Гранит прочность на растяжение

Что такое гранит?

Гранит — горная порода, которая является самой распространенной среди других природных камней. Это явнокристаллическая разнозернистая массивная изверженная порода, образовавшаяся в результате медленного остывания и затвердевания на большой глубине магматического расплава.

Цвет гранита, как правило, определяет преобладающий в его составе минерал — калиевый полевой шпат. Кварц присутствует в виде стекловидных трещиноватых зерен; обычно он бесцветен, в редких случаях имеет голубоватый оттенок, который может приобретать вся порода. Окраска гранита преимущественно светло-серая, но нередки также розовые, красные, желтые и даже зеленые (амазонитовые) граниты.

Главная форма залегания гранита — батолиты, представляющие собой огромные массивы площадью от сотен до тысяч квадратных километров. Граниты могут залегать в виде штоков (интрузивное тело, в вертикальном разрезе имеющее форму колонны), даек и интрузивных тел иной формы. Иногда гранитная магма образует послойные инъекции, и тогда граниты образуют серию пластообразных тел, чередующихся с пластами осадочных или метаморфических пород.

Гранит используется в строительстве, что обусловлено его уникальными свойствами, а именно долговечностью и прочностью.

Свойства гранита

Физические свойства гранита сильно зависят от его состава

Физические характеристики гранита (на примере Габбро)

• Средняя плотность, кг/м3 — 2960;
• Водопоглощение, % — 0,01;
• Пористость, % — 0,48;
• Предел прочности при сжатии, МПа — 299,6;
• Предел прочности при изгибе, МПа — 57;
• Сопротивление удару, см — 70;
• Истираемость, г/см2 — 0,32;
• Морозостойкость, циклов — 50.

Долговечность гранита

Стойкость (долговечность) камня зависит от его пористости (пустот в структуре материала). Граниты начинают немного «стареть» только по истечению 500-600 лет после его добычи с месторождения. Именно по этой причине гранит называют ещё «Вечным Камнем».

Прочность гранита

Гранит является одним из самых прочных природных камней. Следовательно, гранит является не восприимчивым к различным ударам, трениям, сжатиям или повреждениям. Коэффициент прочности гранита составляет от 90 до 250 МПа, в зависимости от породы, что в 2 раза больше коэффициента прочности мрамора.

Водонепроницаемость гранита

Гранит практически не впитывает влагу, что делает этот камень просто идеальным материалом для внешней отделке зданий и построек, находящихся близко к воде.

Экологичность гранита

Гранит является натуральным материалом, следовательно, он не содержит каких-либо опасных для здоровья человека свойств. По уровню радиоактивности гранит относится к первому классу и может применяться при строительстве всех типов объектов

Внешний вид гранита и совместимость

Гранит может принимать от белых до тёмных, от жёлтых до зелёных, от красных до голубоватых оттенков и цветов. Камень гранит отлично сочетается вместе с такими материалами, как дерево, керамика, металл и др.

Применение гранита

При современном строительстве граниты используют настолько широко, что их можно назвать универсальными материалами. Вот небольшой перечень того, что производится из гранита:

• Элементы интерьера (столы, стулья, раковины);
• Облицовочные плиты;
• Колонны и лестницы;
• Памятники и мемориалы;
• Наружная отделка и фасады;
• И многое другое.

Гранит это материал с низким уровнем истираемости. Даже если по лестнице за год проходит миллион человек, ступени сотрутся не более, чем на одну десятую часть миллиметра.

Из гранита производят различные детали интерьера, такие как подоконники, плинтусы, карнизы, столешницы для мебели, перила, журнальные столики, балясины, барные стойки. Высокая прочность камня позволяет всем этим предметам сохраняться целыми и невредимыми долгие годы, а так же избегать механических повреждений и воздействия влажности и температуры; Гранит часто используется в элементах ландшафтного дизайна.

Как выбрать гранит?

Первое, что нужно знать: выбор гранита весьма сложный момент, от которого будет зависеть дальнейшая судьба изделия. Лучше данный вопрос поручить профессионалам.

