![]() |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
STAVEBNÍ A DEKORAČNÍ KÁMEN
Historie kamene jako stavebního materiálu Historie použití kamene na našem území Technologie těžby a opracování kamene Použitá a doporučená literatura
Kliknutím na obrázek ho zobrazíte v úplné velikosti.
Stavebním a dekoračním kamenem se rozumí horniny vhodných fyzikálních, mechanických, chemických a technologických vlastností, s přihlédnutím k vlastnostem estetickým, které byly cílevědomě člověkem vytěženy z přirozeného prostředí a v původní či opracované formě použity jako konstrukční prvek různých druhů staveb. Surovinou jsou tedy všechny druhy pevných hornin magmatického, sedimentárního i metamorfního původu, které jsou blokově dobyvatelné a svými vlastnostmi vyhovují buď pro hrubou kamenickou výrobu (obrubníky, krajníky, dlažební kostky, stavební bloky apod.) nebo pro ušlechtilou výrobu (broušené a leštěné kamenické výrobky, kamenosochařské práce). Určující pro hrubou kamenickou výrobu jsou mineralogicko-petrografické složení a fyzikálně-mechanické vlastnosti horniny, její struktura a textura, blokovitost, druhotné přeměny a další. U suroviny pro ušlechtilou výrobu se hodnotí především blokovitost, vzhled, barevnost (kresba), leštitelnost a trvanlivost horniny. Znehodnocujícími parametry jsou navětrání a druhotné přeměny horniny, drcená (mylonitová) pásma, vložky jiných hornin apod. Je potřeba zdůraznit, že u tohoto typu nerudních surovin nebývá vždy v odborné literatuře zachovávána jednotná terminologie. Jako příklady lze uvést:
- Starý et al. (2006) řadí všechny horniny vhodné pro hrubou a ušlechtilou kamenickou výrobu pod společné označení „dekorační kámen“, názvem „stavební kámen“ mají na mysli drcené kamenivo,
- Kužvart et al. (1983) označují pojmem „dekorační kámen“ jen kameny vhodné pro ušlechtilou kamenickou výrobu a kamenosochařské práce, do kategorie „stavebního kamene“ řadí neupravený lomový kámen, drcené kamenivo a horniny pro hrubou kamenickou výrobu,
- Svoboda et al. (2004) naopak všechny přírodní horniny vhodné pro hrubou a ušlechtilou kamenickou výrobu, včetně přírodní krytiny, zahrnují pod označení „stavební kámen“.
Pro předejití těmto terminologickým nesrovnalostem dává řada autorů přednost jednoduchému označení „kámen“ pro přírodní i konglomerovanou surovinu nebo „přírodní kámen“, pokud se jedná jen o přírodní materiály (Dojčár 1984, Syrový et al. 1984, Březinová et al. 1996, Hanzl et al. 2003).
Historie použití kamene jako stavebního materiálu
Přírodní kámen je bezesporu nejstarším materiálem, který člověk nebo jeho biologičtí předkové používali. První kamenné nástroje byly pravděpodobně používány již australopitéky v době před 3 až 2,5 mil. let. Prokazatelně však kámen sloužil jako surovina pro výrobu primitivních nástrojů druhu Homo habilis (zhruba před 1,8 mil. let). Podle archeologických nálezů dr. Luise Leakeyho byl Homo habilis rovněž prvním předkem člověka, který použil kámen cílevědomě pro stavební účely. V roce 1963 byly totiž tímto badatelem v Olduvajské rokli v Tanzánii, ve vrstvě odpovídající době 1,75 mil. let, odkryty zbytky půlkruhovitého kamenného valu o výšce až 1 m a průměru přibližně 3 m. Val byl vytvořen z volně vrstvených, neopracovaných kamenů a předpokládá se, že sloužil jako ochrana před větrem (Syrový et al. 1984). V pravěku se původně stavělo převážně z kamenů menších rozměrů. Jako stavivo byly používány většinou neopracované úlomky a valouny, které byly kladeny vedle sebe a na sebe na sucho, tedy bez pojiva. Takto vznikaly např. různé ochranné zdi, větrolamy nebo pohřební mohyly. Zvláštní skupinou pravěkých staveb jsou užitné stavby kuželovitého tvaru s jediným vnitřním prostorem nebo i více komorami, někdy dokonce zastřešené. Jsou to např. v jižní Itálii tzv. trully, na Sardínii nuraghy (obr. 1) a ve Skotsku brochy. Jako konstrukční materiál byl opět použit neopracovaný kámen, kladený bez pojiva.
