Какие полезные свойства гранита
Среди всего множества горных пород Земли основную группу составляют магматические, которые образовывались в течение миллионов лет в толще земной коры из вулканической лавы. К таким породам относится и один из основных
строительных материалов – гранит. Свойства данного камня давно были изучены людьми. Это привело к тому, что он широко использовался в строительстве в прошлом, применяют его и сейчас. Огромное количество памятников и сооружений древности сохранилось до наших времен благодаря тому, что они были сделаны из гранита. Его уникальный состав, красивая зернистая структура и полезные свойства делают этот камень очень популярным строительным материалом.
Месторождения гранитов
Образуется эта горная порода в результате застывания магмы на большой глубине. Воздействие на нее оказывает высокая температура, давление, поднимающиеся из толщи земной коры газы и испарения. Под влиянием этих факторов и получается такая неповторимая структура, игра света и тени, которую мы наблюдаем у этого камня. Чаще всего он бывает серого цвета, но иногда добывают красный или зеленый гранит. Свойства его зависят от величины составляющих его зерен. Он бывает крупнозернистый, среднезернистый и мелкозернистый (самый
прочный).
Залегает эта горная порода обычно на большой глубине, но иногда выходит на поверхность. Месторождения гранита встречаются на всех материках и почти во всех странах, но больше всего их в Сибири, Карелии, Финляндии, Индии и Бразилии. Добыча его довольно дорогостоящая, так как залегает он в виде огромных пластов, часто простирающихся на несколько километров.
Состав этого камня
Гранит относится к полиминеральным породам, образованным несколькими веществами. Больше всего в его составе полевого шпата, который и определяет его цвет. Почти четверть занимает кварц, представляющий собой включения полупрозрачных голубоватых зерен. Гранит содержит и другие минералы (например,
до 10% в нем может быть турмалина, до 20% слюды), а также вкрапления железа, марганца, монацита или ильменита.
Основные свойства гранита
Достоинства этого камня позволяют и сейчас нам любоваться архитектурными сооружениями, сделанными из него в древности. Какие же свойства гранита обуславливают его широкое использование?
1. Долговечность. Мелкозернистые сорта гранита проявляют первые признаки истирания только через 500 лет. Поэтому иногда его называют вечным камнем.
2. Прочность. Гранит считается самым прочным после алмаза веществом. Он устойчив к сжатию и трению. Это объясняется свойствами кварца, входящего в его состав. Кроме того, становится понятно, почему эта порода такая прочная, после того как найден ответ на вопрос о том, какова плотность гранита. Она на самом деле очень высокой – почти три тонны на кубический метр.
3. Устойчивость к атмосферным воздействиям. Гранит может выдержать температуру от минус 60 до плюс 50 градусов Цельсия. Это очень важно в условиях холодного климата. Исследования доказали, что изделия из гранита не теряют своих свойств после 300-разового замерзания и оттаивания.
4. Водонепроницаемость. Именно благодаря этому свойству гранит такой
морозостойкий. Поэтому он идеально подходит для облицовки набережных.
5. Экологическая чистота. Гранит совсем не радиоактивен и поэтому безопасен для любых строительных работ.
6. Пожаростойкость. Этот материал начинает плавиться только при 700-800 градусах Цельсия. Поэтому облицевать им дом – это не только красиво, но и безопасно.
7. Легкость в обработке, сочетаемость с любыми строительными материалами и богатство фактур и расцветок делают его незаменимым для дизайна помещений.
8. Устойчивость к воздействию кислот и грибков.
Обработка гранита
Несмотря на прочность и высокую плотность породы, этот камень легко поддается обработке. Его довольно просто резать и полировать. Обычно в продажу поступают большие гранитные блоки, плиты или гранитная крошка и щебень. Из него делают плитку, столешницы и брусчатку. Богатство фактур этого натурального камня делает применение гранита приемлемым для оформления любого интерьера. Очень красиво смотрится необработанный камень, хорошо поглощающий свет. Отполированный до блеска, он проявляет все свои достоинства и красоту слюдяных вкраплений. При обработке породы методом скалывания получается рельефная структура с декоративным эффектом игры светотени. А некоторые виды серого гранита после термообработки становятся молочно-белыми.
