какая плотность у гранита
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:
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:
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:
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.
Плотность гранита
Плотность гранита и другие его физические свойства
В его состав входят кварц (SiO2), плагиоклаз (альбит – NaAlSi3O8 – анортит – CaAl2SiO8), калиевый полевой шпат (K[AlSi3O8]) и слюд (биотит K(Mg, Fe)[AlSi3O10](OH, F)2 или мусковит KAl2[AlSi3O10](OH)2). Важнейшие физические константы гранита представлены в таблице 1.
Таблица 1. Характеристик и плотность гранита.
Прочность на сжатие, МПа
Температура плавления, o С
— в присутствии воды
Истираемость, г/см 2
Твердость по шкале Мооса
В зависимости от того, какие именно минералы и в каком процентном соотношении входят в состав гранита выделяются следующие его разновидности, которые также отличаются по цвету (рис. 1):
— плагиогранит – гранит светло-серого цвета, в составе которого преобладает плагиоклаз и совсем или практически отсутствует калиево-натриевый полевой шпат, придающий граниту розовато-красную окраску;
— аляскит – гранит розового цвета, в составе которого преобладает калиево-натриевый полевой шпат, имеются небольшие количества биотита и отсутствуют минералы темного цвета.
Рис. 1. Гранит. Внешний вид.
Примеры решения задач
| Задание | При сгорании 2,3 г органического вещества, состоящего из углерода, водорода и кислорода, образовалось 4,4 г углекислого газа и 2,7 г воды. Плотность паров вещества по кислороду равна 1,44. Определите молекулярную формулу вещества. |
| Решение | Составим схему реакции сгорания органического соединения обозначив количество атомов углерода, водорода и кислорода за «x», «у» и «z» соответственно: |
Определим массы элементов, входящих в состав этого вещества. Значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел: Ar(C) = 12 а.е.м., Ar(H) = 1 а.е.м., Ar(O) = 16 а.е.м.
Рассчитаем молярные массы углекислого газа и воды. Как известно, молярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (M = Mr):
M(CO2) = Ar(C) + 2×Ar(O) = 12+ 2×16 = 12 + 32 = 44 г/моль;
M(H2O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1+ 16 = 2 + 16 = 18 г/моль.
m(C) = [4,4 / 44]×12 = 1,2 г;
m(H) = 2×2,7 / 18 ×1= 0,3 г.
Определим химическую формулу соединения:
x:y:z = m(C)/Ar(C) : m(H)/Ar(H) : m(O)/Ar(O);
x:y:z = 1,2/12 :0,3/1 : 0,8/16;
x:y:z = 0,1: 0,3 : 0,05 = 2 : 6 : 1.
Значит простейшая формула соединения C2H6O, а его молярная масса равна 46 г/моль [M(C2H6O) = 2×Ar(C) + 6×Ar(H) + Ar(O)= 2×12 + 1×6 + 16 = 24 + 6 + 16 = 46 г / моль].
Значение молярной массы органического вещества можно определить при помощи его плотности по кислороду:
Msubstance = 32 × 1,44 = 46 г/моль.
Чтобы найти истинную формулу органического соединения найдем отношение полученных молярных масс:
Значит молекулярная формула вещества будет иметь вид C2H6O.
| Задание | При сжигании органического вещества массой 10,5 г получили 16,8 л углекислого газ (н.у.) и 13,5 г воды. Плотность паров вещества по воздуху равна 2,9. Выведите молекулярную формулу вещества. |
| Решение | Составим схему реакции сгорания органического соединения обозначив количество атомов углерода, водорода и кислорода за «x», «у» и «z» соответственно: |
Определим массы элементов, входящих в состав этого вещества. Значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел: Ar(C) = 12 а.е.м., Ar(H) = 1 а.е.м., Ar(O) = 16 а.е.м.
Рассчитаем молярные массы углекислого газа и воды. Как известно, молярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (M = Mr):
M(CO2) = Ar(C) + 2×Ar(O) = 12+ 2×16 = 12 + 32 = 44 г/моль;
M(H2O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1+ 16 = 2 + 16 = 18 г/моль.
m(C) = [16,8 / 22,4]×12 = 9 г;
m(H) = 2×13,5 / 18 ×1= 1,5 г.
Определим химическую формулу соединения:
Значит простейшая формула соединения CH2, а его молярная масса равна 14 г/моль [M(CH2) = Ar(C) + 2×Ar(H) = 12 + 2×1 = 12 + 2 = 14 / моль].
Значение молярной массы органического вещества можно определить при помощи его плотности по воздуху:
Msubstance = 29 × 2,9 = 84 г/моль.
