemá klesnout pod šířku sevřené dlaně. Zbytek nástrojové
oceli poslouží k překování na klínek k lámání kamene (vhodné pro pískovce).
Na ruční nástroje přitloukáme kladivem. Hlavy kladiva jsou zakaleny, ale
„hlavy“ nástrojů kovář nesmí zakalit. Po úpravě otřepů na hlavě nástroj volně
vychladne.
Úhel kovaného ostří je určen opracovaným materiálem. Pro tvrdé kameny
(granit, syenit) je ostří břitů s větším úhlem; příkladně 20°- 30°. Nástroje pro
měkké kameny mají ostří pod menším úhlem; např. 7°- 15°.
Otupené nástroje jsou v kovárně překovány, ulomené části zakrátí, srovnají a
přepěchují. Po opravě nástroje se odolnost ostří zvýší zakalením. Kalícím
prostředkem je voda. Kovářská práce je cyklická:
1. ohřev nástroje
2. překování tupého nástroje s úpravou břitu (podle potřeby se nahřívá i
opakovaně)
3. ohřev nástroje na kalící teplotu
4. kalení ve vodní lázni
5. dochlazení nástroje v korýtku.
Pro kalení nástrojů postačí obyčejná voda v chladící lázni. Voda na kalení a
chlazení nástrojů má různý obsah minerálů; může být dešťová (měkká),
studniční (tvrdá), z vodovodního řádu (v normě ČSN). Tvrdost vody se upravuje
různými přísadami. Sleduje se teplota kalící lázně. Po vícehodinovém kalení
stoupne teplota lázně přes 60°C, kalící barvy nabíhají příliš rychle.
SPSKS
Proces ostření a kalení
Otupený nástroj se ve výhni ohřívá na teplotu světležlutou. Kováním se nástroj
symetricky srovná, vykove do požadovaného tvaru a upraví úhel ostří. Nově
nástroj ohřejeme na světlečervenou barvu (700°C – 800°C). Ohřívanou část
nástroje ponoříme do kalící lázně, aby žár z ostří zmizel. Délka chlazení je
omezena na několik sekund. Vyjmeme nástroj, na jeho hraně kontrolujeme
nabíhání zákalných barev. Hranu očistíme o prkénko (pro špičáky) nebo
strhneme pilníkem (pro dláta apod.). Po dosažení zákalné barvy nástroj rychle
schladíme v lázni a po vyjmutí odstavíme do korýtka s vodou (výška vody 10 –
15 mm). Tím zabráníme zbytkovému teplu nástroje vyhřát zakalení nástroje.
Pořadí zákalných barev je toto: světležlutá, slámově žlutá, tmavěžlutá, červená,
fialová, světlemodrá, tmavomodrá.
Tvrdost zakalení nástroje postupně klesá. Pro tvrdé kameny nástroje kalíme na
žlutou až purpurově červenou, břity jsou tvrdší a křehčí. Pro měkké kameny
nástroje kalíme na světlemodrou až tmavomodrou barvu.
54
Během používání je vhodné nástroj (dláta, zubáky, rýhovačky) přebrušovat
ručně na rovné pískovcové desce. Při broušení nástroje elektrickou bruskou
rychleji ztratíme kal.
V přílohách č. 2, 3, 4, 5 jsou vyobrazeny kovářská výheň, kovadlina, způsob
ostření a kalení nástrojů, frézy na ostření zubáků a pemrlic.
SPSKS
Obr. 24. Sada tradičních ručních nástrojů na opracování pískovců
První řad zleva: 5 klínků, dvojšpic pro vypracování otvorů pro klínky
(2x). dvojzub (2x), zubáky (8x), rýhovačky (6x), krátké pravítko.
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.
Moderní nástroje jsou osazovány břitovými destička ze slinutého karbidu.
Nástroje mají označení „SK“, výraz „tvrdokov“ je chybný a je bohužel stále
používán odborníky i v prospektech firem. Do pracovní části nástrojů jsou
pájeny velice tvrdé destičky slinutého karbidu kovů W,Ti, Mo. Tyto nástroje
mají velkou odolnost proti abrazi i nárazu. Otupí se pomaleji než nástroje
s kaleným ostřím. Úhel ostří je ještě tupější (45°- 60°) než u kovaných nástrojů
pro tvrdé kameny. Otupené nástroje ostříme pouze broušením. Brousíme
karborundovým kotoučem (SiC) postupně, bez chlazení vodou.
55
Tři stupně zrnitosti SiC kotoučů: 40 - 60, 10 - 120, 220 – 240. Zjemnění povrchu
břitu ovlivní trvanlivost ostří. Pro dokonalejší nabroušení SK nástrojů je možné
použít brousící kotouč s diamantovým obložením.
Při ukládání chráníme ostří nástrojů před nárazy na tvrdé materiály (ocelové
nástroje). Ulomený roh nebo vylomený břit vyžaduje větší úbytek destičky SK
broušením. Pokud je bruska vybavena chlazením vodou, je nutno břit trvale
chladit.
SPSKS
Obr. 25. Nástroje s vložkami SK pro tvrdé kameny
Zleva: špičák, dláta 30, 25, 20, 16, 14, 12, 10, 8, 6, 4 mm a extrémně
široká rýhovačka, nahoře jsou dvě kladívka (0,5 a 0,3 kg) na písmo.
