Гранит (итал. granito, от лат. granum - зерно). Твердость гранита вошла в пословицы. Эта горная порода способна сохранять свои прочностные, функциональные и декоративные характеристики на протяжении веков. Ее зернистая структура обеспечивает необходимую плотность для использования материала в экстерьере. Такой камень не боится ни перепада температур, ни влаги, ни механического воздействия. Его палитра предоставляет неограниченные возможности при воплощении дизайнерских решений. Если планируется купить гранит, то необходимо учитывать его вес, который является единственным объективным недостатком этой уникальной горной породы.
Химический состав: Гранит – кислая магматическая интрузивная горная порода, имеющая кристаллически-зернистую структуру. Порода богата кремнекислотой, обогащена щелочами, в меньшем количестве содержит железо, кальций и магний. Состоит из полевых шпатов (кислый плагиоклаз и калиевый полевой шпат) на 60-65 %, кварца на 25-35 %, и темноцветных минералов (биотит, редко роговая обманка) на 5-10 %. Благодаря шпату формируется цвет гранита, благодаря кварцу – его твердость. Наиболее часто встречаемая окраска гранита это светло-серая, но можно встретить и розовые, жёлтые, красные и даже зелёные оттенки этого минерала. В граните кварц находится в форме стекловидных и немного трещиноватых зёрен. Чаще всего они бесцветны, но встречаются редкие образцы с голубоватым оттенком, который может повлиять на общий цвет породы. По типам кристаллической структуры граниты разделяют на мелкозернистые (до 2 мм), среднезернистые (25 мм) и крупнозернистые (более 5 мм), цветом от белого до серого, розового и красного, с характерно мерцающими вкраплениями. Преобладающее большинство образцов являются пестроокрашенными. На форму рисунка влияет как строение камня, так и направление, которое было выбрано при распиливании монолита. Мелкозернистые граниты считаются самыми долговечными.
Физические свойства: Гранит, обладает высокой устойчивостью к воздействию окружающей среды, в том числе атмосферных осадков и разных кислот. Не влияет на эксплуатационные характеристики и циклы замораживания и оттаивания, количество которых может достигать нескольких сотен раз
Плотность - 3,17 г/см3
Объемная масса (удельный вес) - 2,7 г/см3
Предел прочности при сжатии:
Во влажном состоянии - 550 кг/см2,
В сухом состоянии – 604 кг/см2
Истираемость - 1,4 г/см2м
Водопоглощение - 0,2%;
Коэффициент снижения прочности - 0,9
Твердость по шкале Мооса - 6-7
Особенности образования: Природный камень гранит представляет собой явнокристаллическую зернистую массивную вулканическую породу, образовавшуюся в процессе медленного остывания и дальнейшего затвердения магматического расплава на большой глубине. Также происхождение гранита возможно при метаморфизме, то есть в процессе образования гранитизации разных пород. При этом очень часто гранитным массивам приписывают то метаморфическое, то магматическое, а чаще – смешанное происхождение.
Добыча гранита: Главной формой залегания являются батолиты, которые представляют собой огромный массив мощностью до 4 км и площадью в несколько гектаров. Обычно порода залегает в виде даек, штоков и других интрузивных тел. Иногда встречается, что гранитная магма образовала послойные инъекции. В этом случае гранит образует серию пластообразных тел, которые чередуются с метаморфическими и осадочными породами. Сегодня существует три основных способа – метод откалывания породы, метод взрыва и камнереза. Последний метод является наиболее популярным и дорогостоящим. Он позволяет избегать микротрещин и разрабатывать месторождения рационально. При методе камнереза гранит вырезают глыбами, которые впоследствии распиливают на плиты. Горно-геологические условия залегания гранитов позволяют добывать гигантские монолитные блоки - объёмами до нескольких сотен м3 и весом в тысячи тонн, что невозможно для каких-либо других видов природного камня. Полученные блоки обтесывают на штучный камень или применяют цельными в монументальной архитектуре. Камень распространен на всех материках, почти в каждой стране.