Obr. 1 Komplex nuraghů Su Nuraxi na Sardínii. Foto J. Krásová, 2007.
Již v pravěku se projevují snahy vyvolávat představy o ideové závažnosti a společenské důležitosti stavby. Tyto snahy jsou zdůrazněny používáním kamenů značných rozměrů v tzv. megalitických stavbách jako jsou menhiry, kromlechy nebo dolomeny. Nejvýznamnější a nejznámější megalitickou stavbou v Evropě je Stonehenge nedaleko městečka Salisbury v jižní Anglii (obr. 2).
Obr. 2 Megalitický areál Stonehenge v jižní Anglii. Foto Z. Brychová, 2003.
Ze starověkých kamenných staveb jsou jednoznačně nejznámější egyptské pyramidy. Pocházejí z doby Staré říše (asi 2700 – 2150 př. n.l.) a byly budovány především za vlády 3. a 4. dynastie (asi 2700 – 2500 př. n.l.). Nejznámějšími pyramidami jsou pyramidy v Gíze nedaleko Káhiry – Chufewova (Cheopsova), Chafréova (Chefrénova, Ráchefova) a Menkauréova. Největší z nich je pyramida Cheopsova, jejíž základnu tvoří čtverec o hraně 230,4 metru a původní výška činila 146,7 metru. Odhaduje se, že ji tvoří asi dva a půl miliónu velmi dobře opracovaných kamenných kvádrů, většinou o kubatuře okolo 1 - 2 m3 (Syrový et al. 1984). Dokonalost opracování při neznalosti železa, milimetrová přesnost v uložení kamenných bloků, jejich často značná hmotnost, dodnes nezodpovězené otázky způsobu přepravy bloků a celkové logistiky těžby, přepravy a výstavby daly vzniknout hypotéze o „syntetickém“ původu kamene, použitého v pyramidách. Tato domněnka byla poprvé vyslovena v 60. letech 20. století prof. Davidovitsem a předpokládá, že alespoň část bloků vznikala na místě, a to jako směs drceného vápence a geopolymerního pojiva, která byla v tekuté formě odlévána do forem. Kromě Egypta je známa řada často impozantních staveb starověkého typu z kultur Mayů a Aztéků ve Střední Americe a Inků v Jižní Americe. V Evropě je používání kamene ve stavitelství a architektuře dále rozvinuto v Řecku a v Římě. Zatímco Řekové používali v architektuře výhradně konstrukční systém architrávový (kdy na vertikálních sloupech ležel vodorovný, pravoúhlý překlad), Římané používali kamene i pro klenuté prvky. Klenba byla v římském stavitelství použita jak u technických staveb (mosty, akvadukty), tak také u staveb obytných. Řekové a Římané vytvořili mnoho nových stavebních technik. Do základů a na smíšené zdivo používali kámen lomový. Tesaný kámen, dokonale opracovaný železnými nástroji, byl ve zdivu provázán a často spojen na rybinu, čep nebo dlab, případně byly použity kovové skoby nebo hmoždíky. V antice se rovněž hojně používaly kamenné obklady z kvádrů nebo desek, na dlažbu se často používala kamenná mozaika (Syrový et al. 1984). Po pádu Západořímské říše došlo k velkému úpadku stavitelství a tedy i používání kamene. Počátky nové éry v dějinách kamenné architektury spadají v Evropě až do konce prvního tisíciletí našeho letopočtu. Velký význam pro rozšíření staronové (tzv. římské) stavební techniky, tedy zdění z kamene na vápennou maltu, mělo v Evropě rozšíření křesťanství. Kamene pak používaly všechny hlavní stavební slohy. V románské architektuře (přibližně 10. až 13. století) dokonce vznikaly celokamenné stavby, dochované zejména ve Francii, které měly z kamene základy, zdi, sloupy, pilíře, klenuté zastropení a také zastřešení. Do románské doby spadá také budování prvních kamenných mostů. Obrovský rozkvět v používání kamene a v rozvoji konstrukčních technik přinesla gotika. V gotice vznikají zejména architektonicky a stavebně náročné, vysoké stavby – katedrály, jejichž konstrukční systém jako první dokázal využít základní vlastnosti kamene, tj. vysoké pevnosti v tlaku. Renesance navázala na dědictví antiky, kamene bylo používáno ve zdivu, ale také v architektonicky náročných kamenických prvcích (římsoví, hlavice sloupů, sloupové dříky). Kámen se v renesanci často používal také pro zvýraznění monumentality stavby, a to např. formou bosáže nebo rustiky na portálech. V baroku se pak stále více začíná uplatňovat architektura omítková, kámen často slouží jako pouhé stavivo. O to více je kámen využíván v interiéru - na dlažby, obklady stěn a na kamenosochařské práce. Další éru výraznějšího používání kamene pak přineslo 19. století, a to díky tzv. historizujícím slohům (např. novogotika a zejména novorenesance). V novodobé architektuře již nemá kámen výsadní postavení konstrukčního materiálu, řadou vlastností nemůže konkurovat betonu nebo oceli. Je však dodnes nenahraditelný, pokud jde o vyjádření vznešenosti a závažnosti stavby.