Sortiment nástrojů s břity SK je téměř shodný s ručními kovanými nástroji.
Výhody SK nástrojů:
• vysoká trvanlivosti jejich ostří, zvláště při opracování všech tvrdých
kamenů.
Nevýhody SK nástrojů:
• vysoká pořizovací cena
• nástroje jsou robustnější, mají vyšší hmotnost
• nevhodné pro opracování měkkých kamenů (středně tvrdé pískovce,
vápnité slínovce).
Přehled nástrojů s popisem základních funkcí:
• palicí na kámen (3 až 8 kg) – přitloukáme na klíny, sedák, na přetloukání
kamene
• klíny kované – pro dělení kamene; pro pískovec ostrý, pro granit tupý s
plechy
56
klíny pérové – pro odvrtávání a rozlom nadměrného kamene
kladivo (1; 1,5; 2 kg) – přitloukáme na nářadí
kladívko (03; 0,5; 0,8 kg) – pro tesání písma, pro sochařskou práci
palička (dřevěná, gumonová, UH) – přitloukáme na nářadí při opracování
měkkých kamenů
• sedák – ocelová palice s jednou nebo dvěma hranami k odrážení
nadbytečného kamene
•
•
•
•
prýskač
zubák
rýhovačka
šalírka
špičák
tvrdý mat.
špičák
měkký mat.
palička
kovová
SPSKS
dláta
široké, úzké, půlkulaté
zrnovák
sedák
vrtáček
pemrlice
Obr. 26. Kamenické a kamenosochařské nástroje
prýskač – odsekávání přemíry kamene od hran a zarovnává plochu
dvojšpic – špičatý krumpáč, pro loupání plochy a klínování pískovců
špičák – hrubé, střední a jemné špicování, loupání a vzorování plochy
dláto (do 30 mm) – vytváření lemů okolo plochy, měřící rovina
dláto úzké (do 20 mm) – zasekávání profilů,
dláto úzké půlkulaté – zasekávání plošek pro měřící body,
pemrlice ruční – pro tvrdé kameny, pět stupňů roztečí hrotů
pemrlice lemovací – pro měkké kameny, dva stupně rozteče břitů
dvojzub – nářadí pro hrubé srovnání měkkých kamenů
zubák (3 a více zubů) – pro plastické opracování měkkých kamenů,
srovnání ložných a styčných ploch
• zrnovák (špice 10/10 mm) – jemné plastické srovnání plochy pískovců
• pospěch (špice 20/10 mm) - hrubé plastické srovnání plochy pískovců
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
57
•
•
•
•
rýhovačka (40 – 100 mm) – opracování hladké plochy pískovců
rýhovačka zubatá – k vypracování vlnité plochy pískovců
sekera (plochá + zubatá) – pro rovnání ploch pískovců
vrtáček (zaoblený, do 5 mm) – k vyznačení vyměřených bodů v kameni
Sochařské nástroje a měřidla pro kamenosochařskou práci:
• pravítko – dřevěná (měkké dřevo) 0,8 – 2,5 m
• pravítko – ocelové, normalizované (1000, 1500, 2000 mm); přesné, drahé
• úhelnice – kovové, normalizované (délka delší hrany) 160, 250, 400, 630,
1000 mm, nenormalizované svařené kovářsky z ocelových pásů
• kružidla – hmatací, obkročná, ramena zaoblená dovnitř, délky 200 až
1000 mm
• pokosník stavěcí se šroubem – k nastavení úhlů mimo R
• silonový vlasec (0,15; 0,25; 0,5 mm) – proměření roviny
• metry – dřevěné, kovové v pouzdru
• pásmo ocelové – 20 m, 30 m
• tečkovací strojek – pro reprodukci v M 1 : 1
Průmyslové nářadí pro opracování povrchu kamenů
SPSKS
Současná technologie provádění kamenických prací se zaměřila do tří směrů:
• rukodělné postupy při opracování kamene (dnes už jen velmi omezeně)
• strojně ruční opracování kamene pneumatickým nářadím
• strojní opracování tvaru a povrchu přírodního kamene.
Tradiční pracovní postupy byly výhradně ruční, tzv. rukodělné. Vytváření
základního tělesa – kvádru, úprava tvaru kamene, vysekáním profilů jsou
fyzicky náročné činnosti, trvající mnoho pracovních hodin. U sochaře je výchozí
surovinou odlomený blok s velkým množstvím hmoty, kterou postupně
odsekává podle modelu. Při ručním sekání je nejlepším pomocníkem
řemeslníkův špičák a kladivo.
Před více než sto lety se začal využívat stlačený vzduch. Brzy na to bylo
vyvinuto pneumatické sekací kladivo pro použití špičáku, dláta i pemrlice. (Viz
časopis STONE roč. 1910; Učitelská knihovna SPŠKS Hořice).
Dnes se používá ruční pneumatické klínovací kladivo (cca 12 kg se sekáčem)
pro přípravu otvorů k lámání kamene (typ K 9-2 aj.). Nástroj – sekáč - se
nasazuje do pouzdra kladiva. Používá rovněž pro velmi hrubou úpravu tvarů
kamene.
