Полезные свойства гранита

Гранит: свойства и применение камня

Прежде чем перечислить свойства гранита, следует сказать, что это – магматическая горная порода, состоящая из слюд, полевого шпата, плагиоклаза и кварца. Она является одной из самых прочных, твердых и плотных пород на Земле, и поэтому широко используется во многих отраслях и сферах. Чаще всего, конечно, в качестве облицовочного материала. Какими же свойствами обладает данное вещество, раз оно так ценится?

Общая характеристика

Главные особенности горной породы можно выделить в следующий перечень:

• Плотность гранита составляет 2600 кг/м³.
• Температура плавления равняется 1215—1260 °C. Если присутствует вода и соответствующее давление, то показатель уменьшается до 650 °C.
• Прочность на сжатие – до 300 МПа.

Стоит отметить, что граниты часто встречаются в континентальной земной коре. Как и их эффузивные аналоги, известные под названием «риолиты». По составу они похожи. Риолит тоже является магматической вулканической горной породой стекловатого вида, в которой содержится кварц, санидин, плагиоклаз и прочие примеси.

Граниты широко распространены, именно из них сложено основание большей части всех земных континентов.

Минеральный состав

Компоненты, входящие в гранит, свойства данной горной породы определяют в значительной мере. Вот из каких составляющих она сложена:

• 60-65 % – полевые шпаты. Это породообразующие минералы из класса силикатов. В граните есть плагиоклаз и калиевые минералы (санидин, микроклин, адуляр и ортоклаз).
• 25-35 % – кварц. Тоже относится к породообразующим минералам. В земной коре содержится в количестве 12 %. Активно применяется для изготовления деталей генераторов ультразвука и оптических приборов, потребляется керамической и стекольной промышленностью.
• 5-10 % – слюды. Биотит, если быть точнее. Он представляет собой вещество, содержащее железо, магний, алюминий и калий.

Химический состав также в какой-то мере определяет основные свойства гранита. Вот каким он представляется:

• 68-73 % – диоксид кремния (SiO2).
• 12-15.5% – оксид алюминия (Al2O3).
• 3-6% – оксид натрия (Na2O).
• 1,5-4% – оксид кальция (СаО).
• 0,5-3% – оксид железа (FeO).
• 0,5-2,5% – амфотерный оксид железа (Fe2O3).
• 0,5-3% – оксид калия (К2О).
• 0,1-1,5% – оксид магния (MgO).
• 0,1-0,6% – оксид титана (ТіO2).

Интересные процессы

Пару слов следует сказать и о химическом выветривании гранита. Под данным понятием подразумевается разрушение горной породы на месте ее залегания.

Когда гранит выветривается из полевых шпатов, происходит образование каолина (глины белого цвета). Она потом переотлагается, как осадочная порода. Но кроме нее, еще образуются глинистые минералы. А вот кварц остается неизменным. Слюды, в свою очередь, желтеют. Именно поэтому, кстати, их именуют «кошачьим золотом».

Прочность

Теперь можно перейти к свойствам гранита. Основным является прочность. Данный материал нереально деформировать, воздействуя на него механически или при помощи температурных перепадов. Последнее и вовсе не страшно этой горной породе. Гранит будет одинаково себя «чувствовать» как при +50 °C, так и при -60 °C. Грибковым заражениям он не подвержен, к огню и к воздействию кислот устойчив.

Даже в самых экстремальных условиях гранит остается безупречным, сохраняет прочность. Что, конечно, делает процесс его резки и шлифовки весьма специфичным – в этих процессах используются лишь алмазные инструменты.

Стоит оговориться, что прочность зависит от коэффициента влагопоглощения, которая у гранита равна 0,2 %. Данный показатель превосходит все другие материалы. Но он зависим от места добычи горной породы. В плотных залежных слоях, например, содержатся граниты с лучшими характеристиками. А глубина, на которой заложена порода, определяет не только ее плотность и прочность, но и область дальнейшего применения камня.

Оттенки

Перечисляя свойства гранита, нужно отметить вниманием и его визуальную привлекательность. Возможно, это и не самый красочный камень, однако бедной цветовую палитру данной горной породы назвать нельзя.

