Каталог
  

Гранит прочность


Важнейшие характеристики гранита – прочность и истираемость

26.07.2018

О свойствах гранита и близких к нему по геологической классификации пород написано немало. Однако все описания в подавляющем большинстве случаев делятся на две категории – краткая и сухая техническая характеристика в виде набора цифр либо общие сведения, не привязанные к их практическому приложению. В данной статье мы попробуем исправить этот недостаток, объяснив, на что на самом деле способны (или не способны) материалы, изготовленные из природного гранитного камня.

Прочность

Гранитные плиты, укладываемые на горизонтальные поверхности (на вертикальных стенах прочностные качества не столь важны), периодически подвергаются статическим и динамическим нагрузкам. Поскольку прочность на сжатие их может достигать 250 и даже 300 МПа (например, у черного габбро), каменный пол такого типа способен без ущерба для своих эксплуатационных характеристик выдерживать гигантский постоянный вес до 50 000 тонн на каждый квадратный метр. Однако такое давление не разрушит камень только при одном условии – равномерном распределении нагрузки по всей поверхности, что использовалось в средние века при возведении каменных зданий. На практике же нагрузки часто принимают динамический характер – а сопротивлений гранита ударному воздействию значительно ниже. По этой причине из натурального камня нет смысла сооружать напольные покрытия на складах – от падения тяжелого груза с острыми ребрами жесткости гранитная плитка, не отличающаяся пластичностью, расколется.

Более эффективно в этом плане другое горизонтальное покрытие несвязного типа, в котором в роли отдельных элементов используется гранитная брусчатка. Ввиду небольших размеров каждого камня, даже мощное ударно-поступательное воздействие в нем распределяется по всей площади. В свое время это сделало брусчатку лучшим материалом для мощения в местах, где предполагалось перемещение сверхтяжелых транспортных средств, в т.ч. с металлическими гусеницами (яркий пример – 75-тонные танки, ежегодно проезжающие во время парадов по московской Красной площади).

Истираемость

Наряду с гранитами, огромной популярностью в строительстве и архитектуре пользуется мрамор, повсеместно применяемый в дорогих облицовках. Эта порода имеет почти одинаковую с гранитом плотность (2600 — 2900 кг/м3) и сравнимую прочность на сжатие (до 225 МПа) – однако плиты мощения из мрамора, особенно в местах с интенсивным пассажиропотоком, никогда не применяются. В чем же причина подобной «дискриминации» столь красивого камня? Она состоит в физическом параметре, именуемом сопротивлением истиранию, и для мраморов колеблющемся в пределах 0,6 – 3,3 г/см2. На практике это означает, что уложенные, например, на станции метро такие плиты через 3-5 лет начнут крошиться и быстро терять целостную структуру поверхности.

Причина этого в том, что сцепление отдельных элементов в мраморной кристаллической решетке недостаточно велико. В то же время у гранитов (сформированных миллиарды лет назад под огромным давлением в толще земной коры) оно значительно выше, и потому их коэффициент истираемости составляет всего 0,15 – 0,2 г/см2 (габбро диабаз, продукцию из которого выпускает гранитный завод «Валитов камень», вообще отличается минимальной величиной данного параметра — 0,07 г/см2). Именно поэтому в зданиях аэропортов, вокзалов или в подземных переходах укладывают исключительно гранит, оказывающийся в среднем в 10-20 раз более устойчивым и долговечным.

Если добавить к этому также немалую, в 5-6 раз, разницу между гранитами и мраморами (и остальными метаморфическими и осадочными породами) в показателях влагопоглощения – гораздо большее число сфер применения именно первых становится очевидным.

К списку новостей

www.valitovkamen.ru

Гранит

Гранит – это самая главная порода из состава земной коры. Именно граниты являются основой подавляющего большинства континентов. Имеют магматическое происхождение, формируются в результате различных природных процессов. Наименование породы в переводе с латинского означает зерно, что напрямую связано со структурой материала. Зернистый состав гранита представляют следующие минералы в соотношении:

  • кислый и калиевый полевой шпат от 60% до 65%
  • кварц от 25% до 30%;
  • слюда от 5% до 10%.

Окраску породы формируют плагиоклазы и ортоклазы. Это разновидности полевого шпата, имеющие различные цветовые оттенки. Добываемая порода камня гранита может быть в красно-розовых тонах или серо-голубовато-зеленых цветов. Нередки встречи с черным гранитом, на окрас которого влияет наличие черного кварца. Весьма редкое явление – гранит, содержащий голубой кварцевый минерал.