Historie použití kamene na našem území
Používání kamene jako stavebního materiálu na území dnešní České republiky kopíruje, zpravidla s menším či větším zpožděním, historii kamene v západoevropském stavitelství. Počátky většího využití přírodního kamene sahají do doby železné (asi 750 př. n.l. - 0), kdy byly z kamene kladeného nasucho a zpevněného dřevěnou konstrukcí budovány valy keltských oppid (např. Závist u Zbraslavi, Stradonice, Hrazany). Pozornost přitahují i kamenné stély (tzv. menhiry) nejistého účelu, které byly vztyčovány už v neolitu. Většinou jde o částečně opracované bloky kamene o váze až několika tun (obr. 3), u některých je doložen i delší transport na místo určení. Vhodné horniny byly využívány i pro ušlechtilou kamenickou výrobu (Bauerová 1988).
Obr. 3 Jedna z významných megalitických památek Čech - menhir „zkamenělý pastýř“. Klobuky u Loun, stáří neznámé. Foto J. Jirásek, 2007.
První výraznější stopy používání kamene ve stavbách pocházejí z období Velké Moravy (asi 830 – 906). V té době je používána římská technika, která k nám přichází spolu s křesťanstvím. Kámen byl používán ve zdivu, a to v podobě nejčastěji plochých pískovcových kvádrů, pojených na maltu. Stěny staveb byly vně i uvnitř omítnuty, kámen (nejčastěji vápenec) však byl používán na obklady stěn a na dlažbu či mozaiku. Nejstarší stojící stavební památky pocházejí na našem území z románského období. V tomto období je hlavním stavebním kamenem opuka, která se hojně nachází na území nebo v bezprostřední blízkosti nově se rodícího centra českého státu – Prahy. Nejstarší pražské opukové lomy se nacházely na Strahově, Bílé Hoře, Veleslavíně a Přední Kopanině (obr. 4). Z významných kamenných památek, postavených z opukového zdiva lze uvést baziliku sv. Jiří na Hradě, založenou r. 920, románskou část hradního paláce pod Vladislavským sálem a dále řadu rotund v Praze (sv. Martina na Vyšehradě, sv. Longina Na Rybníčku) nebo okolí (sv. Petra a Pavla na Budči, sv. Jiří na Řípu). Opuka ale představuje významný stavební materiál i v pozdějším období, a to v oblasti severozápadních Čech (Lounsko, Rakovnicko, Litoměřicko) a na území východních Čech (okolí Nového Města nad Metují, Litomyšle a Chlumce nad Cidlinou). Detailní informace o stavebním užití opuky u nás uvádějí zejména Kotlík et al. (2000).
Obr. 4 Románská rotunda sv. Máří Magdalény v Přední Kopanině, vystavěná z tzv. zlaté opuky v první polovině 12. století. Hranolovitá věž a nižší čtvercová přístavba na levé straně jsou mladšího data. Foto J. Jirásek, 2007.