58
Vyhovuje lépe pro měkké
pískovce než tvrdé granity;
je to práce fyzicky velmi
vyčerpávající. S kladivem
pracujeme obouručně.
Pneumatické nářadí
existuje i lehčí, o
hmotnostech od 1,55 kg až
3,4 kg a velmi lehoučké
nářadí do 1 kg (bez
nástrojů). Toto nářadí je
mezi sochaři oblíbené,
lehce se ovládá. Je třeba si
uvědomit, že v ruce držíme
vibrující nářadí, ale
vibrace se přenášejí do
svalstva a kloubů
Obr. 27. Strojní a ruční pemrlice rukou (příčina vazoneurózy).
SPSKS
Při práci s pneumatickým nářadím se tvoří prašné prostředí. Každá dílna, kde se
tvoří prašné prostředí, musí být vybaveno účinným odsávacím systémem.
Mimoto je nutné používat osobní ochranné pomůcky, tj, respirátor, proti prachu
brýle a chránič sluchu. Prachové částice o velikosti pod 10 mikronů jsou z naší
respirační soustavy - to jsou kameníkovy a sochařovy plíce - neodstranitelné.
Nemoc zaprášení plic - silikózu způsobují prachové částice Si02. Nejvíce
prachu si vytváříme při používání pneumatického nářadí. Prašné a hlučné
prostředí působí škodlivě i na oči a sluch. Při práci, i v malém kolektivu,
zatěžujeme škodlivými vlivy také organizmus okolních pracovníků.
Strojní opracování tvarů a povrchů přírodního kamene
Přírodní kámen od surovinového bloku po finální povrchovou úpravu výrobku je
opracován stroji. Technologické postupy řezání, broušení, leštění, profilování je
možné kombinovat podle dostupného strojního vybavení kamenického provozu.
Pro realizaci sochařských děl můžeme lanovou pilou upravit základní vyhraněný
tvar (základnu, rovné boční plochy, zkrácení délky bloku). Navíc jsou již lanové
pily programovatelné k vyřezávání složitých ploch. Po roce 2000 jsou v Evropě
na špičce zájmu vývoje roboti. Robot pracuje s různými rotačními nástroji,
kterými odebírá nadbytečnou hmotu kamene. Nejprve je scannery digitálně
snímán model. Program je zpracován podle snímaného modelu.
59
Řídí postupně všechny činnosti i výměny nástrojů, až do konečné fáze
sochařského díla. U sochařské práce se dá předpokládat, že práce robotů, ač
velmi dokonalá, bude potřebovat revizi i konečnou úpravu výrazu.
Kamenosochařská dílna
Vybavení prostoru k provádění kamenných skulptur.
• dílenská hala – vytápěná, dobře osvětlená, uzavíratelná, pouze pro práci
s mramorem, vápencem, pro odlévání, kašírování, opravy a lepení sádry,
galanterii, při práci s pryskyřicemi i s odsáváním škodlivých styrenů;
pokud není instalováno účinné odsávání prachu nelze zde pracovat
s pískovcem strojně ručně ani ručně
• rovná plocha, volná – rovný hladký beton pro práci na větší zakázce
• přístřešek – pro práci se všemi druhy kamenů, dostatečné výšky (přes 3,5
m), dvě boční stěny, zadní plocha s oknem (odvětrání)
• kamenické kozy – pro horizontální práce na kamenech do 1 m výšky, pro
podložení reliéfu
• sochařský stolek – pro drobnou modelaci i sekání kamenné skulptury
• sochařský stojan – pro modelování reliéfů i sekání lehčích prací
• dřevěné hranoly, prkna a špalky pro podkládání kamene
• dřevěné válce a válečky pro drobnou manipulaci v dílně
• dřevěné palety – pro manipulaci s kameny vysokozdvižným vozíkem
• vozík masivní, nízký čtyřkolový do nosnosti 1000 kg – pro použití uvnitř
dílny s nevyhovující nosností podlahy pro použití mechanizace VZV nebo
malou výškou stropu.
SPSKS
Manipulace s kameny
V lomech se provádí manipulace bloků stabilními stožárovými jeřáby typu
derik omezené nosnosti (5 až 10t). Novější technologie zavádí do lomů
automobilní jeřáby s větší nosností (10 – 25t).
Pro převážení suroviny, zvedání, překládání a obracení bloků se do dílen
objednávají automobilní jeřáby pro krátkodobou potřebu.
Kamenické dílny jsou vybaveny mostovými jeřáby různých konstrukcí s
nosností od 10 do 20t. Mostový jeřáb má stabilní sloupovou konstrukci
s různou délkou (10 až 50 m). Mostová konstrukce má rozpětí podle požadované
nosnosti. Je účelně postavená na volném prostoru skládky suroviny. Mostové
jeřáby se konstruují i do dílenských hal; nosné sloupy pro vedení pohyblivé
lávky (mostovky) jsou podél obvodového zdiva, aby nezabíraly prostor haly.
Vysokozdvižné vozíky (VZV) s terénní úpravou kol, má více variant podle
nosností od 1,5 do 5t. Pohony VZV mají naftový motor, ale existují i další typy
VZV s pohonem bateriovým, plynovým, benzínovým.
60
V kamenoprůmyslu tyto stroje nemají stejné podmínky jako v uzavřených
prostorách jiných průmyslových odvětví.