Чтобы найти истинную формулу органического соединения найдем отношение полученных молярных масс:
Значит индексы атомов углерода и водорода должны быть в 6 раз выше, т.е. формула вещества будет иметь вид C6H12.
Гранит и его свойства: виды, плотность, зернистость
Гранит известен с древнейших времен. Это одна из наиболее известных горных пород. Встречается этот камень практически на всех материках Земли. Временами он выходит на поверхность в местах залегания вековых пород, поврежденных эрозией. Но чаще всего застывшая магма (из чего состоит гранит) не достает земной поверхности и застывает на разной глубине, образуя неодинаковые по размеру и конфигурации тела. Именно из разрушенных горных пород и состоит почва. Из чего же он состоит?
Состав гранита
В состав гранита входят:
Виды гранита
А еще бывают: сиенит, тешенит, диорит. Различные типы имеют несходный цвет. За оттенок камня отвечает содержание полевого шпата, который привносит в горную породу определенную окраску: от светло-розового до зеленоватого, черного, серебристого, золотистого и др.
Гранит имеет зернистую поверхность. За размер “зерен” отвечает кварц. Принято классифицировать эту горную породу еще и по размеру зерен на:
Самыми лучшими считаются мелкозернистые камни: они меньше противостоят механическим влияниям, более однородно истираются при использовании, устойчивее к влиянию погоды, меньше растрескиваются при нагреве.
Граниты с более крупными зернами немного менее устойчивы к нагреванию: при увеличении температуры выше 600 градусов, они начинаются расти в объеме и трескаться. Поэтому иногда после сильных пожаров в домах, где присутствовали гранитные лестницы, можно увидеть, что каменные ступеньки слегка потрескались.
Свойства гранита
Прочность материала зависима от его коэффициента влагопоглощения. Величина этого коэффициента у этой горной породы превосходит все остальные материалы и зависит от места добычи: более плотные слои залежи являются условием наличия отменной оценки породы. Глубина залегания породы, которой и обусловливается прочность и плотность гранита, в дальнейшем будет определять область применения камня.
Месторождения гранита
В России наиболее крупные месторождения находятся на Урале, Дальнем Востоке, Восточной Сибири, Кавказе, Кольско-Карельском (Карело-Мурманском) районе. В целом установлено свыше полусотни месторождений, где добывают штучный камень. Много месторождений занимаются добычей на бут и щебень, иногда из них извлекают и гранитные глыбы, каковые используют для изготовления облицовочных плит. Временами полученные блоки обтесывают для штучного камня или для архитектуры (изготовления монументов).
На постсоветском пространстве наиболее значимые залежи в Запорожской области Украины (Мокрянское), в Полтавской области Украины (Малокохновское), в Брестской области Беларуси (Микашевичи). В общем же на местности бывшего СССР разработано свыше двух сотен месторождений гранита.
Известно, что и на Африканском континенте огромные залежи, но из-за слабой изученности этого региона затруднительно сказать, какие будут характеристики горной породы, добываемой там.
А в Австралии добывается известный сорт гранита “лабрадор блю” голубого цвета.
Применение
Благодаря своей прочности гранит с древнейших времен использовался в строительстве: этот камень очень долговечен, на него практически не влияют никакие внешние раздражители (даже при строительстве известных всем пирамид в Египте применялись гранитные блоки), поэтому изделия этого камня хорошо сохранились на протяжении многих веков.
Камень хорошо поддается обработке, отлично шлифуется, полируется (можно даже создавать зеркальную поверхность), поэтому его часто используют при производстве облицовок, столешниц, памятников, лестниц и, разумеется, многих деталей интерьера.
Заблуждения о граните
Почему-то многие считают, что гранит очень недешев по своей цене. Истина заключается в том, что искусственный камень зачастую будет иметь гораздо более высокую цену, нежели ходовые сорта натурального. Разумеется, этот постулат не применим к стоимости редких сортов камня.
Утрировано и мнение, что гранит подвержен растрескиванию при высоких температурах. Это далеко не так: естественное разрушение камня длится много веков.
Гантельстан
Станки для обработки камня
Распиловка
Шлифование
Снятие фаски
Инструменты
Прочая продукция
Всё о граните: состав, свойства, происхождение, месторождения, сферы применения
Гранит широко применяется в современной жизни. Его физические свойства, структура, состав делают минерал востребованным в производстве и строительстве. Камень является природным, поэтому экологичным материалом. У него есть радиоактивность, но для применения в повседневной жизни отбираются минералы с низкой излучаемостью.