V období gotiky se hlavním stavebním kamenem stává pískovec, který je oproti opuce sice tvrdší, ale trvanlivější. Z významných gotických staveb, postavených z pískovce je nutno uvést katedrálu sv. Víta, Václava a Vojtěcha na Hradě a Karlův (dříve Kamenný) most. Z mimopražských staveb je to např. chrám sv. Barbory v Kutné Hoře (obr. 5).
Obr. 5 Pozdně gotický chrám sv. Barbory v Kutné Hoře (stavba 1388 - 1905). V roce 1995 zapsán do Seznamu světového přírodního a kulturního dědictví UNESCO. Foto J. Jirásek, 2005.
Pískovec se pak, jako převažující stavební, ale i sochařský materiál (obr. 6) znovu objevuje v období baroka (např. areál Kuksu). Baroko pak, kromě pískovce, přineslo podstatné uplatnění také karbonátovým horninám (vápencům, mramorům), které se hojně používaly zejména v interiéru na obklady a dlažby. Třetím obdobím hojného užívání pískovce ve stavitelství a architektuře bylo, po gotice a baroku, 19. století. Pískovec byl použit na řadě monumentálních pražských staveb (Národní muzeum, Národní divadlo).
Obr. 6 Pískovcová výzdoba Karlova mostu - Madona a sv. Bernard. Autor Matěj Václav Jäckel, 1708. Kopie z let 1978-1979. Foto J. Jirásek, 2007.
Kromě opuky, pískovce nebo vápenců byly a jsou u nás používány i další přírodní kameny, zejména hlubinné vyvřeliny (žuly a ostatní granitoidy, případně syenity, místně v minulosti gabra). Podrobné informace o výskytech a historii používání kamene u nás uvádějí např. Rybařík (1994), Březinová et al. (1996) nebo Hanzl et al. (2003). Oblasti stavebního užití příslušného přírodního kamene geograficky souvisely, zejména v minulosti, s jeho ložiskovými výskyty. Výskyty hlavních typů přírodních kamenů jsou pak podmíněny geologickou stavbou území České republiky (viz obr. 7 a 8).
Obr. 7 Silně zjednodušená geologická mapa území České republiky (Chlupáč et al. 2002).
Obr. 8 Geografická pozice ložisek stavebního a dekoračního kamene v ČR (Starý et al. 2006).
Jak vyplývá z obr. 7 a 8, hlavními surovinovými zdroji přírodního kamene v České republice jsou: - pro hrubou (kostky, obrubníky, patníky, schody, sokly atd.) i ušlechtilou kamenickou výrobu (broušené nebo leštěné obklady, dlažba, pomníky a kamenosochařské práce) se hojně používaly a používají hlubinné vyvřeliny. Nejpoužívanější jsou světlé horniny - žuly a granodiority, popřípadě syenity. Ložiska jsou vázána na středočeský a centrální moldanubický pluton, nasavrcký masiv, popř. ostatní plutonická tělesa Českého masivu (štěnovický masiv, žulovský pluton, krkonošsko-jizerský pluton, čistecko-jesenický masiv, třebíčsko-meziříčský masív aj.). Menší význam mají vyvřeliny tmavé - diabasy, diority a gabra, které jsou vázány na bazická tělesa středočeského plutonu, kdyňský a lužický masiv. - vulkanické horniny se jako ušlechtilý přírodní kámen prakticky nepoužívají, výjimku představují některé trachyty Českého středohoří a Doupovských hor, používané v sochařství a na broušené obklady. Podobné využití mají ojediněle i tefrity v Českém středohoří (Dubičná). Jako materiál pro dlažbu, schody, obklady se těží paleoryolity (dříve označované jako křemité porfyry). - ze sedimentárních hornin mají velký význam pískovce a