Каталог
  

Свойства гранита


Физические свойства гранита

Содержание

  • 1 Химический состав
  • 2 Физико-химический свойства

С древних времен человечеству были известны полезные свойства гранита. Этот камень поражал своей структурой, плотностью, высокими эксплуатационными характеристиками. Натуральный гранит считается самой распространенной породой на Земле. Обусловлено это не только уникальными внешними, но и внутренними характеристиками.

Природный цвет гранита представлен серым, розовым, черным, красным, зеленым и даже лиловым оттенками. Агрегатное состояние — твердое. Своим происхождением камень обязан вулканическим процессам, представляет собой кристаллизованные в магме минералы. Относительно его природы нет единого мнения, породе приписывают метаморфическое, магматическое и даже смешанное происхождение.

Химический состав

Уникальные свойства гранита и его внешние характеристики позволяют применять камень в различных сферах деятельности, главным образом, в строительстве.

Полное описание гранита содержится во многих специализированных книгах. Кислая магматическая структура горной породы имеет зернистый вид. В большей степени порода гранит состоит из полевых шпатов, кварца, слюды. Его формула — CaCO3.

Свойства гранита, его цвет обусловлены количеством шпата и кварца. Какого цвета бывает порода? Распространенными оттенками выступают светло-серый, розовый, желтый, красный, зеленый. Прозрачные вкрапления кварца придают породе твердость, стекловидность. В природе встречаются редкие сорта с голубыми вкраплениями. Они влияют на общий оттенок камня, делают его неповторимым.

Кристаллическая структура камня гранита подразделяется на:

  • мелкозернистую — размеры зерен менее 5 мм;
  • среднезернистую — до 1 см;
  • крупнозернистую — от 1 см.

Большая часть гранитных компонентов отличается пестрым окрасом. Найти идентичные оттенки в природе практически невозможно, их просто нет. От месторождения, где добывают гранит, зависят его внешние черты. Так, карельский камень красного цвета, в Швеции есть редкая аметистовая разновидность.

Физико-химический свойства

Физические свойства гранита поражают. Камень отличается высокой теплопроводностью, морозостойкостью, малым водопоглощением. Такие свойства, как прочность гранита и его плотность, зависят от твердости минералов и вкраплений, входящих в состав породы.

К основным свойствам гранита относят:

  • устойчивость к воздействию окружающих факторов;
  • температуру плавления — 1215—1260 градусов по Цельсию;
  • высокую плотность и удельный вес гранита — в среднем 3,7 гр/см3 и 2600 килограммов на куб. метр соответственно;
  • впечатляющую прочность на сжатие — 550 кг/см2 в водонасыщенном состоянии и 604 кг/см2 в сухом;
  • очень низкое водопоглощение — 0,2%;
  • твердость гранита согласно таблице Мооса — 6-7;
  • ничтожно малый коэффициент истираемости — менее 0,2 гр/см2;

Сколько весит порода, что влияет на данный показатель? Куб камня в среднем весит 2600 кг, как уже говорилось. Но эта цифра зависит от минерального состава и не является единственно возможной. Так же, как нельзя сказать, какова плотность гранита из разных месторождений. Истинная плотность зависит от пористости породы и ее компонентов.

Итак, характеристики гранита напрямую зависят от его пористости. Для натуральной породы это весьма важный показатель. От данного свойства камня зависит качество облицовки, водопоглощение, морозоустойчивость, стойкость перед неблагоприятным воздействием кислот. Представленные признаки отвечают за эксплуатационные характеристики и долговечность материала. Чем выше пористость породы, тем ниже его масса и прочность.

Декоративные качества гранитной плитки также напрямую зависят от представленного показателя. Чем выше пористость, тем легче происходит обработка. Но при этом значительно ухудшаются свойства полировки.

Объемный вес гранита, а именно щебня, зависит от размера фракции и составляет около 1500 кг на кубометр.

Особое внимание уделяется показателю теплоемкости. Удельная теплоемкость составляет 0,75 Дж/(кг×К). Это то количество теплоты, передача которого повысит температуру единичной массы камня на единицу.