Виды гранитов
Исходя из того, какие минералы входят в состав гранита, особенно стоит обратить внимание на темноцветные составляющие. Эти горные породы подразделяются на несколько групп: аляскит, лейкогранит, биотитовый, пироксеновый, щелочной и другие. Разными данные породы бывают и по структуре:
– порфировидный гранит, который содержит удлиненные вкрапления минералов;
– пегматоидный – отличается равномерной зернистостью кварца и полевого шпата;
– гнейсовидный – это равномерный мелкозернистый камень;
– финский гранит, который по-другому называется рапакиви, имеет круглые вкрапления красного цвета;
– письменный – очень интересная разновидность, в нем частички полевого шпата расположены в виде клиновидных полосок, похожих на древние письмена.
В последнее время стали использовать также искусственный гранит, созданный путем обжига глины с минералами. Называется такой камень керамогранитом и почти не уступает в свойствах натуральному.
Виды породы по цвету
Свойства и применение гранита зависят также от его расцветки. По этому признаку выделяют несколько групп породы:
– амазонитовый гранит из-за входящего в его состав зеленого полевого шпата имеет приятную голубовато-зеленую расцветку;
– розово-красный и красный лезниковский – самый прочный;
– очень распространены серые породы, и названия свои они получили от мест добычи: корнинский, софиевский, жежелевский;
– редким является белый гранит. К этой разновидности относят цвета от бледно-зеленого до жемчужно-серого.
Применение гранита
Этот камень уже многие столетия используется в строительных и облицовочных работах. Связано это с тем, что мелкозернистые его разновидности начинают разрушаться только через 500 лет. Он устойчив к различным воздействиям и очень прочен. Эти основные свойства гранита позволяют широко использовать его в строительстве. Где применяется минерал:
1. Большинство памятников и монументов делают именно из него.
2. Его прочность и устойчивость к истиранию позволяют использовать камень для изготовления ступеней, облицовки полов, подъездов и даже мостовых.
3. В условиях холодного климата наиболее востребованный строительный материал – это гранит. Свойства его позволяют облицовывать здания и даже набережные там, где
бывают суровые зимы.
4. Этот камень способен преобразить ваш дом как изнутри, так и снаружи. Дизайнеры с успехом используют его для изготовления колонн, лестниц, плинтусов, столешниц и перил. Облицовывают им также стены домов.
5. Применение гранита в бассейнах, ванных комнатах и фонтанах связано с тем, что он совсем не пропускает воду. А также не разрушается под ее воздействием.
Гранит в интерьере
В последние годы очень широко стал использоваться этот камень для оформления интерьера. Он прекрасно сочетается со всеми материалами: деревом, металлом и керамикой – и подходит для дизайна любого дома. Кроме облицовки стен и пола, еще во многих местах квартиры можно использовать гранит. Свойства его делают этот камень незаменимым для изготовления подоконников и столешниц на кухне. За ними легко ухаживать, они долговечны и не портятся от воздействия влаги и высокой температуры.
Очень широко используется гранит также и в ландшафтном дизайне. Дорожка или беседка, облицованные этим камнем, не будут бояться атмосферных воздействий и не потрескаются со временем. Красиво смотрятся клумбы, оформленные им, например, в стиле японского сада камней или в виде террасы. Очень удобно для изготовления бордюров и лестниц тоже применять гранит.
Свойства и применение этого камня давно изучены. И он с древности использовался человеком. С появлением новых технологий обработки гранит стал применяться еще чаще, ведь стало возможным улучшить его декоративные свойства.