При выборе гранита следует обратить внимание:

• На зернистость камня (мелкозернистый гранит, считается самым прочным);
• На обработку камня. Шлифование — сглаживает рисунок, пиленая поверхность гранта, неравномерно шероховата, и выявляет цвет и рисунок камня;
• На наличие брака в изделии. Любая трещина сократит срок службы изделия в 100 раз.

Где можно заказать изделия из гранита?

Компания “Дацун” — ведущая в области обработки природного камня: Гранита и Мрамора. Оборудование цехов компании позволяет использовать современные технологии, благодаря которым наши профессионалы способны реализовать из природного камня любые ваши фантазии и запросы. Наши изделия из гранита пользуются большим спросом как в России так и за рубежом. Мы профессионалы своего дела.

Оформить заявку

Другие статьи о граните:

• Гранит (Википедия)
• Другие статьи о граните

Использование гранита в качестве строительного материала имеет многовековую историю. Эта горная порода с уникальной кристаллической структурой будто предназначена природой для создания прочных и долговечных изделий. Равномерная мелкозернистая структура после шлифовки создает иллюзию глубины, а включения слюды — неповторимую игру света. В современном мире, где широко используются искусственные материалы, гранит стабильно удерживает свои позиции. Во многом — благодаря своим характеристикам.

Прочностные характеристики

Высокой прочностью граниты обязаны присутствием в своей структуре кварца. Именно благодаря их способности выдерживать высокие нагрузки (до 600 кг на см2), мы сегодня можем любоваться хорошо сохранившимися стенами старинных замков, ездить по тысячелетним мостовым из гранитной брусчатки, поражаться красоте древних памятников.

Заложенные в основание зданий блоки выдерживают огромный вес, однако, гранитная плитка может расколоться от удара о ее поверхность тяжелого предмета с жесткими гранями. Причина кроется в характере нагрузки. Гранит прекрасно выдерживает статические нагрузки и чувствителен к динамическим.

По этой причине плиты из гранита не используют для устройства полов в технических и складских помещениях, где существует опасность падения тяжелых грузов.

В то же время, равномерное распределение нагрузки позволяет материалу проявить свои лучшие качества. Гранитная брусчатка на мостовых, состоит из несвязанных между собой камней. Их небольшие размеры позволяют распределить как постоянную, так и ударную нагрузку. Такое покрытие с равным успехом выдерживает и средневековые телеги с грузом несколько сотен килограмм, и современную гусеничную технику весом в десятки тонн.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРАНИТА МРАМОРА И ГАББРО

Устойчивость к истиранию

Никого не оставляет равнодушным прекрасная отделка станций Московского метро мрамором. Однако для настила полов там использованы плиты мощения из гранита.

Сравнение этих материалов показывает, что при близких характеристиках плотности и прочности они существенно отличаются своим сопротивлением истиранию. У мрамора этот показатель находится в пределах от 0,6 до 3,3 г/см2, у гранита – от 0,15 до 0,2 г/см2.

Такая существенная разница, при всей красоте и разнообразии мраморной плитки, делает ее использование в местах с повышенными требованиями к проходимости, невозможным.

Именно сочетание высокой твердости (до 7 баллов из 10 по шкале Мооса) с устойчивостью к истиранию, делает гранитные плиты незаменимым материалом для устройства полов. У некоторых разновидностей гранита этот показатель совсем незначительный — около 0,07 г/см2. К ним относится габбро-диабаз, производство изделий из которого ведет гранитный завод «Гуд Стоун». Его продукция используется преимущественно в зданиях железнодорожных вокзалов и супермаркетов, аэропортов и подземных переходов.

Влагопоглощение

Основные сферы применения гранита – строительство, архитектура, искусство — определяются его прочностью и износостойкостью. Еще один показатель, по которому гранит в 5-6 раз превосходит мрамор и другие природные материалы осадочного и метаморфического происхождения, — влагопоглощение.

Низкое значение показателя говорит об устойчивости к атмосферным явлениям и возможности использования гранита в прямом контакте с водой. Прекрасно сохранившиеся с XVIIвека гранитные набережные Санкт Петербурга – живое свидетельство превосходства этого материала.