Другой популярный материал, уже искусственного происхождения, который имеет близкие к граниту твердость, плотность и теплопроводность, — керамогранит. Его использование в строительстве сейчас очень распространено, тем более, что стоит он дешевле натурального камня.

kamen.expert

Гранит — мощь, сила и красота

Что такое гранит? Это одна из самых распространенных на Земле пород. Все мы знаем, что гранит — это камень, используемый мастерами для изготовления различных памятников и монументов, для мощения улиц и облицовки фасадов зданий. Минералоги знают, что из-за разрушительного воздействия ветров гранит лежит в основе большинства почв. Но у людей он всегда будет ассоциироваться с несгибаемым величием, непоколебимой властью, надежностью и помпезностью. Блеск гранита и его прочность ассоциируются с респектабельностью. Все о граните и даже больше — в нашей статье.

Происхождение гранита

Слово «гранит» обозначает «зерно», и действительно, каждый камень этой породы состоит из множества мельчайших частей. Его зарождение связано с древнейшими вулканическими процессами. Расплавляясь и стекая, магма захватывала с собой мелкие частички ранее подвергшихся разрушительному воздействию пород, накапливала их в себе и при остывании превращалась в гранит. Спекание и расплавление обломков как метаморфический процесс тоже приводит к возникновению гранитного камня.

Практически невозможно установить, какой процесс послужил созданием определенной гранитной породы. Но, вне зависимости от генеза, физические свойства этих массивов примерно на одном уровне.

Помимо зернистости минерал обладает особой прочностью. Его относят к породам с высокими эксплуатационными характеристиками. Камень способен выдерживать давление от полутонны груза на 1 квадратный сантиметр. Знаменит гранит и высокой плотностью кристаллической решетки.

По шкале масса твердости гранита оценивается в 7 баллов, такие показатели обеспечиваются присутствием в составе породы кварца. Именно этот минерал помогает граниту выдерживать высокие перепады температур. Температура плавления породы — около 1250°С.

Уникальные свойства гранита помогают задействовать породу при построении самых элитарных строений.

Применение гранита

Благодаря свойству высокой плотности, тяжеловесные изделия из гранита широко используется в строительстве современных сооружений. Так, для многоэтажных общественных зданий гранит применяется для изготовления ступеней и элементов интерьера, но чаще всего применяется в качестве архитектурных элементов (облицовка или мощение).

Месторождений, где добывают гранит, на территории России более 50.

Особую популярность снискал мелкозернистый гранит, архитекторы находят ему самое разнообразное применение. Камень относится к распространенному типу строительного материала, он лежит в основе многих построек, как для укрепления фундамента, так и улучшения внешних качеств конструкции.

Знаком гранит и древним людям. Так же, как и современники, они не смогли остаться равнодушными к красоте этого камня и его свойствам. В Мачу Пикчу, Египте и Европе сохранились до наших дней памятники, массовые культурные сооружения, которые до сих пор заставляют современных ученых вновь и вновь искать ответы, как удалось нашим предкам столь искусно обрабатывать камень.

В современной строительной промышленности гранит применяется не только в виде плит или отдельных блоков. Его часто используют в качестве составляющей части укрепителей и конструкций: бетона, железнодорожных насыпей, асфальтового слоя щебня и других.

Гранит часто используется и для мощения улиц, которые находятся под наклоном. На склоне гор не положишь асфальт, он просто стечет при первой же сели. Гранитная брусчатка же продолжает держаться на крутых склонах неизменно.

Прекрасные качества минерала легли в основу современной глиняной промышленности. Производители плитки изготавливают на его основе керамогранит, который по своим внешним характеристикам не имеет ничего общего с природным гранитом, но обладает некоторыми его полезными свойствами.

Внешний вид породы

Какого цвета бывает гранит и какой оттенок самый красивый? Некрасивой гранитной породы в природе нет. Даже самые серые и, на первый взгляд, невзрачные разновидности гранита при детальном рассмотрении открываются как прекрасный материал, который можно использовать в различных сферах жизни. Он выглядит безупречно и покоряет своими внешними характеристиками. Так, серый камень высоко ценится архитекторами и скульпторами. Его разновидности называются по местам добычи — софиевский, корнинский, жежелевский.

Если камень отливает коричнево-зеленым цветом, имеет темный оттенок, значит в его составе имеется роговая обманка. Амазонитовый гранит имеет светло-зеленую окраску. Кварцевая разновидность обладает черными вкраплениями на белом основном фоне. Аметистовая порода родом из Швеции, цвет гранита этого вида лиловый.