Область применения: Гранит это материал, использование которого начитывает тысячелетия. Наиболее известные сооружения из гранита, которые сохранились до нашего времени – это:
Трилиты Стоунхенджа, весом более 50 тонн (Англия, ІІІ-IV тысячелетие до н.э.),
Обелиск Хатшепсут, весом 343 тонны и высотой 28,58м (Египет, XV в. до н.э.),
Баальбекский трилитон, весом более 1000 тонн (Сирия, І –ІІІ в. н.э.) и пр.
Изделия из гранита могут сохранять первоначальную форму в течение многих столетий,Поскольку основными свойствами камня являются прочность и долговечность, т.е. способность сохранять свою фактуру обработки и зеркальную поверхность длительное время а также по причине трудно загрязняемой поверхности, гранит широко используется для внешней облицовки и отделки зданий и сооружений (цокольные плиты, парапеты, шары и пр.) и изделий для дорожно-уличного строительства (камень бортовой, брусчатка, шашка, бордюры и пр., а также применяется в местах, которые имеют высокую проходимость (офисы, банки, различные общественные здания, рестораны, бары, пешеходные переходы и многое другое). Гранит это камень, который практически не впитывает воду. Из-за этого он обладают высокой морозостойкостью. Также, благодаря тому, что эти свойства гранита имеют такие качественнее показатели, его прекрасно используют и во время строительства портов и набережных, фонтанов, колон и пр. В интерьере помещений гранит часто используют для отделки стен, из него изготавливают подоконники лестницы, балясины, урны, вазы, карнизы и другие сложно-профильные изделия. Также он устойчив перед резкими перепадами температур, что позволяет использовать его для приготовления кухонных столешниц, барных стоек. Гранит применяется также для выполнения предметов монументального искусства - пьедесталы, колонны, постаменты, стилобаты, и т.п.
Гранитная порода используется в строительстве и в отделке. Свойства этой горной породы позволяют сооружениям, построенным с ее применением, выдерживать столетия. Этот материал известен с давних времен. До нашего времени сохранились элементы декора, сделанные из гранита в далекие средневековые времена. Как и сейчас люди в то далекое время также хотели строить крепкие и долговечные дома и мосты. Не смотря на то, что гранит известен человеку уже довольно много столетий, он не теряет своей популярности. В современном мире существует огромное количество новых технологий, новых материалов, как природных, так и созданных человеком. Но при этом гранит не уступает всем этим технологиям, и его до сих пор применяют в строительстве мостов, в облицовке набережных и бассейнов. Конечно же, это не весь список. Благодаря своим свойствам гранит используется в различных условиях.
Основные свойства гранитной породы.
Большой срок эксплуатации или долговечность. Мелкозернистый гранит может выдержать несколько сотен лет, это доказывают сооружения, сохранившиеся с давних времен.
Прочность. Этот материал устойчив к истиранию, к образованию трещин, к сжатию, к трению, а так же к воздействию кислот и к осадкам.
Водонепроницаемость. Этот камень практически не впитывает воду, его водопоглощение составляет семнадцать сотых процента.
Экологичность. Так как это природный камень, его использование не может навредить здоровью человека, как например, искусственно созданные материалы, или материалы, с использованием клея, пары которого опасны.
Богатая фактура. Это уникальное свойство гранита. Его фактуры и рисунки неповторимы, даже похожие не встречаются.
Гранит - это удивительный камень. Кроме отличных механических свойств, он обладает удивительными эстетическими свойствами.
В сравнении с человечеством гранит действительно можно считать вечным. Возраст даже наиболее молодых гранитов насчитывает 2 миллиона лет, в то время как возраст вида Homo Sapiens измеряется всего лишь десятками тысячелетий. Возраст же самых древних гранитов исчисляется миллиардами лет.
Геологи называют гранит «визитной карточкой» планеты Земля. Многие другие горные породы встречаются и на других планетах и их спутниках, имеющих твердую поверхность, а вот гранит не обнаружен пока нигде, кроме Земли. Между тем, все планеты Солнечной системы формировались из одного газопылевого облака. Это делает проблему происхождения гранита особенно загадочной.