Источник
Слово «гранит» происходит от латинского «granum» и означает «зерно». Это действительно крупнозернистый минерал с размером зерен вплоть до 1 см, что намного больше чем у того же мрамора. Эта порода является основным компонентом земной континентальной коры, многие горы состоят из этого камня. Например, альпийский Монблан – один из известнейших гранитных пиков. Геологи называют этот камень «визитной карточкой Земли», хотя существуют косвенные признаки присутствия гранита на Венере.
Что такое гранит
Это магматическая плутоническая порода, на 60-65% состоящая из полевого шпата (класс силикатов) и на 25-35% – из кварца. Именно кварц образует в камне неправильные изометричные зерна, сросшиеся с зернами полевого шпата. В граните также присутствует небольшое количество слюды (биотита или мусковита). Химический состав минерала характеризуется повышенным содержанием щелочей и небольшим процентным составом железа и магния.
Цвет гранита варьируется от белого и розового до практически красного, и зависит от пропорций минералов в составе. Например, если в камне присутствует большое количество калиевого полевого шпата, камень имеет розовый оттенок, если при этом присутствует оксид железа, материал приобретает насыщенный красный цвет.
Происхождение гранита
Среди петрологов и геологов нет однозначного мнения о происхождении гранита. В 18-19 веках считалось, что граниты образовались путем осаждения кристаллов на дне океана, но позже концепция уступила место плутонической модели, подразумевающей образование пород на глубинах более 3 км при литостатическом давлении выше 1 кбар.
Сегодня очевидно, что минерал имеет гетерогенную природу, то есть образуется двумя путями: в процессе кристаллизации природного расплава магмы при его переходе в твердое состояние (остывания) и в результате метаморфизма – изменения магматических горных пород под воздействием высокой температуры и давления. Многие специалисты утверждают, что образование гранита вовсе невозможно без процесса метаморфизма.
Граниты залегают в верхней части земной коры и не присутствуют на дне океанов. Самые молодые минералы датируются возрастом 1-2 млн. лет, самые древние – 3,8 млрд. лет. Первоначально гранитные породы не выходили на поверхность, но сегодня граниты обнажены благодаря подъему пород кровли.
Свойства гранита
- Долговечность. Гранит известен как «вечный» камень. Действительно, мелкозернистые породы проявляют первые признаки износа и разрушения только через 500 лет. Гранитный саркофаг в Великой пирамиде в Гизе (построена примерно 4500 лет назад) практически не изменился со временем.
- Высокая прочность. Эта характеристика также зависит от величины зерен. Породы с мелкозернистым строением имеют предел прочности на сжатие порядка 300 МПа. По этому параметру гранит значительно превосходит другие материалы. Например, прочность на сжатие бетона самого высокого класса В30 составляет всего 39,29 МПа, клинкерного кирпича М1000 – 100 МПа. Если говорить простым языком, то камень выдерживает давление порядка 2200 кг на см². Прочность на растяжение невысока и составляет всего 3% от прочности на сжатие. При нарушении технологии добычи в камне могут образовываться тонкие трещины, которые практически не влияют на прочность на сжатие, но снижают прочность на растяжение.
- Высокая устойчивость к воздействию кислот и в целом природных явлений. Камень выдерживает порядка 300 циклов заморозки-оттаивания, что делает его одним из лучших материалов для наружной отделки.
- Средняя огнестойкость. В результате полиморфных превращений кварца гранит растрескивается при температурах выше 600°C. Прямого контакта с огнем камень не выдерживает, но все же он подходит для обустройства каминов (также как и мрамор), поскольку температура их внешней облицовки редко превышает 120°C. Температура плавления гранита составляет в среднем 1200°C, но в присутствии воды этот параметр существенно ниже – порядка 650°C.
- Водонепроницаемость. Коэффициент водопоглощения минерала равен 0,05–0,17%, что сравнимо с мрамором. Этот камень практически не впитывает влагу, что делает его идеальным для строительства фонтанов, набережных, бассейнов. Косвенно этот параметр влияет и на морозостойкость. Низкое водопоглощение является следствием низкой пористости материала. У гранитов поры занимают не более 1,5% от общего объема.