Благодаря широкой географии и отличительным особенностям камней каждой местности, их добыча ведется на всем земном шаре. С Севера Европы по всему миру расходятся редчайшие голубые виды гранита, а красный порфировый гранит из редчайшей вулканической породы — наиболее привлекателен для состоятельных людей, и поэтому его заказывают для самых пафосных строительств. Все скульпторы мира без ума от гранита серого и черного цветов.

Говоря про виды гранита, нужно отметить, что камень бывает с разной зернистостью. Мелкозернистый включает частицы размером менее 5 мм, среднезернистый — от 0,5 до 1 см,  крупнозернистый — от 1 см.

Немного фактов о граните

Всеми принимается тот факт, что это очень дорогой материал. Но искусственно созданный минеральный полимерный камень стоит значительно дороже, чем его органический, природный собрат. Свою стоимость природный минерал может оправдать только редким рисунком и размером монолита.

В народе бытует мнение, что зернистость и пористость материала — это его недостатки. Владелец такого камня будет постоянно приводить его в порядок, непрерывно полировать и наносить на него различные гидрофобные составы.

Но преувеличено и тяготение гранита к воздействию высоких температур, если у него такой пониженный градус плавления, то почему многие замки, отстроенные из данного материала, до сих пор существуют? Все домохозяйки, у кого имеются гранитные столешницы, могут спокойно спать, оставив горячую сковородку на ней.

Также многие боятся радиоактивного излучения гранита. Да, его уровень существенно выше излучения других камней, но показатель не превышает допустимое значение по санитарным нормам.

Чем гранит отличается от мрамора, читайте в нашей статье →

kamen.expert

Свойства, характеристики и применение гранита

Именно твердость и прочность гранита обусловливают невероятную востребованность этого природного камня. Если поверхность гранита отшлифовать и отполировать до зеркального блеска, то это состояние сохранится в течение долгого времени. Поэтому все изделия, изготовленные из самого твердого и, к тому же, красивого камня, служат практически вечно. Не исключение и надгробия из гранита.

Другим свойством гранита является его удивительная морозостойкость, и это свойство объясняется зернисто-кристаллической структурой данного природного материала. Мелкозернистый гранит обладает малой пористостью и очень незначительным водопоглощением. Поэтому никакие снегопады, метели, дожди и бури не имеют власти над гранитом. Этот камень хорошо зарекомендовал себя в качестве облицовочного материала в строительстве. Применению в этой области способствует также разнообразие цветов, оттенков и декоративного рисунка гранитов.

На самом деле, данный камень представляет собой довольно распространенную глубинную горную породу, состоящую из кварца, слюды и полевого шпата. Главная составная часть – полевой шпат, а слюда может быть заменена железисто-магнезиальными минералами. Именно от наличия темноокрашенных минералов и цвета полевого шпата зависит окраска самого гранита. Преимущественно это светло-серая окраска, но встречаются граниты розовые, красные, желтые и зеленые.

На прочность камня влияет величина зерен: чем меньше их размеры, тем выше прочность и долговечность. Различают три типа структуры гранита: мелкозернистая, в которой размер зерен не превышает 2 мм, среднезернистая – от 2 до 5 мм, и крупнозернистая – свыше 5 мм. При изготовлении памятников обычно используется мелкозернистый гранит, как наиболее ценный и подходящий для этой цели материал.

По твердости из всех натуральных камней гранит уступает только алмазу. Поэтому гранит имеет низкий коэффициент истираемости, а это способствует применению его там, где нужна повышенная устойчивость к механическим воздействиям. По шкале Маосса, гранит имеет твердость 6-7, в то время, как алмаз – 10. Вот почему гранит можно «взять» только алмазным инструментом. Он не восприимчив к сжатиям, ударам, трениям.

Легендарная прочность гранита делает его на сегодняшний день самым популярным природным материалом.

Состав, свойства и происхождение гранита

Свое название гранит получил по причине зернистости структуры. От латинского granum означает зерно. Химический состав гранита характеризуется наличием кремнекислот, различных щелочей, небольшого количества магния, железа, а также кальция. Рассмотрим подробнее состав породы.

Состав гранита

Основные компоненты гранита и их процентное содержание:

  • 60-65% объема представлены в виде полевых шпатов, а именно ортоклаза и плагиоклаза;
  • 25-30% кварца;
  • 5-10% темноцветных минералов, встречающихся в основном в виде биотита, роговой обманки или турмалина.

Свойства гранита

По своим свойствам гранит отличается особой крепостью и прочностью, о чем свидетельствуют значения временного сопротивления по сжатию, находящиеся в пределах 1200-1800 кг/см?. Лишь в некоторых случаях этот параметр снижается до 1000 или повышается до 3000 кг/см?.