История вопроса
Геологи XVIII века связывали происхождение гранита с древним океаном. Они считали, что из морской воды на дно оседали кристаллы, из которых и образовался гранит. Ученых, придерживавшихся таких воззрений, называют нептунистами.
В начале XIX века появилась другая теория, приверженцев которой назвали плутонистами. Они считали, что гранит породила вулканическая магма. Эти ученые представляли себе процесс формирования гранита следующим образом: горячие водные растворы, идущие из земных глубин, растворяют некоторые химические элементы, входящие в состав горных пород. Их место занимают другие элементы, принесенные водными растворами, так и образуется гранит.
Такое представление тоже было весьма далеко от истины. Но не следует забывать, что в то время в распоряжении ученых было мало сведений о составе гранитных пород, да и физико-химические процессы, происходящие в земной коре, были не вполне ясны. И все-таки направление было верным: образование гранита действительно связано с магмой и вулканической деятельностью.
Современное представление о возникновении гранита
Процесс образования гранита объяснил американский геолог Н.Боуэн. Он связал происхождение этой горной породы с кристаллизацией базальтовой магмы. Это объясняет, откуда гранит мог взяться на Земле, если его нет на других планетах и спутниках Солнечной системы, ведь базальтовые породы там есть. Кристаллизация минералллов в базальтовой магме идет в определенной последовательности, которая была названа «рядом Боуэна». Происходит постепенное обогащение расплава различными легкоплавкими химическими элементами – натрием, калием, . Результатом этого процесса и становится гранит.
Магматическое происхождение гранита на сегодняшний день можно считать доказанным. Даже современные извержения вулканов нередко выносят на поверхность магму, близкую по составу к граниту.
Это камень, имеющий природное происхождение. Он добывается во многих местах нашей планеты и есть вероятность, что его нет на других планетах Солнечной системы. Поэтому именно гранит в разных источниках называется «визитной карточкой Земли». Это одна из самых прочных пород в мире. В состав гранита входит большинство известных минералов: полевой шпат, кварц, а также слюдяные образования, имеющие различное происхождение.
Гранит - это минерал или горная порода? Такой вопрос часто задают люди, которые только начинают интересоваться геологией и минералогией. По своей сути - это горная порода. Как уже было сказано, он включает в себя разные минералы, и состав его неоднороден, в отличие от минералов (например, кварц, аметист, хризолит), которые однородны и по структуре, и по цвету.
Горная порода гранит распространена в нашей жизни повсеместно: в виде железнодорожных насыпей, надгробных памятников, облицовок стен, уличных элементов декорированных украшений. Гранитные изделия давно представляются людям самыми обычными и примелькавшимися взгляду. Часто мы просто проходим мимо, не заостряя внимания на том, каким разным может быть этот удивительный камень. Желающие могут познакомиться с ним поближе: ведь мало кто задумывается о том, из чего состоит гранит и какова история его возникновения.
Как возник гранит
Принято считать, что имеется два естественных способа, с помощью которых образовывался этот природный камень. Он мог возникнуть из расплавившейся магмы (застывшей вулканической лавы). В глубине земной коры магма медленно остывает, превращается в окаменелую структуру, в которой миллионы лет кристаллизуются зерна породы гранит, имеющие разную величину. Не случайно само название его происходит от латинского слова «granum», что означает «зерно».
Натуральный камень гранит образуется в природе и другим способом. Осадочная горная порода, а также глиновидный песок и разнопородные камни постепенно смещались путем тектонических процессов в глубины земной коры. Там, под действием высоких температур и давления, вещества расплавлялись и возникал такой процесс, как гранитизация .
Больше всего образование гранита происходит в так называемых местах коллизии. Две континентальные плиты сталкиваются друг с другом, из-за чего возникает увеличение слоя коры на континенте. Многие ученые полагают, что именно в результате утолщения коллизионных слоев коры появляются слои расплава гранита - на глубине от 10 до 20 км. Это явление получило название гранитного магматизма . Оно наиболее характерно для Андских батолитов, а также для островных дуг.