Серый гранит самый известный. Этот оттенок обусловлен присутствием в нем пресловутых полевых шпатов. Еще есть амазонитовый гранит, который отличается голубовато-зеленым цветом. Чуть реже встречаются камни с розовым, оранжевым и красным оттенком.

Очень красив черный гранит. Этот цвет обуславливается кварцем. Чаще он дает бесцветные зернышке в фактуре камня, но попадаются черные экземпляры.

Особо эстетично выглядит аметистовая горная порода, особенностью которой является лилово-розовый оттенок. Но самым редким экземпляром является минерал, в котором присутствует голубой кварц.

Важно отметить, что рисунок камня зависит от скоплений темного цвета. Это разновидности кварца и полевого шпата. Чем их больше, тем разнообразнее рисунок. Но чаще всего встречаются камни с крапчатым, пятнистым узором. Чуть реже – минералы с полосчато-волнительными узорами.

Еще бывает гранит с «кольцами» черного биотита и кварца, с вкраплениями искристых кристаллов. Если они вытянуты в одну сторону по осям, то при распиливании образуется пунктирно-полосчатый рисунок. Так что состав и свойства гранита делают из него отличный отделочный материал.

Другие достоинства

Кроме перечисленного, хотелось бы еще отметить следующие полезные свойства гранита:

• Долговечность. Обуславливается составом и прочностью. Мелкозернистые сорта гранита, являющиеся самыми качественными, проявляют начальные признаки истирания лишь через 500 лет. Неудивительно, что его окрестили «вечным» камнем.
• Водонепроницаемость и морозостойкость. Благодаря этим свойствам камень гранит используется в облицовке набережных.
• Экологическая чистота. Этот камень не является радиоактивным, что определяет его безопасность для окружающей среды и человека.
• Легкость в обработке, богатство фактур и сочетаемость с абсолютно любыми стройматериалами. Эти особенности делают гранит незаменимым в отделочных работах.

Кстати, несмотря на все свои достоинства, данный материал стоит сравнительно недорого. Цена одного квадратного метра начинается примерно с 2 500 рублей. Есть, конечно, более дорогие экземпляры, но «стартовая» отметка действительно радует глаз.

Происхождение

Рассказывая об основных и дополнительных свойствах гранита, нельзя не упомянуть и о происхождении данного материала. Интересно, что, в отличие от других магматических пород (норит, базальт, троктолит, габбро, анортозит и т. д.), о его существовании на других планетах известно лишь косвенно. Поэтому геологи говорят, что гранит – это визитная карточка Земли.

Однако она возникла из того же вещества, из которого появились и другие планеты земной группы. Поэтому проблема происхождения гранита остается неразрешенной.

Впрочем, о том, как появился этот камень, известно достаточно. Однако вызывает вопросы процесс образования гранитов. При плавлении пород, содержащих амфиболы, можно получить только 20 % данного материала, и то с низким содержанием калия. Есть предположение, что встречающийся в природе гранит когда-то был опущен в верхнюю мантию, но прямых доказательств данного утверждения нет.

Также имеется версия, в соответствии с которой данный материал – последний дифференциал базальтовых расплавов, обогащенный калием, натрием и кремнием, образовавшийся вследствие кристаллизации магмы.

В сфере строительства

Выше были рассмотрены основные свойства гранита. И о применении данного материала теперь стоит рассказать в подробностях. Итак, он используется:

• В отделке потолка, пола и стен. Гранит актуален в любом интерьере.
• В изготовлении балясин, ступеней, столешниц, подоконников, каминов, карнизов, плинтусов, колонн, статуй, вазонов.
• Снаружи помещений. Используется не только для облицовки, но еще и в строительстве. Чаще всего гранитом отделывают цоколь. Так удается защитить его от воздействия влаги и прочих разрушающих факторов.
• В декорировании стен, изготовлении столбов, лестниц, балконов, фронтонов, фонтанов, лавок.
• При возведении фундамента и стен. Они получаются особо прочными, отлично сохраняют прохладу в жаркое время года и не пропускают холод зимой.
• В строительстве зданий с повышенным радиоактивным фоном. К таковым относятся боксы, хранилища и т. д. Этот камень справляется с химией и радиацией, не выпуская ее наружу.