На сегодняшний день существуют магматическая и ультраметаморфическая теории происхождения гранита. Большинство геологов склоняются к магматической теории, хотя обе из них имеют право на существование. Таким образом, согласно магматической теории гранит является продуктом кристаллизации кислой магмы в земной коре. Кроме того, вследствие горообразовательных процессов, образование гранита связывают с расплавлением осадочных пород, а также глинистых и обломочных, которые попадали на большую глубину в земной коре из-за тектонических перемещений.

Виды гранита

Сегодня геологами выделяется несколько видов гранита, а именно:

  • аляскит, не содержит включений темного цвета;
  • лейкогранит, содержит небольшое количество включений темного цвета;
  • биотитовый гранит, содержит 6-8% биотитовых вкраплений темного цвета;
  • двуслюдяной гранит, содержит немного биотитовых и мусковитовых вкраплений;
  • роговообманковый или рогово-обманково-биотитовый гранит;
  • щелочной гранит, характеризуется эгириновыми включениями, а также вкраплениями щелочных амфибол, а также полевых шпатов.

Исходя из морфологических особенностей, различают такие породы гранита:

  • порфировидный гранит, его структура отличается содержанием удлиненных или же видоизмененных вкраплений (ортоклаз, микроклин, кварц), которые могут достигать размеров 5 – 10 см;
  • пегматоидный гранит, характеризуется равномерностью распределения зерен по всему объему с содержанием полевого шпата и кварца, размеры которых достигают 2 – 3 см;
  • порфировидный гранит, отличается наличием зерен красного ортоклаза (3 - 5 см), которые обрамляются олигоклазом, имеющего серый или зеленовато-серый оттенок;
  • гнейсовидный гранит – это гранит с мелкозернистой структурой, его особенность заключается в параллельном расположении чешуйчатых включений слюды, а также вкраплений роговой обманки.

1-gc.ru

Гранит свойства

Граниты (от латинского гранум – зерно) – глубинные породы с ярко выраженной зернисто-кристаллической структурой. Состоят из полевых шпатов, кварца, слюды, железисто-магнезиальных силикатов (роговой обманки, амфиболов, реже пироксенов). По величине зерен различают три структуры гранитов:

мелкозернистые……. До 2 мм

среднезернистые       От 2 до 5 мм

крупнозернистые… Свыше 5 мм

Цвет

Цвет гранитов – чаще серый (от светло- до темно-серого) с различными оттенками, розовый, оранжевый, красный, голубовато-серый, значительно реже голубовато-зеленый. Он зависит от вида и окраски полевых шпатов.

Определенное влияние на характер окраски гранитов оказывают темноцветные элементы (биотит, роговая обманка и др.). Кварц, входящий в состав гранитов, чаще всего бывает бесцветным и потому мало влияет на окраску, однако в природе встречаются граниты с кварцем черным (так называемые чернокварцевые) или лилово-розовым (аметистовые граниты Швеции). Исключительно редки граниты с голубым кварцем (Серебрянское месторождение в Мурманской области). В декоративном отношении наиболее ценны светло-серые (с голубым оттенком) мелкозернистые, красные (чистого насыщенного тона) и зеленовато-голубые разновидности гранитов.

Рисунок и текстура

Рисунок гранитов довольно однообразен и обусловлен скоплением темноцветных минералов или полевых шпатов и кварца. Крупнозернистые граниты с порфировидным строением имеют обычно однотипный пятнистый (крапчатый) или мозаичный рисунок. У красных крупнозернистых гранитов общий фон обычно создают крупные плотно расположенные кристаллы микроклина, определяющие цвет породы. При близком рассмотрении на этом фоне иногда четко выделяется рисунок в виде кольцеобразных цепочек темного кварца и черного биотита, окружающих кристаллы микроклина (емельяновский гранит). Иногда мозаичный рисунок гранитов обогащается искристостью кристаллов полевого шпата за счет блестящих плоскостей спайности в изломах вкрапленников (корнинский гранит). Цвет и рисунок некоторых красных гранитов с гигантскими кристаллами полевых шпатов (размер до 80—120 мм) обычно обусловлен скоплениями зерен (рис. 4) этого минерала (капустинский гранит). В случаях, когда такие кристаллы имеют плоскую форму и вытянуты по длинным осям в одном направлении, распиловка породы в поперечной плоскости позволяет выявить своеобразный пунктирно-полосчатый рисунок.