Где находятся гранитные месторождения
Основное место, где залегает гранит - это горные массивы-батолиты, протяженность которых составляет около 4 км, а площадь - несколько гектаров. Иногда при добыче видно, что образовалось несколько слоев камня: гранит и его осадочная порода. Сам камень выглядит в виде широких пластов, чередующихся с представителями осадочных и метаморфических видов.
Как и другие полезные ископаемые, которые не являются большой редкостью, гранит получил распространение практически везде: его можно обнаружить на любом материке . Благодаря тому, что в течение миллионов лет древние горные породы постепенно вытесняли наверх более молодые образования, он вышел на поверхность и стал доступен для добычи.
Химико-минералогический состав
Как уже было сказано, гранит представляет собой камень, имеющий зернистую структуру в форме кристаллов. Химическая формула гранита представлена такими базовыми элементами, как железо, кальций, магний и разнообразные щелочи.
Главные его составляющие - это кварц, минералы темноцветной формации и полевой шпат. Шпат обеспечивает те или иные оттенки, а если в камне много полупрозрачного зерна, значит, в его состав входит много кварца.
В зависимости от того, какие породы входят в тот или иной камень, минералогический состав гранита может быть разным. Например, если в нем преобладает плагиоклаз, а полевого шпата мало, он называется плагигранит . Если же в камне, напротив, полевого шпата больше, а темноцветов меньше - это аляскит .
Химический состав породы имеет такую схему:
- содержание полевых шпатов (ортоклазовых и плагиоклазовых) - от 60 до 65%;
- кварц , обеспечивающий высокие показатели прочности - от 25 до 30%;
- темноцветные минералы гранита - от 5 до 10% (большей частью это биотиты).
В зависимости от того, какие полевые шпаты входят в состав камня, будет изменяться и его цвет. Самым распространенным является серый, на котором могут появляться разные оттенки: голубой, розоватый, красный, реже - зеленоватый. Окраска также зависит и от того, что входит в состав гранита из темноцветных минералов. Если искателям попадается порода, состоящая из биотита или роговой обманки, камень будет окрашен в темные тона. Существует довольно редкий вид, называемый янцевским, который имеет ярко выраженный оттенок зеленоватого цвета.
Свойства
Гранит - это горная порода, которая отличается завидной прочностью, поэтому именно она применяется в сфере строительства с давних времен. Камень служит очень долго, стоек к дождям и ветрам, способен выдерживать любые климатические условия. Мало кому известно о том, что пирамиды в Египте частично выполнены из гранитных блоков. Именно из этого камня были построены многие сооружения в Индии и древнем Риме. Обрабатывается и полируется он довольно легко, а степень можно довести до того, что поверхность плиты даже станет зеркальной.
По сравнению с мрамором, этот материал прочнее в два раза по причине того, что в состав гранита входит кварц. Во время применяются алмазные сверла. Известно, что, несмотря на свою красоту и великолепие, мрамор очень чувствителен к температурным перепадам, чего о граните не скажешь: он прекрасно сохраняет свои показатели эксплуатации в самых суровых условиях . Благодаря своей прочной структуре, камень подвержен поражению грибком гораздо меньше, чем другие материалы .
Уровень поглощения влаги у породы низкая: в этом ключевую роль играет мелкозернистая структура гранита. Если она более плотная - речь идет о породе с самыми лучшими свойствами. Они зависят от происхождения гранита. Происхождение камня, в свою очередь, определяет глубина его залегания, она влияет на его плотность и прочность.
То, что гранит относится к самым прочным материалам, а его эксплуатационные всегда находятся на должной высоте, во многом обеспечивается тем, что он почти не вбирает в себя влагу . Именно это стало главной причиной использования камня для оформления набережных. Кстати, подавляющее большинство гранитных берегов Невы была построена еще при Петре I, что лишний раз подтверждает долговечность гранита.