Гранитоиды

Рассказывая про свойства и применение гранита, стоит также упомянуть о существовании такого материала, как гранитоид. Это все тот же камень, но с добавлением других веществ природного происхождения. Из гранитоидов получаются особо прочные дома, отличающиеся неповторимой строгой красотой. Такие здания могут отстоять столетия, и их привлекательность не померкнет.

Дома из этого материала не разрушаются от осадков и ветра, их легко чистить простой водой или моющими средствами, которые ничуть не навредят поверхности. Гранит и его производные очень популярны во многих странах, поскольку здания на такой основе дают гарантию надежности. В качестве сомневаться не приходится. Цениться гранит будет всегда, поскольку он изготовлен самой природой и способен придать изыск любому помещению.

Месторождения

Залегает гранит в виде батолитов. Они формируют огромный массив, площадь которого достигает нескольких гектаров. Его залежи нередко имеют форму интрузивных тел (даек, штоков). Также гранит представляется пластообразными телами, между которыми обнаруживаются накопления метаморфических и осадочных пород.

Месторождения данного камня распространены по всей Земле. Они есть на севере США, в горах Блэк-Хилс, на берегу Атлантического океана, на плато Озарк. Гранит добывают в Вермонте, Южной Дакоте, Джорджии, Висконсине. А в России и вовсе насчитывается порядка 200 месторождений данной породы. Самыми крупными являются Малокохновское и Мокрянское.

Еще гранит добывают в Восточной Сибири, в Карело-Кольском регионе, на Дальнем Востоке и Урале, на Кавказе. Но лидером по месторождениям является Италия. Бо́льшая часть залежей сосредоточена в Сардинии. Там добываются редкие аметистовые и розовые породы. А еще, если говорить о Европе, гранит есть в Швеции, Франции и Великобритании.

Гранит

Название гранита произошло от латинского слова granum, которое в переводе означает «зерно». Данная горная порода действительно имеет кристаллическую крупнозернистую структуру. Происхождение гранита может быть магматическое, метаморфическое и смешанное.

Данная горная порода имеет кристаллическую крупнозернистую структуру

Магматическое или вулканическое происхождение гранитного массива связано с медленным остыванием и затвердением магмы в земной коре. Метаморфическим способом минералы возникают в процессе гранитизации, который представляет собой спекание и частичное расплавление обломков различных горных пород. Но зачастую геологам очень сложно определить, каким именно способом образуется гранит, тем более что ни на физические свойства, ни на химический состав это не влияет. Как правило, гранитные пласты огромных размеров залегают под континентами и являются основой для горных хребтов.

Физические свойства и характеристика

Основные физические свойства материала: прочность, плотность, устойчивость к высокой температуре и воздействию окружающей среды.

Если сравнивать данный камень с бетоном, то прочность первого будет намного выше. К примеру, он может выдержать давление в 6 раз больше, чем бетон. Плотность гранита является еще одной отличительной чертой, ведь по отношению к тому же бетону он весит на 12% больше.

Твердость пород в первую очередь зависит от уровня поглощения влаги. Чем меньше процент влагопоглощения в камнях, тем прочнее они. В этом плане минерал является бесспорным лидером, поскольку благодаря своей глубине залегания он поглощает влагу лишь в пределах 0,2%. Во вторую очередь твердость гранита зависит от наличия в нем кварца, который, помимо всего прочего, обеспечивает еще и термостойкость. Температура плавления камня может достигать 700°С. Кроме того, благодаря той же водонепроницаемости он способен выдержать перепады температуры в пределах 100 градусов, поэтому количество циклов замораживания и нагревания может достигать не одну сотню раз.

Магматическое или вулканическое происхождение гранитного массива связано с медленным остыванием и затвердением магмы в земной коре

В целом физические свойства и долговечность данного минерала зависят еще и от его структуры, согласно которой выделяют следующие виды гранита:

• крупнозернистый;
• среднезернистый;
• мелкозернистый.

Наибольшую ценность представляет мелкозернистая структура менее 2 мм. Данная разновидность имеет лучшее сопротивление к механическим воздействиям и более высокую температуру плавки.