SPSKS
Obr. 28. Stabilní a mobilní jeřáby v žulovém lomu
Při manipulaci s materiálem, ke zvedání, obracení, převážení (jen v areálu dílny)
jsou VZV velmi dobře využívány i hodnoceny.
Ocelovými lany vážeme blok (vyobrazení je v příloze č. 7 a 8):
• dvěma lany, dvojice lan stejné délky umístíme na kraji bloku, přes hrany
kamene podložíme prkna
• jedním lanem v těžišti průměru, lano podvlékneme pod blokem, srovnáme
do těžiště, jedno oko provlékneme do druhého, které zavěsíme na hák,
chráníme hrany lana
• jedním lanem tzv. „do koše“ postupujeme vždy tam, kde není možnost
nadzdvihnout blok k podsunutí dvojice lan. Jedním koncem lana obtočíme
boky bloku, provlékneme okem druhého konce a přetáhneme přes hák
jeřábu. Oko dotáhneme k jedné straně bloku a lana spojíme „S“ hákem
(esíčko). Uvázání se nejlépe provádí ve dvou osobách. Metoda velice
poškozuje lano, přesto je u sochařů oblíbená, používá se při zvedání
hotových skulptur.
Ocelová lana jsou nejpoužívanějšími vázacími prostředky v mnoha odvětvích
průmyslových podniků. Používání ocelových lan je vázáno na řadu
bezpečnostních předpisů. Ocelová lana mají na štítku vyznačenou nosnost.
61
Poškozená ocelová lana je zakázáno používat. Stav ocelového lana je posuzován
podle počtu přelámaných drátků a dalších podmínek.
Ocelovými řetězy vážeme bloky jen v lomech. Řetězy jsou robustní, na kameni
kloužou a řetěz dopínáme háčky, aby se kámen nemohl vysmeknout.
SPSKS
Obr. 29. Zvedání žulového bloku krepnou
Vázací pásy jsou moderními prostředky s velmi širokou nabídkou podle
nosnosti i délky pásů. Materiálem je velmi odolný vrstvený plast, který je
překryt odolnou plachtovinou. Používané jsou vázací pásy s měkkými oky,
s kovovými oky nebo je pás pouze nekonečná smyčka.
Portálové jeřáby jsou pro skladování velkého množství suroviny, bloků i
rozpracovaných polotovarů na volném prostranství. Výška konstrukcí je dána
potřebou přemisťovat bloky, skládat a nakládat na dopravní prostředky. Blok
zvedaný dvojicí lan se musí bezpečně přesouvat na uskladněný materiál. Bloky
jsou uskladňovány v jedné, výjimečně i ve dvou vrstvách, ale závisí na
konstrukci jeřábu.
62
Obr. 30. Portálový jeřáb
SPSKS
Obr. 31. Mostový dílenský jeřáb
Tento typ jeřábu je vhodný i do uzavřených hal. V kamenosochařských
provozech je využíván k obsluze více pracovních míst, kamenických i
sochařských. Má nižší nosnost, odpovídající potřebám provozu.
Vysokozdvižné vozíky mají použití při překládání bloků (podle nosnosti VZV).
Dále jsou VZV účelně využité při překlápění masivních polotovarů a různé
pomocné manipulaci pomocí vidlic nebo speciálních doplňků (jeřábový hák).
Pohon stroje dovoluje použití VZV i v uzavřených halách.
63
SPSKS
Obr. 32. Vysokozdvižný vozík
Obr. 33. Zvedák hydraulický a hřebenový
Ke drobné manipulační technice zahrnujeme zvedáky, kladkostroje, přepravní
vozíky (rudl, plošinový vozík dvojkolový, válečkový vozík), krepny, kleště
vázací pomůcky a sochory.
Hřebenový zvedák, tradiční - hever – stále vyráběná verze o nosnosti 5t a 10t.
Zvedák je manipulačním prostředkem s velkou účinností.
64
Zvedák je snadno nastavitelný i ovladatelný, dobře a rychle se s ním pracuje.
Hlavou zvedáku můžeme naklopit kámen a patkou zvedáku provádět postupné
zvedání tělesa za současného pokládání podložkami.
Zvedák má výšku zdvihu (cca 500 mm), ale dá se postupně podkládat.
Hydraulické zvedáky mají větší rozsah nosností, ale se zvyšujícím výkonem
roste jejich hmotnost a mají velmi omezený zdvih. Pro kamenoprůmysl nejsou
vhodné.
Pozn.: V Itálii jsou hydraulické zvedáky 100t až 500t používány v lomech při
sklopení odřezaných monolitů velkých objemů (2000 až 5000 m3). V ČR se
nepoužívá, v našich lomech se nevyskytuje taková celistvá stěna kvalitní
suroviny.
Kladkostroje, původně ruční řetězové, moderní elektrické zařízení. Elektrický
kladkostroj je stabilní zařízení umístěné na jednoduché konzole nebo stojanu.
Zařízení se instaluje jenom do dílen, má nižší nosnost i volný prostor pro práci.