Чем характерна гранитная порода

Главные свойства гранита, которые делают камень особенно популярным и востребованным, это его прочность и твердость. Данные качества позволяют использовать гранитные камни в различных областях жизнедеятельности человека. В частности, широко распространено применение гранита в строительстве, при изготовлении скульптур, памятников.

Физико-технические характеристики материала:

Наименование показателя

Ед. изм.

Количество

Прочность на сжатие в состоянии насыщения влагой

кг/см2

550

То же, в сухом состоянии

кг/см2

604

Плотность гранита

г/см3

3.17

Объемный вес

г/см3

2.7

Влагопоглощение

%

0.2

Морозостойкость

цикл

25

Твердость

по Моосу

6-7

Истираемость

г/см2м

1.4

Температура плавления

°С

≥700

Благодаря тому, что гранит на 30% состоит из кварца, а также имеет крайне низкую величину водопоглощения, его прочностные показатели и твердость так велики. Однако несмотря на это, гранит хорошо поддается обработке резкой, шлифовкой, полировкой. Но справиться с ним могут только инструменты с алмазными кругами и наконечниками. Изделия из этого камня не теряют внешности долгие годы даже в самых сложных эксплуатационных условиях.

  • Гранит не пугают температурные перепады в 100°С, морозы ниже -60°С и жара выше +50°С. Поэтому материал может использоваться в любом уголке России, невзирая на трудности климатических обстоятельств.
  • Камню не страшны грибковые поражения и заражения плесенью.
  • Высокая температура плавления делает гранитные продукты пожаробезопасными.
  • Материал наделен отличной устойчивостью к внешним воздействиям, в том числе агрессивным.

Плюс экологическая чистота и гипоаллергенность, простота в уходе за изделиями. Хорошая стойкость к морозам/оттаиваниям обеспечивается способностью не впитывать воду. Данные свойства активно используют ландшафтные дизайнеры при оформлении набережных рек и берегов других водоемов.

Среди обывателей ходит много разговоров о возможной радиоактивности гранита. В его составе действительно присутствуют радиоактивные элементы. Но их доля настолько ничтожна, что изделия из этого камня излучают такое количество радиации, которое несравненно ниже получаемого каждым из нас на улице и в быту. Тем более, что всякое месторождение имеет паспорт с точными характеристиками добываемого сырья и рекомендациями по его применению.

Недостатком гранита можно считать большой удельный вес гранита. Данный фактор обязательно учитывается при составлении архитектурных и дизайнерских проектов.

Разновидности гранита

Классифицировать граниты можно по нескольким направлениям. Вот некоторые из них.

  1. Зависимо от фракции зерен камни бывают:
    • Мелкозернистые с размером включений до 2 мм. Устойчивы к выветриванию, хорошо выдерживают механические воздействия, изделия из такого гранита изнашиваются более равномерно. Этот сорт считают наиболее дорогим и высококачественным.
    • Среднезернистые имеют диаметр зерен около 2,5 мм.
    • Крупнозернистые с диаметром зерна от 5 мм.
  2. По месторождениям. На просторах России насчитывается порядка 50 мест добычи штучного материала и гранитных глыб больших габаритов. Имеется множество карьеров по выдаче высокопрочного щебня и бутовых камней.
  3. По наличию и свойствам включений темных расцветок виды гранита делятся на:
    • алякситы – без темноцветных вкраплений;
    • лейкограниты – незначительное количество темных зерен;
    • биотитовые камни – содержат биотит в количестве 6-8%;
    • двуслюдяные – включают два типа минералов (биотит и мусковит);
    • литиево-фтористые – с содержанием циннвальдита и протолитионита
  4. По текстуре минералов, которые входят в состав гранита, камни бывают:
    • порфировидными, в структуре которых содержатся включения изометрической или удлиненной формы (до 50-100 мм), значительно отличающиеся от основного массива;
    • пегматоидными наделены равномерным распределением зерновых включений кварца и полевого шпата диаметром 20-30 мм;
    • гнейсовидными, это рядовые мелкозернистые камни, отличающиеся параллельно расположенными чешуйками слюды или частичек роговой обманки.

Каждый из этих типов имеет свои подвиды и разновидности. Главное, что к какой бы группе не принадлежал гранит, он наделен высокой твердостью. Поэтому при выборе материала потребитель обычно ориентируется на его цветовое решение и структуру камня.

Добыча и применение гранита

Гранит добывают карьерным методом, но по разным технологиям. Наиболее известными и распространенным являются следующие способы добычи гранитной породы. 

