Пиление
Пиление камня развивалось постепенно. В палеолите и мезолите следы пиления и кремневые пилки встречаются в виде исключений. Можно указать на сланцевую пилку из Костенок I с неглубоким надпилом или на кремневую пластинку из Шан-Кобы (Крым) со следами использования ее в качестве пилки. На лезвии сохранились линейные следы, отражающие возвратно-поступательное движение с двусторонним изнашиванием лунок (рис. 21, А, Б).
Назначение кремневых пилок состояло в расчленении на части мягкого поделочного камня при изготовлении украшений. Заготовки стеатитовых подвесок и бусин из Ушковского погребения (Камчатка) производились распиливанием кусков породы на соответствующие доли. Распиловка стеатита требовалась и при изготовлении грузиков к составным крючкам в Прибайкалье.[134] Стеатит нельзя раскалывать на доли, которые могли служить в качестве заготовок, предназначенных к шлифовке и сверлению. Выделка подвесок, особенно бус, требовала стандартных заготовок, что обеспечивалось пилением.
Рис. 21. Пиление камня.
А — кремневая пилка дня пиления камня (мезолит); Б — схематическое изображение следов изнашивания рабочего края пилки а результате двустороннего (обратно-поступательного) движения.
О пилении в древнейшем ювелирном деле говорит и набор инструментов из неолитических и более поздних слоев пещеры Джебел (Туркм. ССР). Кремневые пилки сочетаются здесь с кремневыми сверлами, развертками, абразивными плитками для обтачивания поделок и самими изделиями из минерализованных раковин Didacna в виде подвесок и бусин.
Достижением в сравнении с пилками из призматических пластинок являются крупные листовидные пилы Древней Нубии и Древнего Египта, обычно включаемые в общую категорию «ножей». Одно из таких орудий было обнаружено на нубийском поселении Хор-Дауд эпохи ранних династий, раскопанном в 1961 г. археологической экспедицией Б. Б. Пиотровского.[135] Оно имело 20.3 см длины, 5.2 см ширины и 0.4 см в сечении. Для его изготовления был взят плитчатый серо-коричневый кремень, обработанный плоской ретушью с обеих сторон. Передний конец был закруглен, а заднему придана скошенная форма (рис. 22, А). На употребление его в качестве пилы по камню указывают линейные следы на обоих лезвиях. Следы расположены на выступающих ребрах ретуши параллельно лезвиям и на обеих сторонах. Они перекрывают ребра в двух направлениях, что говорит о возвратно-поступательном движении орудия во время работы (рис. 22, Б, В).Обрабатывался не очень твердый камень,но способный производить абразивное действие. Его твердость не превосходила 4 по шкале Мооса, в противном случае микропластическая деформация лезвия была бы иначе выражена. Пила находилась очень долго в употреблении, о чем можно заключить но сработанности ее лезвий до 4—5 мм от края, по залощенности от руки всей поверхности. Орудие представляло специализированный инструмент, служивший для обработки камня в производстве мелких поделок, имевших различное назначение.
В додинастическую эпоху и позднее в Египте было развито производство мелких изделий (подвесок, фигурных амулетов, палеток, трубок, браслетов и т. п.) из граувакка, аргиллита, серпентина, стеатита, сланца и т. д. В Хор-Дауде была найдена шиферная палетка с отверстием для ношения. Функция пилы сводилась к получению стандартных заготовок (прямоугольных и треугольных), к пропиливанию канавок, желобков, пазов. Операции по расчленению камня на заготовки осуществлялись путем двустороннего надпиливания и раскалывания по надпилу. Судя по ряду признаков, пила из Хор-Дауда употреблялась непосредственно в руке с упором толстого скошенного конца в ладонь.[136]
В Робенгаузенском свайном поселении встречаются серпентиновые гальки удлиненной формы с продольными пропилами, сделанными кремневыми пилками.[137] В конце неолита робенгаузенцы распиливали получаемые из соседних областей нефрит и жадеит для топоров и тесел.
Пиление таких твердых пород камня, как диорит, нефрит и жадеит, было трудоемким процессом. Эксперимент, поставленный Каунасской экспедицией (1956 г.), показал время 8 часов, необходимое для получения желоба емкостью в 4000 мм3 (длина — 100 мм, ширина — 10 мм, глубина — 4 мм) на диоритовой заготовке. Работа производилась вручную при помощи песчаниковой плитки и воды. Этот минимальный результат объясняется неудачным выбором абразивной пилы (песчаниковой плитки), со слабым отделением зерен. В Ангарской экспедиции опыты с нефритом дали 10 000—15000 мм3 за тот же срок работы. Относительно эффективным оказалось и пиление нефрита кремневой пластинкой, смачиваемой водой,
В разделке нефрита на заготовки пиление играло существенную роль. Высокие технические свойства актинолитов, весьма ценные для топоров, тесел, долот, строгальных ножей, принуждали неолитического мастера беречь этот материал, расходовать его экономно и осмотрительно. В Прибайкалье распиливались конкреции весом до 10—15 «г. Пиление очень редко было сквозным. Обычно делались надпилы с двух сторон, по линии которых нефрит раскалывался ударами. Не исключена возможность, что при распиливании нефрита здесь уже знали абразивные свойства наждака, добывали его, размельчали в порошок для подсыпки в канавку. Эта тонкозернистая, почти землистая, разность корунда встречается в Сибири, на Урале, в КНР и Малой Азии. В Европе наждак еще недавно добывали на территории Саксонии, Далмации, Испании. Американский наждак известен из штата Массачузет. Лучшим считался наждак с о. Наксос (Греция), откуда он вывозился в другие страны.