Гранит (итал. granito, от лат. granum — зерно) — кислая магматическая горная порода. Гранит — это один из самых распространенных природных нерудных мате­риа­лов. Гра­нит повышенной твердости является платформой практически для всех континентов.

Граниты играют огромную роль в строении коры континентов Земли. Но в отличие от магматических пород основного состава (габбро, базальт и др.), аналоги которых распространены на Луне и планетах земной группы, граниты встречаются только на нашей планете и пока не установлены среди метеоритов или на других планетах солнечной системы. Существует выражение «Гранит — визитная карточка Земли».

Гранит — глубинная горная порода сложная по своему составу. Он в основном состоит из кварца (20…40)%, ортоклаза (40…70)%, слюды и других минералов (5…20)%. Цвет гранита определяется цветом ортоклаза и бывает разнообразных оттенков. Структура гранита зернисто-кристаллическая. Мелкозернистые граниты равномернее истираются, лучше сопротивляются механическим воздействиям, более атмосферостойкие, чем крупнозернистые. В строительных конструкциях граниты отличаются морозостойкостью и долговечностью вследствие малой пористости и незначительного водопоглощения, а также хорошей сопротивляемости коррозии. Граниты хорошо шлифуются и полируются, различные сочетания отдельных компонентов и изменение структуры обуславливают разнообразие цветов, оттенков и декоративного рисунка гранитов, поэтому граниты являются наиболее широко распространенным облицовочным декоративным материалом. Граниты позволяют изготавливать изделия больших размеров до 3 м.

К недостаткам можно отнести значительные трудозатраты на добычу и обработку, высокую стоимость изделий. Известен еще один существенный недостаток гранита. Это наличие естественного радиоактивного фона, обусловленного содержанием в этой породе минералов с примесями редкоземельных элементов (цезия, лантана и др.). Бытующее мнение, что гранит «накапливает радиацию», ошибочно, радиоактивность натурального камня именно естественная. Класс радиационного фона породы определяется на стадии утверждения запасов месторождения и обязательно отмечается в паспорте месторождения.

В гранитах первого класса удельная активность радионуклидов не должна превышать 370 Бк/кг. Эти породы можно использовать без ограничений при любых видах строительных работ. К первому классу относят почти все граниты, добываемые в России и странах СНГ. Второй класс (370…740) Бк/кг разрешен для промышленного и дорожного строительства, а также наружной облицовки жилых зданий. Сюда относят Токовское месторождение (Украина), гранит «Возрождение» (Ленинградская область) и привозимые из Финляндии Rossa Marina, Lappia Blue, Balmoral Red. Минералы, относимые к третьей группе (менее 2800 Бк/кг), можно использовать только для дорожного строительства вне населенных пунктов, а при удельной активности более 2800 Бк/кг — лишь по согласованию с Госсанэпиднадзором. Компания, продающая гранитные породы, обязана иметь свидетельство радиационного качества товара с указанием номера каждой партии.

Физические свойства — это внутренние, присущие данному природному камню осо­бенности, обуславливающие его различие или общность с другими природ­ными камнями и проявляющиеся как ответная реакция природных камней на воз­действие на нее внеш­них физических факторов. Минералы, входящие в состав горных пород, определяют физико-механические свойства.

Для природного камня, применяемого в строительстве, важны такие характеристики, как прочность, долговечность, обрабатываемость, истираемость, пористость, хрупкость, морозоустойчивость и декоративность.

Декоративность натурального природного камня определяется его цветом, рисунком и структурой, а также фактурой лицевой поверхности. Декоративные свойства облицовочного камня придают наружным и внутренним ин­терьерам свою неповторимую индивидуальность.

К декоративным свойствам камня относятся:

а) цвет (окраска) горной породы;

б) наличие рисунка;

в) структурно-текстурные особенности.

Цвет зависит от состава, входящих в горную породу минералов и от их сочетаний:

• граниты — красные,розово-серые,серые;
• габбронориты — черные;
• мраморы — белые, серые, многоцветные.