  • При помощи взрывов. Самая дешевая технология по затратам, но и самая губительная для крупных глыб. Поскольку при взрыве в толще породы возникает множество мельчайших трещин, что в конечном счете обязательно скажется на качестве производимой из камня продукции. Этот метод больше всего подходит для получения щебня и бута.
  • Использованием воздушной подушки. В пробуренные скважины помещают специальные резервуары, в которые под высоким давлением нагнетается воздух. Впоследствии происходит разломы породы, размер и положение которых можно контролировать. При взрывных работах такая возможность отсутствует.
  • Применение специального камнережущего оборудования. Данный способ самый дорогостоящий, но зато и самый результативный. Позволяет получать куски заданных размеров и наиболее продуктивно вести разработки.

Гранит широко используется в различных сферах строительного производства. Материал без натяжки можно назвать универсальным. Единственное ограничение – это его массивность и большой вес. Не каждое основание может выдержать гранитную отделку или лестницу. Поэтому применение гранитных элементов необходимо предусматривать еще на стадии проектирования.

Из гранита делают:

  • покрытия для пола, лестничные марши, ступеньки, площадки;
  • интерьерные детали в виде подоконников, карнизов, плинтусов, перил, балясин;
  • предметы мебели – барные стойки, журнальные столики, кухонные и столовые столешницы;
  • плитки и панели для облицовки фасадов, каминов, других поверхностей;
  • малые архитектурные формы, детали садового дизайна, скульптуры,

Из гранита изготавливают брусчатку и бордюры для мостовых, площадей, дорожек, тротуаров. Материал используют скульпторы и ритуальные службы для создания памятников.

www.hugebuilding.ru

Технические характеристики гранита

Гранит, или зерно в переводе с латинского языка, – это кристаллическая горная порода, образовавшаяся в результате медленного остывания и отвердения магмы на большой глубине. Благодаря своей прочности и эстетичной рельефной структуре, этот камень широко используется в строительстве.

Гранит легко полируется и шлифуется, приобретая зеркальную поверхность, сохраняющуюся длительное время даже при использовании для наружной облицовки. Также этот камень можно тесать, при скалывании он приобретает различные фактуры. Некоторые виды гранита, в частности светло-серые разновидности, при термообработке меняют цвет, становясь сахарно-белыми. Эти свойства камня делают его практически незаменимым материалом для декорирования зданий и сооружений.

Основные характеристики гранита:

  • плотность – 3,17 г/куб. см;
  • удельный вес – 2,7 г/куб. см;
  • предел прочности на сжатие в водонасыщенном состоянии – 550 кг/кв. см;
  • предел прочности на сжатие в сухом состоянии – 604 кг/кв. см;
  • водопоглощение – 0,2%;
  • морозостойкость – 25;
  • истираемость – 1,4 г/кв. см/м.

Особенности гранита

Гранит является кристаллическим материалом, поэтому, в зависимости от размера зерна в его структуре, выделяют мелкозернистый (до 2 мм), среднезернистый (от 2,5 мм) и крупнозернистый (до 5 мм) камень. Наиболее качественным считается мелкозернистый гранит, поскольку он лучше противостоит механическим воздействиям.

Основная особенность гранита – высокая прочность: например, по сравнению с мрамором, этот камень прочнее в два раза. Такое свойство ему обеспечивает кварц, который составляет 25-30% в структуре этого материала. Из-за высокой прочности гранит режут и шлифуют с помощью алмаза.

Благодаря своим характеристикам, гранит легко выдерживает температурные перепады, составляющие более 100 градусов. Ему не страшны ни -60°C зимой, ни +50°C летом, и это очень важно в условиях переменчивого климата на территории Российской Федерации. В экстремальную погоду этот материал способен сохранять свои качества и безукоризненный вид. А еще он практически не подвержен грибковым заболеваниям.

Отличную морозостойкость граниту обеспечивает низкий уровень водопоглощения: он почти не впитывает влагу, поэтому с легкостью выдерживает сотни циклов замораживания и таяния. По понятным причинам этот материал используют для облицовки набережных. Интересно, что большая часть гранитных набережных Невы построена еще во времена Петра I и давно прошла проверку временем на прочность.

Гранит – это материал, характеризующийся высокой пожаробезопасностью: его температура плавления – +700°C. Крупнозернистый гранит, включения которого могут иметь размеры более 5 мм, отличается недостаточной пожаростойкостью: при температуре свыше +700°C камень нагревается и трескается.

Еще одна особенность гранита – довольно большая удельная масса, за счет чего этот строительный материал считается одним из самых тяжеловесных в отрасли. Однако при грамотном проектировании и правильном использовании камня этот недостаток легко превращается в достоинство.