Существовала ли обработка камня медными пилами? Открытые в гробницах вельмож I династии Древнего Египта медные пилы служили для обработки дерева, о чем говорят их зубья.[138] Но среди изделий из камня египтологи установили следы пиления базальтовых шит нала в храме при пирамиде Хуфу, следы пиления на гранитных саркофагах.[139] Ф. Петри считал, что пиление твердого камня возможно было пилами с «зубьями» из Корунда и наждака.[140]
Рис. 22. Пиление камня.
А — кремневая пила из Хор-Дауда (Судан) в рабочем положении; Б — схематическое изображение следов работы на ретушированном крае пилы; В — микрофото следов работы на пиле, ?30.
Эксперимент убедил в эффективности медных пил в работе по нефриту с использованием кварцевого песка и воды. Медь благодаря своей вязкости достаточно прочно удерживала зерна кварца при движении пилы но камню. Зерна кварца вдавливались в мягкий металл и скользили по твердому нефриту, царапая его. Однако, срываясь, зерна кварца царапали и медь пилы. Под бинокуляром на кромке медной пилы видны два ряда следов: 1) царапины, идущие параллельно и двусторонне; 2) мелкие вдавлины (лунки), придающие кромке шероховатый вид. Внутри лунок сохранялась застывшая пульпа — результат размельчения кварцевых зерен, нефрита и меди. Вода, смачивавшая песок, удерживала зерна на месте работы. Сухой песок пила разбрасывала в моменты движения, особенно в первые фазы работы, когда канавка на камне еще была неглубока.
Распиливалась нефритовая плитка шириной 7 мм и толщиной 11 мм. За 30 мин. было сделано два встречных пропила: 1 и 2 мм глубины и
2.5 им ширины. Длина полотна пилы составляла 15 см, толщина — 1.1 мм, траектория — 10 см. Давление на пилу превосходило 5 кг. После пропилов плитка была сломана ударом деревянного молотка точно по их линии, хотя пропилы составляли лишь одну треть нераспиленной массы нефрита. Пиление камня медной пилой имело преимущества перед пилением песчаниковой плиткой. Пропил на камне от медной пилы был в 4—5 раз уже пропила, сделанного плиткой. Однако износ пилы от абразива в этой операции оказался почти равным потерям нефрита от распиливания его. Потери пилы составляли 1 г, а нефрита — 0.95 г. Такое соотношение не говорит в пользу очень широкого применения медных пил в распиловке камня мастерами Раннего царства в Древнем Египте. Очевидно, пиление медной пилой практиковалось лишь в отношении ценных пород камня и таких ответственных операций, где без этого нельзя было обойтись. В обычной работе пиление камня могло производиться посредством других, более дешевых материалов (кости, твердой древесины). Позднее для этих целей могло служить железо. Потери железа при пилении нефрита и диорита составляют 40—60% расхода камня.
Лабораторные испытания пилы из расщепленного бамбука показали резкое снижение эффекта работы в сравнении с медной пилой. Пропил на нефрите, сделанный за тот же период времени, был шире и менее глубок, объем потерянной древесины выше. Но в весовом отношении потери бамбуковой пилы оказались невысокими.
Весьма эффективным оказалось пиление с подсыпкой наждачного порошка. Известно, что корунд, имеющий твердость 9, в наждаке благодаря различным примесям частично утрачивает высокие абразивные свойства. Тем не менее результат испытания показал 3—5-кратное превосходство наждака над кварцевым песком. Это превосходство нашло выражение в резком возрастании потерь нефрита и уменьшении потерь веса медной и бамбуковой пилок. Острые зерна корунда дольше задерживались в полотне пилок, разрушая нефрит.
Подводя итог сказанному, мы видим, что пиление возникает с обработки мягких пород камня, предназначенных главным образом для украшений, при помощи кремневых пластинок и ножей. Наблюдается некоторая тенденция к удлинению пилок в пределах, которые допустимы размерами конкреций этих пород. С переходом к пилению твердых минералов и горных пород человек обращается к помощи абразивных веществ: слоистым песчаникам и наждакам, кварцевому песку. Пиление кремневыми пилами стоит на втором месте. Важным условней пиления становится вода, смывающая каменный порошок и способствующая ослаблению молекулярных связей в обрабатываемом материале. С этого этапа развития список обрабатываемого камня резко возрастает. Поскольку режущая функция теперь возлагается на абразивное вещество, для полотна пилы начинают употребляться менее твердые вещества (медь, древесина, шиферные плитки и пр.), способные удерживать и передвигать острые зерна кварца по предмету обработки.
Благодаря пилению стали доступными правильные геометрические формы изделий, что было особенно существенным в орудиях труда для обработки дерева, в стандартизации их, в ювелирном производстве, в скульптуре и других видах изобразительного искусства.