Несмотря на столь высокие показатели прочности и плотности, гранитные камни относятся к хорошо обрабатываемому строительному материалу. Их без проблем можно разрезать, отшлифовать и отполировать. Если минералы тщательно огранены, они приобретают гладкую и блестящую поверхность, не уступающую по красоте мрамору.

Станок для обработки гранита (видео)

Химический состав и разновидности

Если рассмотреть гранит в схеме разреза, можно четко увидеть вкрапления других минералов и структуру зерен. Даже краткое введение в его структурные особенности поможет понять, что делает этот камень уникальным.

Химический состав включает в себя в основном минеральный ряд, щелочь и кремнекислоту. Согласно средним показателям, в минеральный состав гранита входят полевые шпаты (плагиоклаз, ортоклаз, калиевый полевой шпат в количестве 60-65%), кварц (до 35%) и слюды (мусковит, биотит — 5-10%). В незначительных количествах могут присутствовать железо, магний и кальций.

Химическая составляющая этого природного минерала влияет и на его цвет. Вопреки распространенному мнению, тот или иной цвет камня определяется не наличием в нем кварца, который, как правило, вовсе бесцветный, а входящими в него полевыми шпатами и слюдами. А что касается кварца, то он предоставляет камню в основном блеск, хотя в природе встречаются черно-кварцевые экземпляры.

Чаще всего благодаря полевым шпатам образуются красные, розовые, оранжевые и серые оттенки. Редко в природе встречается голубой окрас и зеленый, или, как его еще называют, амазонитовый. Темный цвет породе придают слюды. Одним из наиболее распространенных по цвету считается розовый гранит, оттенок которого может иногда достигать светло-алого или даже насыщенно красного цвета.

Виды согласно химическому составу

Состав гранита не только влияет на цвет породы или структуру, но и определяет его разновидность. В зависимости от содержания в нем темноцветных элементов — слюд, — геологи выделяют следующие разновидности минерала:

1. Аляксит — вовсе не содержит темноцветных вкраплений.
2. Лейкогранит — низкое содержание слюд.
3. Щелочной — гранит, в составе которого присутствуют щелочные амфиболы.
4. Биотитовый — 6-8% биотита.
5. Двуслюдяной — входят 2 элемента: мусковит, биотит.
6. Литий-фтористый — содержит исключительно литиевые элементы.

Обработка гранита и мрамора (видео)

Полезные свойства и применение в строительстве

Благодаря простоте обработки, длительному сроку эксплуатации и замечательному внешнему виду природный камень гранит можно по праву считать универсальным материалом. Но на этом, конечно, описание преимуществ материала не заканчивается. Ведь свойства и применение его в строительстве поистине неограниченны.

Кроме перечисленных, стоит выделить такие полезные свойства данного строительного материала, как:

• экологичность;
• богатая цветовая гамма;
• разнообразие фактур;
• отличная совместимость с другими материалами.

Изначально гранитные массивы использовались для возведения масштабных сооружений: стадионов, церквей, театров. В современном строительстве он нашел широкое применение в изготовлении памятников и скульптур.

Из ограненного камня делают даже ювелирные украшения, бусы или браслеты.

Применение данного минерала можно также встретить в оформлении интерьеров. Любое изделие, будь то сооружение, памятник или простой подоконник, всегда выглядит очень элегантно.

Учитывая вышеизложенные характеристики гранита, неудивительно, что он является одним из наиболее распространенных строительных материалов в мире. Но ко всем преимуществам его следует добавить один существенный недостаток — тяжелый вес, который сильно ограничивает массовое использование гранита в строительстве. Даже при наличии современной техники гранитную плиту, весящую минимум 2700 кг на 1 м³, очень сложно транспортировать.

Для решения данной проблемы прибегают к различным методам, например добавлению различных примесей или созданию аналогов. Таким образом, на рынке строительных материалов появляется керамический и искусственный гранит, который однако по своим качествам значительно уступает природному.

Гранит, свойства, состав, месторождения, применение, интересные факты

Выбирая из всех камней, которые обладают магическими свойствами, нам привычнее видеть полудрагоценные или драгоценные камни в форме подвесок, перстней, фигур или жеод. Гранит вовсе иной. Из него не получается сделать украшение, ведь он чаще ассоциируется с величественными зданиями и памятниками культуры. Между этим данный материал также обладает магией и может быть применим в качестве талисмана.