Геохимическая классификация гранитоидов Уайта и Чаппела
Для удобства обозначения того или иного вида гранитного камня в середине 70-х годов прошлого столетия был сделан краткий анализ гранитоидов на основании их самых распространенных типов.
В этом анализе было выделено четыре типа камня - S, I, M, A:
- Sedimentary (S) - камень представляет собой результат плавления пород метаосадочного типа;
- Igneous (I) - продукт плавления субстратов из метамагмы;
- Mantle (М) - камень, образовавшийся из магм, в состав которых входят толеитовые и базальтовые породы.
Химический состав гранита S по большинству элементов близок к гранитоидам I при различиях в том, что камни S содержат мало кальция и натрия. В дальнейшем классификации появилась разновидность гранита типа А , отличающаяся по составу от камней субщелочного типа и состоящая из большого количества некогерентных химических элементов.
Классификация гранитоидов по структуре зерна
Размер и строение зерен у разных видов камня отличается друг от друга.
На основании этого гранит бывает следующих видов:
- если размер зерна не превышает 2 мм - мелкозернистый ;
- размер зерен до 5 мм - среднезернистый ;
- крупнозернистый вид - больше 5 мм.
Камень мелкозернистой разновидности будет иметь самый высокий уровень противостояния механическим повреждениям. Для него характерно более равномерное истирание со временем, устойчивость к ветрам и высоким температурам. Мелкозернистая фракция - всегда самая дорогостоящая. Она практически не вбирает в себя воду и при этом отличается высокой устойчивостью к пожарам.
При строительстве домов нередко используется крупнозернистый вид гранита. Он более дешевый, поэтому после пожаров часто можно увидеть лестницы из гранита, которые растрескались и больше непригодны к использованию.
Названия гранита, исходя из минерального состава
В зависимости от того, каков основной минеральный состав гранита, называются различные виды камней по-разному:
- не содержащий темноцветных минералов - аляскит ;
- с малым содержанием темноцветов - лейкогранит ;
- биотит - если этот минерал в составе гранита составляет от 6 до 8%;
- если в камне присутствуют биотит и мусковит одновременно - двуслюдяной гранит ;
- если камень содержит слюды из лития - это литий-фтористый гранит ;
- при высоком содержании щелочных составляющих - просто щелочной вид гранита ;
- редкий вид, состоящий из ортоклазовых, кварцевых пород и авгита - пироксеновый .
Разновидности гранита на основании его структуры
Структура зерен камня также бывает разной.
Ниже представлены основные виды гранита, названные, исходя именно из структуры его зерен:
- Порфировидный - характеризуется ярко выделяющимися длинноватыми вставками. Они отличаются от основной массы камня тем, что выступают из нее. Это кварц, ортоклаз, микроклин.
- Гранит пегматоидный - отличается симметричным и равномерным уровнем зернистости.
- Рапакиви - финский вид камня с округлыми вставками (красными с серым или серо-зеленым обрамлением).
- Гнейсовидный - самый обычный камень, имеющий мелкозернистую структуру.
Конечно, человеку, который впервые сталкивается с тем, что разновидностей гранита очень много, бывает непросто разобраться в том, какой из них является самым лучшим. Все зависит от того, с какой целью планируется применить этот материал. Вариантов применения очень много, а качество и надежность гранита значительно выше, чем у более популярного мрамора.
Известно, что мрамор быстро темнеет и портится под влиянием перепадов температур и высокой влажности, а гранит будет стоять очень долгое время, не меняя ни структуры, ни исходного цвета камня. К тому же, для любителей белого камня есть особые породы гранита, которые, при проведении должной обработки, неотличимы от мрамора на первый взгляд.
Благодаря прекрасным эксплуатационным характеристикам гранита, зарекомендовавшим себя в течение многих столетий, всегда имеется возможность использовать его в качестве надежного строительного материала, а также для выполнения элементов декора. Поскольку любое изделие из этого камня неприхотливо в использовании, особенного ухода этот камень не требует. Он выстоит перед любой непогодой и будет служить веками.
Единственный минус гранита - то, что среди стройматериалов он обладает наибольшим весом, что непременно должно быть учтено при проектировании мостов, монолитных домов и иных крупногабаритных сооружений.
