Бруски

Автор: А. Б. Герчиков

    История каменного инструмента насчитывает сотни тысяч лет. И она не закончена и сегодня. В наш век металлов и пластмасс техника не может обойтись без абразивного камня, дошедшего до нас из глубины веков.

Арканзасский камень

Импликационная структура минерала; зубчатые границы зерен как бы врастают друг в друга

Всего сто лет назад, когда еще не было искусственных абразивов, месторождения камня, из которого можно было изготовить шлифовальные круги и бруски, определяли богатство государства, как и золотые прииски.     Среди природных абразивов особой славой пользовались бруски из камней с уникальными свойствами и старинными загадочными названиями: турецкий камень, бельгийский камень, арканзас, вашита, лидийский камень, тюрингский шифер. Их использовали только для самых тонких работ и передавали от мастера к ученику. Уникальные свойства таких камней и по сей день недоступны их искусственным аналогам. И область применения некоторых природных абразивов сейчас вновь расширяется. Лучшим камнем для доводочной, последней шлифовки считается арканзас — белый с голубоватым или желтоватым оттенком минерал, с восковым блеском, с раковистым изломом. Состоит он из самого обыкновенного кристаллического кремнезема, то есть кварца. Но структура у арканзаса особенная. Во-первых, это самая чистая кварцевая порода — в ней 99,5 % SiO2. Даже в горном хрустале примесей больше.

   
 Во-вторых, арканзас — самая мелкозернистая и самая однородная порода с кристаллическим кварцем: он состоит из зерен размером 1—6 микрон. Наконец, у него самые прочные связи между зернами; это объясняется так называемой импликационной структурой: зубчатые границы зерен как бы врастают друг в друга.

    Единственное в мире месторождение арканзаса — в бассейне североамериканской реки Арканзас, отсюда и название камня. Когда-то порода залегала там мощными пластами, но в результате интенсивной разработки залежи истощились. Получается, что арканзас вполне может быть причислен к драгоценным камням. Даже месторождений алмаза известно несколько десятков. А камень арканзас, подобно динозаврам или мамонтам, может безвозвратно исчезнуть. Чем крупнее у арканзаса зерно и больше пористость, тем меньше твердость. Камень разных сортов — твердый, средний и мягкий — залегает отдельными, нередко смежными пластами. Арканзасу часто сопутствует другой, более распространенный камень (серого, бурого или черного цвета) — вашита. У вашиты и зерно крупнее, чем у арканзаса, и примесей больше. Однако он тоже отличный абразив.

    Издавна арканзас и вашита использовались для правки бритв и ножей, медицинского инструмента. С появлением специальных станков стали применяться бруски из этих камней для доводки и притирки точных деталей машин, мерительных плит и калибров. А старые опытные слесари-лекальщики, еще заставшие бруски из арканзаса, утверждают, что тончайшие сверла и резцы, заточенные на бруске из арканзаса, работают вдвое-втрое дольше, чем заточенные на современных искусственных брусках, даже алмазных.
 

Крах абразивной блокады

    В середине двадцатых годов капиталистический мир объявил Советской Республике настоящую «абразивную блокаду». Страна лишилась доступа к прекрасным наждакам и корундам греческого острова Наксос, к абразивам африканских колоний Франции, к гранатам и корундам Германии, Швеции, к американским наждакам и кварцитам. По предложению академика А. Е. Ферсмана была создана Комиссия по абразивным материалам, организовавшая планомерный поиск абразивов в стране.

    За несколько лет были открыты отечественные месторождения абразивов, и уже к середине тридцатых годов их дефицит был полностью ликвидирован.

    В Восточном Казахстане на реке Джаксы-Кайракты есть залежи прекрасного абразивного материала — мелкозернистого кремнистого сланца типа вашиты. Свойства этого камня, оказывается, давно знали местные жители; название речки означает не что иное, как "хорошее точило".

    Широко известен у нас и другой мелкозернистый кварцит — белоречит, залежи которого находятся на Алтае. Ярко окрашенные примесями окислов и солей железа камни — отличный поделочный материал, а чистый, без примесей, бело-серый белоречит идет на изготовление точильных брусков. Справедливости ради надо отметить, что по качеству он заметно уступает арканзасу — зерно у него в 20—30 раз крупнее и не столь однородно; в нем много цементирующих прослоек халцедона. Тем не менее бруски из белоречита пользуются большим спросом.

 

Не в названии дело

Точильные бруски из "арканзаса" - самой чистой кварцевой породы

Французский геолог Р. Кордье назвал группу горных пород, состоящих из мелкозернистых кремнистых сланцев с абразивными свойствами, новакулитами, то есть бритвенными камнями (от лат. novacula — «бритва» и греч. литое — «камень»). Название прижилось и — случай беспрецедентный в петрографии — распространилось на группы точильных камней различного минерального состава: на слюдистые сланцы с зернами гранатов, пористые халцедоны, глинистые сланцы с кварцем и другие породы. Объединяют их только абразивные свойства и мелкозернистая структура.     Гранатовые абразивы издавна были широко известны в Европе. Наилучший из них — бельгийский камень, тонкозернистый мусковитовый сланец, содержащий чрезвычайно мелкие зерна гранатов: в одном кубическом миллиметре породы до 100 тысяч таких зерен. К новакулитам причислены также глинистые сланцы с кварцем из Тюрингии — тюрингский шифер, слюдистые сланцы с кварцем из Нью-Гэмпшира и Вермонта, халцедоновый абразив из штата Миссури. На юге Европы и на Ближнем Востоке издавна известен еще один новакулитовый абразив — турецкий камень. Он действительно добывается в Турции, недалеко от Измира. Турецкий камень состоит из мельчайших зерен кварца, сцементированных кальцитом.     Любопытно, что бело-серый точильный камень называли турецким только за пределами Турции. А в Турции его называют масляным, как и бельгийский камень в Бельгии, как арканзас в Северной Америке.

 

Капризы брусков

    У каждого из природных абразивов свой нрав, свои капризы. Из арканзаса довольно сложно изготовить бруски: порода пронизана трещинами, и камень дробится на мелкие кусочки. Поэтому значительная часть добытой ценной породы идет в отвалы. Новакулиты, наоборот, легко добывать крупными блоками, а потом раскалывать на плоские плитки нужных размеров — у слюдистых сланцев слоистая текстура. Однако в работе это достоинство становится недостатком: бруски часто расслаиваются. Но это еще не все капризы брусков.

    Как уже говорилось, многие абразивные породы называют масляными камнями. Это связано не только с характерным для них масляным или восковым блеском, но, вероятно, и с тем, что бруски в работе требуют смазки, причем каждому камню нужно свое масло. Например, брусок из арканзаса перед работой шлифуют до матового блеска и смазывают костяным или вазелиновым маслом. А применение других минеральных или растительных смазок приводит к засаливанию и порче бруска. Бруски из слюдистых сланцев хорошо работают с жидкими минеральными маслами, а для белоречита вполне достаточно чуть подсоленной воды.

    Некоторые из этих правил работы с абразивами можно объяснить. Например, растительные масла нельзя применять из-за того, что они быстро сохнут и образуют пленку на поверхности бруска. Не годятся также химически активные минеральные масла, если они могут реагировать с примесями в камне. Смазки, применяемые в пробирном деле, должны легко удаляться вместе со следами металлов и реактивов.

    В большинстве же случаев капризы камня, известные из многовековой практики, не получили еще удовлетворительного объяснения. И все же их приходится выполнять...