В цветовом отношении гранит, по сравнению с мрамором, — сдержанный, холодный природный камень.

Наличие рисунка создается:

• расположением минералов (пегматоидная текстура гранита);
• наличием гематитовых прожилков на белом фоне мелкозернистого мра­мора или ха­рактерных «озер» более светлых карбонатов.

Структурно-текстурные особенности увеличивают декоративность горной по­роды:

• тонкозернистая текстура мрамора;
• порфировидные выделения полевых шпатов;
• мелкозернистость кварцита.

По декоративности природные камни подразделяются на 4 класса:

• высокодекоративные;
• декоративные;
• малодекоративные;
• недекоративные.

Декоративные особенности гранитоидов определяется окраской кварца и по­левых шпатов, их распределением в породе, наличием темноцветных минералов. От окраски полевых шпатов зависит цвет гранита — серый, розовый и красный, а иногда смесь серого с розовым (месторождение Возрождение). Для повышения светлости применяют ударную обработку.

Для производства облицовочных изделий используются горные породы, об­ла­дающие декоративными свойствами, достаточной прочностью и отвечающие тре­бованием Госу­дарственных стандартов. Явное предпочтение пород глу­бинного происхождения объяс­няется их относительной долговечностью.

Долговечность — способность натурального природного камня длительное время сопротивляться атмосферным воздействиям, сохраняя при этом первоначальные свойства и внешний вид. Долговечность, характеризует стойкость материла против действия различных разрушающих его факторов, основными из которых следует считать морозное, кислотное, солевое и механическое выветривание, попеременное высушивание и увлажнение. Чем недолговечнее материал, тем более комфортные условия для него должны быть созданы (например, внутри помещения, а не снаружи, на стене, а не на полу).

По долговечности природные камни также подразделяются на 4 класса:

• весьма долговечные — кварциты, мелкозернистые гранитыи базальты;
• долговечные — средне- и крупнозернистые граниты, габбро, порфиры, плотные песчаники, туфы, травертины, известняки;
• относительно долговечные — белые классические мраморы, песчаники, пористые известняки, мраморизованные известняки;
• недолговечные — некоторые цветные мраморы и мраморизованные известняки, природные брекчии.

Наиболее долговечны мелкозернистые породы натурального природного камня с размером зерен до 2 мм

Плотность — это масса единичного объема этого вещества. От плотности зависит вес изделия. Плотность камня зависит от его минерального состава и пористости породы.

По плотности камни делят на:

• легкие (с плотностью до 2200 кг/м3);

• тяжелые (с плотностью более 2200 кг/м3).

Пористость — определяется как процентное отношение объема пор ко всему объему камня. Наименьшую пористость имеют кварциты (0,7%) и граниты (от 1% до 3,3%). Наибольшую — туфы (41%) и известняки (до 30%).

Пористость также является одной из важнейших качественных характеристик камня, это основной показатель долговечности изделия из него. От пористости зависит водопоглощение, соле- и кислотостойкость. А именно они влияют на долговечность материала. Кроме этого, общая пористость определяет прочностные и упругие параметры, теплопроводность, полируемость, обрабатываемость, декоративность, сцепление камня с различными вяжущими и другие качественные показатели.

С повышением общей пористости снижаются прочностные характеристики, упругость пород, объемная масса, ухудшается полируемость материала, но также уменьшается вес изделия, улучшается обрабатываемость камня.

Горные породы по пористости (Ро) делят на:

• низкопористые (Ро < 5%) — кварциты, габбро, мрамор;
• среднепористые (5% < Ро < 20%) — граниты;
• высокопористые (20% < Ро < 40%) — базальты, известняки;
• породы весьма высокой пористости (Ро > 40%) — травертины.

Водопоглощение выражает степень заполнения объема камня водой. Оно определяется как процентное отношение массы образца камня, насыщенного водой, к его массе в абсолютно сухом состоянии.

От него в совокупности с минеральным составом зависит соле- и кислотостойкость камня. А количественное отношение водопоглощения к объему пор и трещин напрямую влияет на показатели морозостойкости, т.к. вода в порах при замерзании увеличивает свой объем на 9%, создавая мощное кристаллизационное давление.