Přepravní vozíky (rudl, plošinový vozík dvojkolový, válečkový vozík) – každý
vozík má jiný účel. Rudl je dvojkolový vozík, obsluha jedním pracovníkem. Je
určen pouze na malé zatížení (granitová deska rozměrů 0,8x0,7x0,1 = 0,056 m3,
granit 2650 kg/m3, má hmotnost 148,4 kg).
Plošinový vozík, dvojkolový, nosnost do 500 kg; obsluha dva pracovníci.
Manipulace s vozíkem není vždy bezpečná, proto při obsluze potřební dva i tři
pracovníci. Pro ukázku využití nosnosti vozíku je uvedena hmotnost krycí desky
při ruční přepravě vozíkem (syenitová deska 2,0x1,0x,09x2700 = 486 kg).
Válečkový vozík je už historickým předmětem, který se používal na místech,
kde potřeboval sochař střídat pracovní prostředí. Rozpracované dílo na vozíku
se vytlačilo z dílny a v případě potřeby opět vrátilo zpět. Dnes jej nahradil VZV.
Krepny mají složený válcovitý
tvar. Tvoří ji konické tělo s okem
závěsu
Před použitím krepny musíme
vyvrtat otvor 200 až 250 mm
hluboký s průměrem podle
složeného těla krepny. Krepna se
musí
umístit
do
těžiště
zvedaného kamene. Krepny
slouží k bezpečné práci při
osazování masivních kamenů ve
svislé poloze.
SPSKS
Obr. 34. Dvoudílná a jednodílná krepna s ocelovými příložkami
65
Kleště jsou jednoúčelovou pomůckou pro manipulaci s deskami omezené
tloušťky (do 100 mm). Kleště jsou zavěšeny na jeřábovém háku. S ohledem na
opracování deskových materiálů jsou kleště opatřeny pryžovými ploškami.
Historické kleště měly větší rozměry a sloužily ke zvedání kvádrů pro zdění.
Jamky v kvádrech, pro uchycení kleštěmi, jsou dodnes na kvádrech viditelné.
SPSKS
Obr. 35. Různé typy kleští pro zvedání desek i masivních kamenů
Vakuové manipulátory se uplatnily pro manipulaci s deskami. Přísavný štít je
vlivem podtlaku přisát k ploše kamenné desky. Štít bezpečně přenáší břemena
do hmotnosti 600 kg. Kamenoprůmysl je používá u kotoučových pil překládání
desek broušených i leštěných desek na pracovní desku pily.
Vázací pomůcky – ocelová lana, ocelové řetězy, konopná lana, vázací pásy –
udržujeme čisté a nepoškozené,
vždy zavěšujeme na místo chráněné před deštěm.
Ocelová lana – dvojice lan stejné délky s oky, se štítkem a určenou povolenou
nosností, kontroluje se poškození lan otěrem a zjišťuje počet přelomených
drátků.
Sochory – jsou ocelové tyče různé délky, průřezu 26 – 50 mm. Sochory
používané v lomech mají délky 1,5 až 2,5 m. Tělo sochoru je z masivního
profilu, na horním konci zašpičatělé a na spodní části vykované do tvaru
zahnutého dláta. Využívá se nesporných předností dlouhé páky.
66
Pro běžný dílenský provoz postačí sochor z válcované oceli (4hran, 8 hran)
v délce 0,8 až 1,2 m se zahnutým vykovaným koncem do tvaru širokého dláta.
Sochor i přes nepatrnou délku dobře poslouží k vytvoření prostoru pod
kamenem pro nasazení klínů a pro různá vyrovnávání polohy kamenů.
U sochoru je velmi užitečné využít teoretických znalostí z fyziky o jednozvratné
a dvojzvratné páce a jejich silových poměrech.
Obr. 36. Způsoby použití jednozvratné a dvojzvratné páky
Kamenosochařské dílny se postupně vybavují strojním zařízením,
pneumatickým nářadím i nástroji. Pro manipulaci je základní investicí jeřáb.
Pořízení jakékoliv manipulační techniky předchází úvahy o účelnosti a
nezbytnosti takové investice.
Řadu drobných manipulačních pomůcek umí přemýšlivý řemeslník využít, ale
není nutné spoléhat jen na sílu vlastních svalů. Zkušenostmi, nabytými praxí,
dojde kamenosochař k efektivnímu využití všech dostupných prostředků.
SPSKS
67
Literatura:
Böhm J.: Kameník Technologie pro 1. a 2. ročník učebního oboru 0612. Praha,
SNTL, 1963.
Habětín Vl. a kol.: Geologie. Praha: SNTL, 1985.
Jakeš P.: Geologie. Učebnice pro základní školy a střední stupeň víceletých
gymnázií. Praha: Nakladatelství české geografické společnosti, 1999.
MŽP: Surovinové zdroje České republiky Nerostné suroviny 2010. Praha, Česká
geologická služba – Geofond, 2010
Pellant Ch.: Horniny a minerály. Martin, Vydavateľstvo Osveta, š. P. 1994.
Sýkora P., Stehlík J.: Kameník pro opracování žuly a mramoru VI/10 I. díl.
Praha, SPZ, 1954.
Šedý V.: Sochařské řemeslo: Praha, SNKLHU, 1953.