Экологичность гранита – камень преткновения, как среди поставщиков, так и покупателей. Как правило, этот минерал неопасен для здоровья человека. Уровень излучения большинства видов гранита не превышает 0,05 мкЗв/час, тогда как на одного человека ежечасно приходится до 0,25 мкЗв/час – это средняя величина, состоящая из космического фона, наземных излучений и инкорпорированных излучений (полученных с водой и пищей).
Да, некоторые породы гранита используются для добычи урана, но в строительстве такой камень не применяется. Мифы о сильном радиационном фоне минерала – это именно мифы, не имеющие к реальности никакого отношения. Породы с действительно опасным радиационным фоном составляют не более 2-3% от общего добываемого объема. Подробнее о радиоактивности натурального гранита Вы можете прочитать тут.
Состав гранита. Минералы.
Гранитная порода – это всегда комбинация кварца и полевого шпата. Разница только в процентах содержания этих минералов. Если говорить только о химическом составе камня, то он состоит из кремнезема (72%), глинозема (14,4%), оксидов калия, натрия и кальция, которые суммарно занимают порядка 9%. Кроме этого, в граните присутствуют: жженая магнезия, железный сурик и двуокись титана.
Основным веществом, определяющим цвет камня, является полевой шпат: микроклин, ортоклаз и плагиоклаз. Кроме этого, в состав гранита входят кварц, слюда и амфиболы.
Как минералы влияют на цвет гранита:
- Черно-белый. Крапчатая порода – результат равных долей шпата, амфиболы и кварца.
- Белый. Чисто белого гранита в природе нет, под этим термином подразумевают светло-серые и желтоватые породы. Такие оттенки придают камню молочно-белый кварц и светлый полевой шпат.
- Красный. Это розовый гранит с обилием калиевого шпата. Красный оттенок материалу придает оксид железа.
- Серый. Слоистый камень с пятнистым рисунком, состоящий преимущественно из плагиоклазов.
Разновидности гранита
В зависимости от процентного содержания темноцветных минералов в составе гранита, он подразделяется на несколько разновидностей :
- аляскит – не содержащий темноцветных минералов и имеющий в своем составе значительное количество калиево-натриевого полевого шпата, а также биотита)
- роговообманковый и роговообманково-биотитовый с роговой обманкой вместо биотита или наряду с ним
- плагиогранит – содержащий преимущественно плагиоклаз. Полевой шпат калиево-натриевого типа присутствует в незначительном количестве. Цвет такого гранита – светло-серый
Помимо перечисленных разновидностей существуют еще:
- биотитовый
- двуслюдяной
- слюдяной
- гиперстеновый (чарнокит)
- авгитовый
- графитовый
- диопсидовый
- кордиеритовый
- малаколитовый
- пироксеновый
- энстатитовый
- эпидотовый
Гранит так же подразделяется и поструктурно-текстурным особенностям.
Различают следующие разновидности:
- порфировидный– порода содержит изометричные элементы (кварц, микроклин, ортоклаз), которые выделяются из общий массы своими размерами и могут достигать 10-15 см
- гранит рапакиви – «гнилой камень». Разновидность порфировидного гранита, содержащая розовые зерна полевого шпата, обросшие плагиоклазом светло-зеленого цвета и имеющие круглую форму. Данная особенность строения объясняет склонность материала к крошению.
Добыча гранита
Добыча гранита принципиально отличается от способов добычи других полезных ископаемых. Как и в случае с мрамором, здесь важно сохранить целостность блоков и предотвратить образование трещин, которые значительно снижают прочностные характеристики материала. Есть три основных метода добычи камня:
- Буровзрывной. Дешевый, кустарный и, по сути, «варварский» метод. В результате взрывов образуются блоки с высокой трещиноватостью и большим (часто до 30%) количеством отходов. В массиве породы бурятся шурфы, в которые закладывается промышленная взрывчатка. Один подрыв требует от 10 до 30 скважин и несколько тонн взрывчатого вещества. Спрогнозировать поведение массива породы при подрыве практически невозможно. После взрыва образовавшиеся глыбы сортируются и отправляются на распил.