arkózy. V Čechách jsou to cenomanské pískovce z východního okolí Prahy, Hořicka, Královédvorska a Broumovska. Méně významné jsou triasové a červené permské pískovce z Podkrkonoší. Na Moravě se jedná o křídové těšínské pískovce, popř. rovněž červené permské pískovce Tišnovska. Pískovce mají všestranné použití jako stavební a sochařský kámen, slouží pro výrobu řezaných, broušených, případně i leštěných obkladů, dlažby, schodišťových stupňů apod. Dlouhou tradici má také dnes už omezená těžba devonských vápenců Barrandienu (např. tzv. slivenecký, kosořský nebo zbudzanský mramor) a Moravského krasu (např. tzv. křtinský mramor). Na Přerovsku se těžily pleistocénní travertiny na vnitřní obklady, teraca a konglomeráty. Jako obkladový, krycí a dlažbový materiál se dodnes uplatňují břidlice moravskoslezského paleozoika. Pro hrubou kamenickou výrobu (kostky, obrubníky) se často používaly kulmské droby. - z metamorfovaných hornin jsou nejvíce využívány krystalické vápence (mramory) - na leštěné obklady, dlažby, teraca, konglomeráty a v sochařství. Vyskytují se hojně v šumavské a české větvi moldanubika, krkonošsko-jizerském a orlicko-kladském krystaliniku, svratecké antiklinále a silesiku. Jako krytina a obklady (odpad jako plnivo) jsou používány fylity železnobrodského krystalinika a donedávna i proterozoika západních Čech (údolí Střely). Na jihozápadní Moravě a v západních Čechách se těžily a těží hadce, používané dnes zejména na výrobu teraca. Podle statistické ročenky surovinových zdrojů České republiky (Starý et al. 2006) je u nás v současnosti evidováno celkem 227 ložisek dekoračního kamene, z toho 100 těžených. Roční těžba se pohybuje okolo 300 tisíc m3 kamene. V posledních zhruba 15 letech jsou tuzemské přírodní kameny pod silným konkurenčním tlakem dovážených materiálů např. z Itálie, Řecka, Španělska, Norska, Indie, Číny, Brazílie.
Technologie těžby a opracování kamene
Přírodní kámen se v současnosti těží převážně povrchovým způsobem, tj. v kamenolomech (obr. 9 a 10). Hlubinným způsobem se u nás v současnosti dobývá pouze přírodní břidlice, a to na ložisku Nové Těchanovice – Lhotka u Vítkova (obr. 11). Tvar a velikost konkrétního kamenolomu a způsob těžby kamene v něm je dán zejména velikostí a úložnými poměry ložiska, technickými možnostmi těžaře, bezpečnostními požadavky státní báňské správy a kvalitativními požadavky na těženou surovinu.
Obr. 9 Klasická lokalita tzv. hořických pískovců - Podhorní Újezd u Ostroměře, těžená společností Kámen Ostroměř s.r.o. Foto J. Jirásek, 2006.
Obr. 10 Stěnovo-jámový lom na tzv. světlou slezskou žulu - Slezský kámen a.s., provozovna Černá Voda – Nový lom. Foto M. Vavro, 2007.
Obr. 11 Poslední těžená lokalita pokryvačských břidlic - hlubinné dobývání na dole Lhotka u Vítkova. Foto L. Moučka, 2007.
Kamenolomy se zpravidla dělí podle pozice v terénu na:
- stěnové – lomy, které se zakládají zpravidla v kopcovitém terénu nebo ve svahu, tedy nad úrovní zemského povrchu. Jsou provozně nejvýhodnější vzhledem k jednoduchým otvírkovým, dopravním a odvodňovacím poměrům. - jámové – lomy, které se zakládají v rovinatém terénu, kdy se ložisko nachází pod úrovní zemského povrchu.