Та же вода, всегда несущая растворы солей, проникая в поры материалов, после высыхания оставляет в них концентрированные растворы этих солей, из которых начинается рост кристаллов, создавая огромное кристаллизационное давление. При высоком водопоглощении и низкой пористости, под этим давлением начинается образование трещин в материале. А вот в случае обилия пор кристаллизационное давление разгружается в существующих порах без образования новых трещин (например, известняк).

Кислотостойкость — свойство пород и материалов реагировать с различными кислотами, с разрушением или преобразованием пород. С кислотами реагируют только карбонатные породы (мраморы и известняки). При контакте с серной, фосфорной и азотной кислотой они образуют нерастворимые минералы, которые создают плотную водонепроницаемую защитную пленку на экстерьерных конструкциях.

Мраморы, травертины, известняки и доломиты разрушаются от действия соляной кислоты, которая очень редка в природе в свободном виде, но в городах применяющих хлориды для таяния снегов этот фактор очень сильно увеличивается.

Потому, для экстерьерных конструкций лучше использовать породы, которые не разрушаются под воздействием неблагоприятных факторов и долго сохраняют внешний вид (гранит, травертин, доломит, известняк). Известняк и травертин хороши на цокольных конструкциях, которые связаны с движением поверхностных вод, переносящих соли. Во всех древних крупных мегаполисах в долинах рек (Лондон, Париж, Кельн, Москва) все цоколи зданий сложены из известняка. В Москве, кроме того, из известняка сложен цоколь стен и башен Московского Кремля. Для цоколя, естественно, можно использовать гранит, но в этом случае движение солей идет по кладочным швам. В старинных зданиях Санкт-Петербурга гранитные глыбы цоколей крепились безрастворно — механическим способом, проливкой свинца.

Полируемость — важное качество, зависящее от пористости. Полируемость — это «предельный блеск» материала. Полировка поверхностей камня увеличивает долговечность изделия, раскрывает декоративные свойства породы. Большая долговечность полированной поверхности достигается за счет меньшего сцепления частиц воды с поверхностью, что уменьшает водопоглощение изделия. Каждая порода и материал характеризуются предельным блеском, после достижения, которого качества полированной фактуры в процессе обработки не улучшается.

Классификация по полируемости:

• отличная — (170…200) единиц — полнокристаллические мраморы, мелкозернистые граниты, кварциты;
• хорошая — (140…170) единиц — граниты, мраморизованные известняки;
• средняя — (70…140) единиц — базальты, известняки, доломиты;
• плохая — менее 70 единиц — туфы, рыхлые известняки.

При этом 200 единиц — это предельный блеск стекла, эталон.

Морозостойкость характеризует способность насыщенного водой камня выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного понижения прочности. Для испытания на морозостойкость изготавливают образцы в виде кубиков размером 50×50×50 мм. Затем их насыщают водой при комнатной температуре и помещают на несколько часов в холодильную камеру, после чего оттаивают, вновь насыщают водой и опять помещают в холодильную камеру, повторяя цикл испытаний 25 раз (ГОСТ 7025 — 67).

Важнейшими из механических свойств являются прочность, твердость и абразивность.

Прочность — это способность противостоять внешним механическим воздейст­виям. Она зависит от минерального состава, формы зерен, структуры, текстуры, пористости, трещиноватости и т.п.

Она предусматривает подразделение природных камней на 3 группы в зави­симости от величины предела прочности на сжатие (в сухом состоянии):

• прочные — 80 МПа и выше;
• средней прочности — (40…80) МПа;
• низкопрочные — до 40 МПа.

Твердость — это свойство горных пород оказывать сопротивление внедрению в них других твер­дых тел при сосредоточенном контактном силовом воздействии.

От твердости зависит износостойкость камня. Чем тверже материал, тем дольше он служит — особенно, в качестве напольного покрытия.