Внешний вид гранита

Внешний вид гранита, то есть его цвет, определяется характером полевых шпатов, которые присутствуют в его составе: это плагиоклаз и ортоклаз. Они составляют 60-65% в структуре камня. Наиболее распространенная окраска – серый с оттенками розового, красного оранжевого, серо-голубого, голубо-зеленого.

На цвет гранита оказывают влияние и другие его составляющие – так называемые темноцветные включения: роговая обманка и биотит. Эта порода придает камню темный или зеленоватый оттенок.

Кварц реже влияет на окраску гранита, поскольку чаще всего он бесцветен, однако бывает гранит с черным кварцем, иногда – с лилово-розовым, очень редко – с голубым. Наиболее красочным является мелкозернистый гранит светло-серого цвета с голубым оттенком, темно-красный камень и его зелено-голубые виды.

Где купить гранит?

Приобрести гранит и гранитные изделия для строительства и отделки можно на сайте «Компании Мастер Групп». В нашем каталоге представлены различные виды гранита отличного качества и по приемлемой стоимости.

www.mgcompany.ru

Зависимость прочности гранита от цвета

30.11.2018

В отличие от большинства известных скальных пород, так называемые «коммерческие граниты» (термин, используемый исключительно в РФ) включают в себя не только их классический вариант, но и более 10 других пород, с точки зрения геологии и минералогии гранитами не являющиеся. Так, популярный камень Shanxy Black позиционируется  в России как черный гранит, в то время как в ЕС и США он проходит по номенклатуре доломитов. Аналогична ситуация и с индийскими брендами: например, Absolute Black – базальт, а  Galaxy Black – гранит габбро. Аналогичным образом добываемый в Мурманской Печенге  черный габбро диабаз «Валитов камень» (порода тоже базальтовая) также причисляется у нас к коммерческим гранитам – и данная ситуация вносит путаницу в вопрос о том, как цвет камня влияет на его прочность.

Минеральный состав

Прежде всего, необходимо отметить, что любая горная порода (в т.ч. и гранит) состоит из огромного количества минералов, и наибольшие коррективы в цветовую гамму камня не обязательно вносят те из них, объем которых в общем составе преобладает. Для гранитов и их ближайших аналогов такими минералами являются полевые шпаты, слюда, кварцы, а также пироксены, авгиты, оливины и пр. В результате порода может получать практически любой окрас – от монохромного белого, серого или черного до играющего всеми цветами радуги. Однако какие же минералы наиболее прочны? И каков их вклад в цветовые решения?

В красных или розовых гранитах эту роль играют окислы железа, однако их содержание не превышает долей процента в общей массе (0,3-0,4% — для придания камню бледного розовато-серого оттенка и 0,7-0,8% — более насыщенного красного). Кристаллы амазонита (получившего свое название в честь цвета вод великой южноамериканской реки) окрашивают гранит в зеленый цвет, иногда обладающий еще и эффектом иризации. Ничтожные включения аметистов делают граниты лиловыми, а серебрянские кварцы – голубоватыми. Скандинавские ортоклазы ответственны за синий окрас, оливины «красят»  поверхность в темно-зеленый, и т.д. Но очевидно, что столь ничтожное количество примесей неспособно кардинально повысить прочность. Так по какой же причине закон  (гласящий, что светлый гранит, производство которого включает столь большое число разновидностей, всегда менее прочен, чем темный) действительно имеет место?

Процесс формирования

На самом деле причина заключается не в цвете примесей – а в преобладающем месте их расположения под земной поверхностью на той глубине, где происходило геологическое формирование пород. Наиболее светлые часто расположены прямо на поверхности или близко к ней – и потому наименьшей прочностью обладают не только светлые граниты, но и мрамор, песчаник, и прочие породы осадочного и метаморфического типа. В то же время темные залегают на большой глубине – и потому классические граниты светлее базальтов (первые образовались на глубине примерно в 10 км, а вторые – 20 км). Именно высокое давление и запредельные температуры придали темным породам (для которых оттенок является просто «побочным эффектом») полнокристаллическую структуру, отсутствие значительной слоистости и почти полное отсутствие пористости.

Изменение цвета при обработке

Все вышеперечисленные причины привели к еще одной особенности наиболее прочных пород – зависимости насыщенности цвета от степени гладкости поверхности. Почему так ценится черный габбро? Потому что при идеальной полировке плитка габбро приобретает оттенок практически вороного крыла. В то же время шероховатая элитная брусчатка из того же материала кажется всего лишь темно-серой. А плиты мощения габбро могут и вовсе обладать плавным «перетеканием» цвета – в том случае, если гладкость поверхности их сделать постепенно меняющейся от одного конца плиты к другому.

К списку новостей

www.valitovkamen.ru


Смотрите также