Stěna kamenolomu je buď dobývána v celé výšce „najednou“ (v jednom řezu – tento případ nastává zejména u ložisek malých mocností suroviny) nebo může být stěna po výšce rozdělena na několik etáží - řezů. Pro organizaci těžby a ekonomiku těžebních prací je důležitým parametrem mocnost nevhodných, zpravidla nadložních hornin (hlín, navětrané horniny), které se musí před těžbou suroviny odstranit. Tyto polohy se označují jako skrývka. Poměr mocnosti skrývky a mocnosti užitkové suroviny se označuje jako skrývkový poměr. Při těžbě bloků přírodního kamene je třeba vždy dbát na volbu vhodné těžební technologie, při které nedochází ke vzniku trhlin v surovině. Proto se při těžbě kamene nepoužívají odstřely brizantními trhavinami, jak je tomu v technologii výroby drceného kameniva, ale volí se daleko šetrnější postupy. Do bloku kamene, který je potřeba oddělit od stěny, jsou shora vyvrtány otvory, které se následně zalijí kaší na bázi rozpínavého cementu (Cevamitu), který při tuhnutí výrazně zvětšuje svůj objem a „odtrhne“ kamenný blok od stěny. Podobným způsobem se používal nebo ještě používá černý trhací prach. V minulosti se do vyvrtaných otvorů rovněž zarážely dřevěné klíny, které po zalévání vodou zvětšily svůj objem. V zimě bylo bobtnající dřevo nahrazeno vodou, která byla, díky expanzi objemu, rovněž schopna některé horniny oddělit od skalní stěny. Kromě odvrtání a oddělení rozpínavým cementem nebo černým prachem se v současnosti používá také odřezání lanovou pilou nebo vodním paprskem. Odtržený blok se od stěny odsune lanem nebo nafukovacím vzduchovým polštářem. Poté je zpravidla lanovým jeřábem přemístěn na plato lomu a odvezen na další zpracování. Vytěžený kámen se dá použít buď v původní, neopracované formě nebo se následně upravuje a opracovává podle účelu, ke kterému má být použit. Surové bloky (o kubatuře okolo 1 m3) se rozřežou kotoučovými (obr. 12), lanovými (obr. 13) nebo listovými pilami (katry, obr. 14) na desky nebo kvádry menších rozměrů, které se používají pro další výrobu. Postupným opracováním vznikají různé kamenické výrobky – kopáky, haklíky, kvádry, desky pro různé účely, obrubníky, krajníky, dlažební kostky, schodišťové stupně, drobná (zahradní) architektura nebo kamenosochařské práce. Podle potřeby je upraven také povrch kamenických výrobků, a to např. špicováním, zubováním, pemrlováním, broušením, tryskáním nebo leštěním (obr. 15). Schémata opracování tvrdých a měkkých přírodních kamenů jsou prezentována na obr. 16 a 17.
Obr. 12 Řezání bloku kamene kotoučovými pilami (Slezský kámen a.s., řezárna Mikulovice). Foto M. Vavro, 2007.
Obr. 13 Řezání bloku kamene lanovou pilou (Slezský kámen a.s., řezárna Mikulovice). Foto M. Vavro, 2007.
Obr. 14 Řezání bloku kamene na katru. Se svolením společnosti Kámen Ostroměř, s.r.o.
|
| těžební a zpracovatelské firmy | |
| Česká žula, s.r.o. | www.cezula.cz |
| Granit Lipnice, s.r.o. | www.granit-lipnice.cz |
| Granit - Zach, s.r.o. | www.granit-zach.cz |
| Granita, s.r.o. | www.granita.cz |
| Slezský kámen, a.s. | www.kamen.cz |
| Kamenolom KUBO, s.r.o. | www.kamenolom-kubo.cz |
| Lesostavby Frýdek-Místek, a.s. | www.lesostavby.cz |
| Lom Matula, Hlinsko, a.s. | www.lom-hlinsko.cz |
| Natrix, a.s. | www.natrix.cz |
| Kámen Ostroměř, s.r.o. | www.piskovce.cz |
| Kokam H+H, s.r.o. | www.kokam.cz |
| Krákorka, a.s. | www.krakorka.cz |
| Mšenské pískovce, s.r.o. | www.msenskepiskovce.cz |
| Pražský kamenoservis, s.r.o. | www.zulapozary.cz |
| Valašské lesotechnické meliorace, a.s. | www.vlm.cz |
| Žula Rácov, s.r.o. | www.zula-racov.cz |
| zájmová profesní sdružení | |
| Svaz kameníků a kamenosochařů ČR | www.kamenici.cz |
|
Společenstvo kamenosochařů Východočeské oblasti |
www.kamenicihk.cz |
| časopisy | |
| časopis Kámen | www.revuekamen.cz |
| laboratoře | |
| Zkušebna kamene a kameniva, s.r.o. | www.zkk.cz |
| střední školy | |
|
Střední průmyslová škola kamenická a kamenosochařská a Střední odborné učiliště kamenické Hořice |
www.spsks.cz |
|
Vyšší odborná škola, Gymnázium, Střední
sklářská škola a Střední odborné učiliště Světlá nad Sázavou |
www.vossvetla.cz |
| vysoké školy | |
| Vysoká škola
báňská - Technická
univerzita Ostrava, Fakulta hornicko-geologická |
|