Какое свойство гранита используют в строительстве
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
Гранит — камень магматического происхождения, который зачастую образуется в местах сильного повреждения земной коры. Состав гранита включает в себя такие минералы, как кварц, мусковит, слюда, калиевый полевой шпат, кислый плагиоклаз и другие.
Содержание:
- Виды гранита
- Состав гранита: структурный и химический
- Для чего используют гранит?
- Преимущества гранита
Виды гранита
В зависимости от минеральной смеси, выделяют несколько основных типов породы: мелкозернистая, среднезернистая и крупнозернистая. Чем крупнее зерно, тем меньше прочность экземпляра и его устойчивость к погодным условиям. По структуре различают:
- финский гранит (отличается круглыми красными вкраплениями);
- порфировидный (содержит минералы удлиненной формы);
- письменный (с частицами полевого шпата в виде клиновидных полосок, напоминающих древние письмена);
- гнейсовидный (с равномерным зерном мелкой фракции);
- пегматоидный (включает полевой шпат и равномерный зернистый кварц).
По составу его делят на:
- моноциты;
- тешениты;
- габбро;
- диориты;
- гранитогнейсы;
- миениты;
- лабрадориты.
Самые распространенные виды гранита, отличающиеся друг от друга оттенками и структурой:
- Дымовский — содержит красные микрочастицы, которые придают несвойственный породе розоватый оттенок на коричневом фоне.
- Мансуровский (агидель) — отличается белым цветом с серо-зелеными вкраплениями.
- Лабрадорит — имеет крупную зернистую структуру. После шлифовки переливается голубым, темно-синим или золотым на черном фоне.
- Габбро-диабаз —обладает насыщенным темно-серым оттенком, а после обработки приобретает почти черный окрас со светлыми зернами.
- Масловский (VerdeOliva) — характеризуется изумрудным цветом с оливковым, черным или серым оттенком и бежевыми или черными вкраплениями.
- Лезниковскийили MapleRed — выделяется яркой и глубокой гаммой, от красной до темно-розовой.
- Капустинский — характерной чертой камня является насыщенный красный цвет и удлиненная структура зерен.
- Покостовский — обладает насыщенно серым окрасом и характерной структурой, которая придает материалу голубой, изумрудный или черный оттенок.
- Токовский(Carpazi) — обладает ярко выраженным красно-коричневым тоном, местами переходящим в малиновый.
Цвет и зернистость определяют свойства породы (прочность, морозостойкость, влагопоглощение и др.) и сферу ее применения. Одни камни могут с легкостью переносить обработку всеми возможными способами и применяться как для внешних, так и для внутренних ремонтных работ. Другие же обладают менее прочными свойствами и выдерживают не все виды шлифовки и полировки, а третьи — могут быть радиоактивны.
Состав гранита: структурный и химический
Цвет гранита определяется преобладанием одного или нескольких элементов, входящих в его структуру. В большом объеме сюда входят щелочи и кремневые кислоты — около 63%, а в меньшем:
- кварц — 27%;
- черные минералы (чаще всего биотит с роговой обманкой) — 7%;
- плагиоклазы (железо, магний, кальций) — 10%.
Преобладание полевого шпата придает породе серый цвет с красным, серо-голубым, розовым, оранжевым и голубовато-зеленым (редко) подтоном. Наличие в камне большого количества биотита дает ему темный тон, и изредка — зеленоватый. Так как кварц бесцветен, то влияет в основном на оттенок породы, но иногда может придавать ей голубой, лилово-розовый или черный тон.
Для чего используют гранит?
Минерал широко применяют в различных сферах жизнедеятельности: начиная от масштабного строительства до облицовки фасадов и внутренней отделки зданий и домов. В том числе в изготовлении:
- фонтанов, дорожек, брусчатки, бассейнов и клумб;
- столешниц, каминов, барных стоек, предметов декора;
- памятников, мемориальных досок, обелисков;
- каменок;
- подоконников.
Также его используют для отделки ванных комнат, облицовки ступеней, полов, стен, подъездов, мостовых и набережных. Благодаря отличной сочетаемости с другими стройматериалами (деревом, металлом, керамикой), его задействуют в оформлении интерьеров. В зависимости от цвета камня, гранит способен придать помещению как холодный, так и теплый вид.
Преимущества гранита
Гранит — горная порода с уникальными природно-физическими свойствами. К его основным преимуществам относится прочность, которая защищает его от физических и химических воздействий. В отличие от других материалов, он не подвержен плесени и грибку, а срок службы гораздо выше. Кроме того, его отличают:
- износостойкость (устойчивость к истиранию, царапинам);
- стойкость к перепадам температуры;
- водонепроницаемость.
Нельзя не отметить эстетичный внешний вид минерального пласта. Уникальный узор никогда не повторяется и хорошо сочетается с деревом, металлом, стеклом и керамикой. А богатая цветовая палитра и фактурные возможности породы, позволяют использовать ее как в экстерьере, так и в интерьере.
