Łupek

Łupki są drobnoziarnistymi skałami osadowymi, które zawsze ulegają deformacjom tektonicznym (np. w wyniku budowy gór). Częściowo mogą być również metamorficzne, ale nie dotyczy to wszystkich łupków. Nazwa pochodzi od średnio-wysoko-niemieckiego “schiver”, co oznacza “drzazgę z drewna” lub “drzazgę z kamienia” i była później używana również do opisywania gontów.

Typową cechą wszystkich łupków jest tzw. łupkowatość z wąskimi powierzchniami łupków, które sprawiają, że wszystkie łupki są również bardzo dobrze łupliwe. Łupliwość nie odzwierciedla pierwotnego rozwarstwienia osadów, lecz powstała dopiero później pod wpływem oddziaływań tektonicznych. Pierwotne uwarstwienie osadów nie jest już zachowane w łupkach, widoczna jest jedynie powierzchnia ścinania tektonicznego.

Niektóre skały osadowe o podobnym wyglądzie są również tradycyjnie określane jako łupki (np. łupki naftowe), chociaż pod względem petrograficznym są one w rzeczywistości mułowcami lub niektórymi typami iłowców. W języku angielskim są one zwykle określane jako “shale” (w przeciwieństwie do “schist”, czyli łupków krystalicznych, lub “slate”, czyli łupków ilastych).

Rodzaje łupków

W przypadku łupków można dokonać zasadniczego rozróżnienia między:

• Łupki ilaste
• łupki krystaliczne i
• “fałszywe łupki” (wspomniane wcześniej mułowce).

Prawdziwe łupki ilaste to zawsze skały bardzo silnie łupkowe, drobnoziarniste i gęste. Ich kolor jest zazwyczaj ciemny (czarnoszary do niebieskoszarego), ale mogą też mieć specjalne zabarwienia w odcieniach zielonkawych do żółtawych (green shale) lub czerwonawych do purpurowo-purpurowych (red shale).

W większości przypadków łupki ilaste (z wyjątkiem łupków czerwonych) podlegają tylko bardzo niewielkiemu metamorfizmowi (procesom przeobrażenia w skale), są więc nadal w dużej mierze sedymentami (skałami osadowymi), a w niewielkim stopniu metamorfitami (skałami przeobrażeniowymi). Przypisanie do obu grup jest jednak w zasadzie możliwe.

Pochyła struktura łupków ilastych jest spowodowana ciśnieniem tektonicznym przy przeważnie tylko nieznacznie podwyższonej temperaturze. Minerały ilaste zawarte jeszcze w pierwotnej zawiesinie gliny układają się warstwa po warstwie w kierunku nacisku. W zasadzie typowe minerały metamorficzne nie są jeszcze uformowane.

Z kolei w przypadku łupków krystalicznych bardzo wysokie ciśnienia i jednocześnie znacznie wyższe temperatury powodują przeobrażenie skały macierzystej (metamorfoza). Minerały metamorficzne takie jak muskowit (filokrzemian), biotyt i chloryt są już obecne w każdej skale, krzemiany takie jak glaukofan i minerały takie jak granat czy amfibol wskazują na bardzo wysokie ciśnienia podczas metamorfizmu i nie występują we wszystkich łupkach krystalicznych. Do grupy łupków krystalicznych należą na przykład łupki mikowe lub łupki zielone.

Użyj

Łupki ceramiczne są tradycyjnie stosowane od wielu stuleci w formie łupków do pokrywania dachów i okładzin elewacyjnych. Bezpośrednio jako materiał budowlany łupek jest tradycyjnie stosowany tylko w niektórych regionach Mozeli, Hunsrück i Eifel.

Łupki i rysiki były przez długi czas powszechne w szkołach, ponieważ papier był stosunkowo drogi. Były one również powszechnie używane w innych dziedzinach (takich jak handel) do sporządzania krótkich notatek, które nie musiały być przechowywane na stałe. Zarówno tabliczki jak i rysiki były wykonane z łupków.

Łupki krystaliczne mają zasadniczo inne zastosowanie niż łupki ilaste. Niektóre rodzaje łupków krystalicznych, takie jak łupek mikowy, są również stosowane w formie płyt, ale tylko do podłóg, a nie do pokryć dachowych lub okładzin ściennych. To samo dotyczy “płyt Fexer” ze Szwajcarii, które jeszcze na początku XX wieku były dobrze znane i używane do budowy pieców i jako materiał na dachy. W średniowieczu bardzo twardy łupek mikowy był również wykorzystywany jako surowiec do produkcji kamieni młyńskich.