Tichý E.: Zpracování kamene I. Praha, Institut ministerstva kultury, 1990
Normy:
Norma ČSN EN 12 670 Přírodní kámen – Terminologie; Český normalizační
institut (ČNI), 2003
Prospekty firem:
König Schmieder, GmbH& CO KG, Karlsruhe
SPSKS
Doporučená starší literatura ke studiu kamenosochařství:
Bonewitz R. L.: Kameny a drahokamy. Praha: Slovart s.r.o., 2007
Slouka J. a kol.: Kámen od horniny k soše. Praha: Grada Publishing, a.s., 2007.
Syrový B.: Kámen v architektuře a jeho povrchové úpravy. Praha, SNTL, 1956.
Syrový B. a kol.: Kámen v architektuře. Praha: SNTL, 1984.
Teplý B.: O sochařské reprodukci. Praha: SPN, 1973.
Teplý B.: Konzervování a restaurování kamene. Hořice v Podkrkonoší: Nadace
Střední průmyslové školy kamenické a sochařské, 1997.
SLOVNÍČEK ZKRATEK
BGS
British Geological Survey, Geologická služba Velké Británie
68
SLOVNÍČEK S POZNÁMKAMI
Disperzní soustava - je směsí dvou nebo více složek, směs je heterogenní,
podmínkou je velikost částic, pokud se jedná o pevnou látku.
Nástroje – nářadí – náčiní. Trojice častých pracovních výrazů je v tomto
textu rozlišována. Nástroj - pracovní prostředek, pomůcka k zpracování
něčeho, ruční, řezné, řemeslnické atd. Nářadí - pracovní prostředky,
pomůcky, náčiní, např. tělocvičné, pneumatické.
Nástroj SK - je vyroben z konstrukční oceli a ze slinutého karbidu (špatně
řečeno z tvrdokovu) je vyrobena pracovní část nástroje (vložka SK).
Obchodní názvy: vidium („wie diamant“, počátkem 30. let 20. stol.),
později se použil název tvrdokov. Výraz tvrdokov není terminologicky
příliš přesný. Slitina je tuhá látka, která vznikla slitím dvou kovů
v tekutém stavu. Např. ocel je slitina železa a uhlíku, mosaz je slitina
mědi a zinku. Tvrdokov není slitinou, ale slinutinou. Některé čisté kovy
nebo sloučeniny v pevné fázi nelze slít v tekutém stavu. Například železo
nelze slít s olovem, protože roztavené železo má tak vysokou teplotu
tavení, že olovo za takové teploty existuje pouze již jako pára. Obecně
slinování je postup, kdy smícháme prášky dvou libovolných složek. Tyto
slisujeme do potřebného tvaru a potom slinujeme. Slinování probíhá za
teplot nižších než je nižší teplota tavení. Tento prášek se fyzikálním
procesem difuze spojí. Takto získáváme tzv. slinuté karbidy. Karbid je
sloučenina kovu s uhlíkem, která se svými vlastnostmi podobá keramice.
Jsou velmi tvrdé, ale křehké. Proto se přidává do prášku ze slinutých
karbidů prášek nějakého houževnatého kovu s vysokou teplotou tavení.
Slinutý karbid je nejčastěji tvořen karbidem titanu (TiC), karbidem
wolframu (WC), karbidem molybdenu (MoC) jako pojivo je nejčastěji
dáván kobalt Co.
Slinováním se vyrábí i diamantové nástroje, kde nositelem tvrdosti
nástroje je diamantový prášek a houževnatost zajistí práškový kov.
Silikáty – výraz pro skupiny minerálů, označované do podtříd, podle
řetězení silikátových tetraedrů; dříve používaný název - křemičitany.
Šelak - je přírodní pryskyřice, získává se z výměšků červce rodů
Lackshardia a Tachardia lacca (sbírá se v Thajsku). Červ tímto sekretem
chrání své larvy před okolím. Existuje více druhů. Šelak syntetický je
acetaldehydová živice. Šupinky šelaku se rozpouští v denaturovaném lihu.
Barvy šelaku, světle hnědý, bílý. Šelak se dá tónovat pigmenty.
Stearinový vosk
- odrůda vosku, která obsahuje směs volných
nasycených mastných kyselin, zejména palmitové a stearové. Tento vosk
se smíchává za horka s petrolejem.
Tetraedr – základní stavební jednotka silikátů, čtyřstěn má na rozích čtyři
molekuly kyslíku a uvnitř je molekula křemíku, SiO2.
SPSKS
69
Příloha č. 1 Modelovací nástroje – špachtle, očka
SPSKS
70
SPSKS
71
Příloha č. 2 Kalení dláta a pemrlice
SPSKS
72
Příloha č. 3Řez kovářskou výhní a úprava kovadliny
Příloha č. 4 Frézy na ostření zubáků a pemrlice
SPSKS
73
teplota [şC] barva
teplota [şC]
barva
1150-1250
světle žlutá
310
světle modrá
1050-1150
tmavě žlutá
300
chrpově modrá
880-1050
žlutočervená
290
tmavě modrá
830-880
světlečervená
280
fialová
800-830
světle třešňovitě červená
270
purpurově červená
780-800
třešňovitě červená
260
hnědočervená
750-780
tmavě třešňovitě červená
250
hnědožlutá
650-750
tmavě červená
240
tmavě žlutá
580-650
hnědočervená
230
žlutá
520-580
černohnědá
220
slámově žlutá
210
bíložlutá
200
žádná
Příloha č. 5 Tabulky barev a teplot oceli pro kalení a popouštění
320
šedomodrá
TEPLOTY OHŘEVUPROKALENÍ
bílá
TEPLOTY PROPOPOUŠTĚNÍ AŽÍHÁNÍ
1250-1350
SPSKS
šedá
74
330
Příloha č. 6 Ruční kalené nástroje
Dláta pro opracování pískovce
SPSKS
Rýhovačky pro opracování pískovce
75
Příloha č. 7 Způsoby vázání bloků lany
SPSKS
76
Příloha č. 7a Vázání dvěma lany do koše – bez esíčka
SPSKS
*
77
Příloha č. 8 Vázací popruhy
SPSKS
78
Příloha č. 9 Ukázka nástrojů – test: hledejte správný název nástrojů!