Гранит как минерал

Гранит широко распространен и встречается почти на каждом материке Земли. Эти полезные ископаемые формируются при остывании и кристаллизации магмы, не достигающей поверхности земной коры. Так получается, что в результате разрушения перекрывающих отложений гранитовые образования начинают выходить наружу. Как образовывается гранит, можно увидеть и на фото.

Магматическая порода, которая называется гранитом — это минерал, обладающий богатой цветовой гаммой, что варьируется от черного до белого и от серого до классического бордового или красно-черного.

Если сравнить гранит с мрамором, то прочность данной породы в 2 раза выше. Твердость гранита обеспечивается присутствием в нем частичек кварца.

Состав породы

1. Можно невооружённым глазом увидеть, что в составе гранита есть частицы различных пород, а поэтому его состав неоднородный. Об этом говорят сведения о граните и латинское происхождение слова «granum», что означает «зерно, частичка».
2. Гранит является горной породой с кристаллически-зернистой структурой. При учете его химического состава данный минерал богат на кремнекислоту, обогащенную щелочью. В меньшем количестве гранит в себе содержит железо, магний и кальций.

История гранитового камня

• Появление гранитовой породы заняло миллионы лет. В то время на планете Земля происходили активные процессы горообразования, а поэтому часто можно было наблюдать извержения вулканов и землетрясения. При этом пласты горных пород подымались на поверхность, а другие спускались вглубь земной коры.
• Самый первый, кто смог употребить в речи определение «гранит», — это естествоиспытатель из Италии Цезальпинус. Ему и принадлежит создание слова, производного с латыни «granum». Это слово впервые он употребил в научном контексте собственного труда «De metallicis».
• Сам камень издавна использовали при возведении фундаментальных строений в древних империях Рима, Египта и Индии.

Физические и химические свойства гранита

• Выделив полезные свойства гранита, стоит отметить то, что данный материал прекрасно проводит звук. Звуковое распространение волн в 10 раз больше, нежели в воздухе.
• Окружающий мир позволил граниту быть в 2,5 раза тяжелее воды.
• У самого крепкого гранита мелкозернистая структура. На открытом воздухе данный минерал способен находиться без видимых изменений до 500 лет. Естественно, изделия из такого материала простоят и по 1000 лет, но из-за перепадов температуры и влияния на них влаги могут возникать микротрещины, которые на протяжении долгого времени расширяются.
• Гранит считается радиоактивным, потому что в нем в малых количествах содержится уран и газ радон. Существуют разновидности гранита, у которых радиация в 20 раз превысила критерии предельно допустимой нормы. Не стоит опасаться этого камня, потому что он становится небезопасным лишь внутри помещения, а на улице он не представляет такой опасности.
• В связи с тем, что гранит относят к кислым породам, в небольших долях в нем есть и церий, и лантан и другие элементы редкоземельной группы. Все они радиоактивные. Уровень излучения при этом обычно мал и совсем не опасен для людей.

Окраска и цвет гранита

Первое место в этом списке занимает граненый камень — серый гранит. Его тона обусловлены видом полевых шпатов – обязательного компонента, без которого состав минерала немыслимый.

На фото в интернете можно увидеть и декоративные разновидности гранита, в особенности амазонитовый. Его цвет бывает голубовато-зеленоватый. Окружающий мир представил нам гранит розового, оранжевого и красного цвета.

Рисунок данного камня, в основном, зависит от скопления темноцветных включений в него, в особенности от разновидности кварца и полевого шпата. Самым популярным рисунком на данном минерале считается пятнистый и крапчатый. Далее идет полосчато-волнистый узор. Реже встречается гранит, на котором прорисованы цепочки из «колец» темного кварца и черного биотита. Красиво смотрится плоский камень с вкраплениями искристого шпата.

Источники:

https://www.syl.ru/article/370438/granit-svoystva-i-primenenie-kamnya
https://wiki.sunlight.net/himicheskiy-sostav-i-primenenie-granita.html
https://fanfact.ru/granit/