- Откалывание воздушной подушкой. Участок выработки оконтуривается пробуренными отверстиями, в которые закачивается воздух под высоким давлением. В результате каменные глыбы отделяются от массива, причем в этом случае можно точно спрогнозировать область разлома. Методика не приводит к разрушению и крошению породы, не вызывает появление трещин в блоках. В итоге ресурс месторождения расходуется более рационально.
- Камнерезный. Для отделения блоков используется специальное оборудование с алмазными резаками. В результате добываются массивные (40-60 т) блоки правильной формы, которые извлекаются из участка выработки тяжелыми кранами. Метод получил широкое распространение в Европе.
Существуют альтернативные способы добычи гранита: буроклиновый, когда в камне пробуриваются скважины и в них закачивается жидкость, и метод «тихого взрыва», подразумевающий закачку в отверстия невзрывчатой расширяющейся смеси.
Использование гранита
- Строительство. Тяжеловесность и дороговизна камня не позволяют использовать его в массовом строительстве, но его все же используют для возведения отдельных жилых и общественных зданий.
- Облицовочные работы. Гранитом отделываются фасады зданий и помещения, напольные покрытия, лестницы и колонны. Высокая морозостойкость камня позволяет использовать его для декоративной внешней отделки. Минерал повсеместно применяется для создания брусчатки, отделки тротуаров, производства бордюров.
- Производство деталей интерьера. Полированный гранит подходит для создания столешниц, подоконников, ванных и раковин. Из него изготавливают малые архитектурные композиции.
- Засыпка дорог, производство бетона. Отходы камня, появляющиеся в результате буровзрывной добычи, используются как щебень для укладки дорог и изготовления бетонных конструкций.
- Производство. Порода с высоким содержанием калиевого полевого шпата используется в качестве флюса при изготовлении стекла и тонкой керамики.
- Изготовление брусчатки. Благодаря своей прочности и долговечности брусчатка из гранита пользуется популярностью уже многие века. Подробнее о брусчатке из гранита.
Наряду с мрамором, гранит – один из самых востребованных натуральных материалов в строительной и отделочной сфере. Из него получаются великолепные барельефы, памятники, пилястры и другие декоративные элементы. Благодаря низкому показателю истираемости этот минерал прекрасно подходит для обустройства полов в помещениях с высокой проходимостью.
Постройки из гранита веками сохраняют свой первоначальный вид. Достойным примером является величественное сооружение эпохи ренессанса, восьмое чудо света – испанский монастырь Эскориал. Для его строительства было использовано более миллиона тонн серого гранита.
Петербуржцам далеко за примером ходить не надо. Прогуливаясь по историческому центру города, можно обратить внимание на доминирующую роль гранита в архитектурных ансамблях. Многочисленные набережные, фасад и внутреннее убранство величественного Исаакиевского собора, знаменитые атланты, отделка станций метро, гранитные колонны внутри Казанского собора. Египетские сфинксы возле Академии Художеств, легендарный «гром-камень» в постаменте Медного всадника. Символ города – Александрийский столп, вес которого достигает 600 тонн, был вырублен вручную из цельного куска выборгского гранита. Интересно, что столп ничем не закреплен, он стоит благодаря собственному весу и идеально рассчитанной конструкции.
Гранит в интерьере
Гранитные породы нашли широкое применение во всех видах интерьерной отделки.
- декоративная облицовка гранитом: стен, пола, лестниц и каминов. Камень подойдет для любого помещения. Он стоек к влаге ванной или бассейна, к большинству бытовых загрязнений на кухне, он практически не истирается в условиях высокого трафика. Поэтому при отделке пола и лестниц в общественных заведениях (станции метро, вокзалы, торговые центры) мастера отдают предпочтение именно гранитам.
- создание функциональных изделий: столешниц, подоконников и каменной мебели.
- изготовление декоративных элементов: скульптурные композиции, вазоны, мозаика и панно.
Источник