Сравнительно редко скопления темно-цветных минералов и полевых шпатов способны сформировать волнисто-полосчатый или дымчатый (облачный) рисунок, придающий граниту повышенную декоративность (шальский, сюскиянсаарский граниты и др.). Иногда на характер рисунка мелко- и среднезернистых гранитов может влиять присутствие в них прожилков кварца (рис. 5), обычно ухудшающих внешний вид горной породы (янцевский гранит и др.). В некоторых случаях бесформенные скопления темноцветных минералов воспринимаются как смоляные пятна на поверхности гранита, снижающие его декоративность (жежелев- ский гранит). Для гранита характерна средняя плотность в пределах 2600 – 2800 кг/м3, слабая пористость (до 1,5%), незначительное водопоглощение (примерно 0,5%), хорошая сопротивляемость истиранию, предел прочности при сжатии 90 – 280 МПа и выше. Долговечность гранита (особенно мелкозернистых разновидностей) исключительно высокая: в отдельных случаях срок службы в сооружениях достигает 1000 лет и более.

Обработка гранита

Гранит, как правило, хорошо полируется, сохраняя зеркальную поверхность в наружной облицовке в течение длительного времени, легко поддается теске (т. е. обработке ударным инструментом), приобретая различные фактуры. Рельефные фактуры скалывания гранита особенно удачно подчеркивают монументальность сооружений; при этом достигается интересный декоративный эффект игры светотени на поверхности камня, сочетающийся иногда с блеском пластинок слюды.

Некоторые разновидности гранитов приобретают высокодекоративную фактуру после термической обработки (это относится прежде всего к светло-серым породам, которые становятся почти сахарно-белыми).

Благодаря высоким механическим показателям и эксплуатационным свойствам граниты широко используются в строительстве в виде облицовочных плит, архитектурно-строительных изделий, бортовых камней, деталей облицовки гидротехнических сооружений, устоев мостов и т. п. Мелкозернистые однородные разновидности гранита светло-серого и розового цветов применяют как скульптурный материал (мелкозернистая структура допускает точную ударную обработку без опасения получить ненаправленные сколы). Граниты с крупнозернистой структурой используют для возведения крупных монументальных сооружений, в качестве облицовок постаментов к памятникам. «Ни один камень не согласуется так с бронзой, как гранит»,— говорил известный русский скульптор Б. И. Орловский.

Месторождения гранита

Главные районы распространения гранита в нашей стране находятся на Украине, в Карелии и Средней Азии.

Одной из структурных разновидностей гранита является пегматитовый гранит (от греческого пегма – скрепление, связь) – порода, у которой кварц и полевой шпат закономерно прорастают друг друга. Характерный представитель этой разновидности – письменный гранит, где полевой шпат прорастает тонкими клиновидными образованиями кварца, напоминающими древнееврейские письмена (рис. 10). Благодаря высоким декоративным качествам и оригинальному рисунку письменный гранит может использоваться не только как облицовочный, но и как поделочный камень.

Интересную разновидность гранитов представляет рапакиви (в переводе с финского буквально «гнилой камень»). Это порфировидная порода с большим количеством овоидов (от латинского овум – яйцо) – больших округлых выделений розовых полевых шпатов (чаще всего ортоклаза) диаметром 20—60 мм, окруженных белыми или светло-зелеными каемками плагиоклаза или кварца (рис. 6). Цвет рапакиви обычно буровато-розовый, красноватый, он широко распространен в скандинавских странах, характеризуется высокой декоративностью, однако сравнительно легко разрушается выветриванием и среди изверженных пород является наименее долговечным. Облицовка из рапакиви широко использоваласьв русском градостроительстве XVIII—XIX вв. и нашла применение во многих архитектурно-исторических памятниках и сооружениях Петербурга – Ленинграда и Москвы.

К исключительно декоративным разновидностям гранита относится амазонитовый гранит зеленого и голубовато-зеленого цветов содержащий в своем составе зеленый полевой шпат – амазонит (по названию реки Амазонки, где был впервые обнаружен). В СНГ известны два крупных месторождения амазонитовых гранитов: на Урале (Ильменское) и в Казахстане (Майкульское).

К излившимся аналогам гранитов относятся кварцевые порфиры и липариты.

arxipedia.ru


Смотрите также