Гранит - это глубинная, кислая, интрузивная (подземная) магматическая порода зернистого строения. Размеры зерен, которого колеблются от нескольких долей мм до нескольких см в поперечнике. Главные молекулы гранита - калиевые полевые шпаты, кислый плагиоклаз и кварц, небольшое количество темноцветных минералов. Гранит из интрузивных горных наиболее распространен.
Из чего состоит гранит?
Основные породы, которые присутствуют в граните: полевые шпаты - самые распространенные породообразующие минералы на их долю приходится свыше 50 % массы земной коры. Полевые шпаты относятся к алюмосиликатам каркасной структуры. По химическому составу полевые шпаты разделены на 4 группы: плагиоклазы, калинатровые, калиевые, калиево-бариевые. Полевые шпаты могут быть представлены различными цветами:
- белый
- серый
- желтый
- розовый
- красный
- зеленый
Кварц - это породообразующий минерал с каркасной структурой. Характеризуется поперечной штриховкой на гранях призмы. Это один из самых распространенных минералов в земной коре. Разновидность халцедон, аметист, морион. Обычно кварц находят в излившихся горных породах - риолитах. Кварц используют в приборостроении, оптике как полудрагоценный камень. Кварц может иметь различные окрасы: бесцветный, белый, серый, бурый, розовый. Плотность кварца составляет около 2,5 - 2,6 г/см3. Его относят к пьезоэлектрикам - то есть при деформации он способен индуцировать электрический заряд.
Минералогический состав гранита.
Гранит включает в свой состав широкий перечень минералов. Кислый плагиоклаз - это породообразующие минералы, алюмосиликаты из группы полевых шпатов. Плагиоклазы представляют собой ряд минералов крайними членами, которыми являются альбит Na(AlSi3O8) сокращено Ab и анортит Ca (Al2Si2O8) (сокращено An). Обычно состав породы обозначают номером, соответствующий содержанию анортитов в процентах. Альбит № 0 - 10; олигоклаз №10 - 30; андезин № 30 - 50; лабрадор № 50 - 70; битовнит № 70 -90; анортит № 90 - 100.
Основные цвета гранита. От чего зависит цвет гранита?
Минералы, входящие в состав горных пород могут иметь различную цветовую окраску. Это объясняют минеральным составом, из которого состоит горная порода. Так если в породе присутствуют Si, Al, K, Na, то они будут окрашены в светлые тона (кварц, мусковит, полевые шпаты). А если в породе будет присутствовать Fe, MgCa, то они будут иметь темный цветовой окрас (магнетит, биотит, амфиболы, пироксены, оливины).
Цветовая гамма минералов
Какие породы образуют гранит?
Гранит - это материал, который образовывался из магматических горных пород. Магматические горные породы - образуются при затвердевании остывающей магмы как под землей (интрузивные) так и на ее поверхности (эффузивные). По содержанию щелочей магматические горные породы делятся на породы нормального ряда (то есть отношение суммы щелочей к содержанию глинозема <1) , щелочного ряда (отношение >1). По содержанию кремнезема SiO2 могут быть кислыми (кремнезема от 67 до 75%) среднекислыми (от 67 до 52%) основными (от 40 до 52%) и ультраосновными (<40%)
Что делают из гранита?
Гранит это материал, который используется в строительной сфере. Но для того чтобы его использовать его необходимо обработать и предать определенные размеры и формы. После обработки данный продукт называют щебнем. может иметь различные размеры, начиная с 1 мм и заканчивая 120 мм (бутовый камень). Так же щебень может иметь классификацию по формам, то есть по содержанию зерен кубовидной формы. Кубовидная форма щебня напрямую характеризует уровень сцепления с вяжущими компонентами в растворе. Чем выше показатель кубовидности, тем меньше расход щебня и других материалов, так как он более компактен, а значит будут незначительные усадки, и следовательно конструкция будет обладать повышенной жесткостью. Одним из видов получаемой продукции является гранитный отсев или