Гранит известен богатой цветовой гаммой, которую ему придают элементы структуры – химические вещества, входящие в состав. Он разнообразный по фактуре, гармонично выглядит с другими материалами – деревом, кирпичом или мрамором. Массивы гранита использовались для возведения значимых зданий. Сегодня камень распространен больше.
Что такое гранит
Слово «гранит» происходит от латыни и означает «зерно». Материал является магматической плутонической породой. Он состоит из крупных зерен, максимальный размер которых достигает 1 см. Это превышает параметры зернистости мрамора. В геологии камень считается визитной карточкой земной коры, поскольку это один из основных компонентов состава верхнего слоя поверхности планеты и гор. Хотя предполагают, что гранит есть на Венере.
Уникальные природно-физические свойства камня делают его незаменимым во многих отраслях человеческой деятельности. Основное преимущество минерала – прочность. Он противостоит химическим и физическим воздействиям веками. На гранит не действуют микроорганизмы, особенно плесень или грибок. Этим объясняется его долгий срок службы.
Гранит ценится водонепроницаемостью, износостойкостью – неподверженностью истираниям и царапинам, а также невосприимчивостью к перепадам температуры. У минерала высокие дизайнерские качества. Он ценен в ландшафтном дизайне, интерьере и экстерьере.
Происхождение гранита
Образование гранита – вопрос, породивший много теорий. Ученые XVIII века уверяли, что гранит возникает из кристаллов, которые осаживаются на дно моря. Столетием позже появилась теория, что камень является сгустком магмы, которая при поднятии на земную поверхность запекает другие материалы. Они остывают вместе с магмой и кристаллизуются. В прошлом веке считалось: гранит образуется в результате обмывания подземными водами горных пород. Под действием движения воды одни кристаллы смывает, а другие трансформируются в кристаллы.
Сейчас считаются верной две последние теории. Экспериментальные исследования доводят, что гранит формируется двумя способами:
Состав гранита
Структура минерала состоит из зерен:
Свойства гранита
Приведем такие характеристики минерала
6-7 единиц по шкале Мооса
Предельная прочность при сжатии в сухом и влажном состояниях
Соответственно 604 кг/см 2 и 550 кг/см 2
Параметр массы гранита – 2500-2700 кг/м3.
Уровень поглощения влаги определяет твердость минерала: чем меньше в процентном соотношении водопоглощения, тем более прочным получается минерал. Низкая впитываемость влаги объясняется глубоким залеганием породы в недрах.
Минеральный состав гранита влияет на его структуру. Существуют такие структурные разновидности:
Параметр минерала с мелкими зернами составляет 2 мм. Эта порода больше других ценится в различных отраслях. Камень имеет высокую сопротивляемость механическим воздействия, а температура его плавления более высокая, чем обычно.
Хотя у гранита высокая прочность и плотность, он хорошо поддается резке, шлифовке и другим методам обработки. У минерала получается тщательная огранка, на поверхности после обработки появляется почти глянцевый блеск, который равен мраморному.
По химическому составу в граните преобладают щелочи. Также есть магний и железо. Основу минерала составляют:
На три последних элемента приходится в общей сумме 9%.
Виды гранита
В зависимости от доли минералов темных цветов в составе бывает такой гранит:
В зависимости от текстуры и структуры минерала различают:
Цвет гранита
На расцветку влияет состав, в особенности пропорции химических элементов – калиевого шпата, оксида железа и других. Основной компонент, который определяет цвет камня, – полевой шпат – плагиоклаз, ортоклаз, микроклин. Приоритетный цвет минерала – серый, что образуется из плагиоклаза. К нему добавляются включения темных тонов. Бывает:
Благодаря кварцу, который выглядит как зерна 2-25 мм прозрачного цвета, похожие на стекло, гранит мерцает под определенным углом обзора. Редко встречается голубоватый гранит, который получает свой оттенок от кварца.
Месторождения гранита
Гранит залегает по всему миру, поэтому он добывается практически везде. Месторождения распространены на берегах Атлантического океана в США. В России существует 50 мест, где активно добывают гранит.
Использование гранита
Физические свойства, особенно высокая прочность гранита, и широкое распространение камня в природе делают его востребованным материалом в отраслях производства, строительстве, ландшафтном и интерьерном дизайне. Обозначим сферы использования, которые используют обработку гранита:
Также из гранита создают:
Интересные факты о граните
Хотя камень выветривается, до наших дней дожили архитектурные, культовые и другие сооружения, предметы и изделия, у которых высокая культурная ценность. Приведем некоторые архитектурные памятники древности:
Гранит активно использовали в строительстве Санкт-Петербурга, в особенности таких зданий:
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
Предел прочности при сжатии:
– в сухом состоянии – 604 кг/см2
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.
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.