SPSKS
dláto
dvojzub
zubatá sekyra
kladívko 0,5 kg
palice gumonová
sochařský zubáček
rýhovačka
zubák
zrnovák
sedák
kulatá krepna
zubatá rýhovačka
79
prýskač
špičák
palice na kámen 3-8 kg
kladivo 1 kg
dvojšpic
sochařské dlátko
Příloha č. 10 Přehled těžených lokalit pískovců v České republice
lokalita
Božanov
název
božanovský
barva
světlešedá
s rezivými pruhy
libnavský
nazelenalý,
žlutošedý
hořický
světležlutý,
narezivělý
bělohradský světlehnědé, rezivé
skrvny
dubenecký
bělavý, šedý
Libná
Podhorní
Újezd
Javorka
Dubenec
HavloviceKrákorka
Mšené -Lázně
havlovický
bělavý
mšenský
Horní Nová
Ves
Záměl
Javorský
bělošedý až žlutý,
skvrnitý
světlehnědý,
narezivělý
šedozlatý,
nazelenalý
šedozelený
vlastnosti
hrubozrnný, velmi
tvrdý
jemnozrnný až
středně zrnitý
Jemnozrnný
středně zrnitý
jemně až středně
zrnitý
jemně až středně
zrnitý
jemnozrnný, velmi
měkký
středně zrnitý
SPSKS
zámělský
Řeka
těšínský
Kocbeře
kocbeřský
středně zrnitý
středně zrnitý velmi
tvrdý
světlý až světlešedý středně zrnitý, velmi
tvrdý
Řešení testu ze strany 78.
Názvy nástrojů jsou na shodných pozicích jako na str. 78.
špičák
prýskač
sochařské dlátko
palice na kámen 3-8 kg
sedák
dvojšpic
dvojzub
dláto
sochařský zubáček
zubatá sekyra
kladivo 1 kg
palice gumonová
80
zubák
rýhovačka
zubatá rýhovačka
zrnovák
kladívko 0,5 kg
kulatá krepna
Seznam obrázků:
Obr. 1. Bullenův model Země ............................................................................... 3
Obr. 3. Schématické zobrazení vzniku a zániku hornin........................................ 6
Obr. 4. Ukázka strukturní...................................................................................... 6
stavby minerálů ..................................................................................................... 6
Obr. 5. Přehled krystalových soustav a jejich parametrů...................................... 7
Obr. 6. Schéma krystalizace magmatu ................................................................ 20
Obr. 7. Přehled modelovacího nářadí.................................................................. 39
Obr. 8. Lešení pro reliéf s fólií ............................................................................ 40
Obr. 9. Konstrukce pro modelování hlav a bust.................................................. 41
Obr. 10. Modelovací stojan Obr. 11. Lešení pro modelaci postavy ................ 41
Obr. 12. Točna s vyjmutým pavoukem............................................................... 42
Obr. 13. Bedna pod model .................................................................................. 42
Obr. 14. Káď na ošetřování forem ...................................................................... 44
Obr. 15. Odsekávání slepé formy........................................................................ 44
Obr. 16. Výztuž formy dráty, gázou.................................................................... 45
Obr. 17. Jednoduché zámky vykrojené v sádrovém kadlubu ............................. 45
Obr. 18. Modelovací stolek třínohý a čtyřnohý .................................................. 46
Obr. 19. Postupné formování složitého modelu do lukoprenu ........................... 47
Obr. 20. Úprava zámků na kadlubu..................................................................... 48
Obr. 21. Řez lukoprenovou formou .................................................................... 48
Obr. 22. Sestava forem většího díla .................................................................... 49
Obr. 23. Řez klínovou formou ............................................................................ 51
Obr. 24. Sada tradičních ručních nástrojů na opracování pískovců.................... 55
Obr. 25. Nástroje s vložkami SK pro tvrdé kameny ........................................... 56
Obr. 26. Kamenické a kamenosochařské nástroje .............................................. 57
Obr. 27. Strojní a ruční pemrlice rukou (příčina vazoneurózy). ......................... 59
Obr. 28. Stabilní a mobilní jeřáby v žulovém lomu............................................ 61
Obr. 29. Zvedání žulového bloku krepnou.......................................................... 62
Obr. 30. Portálový jeřáb ...................................................................................... 63
Obr. 31. Mostový dílenský jeřáb......................................................................... 63
Obr. 32. Vysokozdvižný vozík............................................................................ 64
Obr. 33. Zvedák hydraulický a hřebenový.......................................................... 64
Obr. 34. Dvoudílná a jednodílná krepna s ocelovými příložkami ...................... 65
Obr. 35. Různé typy kleští pro zvedání desek i masivních kamenů ................... 66
Obr. 36. Způsoby použití jednozvratné a dvojzvratné páky ............................... 67
SPSKS
81
Tabulky
Tab. 1. Mohsova stupnice tvrdosti ...................................................................... 10
Tab. 2. Hodnocení lesku minerálů ...................................................................... 11
Tab. 3. Přehled základních magmatických hornin .............................................. 19
Tab. 4. Přehled vývojových etap Země............................................................... 21
Tab. 5. Klasifikační diagram vyvřelých hornin .................................................. 26
Tab. 6. Klasifikační diagram sedimentárních hornin (dle ČSN EN 12 670) ...... 29
Tab. 7. Klasifikační diagram přeměněných hornin (dle ČSN EN 12 670) ........ 31
Tab. 8. Uvádí doporučené rozměry ručních kovaných nástrojů ........................ 53
Přílohy
Příloha č. 1 Modelovací nástroje – špachtle, očka .............................................. 70
Příloha č. 2 Kalení dláta a pemrlice .................................................................... 72
Příloha č. 3Řez kovářskou výhní a úprava kovadliny......................................... 73
Příloha č. 4 Frézy na ostření zubáků a pemrlice ................................................. 73
Příloha č. 5 Tabulky barev a teplot oceli pro kalení a popouštění...................... 74
Příloha č. 6 Ruční kalené nástroje....................................................................... 75