Источник – блог компании Новый Камень
Источник
21.12.2015
Так или иначе, но в своей жизни мы часто встречаемся с гранитом. Бывая в больших городах, мы часто любуемся набережными, мостами, памятниками. Эти сооружения стоят не один год и даже не одно десятилетие, они радуют глаз людей поколениями и столетиями. Это говорит о прочности материала, из которого сделаны данные памятки архитектуры.
Гранит пользуется популярностью не только у прохожих, любующихся его красотой, но и среди архитекторов и строителей.
Гранит — интрузивная горная порода кислого состава с зернистой (равномерно зернистые или неравномерно зернистые) структурой. Название камня говорит о его составе – он состоит из мелких частиц, которые намертво сливаются в единое целое. В состав гранита входят: полевой шпат (на 60 процентов), кварц (около 30 процентов), а треть состава заполняют буотит, мусковит, изредка – роговая обманка.
Структура этой породы зависит от многих факторов:
- глубина, на которой остановилась магма после извержения вулканов;
- каким образом эта магма заполнила пустоты земли;
- какой у нее был процесс остывания в недрах земли.
В зависимости от структуры гранит разделяют на: мелкозернистый, среднезернистый и крупнозернистый. Судя по размерам зернышек гранита можно выяснить его прочность. Камень будет прочнее тогда, когда будет состоять из мелких камушков. Камень бывает красным, серым.
Зернышки красного или серого цвета — это шпат, который образовывается на полях. От его цвета зависит окраска гранита. Другие частицы камня, полупрозрачные, беловатого или желтоватого цвета, похожие на кусочки мутного стекла — кварц, частицы в виде блестящих пластинок — слюда.
Гранит – это очень крепкая порода камня. Пустоты в его структуре составляют около полутора процентов. Кубический метр камня весит около трех тонн. Гранит очень плотный и поэтому плохо впитывает в себя воду. Именно плотность обеспечивает долголетие граниту. Камень не разрушается даже при очень суровых климатических условиях.
Начальная стадия разрушения мелкозернистого гранита начинается только лишь спустя пол тысячелетия.
Есть факторы, которые негативно влияют на структуру гранита. Камень при сильном нагревании и быстром охлаждении способен терять свою прочность. Днем под воздействием солнца камень нагревается, а прохладной ночью остывает. Частицы гранита имеют свойство расширения во время нагревания и компрессируются при охлаждении. Расширение и сжатие частиц происходит неравномерно, в результате чего, на поверхности образуются трещины. В тонкие, едва заметные трещины после дождя или таяния снега проникает вода и постепенно размывает и расширяет их (при замерзании). Разрушение происходит очень медленно — в течение десятков и сотен лет.
Популярность среди строителей гранит обрел благодаря своей структуре. Он очень хорошо обрабатывается.
Гранит используют во многих отраслях строительства и архитектуры. Из этого камня делают много разнообразных изделий, а также украшают дома как внутри, так и снаружи. Из этой породы изготавливают памятники, монументы, постаменты. Благодаря его прочности изделия сохраняются в первозданном виде на протяжении десятков лет. Изделия из гранита используют при постройке дорог и мостов. А также этот камень используют при создании ландшафтов, парков и в архитектуре.
Частота использования гранита при строительстве той или иной местности зависит от места его залеганий. Заводы по обработке камня, как правило, находятся неподалеку от этих залеганий. Стоимость гранита недалеко от карьеров, где его добывают, невысокая. Чем дальше заказчик камня находится от мест камнеперерабатывающих заводов, тем дороже ему обойдется покупка породы. Это говорит о том, что покупатель оплачивает не только себестоимость камня, но и транспортировку. Исходя из этого, можно сделать выводы: чем ближе места залегания камня, тем шире его используют в строительстве и архитектуре.
В последнее время гранит применяют при оформлении парка сада, делая из него горки или же просто гранитные россыпи, а также эти места украшают гранитными глыбами.
Кроме того, места отдыха украшают поилками для птиц, фонтанами, скамейками, вазонами, колоннами, фонарями и светильниками, мебелью, которые выполнены из гранита.
При оформлении дизайна сада специалисты не советуют использовать данный камень разного цвета, а также не следует использовать одинаковые по форме и размеру композиции.
Широкой популярностью пользуется гранит при сооружении водоемов. Его красота становится более выразительной под водой. Поэтому гранит чаще всего используют при сооружении фонтанов, а также декоративных ручейков и водопадов, что делает их очень похожими на природные водоемы.
Чем чаще люди стараются заменить гранит искусственными аналогами, тем чаще камень доказывает, что он вне конкуренции. Особой популярностью гранит пользуется при оформлении дизайна. Это могут быть лестничные ступени, перила, подоконники, вазоны, пол, элементы стен, художественное оформление дома внутри и снаружи. При использовании гранита интерьер получается оригинальным и роскошным.
Источник