В зависимости от твердости минералов, входящих в состав горной породы, определяющих в значительной степени ее свойства, камни условно делятся на три группы:

• высокопрочные или твердые (кварцит, гранит, габбро);
• средней твердости (мрамор, известняк, туф, доломит);
• мягкие (рыхлые известняки, травертин).

Показатель твердости используют при оптимизации режимов эксплуатации породо­разрушающих инструментов, обосновании нормативов производительности раз­личных конст­рукций инструментов и т. д.

Абразивность — способность камня изнашивать породоразрушающий инстру­мент, за счет истирания его при трении. Абразивность зависит от наличия в камне минеральных зерен, их твердости, количественного соотношения и характера связи между ними. Крупнозернистые породы с остроугольными зернами имеют более высокую абразивность, чем мелкозернистые с окатанной формой зерен.

Каждая разновидность гранитоидов и других глубинных пород характеризуется и тех­нологическими свойствами, определяю­щими их предпочтительность для производства облицовочных изделий. Такое свойство как шлифуемость камня, оценивается показате­лями истираемости, и камень классифицируют на 4 группы:

• I — труднообрабатываемая (кварциты, граниты, габбро);
• II — средней трудности обработки (базальты);
• III — сравнительно легко обрабатываемая (мраморы);
• IV — легкообрабатываемая (доломиты, известняки).

Большое значение при этой оценке имеют минеральный состав и структурные свой­ства по­род.

Чем выше содержание кварца в составе гранита, тем он труднее поддается абра­зив­ной обработке на всех ее стадиях. Естест­венно, что более предпочтите­лен гранит с меньшим содержанием зерен кварца. Наличие биотита, особенно в форме крупных кри­сталлов, приводит к частичному выкрашиванию его при обра­ботке, а при выветривании — к образованию на пли­тах бурых пятен. Наличие та­кого минерала как лимонит, под воз­действием атмо­сферных агентов, образует, ржавые пятна и потеки на плитах.

Большое значение имеют и размеры кристаллов, в том числе полевых шпатов, осо­бенно при фасонной обработке. Мелкозернистые граниты обрабатываются с меньшими трудовыми затратами.

Истираемость — способность материала изменяться в объеме и массе под действием истирающих усилий. Она показывает стойкость материала к абразивному износу и оценивается потерей массы материала, отнесенной к единице его площади, или уменьшением толщины материала. Чем выше истираемость, тем менее износостоек материал.

Проступи лестниц, полы, площадки подвергаются истиранию. Поэтому горные породы и материалы, применяемые в облицовке истирающихся конструкций, делят на 5 групп — в зависимости от «абсолютных значений истираемости на связном абразиве и натурного износа от интенсивности людского потока».

Классификация пород по истираемости сделана на предположении «о прохождении по полам человекопотока в 1 миллион человек за год»:

• 1-я группа — кварциты и породы типа гранита — износ менее 0,12 мм в год;
• 2-я группа — плотные базальты, плотные песчаники, микрокристаллический мрамор — износ (0,12…0,35) мм в год;
• 3-я группа — рыхлые базальты и мрамор, песчаники, доломиты — износ (0,35…0.60) мм в год;
• 4-я группа — мраморизованные известняки (т.е. многие цветные мраморы), травертины, известняки и туфы — износ (0,60…1,50) мм в год,
• 5-я группа — рыхлые известняки и иные породы — (1,50…2,50) мм за год.

Среднестатистическая интенсивность людского потока в год:

• транспортные артерии (метрополитен, вокзалы) — 4 млн. человек;
• супермаркеты, переходные зоны, переходы, стадионы — 1 млн. человек;
• общественные здания (магазины, школы, институты) — 500 тыс. человек;
• гостиницы, театры — 200 тыс. человек;
• подъезды многоэтажных зданий — 100 тыс. человек;
• личные апартаменты — 20 тыс. человек.

И если, например, уложить травертин на пол станции метро, его износ составит до 4 мм в год. Лестница из мрамора в личных апартаментах будет «терять» до 0.02 мм в год и, теоретически, прослужит 500 лет.

Мелкозернистые граниты равномернее истираются, лучше сопротивляются механическим воздействиям, более атмосферостойкие, чем крупнозернистые.