Příloha č. 7 Způsoby vázání bloků lany .............................................................. 76
Příloha č. 7a Vázání dvěma lany do koše – bez esíčka....................................... 77
Příloha č. 8 Vázací popruhy ................................................................................ 78
Příloha č. 9 Ukázka nástrojů – test: hledejte správný název nástrojů!................ 79
Příloha č. 10 Přehled těžených lokalit pískovců v České republice ................... 80
SPSKS
82
Obsah
Předmluva...................................................................................................... 0
Úvod do sochařské technologie............................................................................. 2
Materiály pro sochařskou tvorbu........................................................................... 2
Přírodní kámen ...................................................................................................... 3
Mineralogické minimum ............................................................................... 5
Formy minerálů: ............................................................................................ 5
Vazby minerálů ............................................................................................. 8
Fyzikální vlastnosti minerálů ........................................................................ 9
Přehled minerálů.................................................................................................. 12
Petrografický základ............................................................................................ 18
Vyvřelé – magmatické horniny ........................................................................... 22
Usazené – sedimentární horniny ......................................................................... 27
Přeměněné – metamorfované horniny................................................................. 30
Umělé kameny..................................................................................................... 32
Umělý kámen na bázi cementového pojiva ................................................ 33
Modelovací hmoty............................................................................................... 34
Modelovací hlína......................................................................................... 34
Příprava nové modelovací hlíny.................................................................. 35
Vosky........................................................................................................... 35
Plastelina ..................................................................................................... 36
Sádra ............................................................................................................ 36
Práce se sádrou ............................................................................................ 37
Skladování sádry ......................................................................................... 37
Použití sádry pro výtvarnou praxi ............................................................... 38
Syntetické modelovací hmoty ............................................................................. 38
Pomocné prostředky a nástroje pro modelování ................................................. 39
Modelovací nástroje .................................................................................... 39
Přípravné konstrukce pro modelování ........................................................ 40
Konstrukce pro modelaci reliéfů ................................................................. 40
Konstrukce pro modelaci hlavy, busty........................................................ 40
Konstrukce pro modelaci postav ................................................................. 42
Točna ........................................................................................................... 42
Modelovací stojany ..................................................................................... 42
Formy a formování modelů................................................................................. 43
Druhy forem ................................................................................................ 43
Formovací hmoty a příprava různých forem............................................... 43
Příprava a postup odlití reliéfu na slepou formu......................................... 44
Postup uvolnění odlitku u slepé formy........................................................ 46
Postup přípravy a využití lukoprenové formy............................................. 46
Jednodílné formy......................................................................................... 48
Vícedílné kombinované formy.................................................................... 48
Postup odlévání odlitku do lukoprenové formy.......................................... 49
SPSKS
83
Zvětšování a zmenšování ............................................................................ 49
Postup přípravy a využití želatinové formy ................................................ 50
Postup přípravy a využití klínové formy..................................................... 52
Separace....................................................................................................... 52
Kamenické a sochařské nástroje ......................................................................... 53
Proces ostření a kalení................................................................................. 54
Průmyslové nářadí pro opracování povrchu kamenů.......................................... 58
Strojní opracování tvarů a povrchů přírodního kamene.............................. 59
Kamenosochařská dílna....................................................................................... 60
Manipulace s kameny.......................................................................................... 60
SPSKS
84
SPSKS
85
SPSKS

SOCH-TECH-I - SPŠKS Hořice

Transkript

Podobné dokumenty

Španělsko - Základní škola Pěnčín

Stavba Země

motorka mostly goldwing

Rámové páskovací poloautomaty na PP pásku