W szczególności łupek zielony jest – ze względu na dobrą obrabialność – często stosowany jako kamień budowlany w budownictwie (np. jako cegła lub krawężnik, ale także jako płytki, blaty, płyty podłogowe lub okładzina elewacyjna). W przeciwieństwie do innych łupków krystalicznych mają nieco mniejszą twardość. Zielony łupek jest również (sporadycznie) wykorzystywany jako kamień kruszony w budownictwie drogowym.

Wydobycie łupków

W dawnych czasach wydobycie łupków było bardzo pracochłonne i uciążliwe, a także powodowało powstawanie dużej ilości złomu. Dzisiaj jednak wydobycie odbywa się w dużej mierze w pełni automatycznie przy użyciu ciężkich maszyn i jest znacznie bardziej efektywne pod względem wykorzystania zasobów. Obecnie w procesie wydobycia stosuje się również piłę diamentową, która najpierw wypiłowuje łupek z miejsca wydobycia blok po bloku. Bloki te są następnie poddawane dalszej obróbce na mniejszych piłach. Jednak rozłupywanie i przycinanie do produktu końcowego gotowego do przetworzenia jest do dziś pracą ręczną.

Złoża łupków na świecie

Znaczące złoża łupków znajdują się w wielu krajach europejskich, takich jak Czechy, Węgry, Polska, Francja, Włochy, Grecja, Portugalia i Hiszpania, a także Słowenia i Chorwacja, ale także w krajach Beneluksu, w Wielkiej Brytanii i Irlandii oraz w Norwegii i Szwecji. Największe ilości są wydobywane w Hiszpanii, Francji i Zjednoczonym Królestwie, a następnie w Niemczech i Portugalii pod względem wielkości wydobycia. Największe ilości łupków są wykorzystywane we Francji.

Poza Europą znaczące złoża znajdują się również w Ameryce Północnej i Południowej, w Afryce Południowej, a przede wszystkim w Indiach i Chinach. Nawet w Japonii zdarzają się takie przypadki.

Zalety i wady stosowania

Jako materiał na pokrycie dachowe łupek został już dawno temu zastąpiony dachówką ceramiczną. Tylko w niektórych regionach – na przykład w Bergisches Land w Nadrenii Północnej-Westfalii – pokrycia dachowe z łupka, a także okładziny elewacyjne z łupka są nadal tradycyjne i bardzo powszechne. Wadą pokryć dachowych z łupka są przede wszystkim wysokie koszty i skomplikowana obróbka. Ponadto pokrycie dachu jest możliwe tylko przy określonych minimalnych kątach nachylenia dachu, które nie są już dziś podawane dla wszystkich domów. Zaletą jest natomiast bardzo wysoka trwałość dachów i okładzin elewacyjnych wykonanych z łupka. Wiele historycznych budynków pokazuje, że dachy z łupka mogą z łatwością przetrwać kilkaset lat, co wielokrotnie przewyższa trwałość jakiegokolwiek innego materiału dachowego. Ponadto fasady pokryte łupkiem zapewniają bardzo wysoki poziom ochrony przed warunkami atmosferycznymi, a przy tym są bardzo łatwe w utrzymaniu i równie trwałe jak dach z łupka.

Jeśli łupek jest stosowany jako wykładzina podłogowa, jest nieco bardziej wrażliwy niż inne kamienie naturalne, ale przekonuje bardzo efektownym i często poszukiwanym wyglądem oraz, w zależności od wykończenia powierzchni, często również bardzo wysoką naturalną odpornością na poślizg. W zależności od rodzaju użytego kamienia, instalacja może być nieco bardziej skomplikowana niż w przypadku innych kamieni naturalnych, zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz budynku. Jednak dokonując przemyślanego wyboru przy zakupie kamieni, można zazwyczaj uniknąć kosztownego układania.

Koszty

Koszty wykonania dachu z łupka lub okładziny elewacyjnej zależą z jednej strony od rodzaju i jakości użytego łupka, a z drugiej od sposobu montażu (np. pokrycie staroniemieckie, pokrycie uniwersalne, pokrycie prostokątne i inne). W zależności od rodzaju pokrycia, koszty mogą wynosić od około 65 EUR za m² do nawet 250 EUR za m² powierzchni dachu, wliczając w to koszty montażu.

W przypadku pokryć podłogowych i tarasowych koszty zawsze zależą od rodzaju użytego kamienia, ale w tym przypadku kamienie łupkowe znajdują się w normalnym przedziale cenowym innych kamieni naturalnych.

Wniosek

Łupek jest cenionym od niepamiętnych czasów materiałem, dla którego od wieków istniało wiele różnych zastosowań: Łupki ilaste są tradycyjnie stosowane do pokryć dachowych lub okładzin elewacyjnych, znacznie twardsze łupki krystaliczne, które są prawdziwą skałą metamorficzną, były kiedyś przetwarzane na kamienie młyńskie, używane do budowy pieców i do dziś są stosowane do produkcji płytek podłogowych lub blatów stołowych.