Гра­ніт. При­ро­дна кра­са і міцність в одно­му каме­ні

Гра­ні­ти — це гру­бо­кри­ста­лі­чні магма­ти­чні плу­то­ні­чні поро­ди, що хара­кте­ри­зу­ю­ться висо­ким вмі­стом квар­цу, польо­во­го шпа­ту і слюд. Це уні­каль­на поро­да, яка може витри­ма­ти вели­кі наван­та­же­н­ня без пошко­джень, тому широ­ко вико­ри­сто­ву­є­ться в будів­ни­цтві та скуль­пту­рі.

Гра­ні­ти вхо­дять до пере­лі­ку кори­сних копа­лин загаль­но­дер­жав­но­го зна­че­н­ня затвер­дже­но­го поста­но­вою Кабі­не­ту Міні­стрів Укра­ї­ни від 12 гру­дня 1994 р. № 827, як сиро­ви­на для обли­цю­валь­них мате­рі­а­лів (деко­ра­тив­не камі­н­ня) та сиро­ви­на для буто­во­го каме­ню.

Мінеральний склад

Гра­ні­ти від­но­ся­ться до полі­мі­не­раль­них гір­ських порід кисло­го скла­ду. Міне­раль­ний склад гра­ні­ту може варі­ю­ва­ти, але в загаль­них рисах вклю­чає такі основ­ні міне­ра­ли:

• Кварц (при­бли­зно 20–40%) — най­по­ши­ре­ні­ший міне­рал у гра­ні­тах.
• Калі­є­во-натрі­є­ві польо­ві шпа­ти (при­бли­зно 35–45%) — орто­клаз, мікро­клін, тощо.
• Пла­гі­о­кла­зи (при­бли­зно 10–65%) — гру­па міне­ра­лів, до яких нале­жать аль­біт, олі­го­клаз, лабра­дор тощо.
• Біо­тит і муско­віт — міне­ра­ли, що нале­жить до гру­пи слюд.
• Інші міне­ра­ли також можуть зустрі­ча­ти­ся в гра­ні­тах, це амфі­бо­ли, піро­ксе­ни та інші. Вони можуть дода­ва­ти до гра­ні­ту дода­тко­ву різно­ма­ні­тність кольо­рів та текс­тур.

Міне­раль­ний склад гра­ні­ту може від­рі­зня­ти­ся зале­жно від місця його утво­ре­н­ня. Напри­клад, деякі види гра­ні­ту можуть місти­ти біль­ше біо­ти­ту, ніж інші, що надає їм тем­ні­ший колір. Крім того, деякі види гра­ні­ту можуть місти­ти інші міне­ра­ли, такі як гра­нат або тур­ма­лін, які можуть впли­ва­ти на їх колір і текс­ту­ру. На міне­раль­ний склад гра­ні­ту також можуть впли­ва­ти виві­трю­ва­н­ня та еро­зія, які з часом можуть змі­ни­ти зов­ні­шній вигляд поро­ди.

Фізичні властивості

Фізи­чні вла­сти­во­сті гра­ні­ту зале­жать від його міне­раль­но­го скла­ду, стру­кту­ри та умов у яких він був утво­ре­ний. Основ­ні фізи­чні вла­сти­во­сті гра­ні­ту коли­ва­ю­ться в межах:

Текстура і розмір зерна

Текс­ту­ра та роз­мір зер­на є важли­ви­ми хара­кте­ри­сти­ка­ми гра­ні­ту і можуть змі­ню­ва­ти­ся зале­жно від місця заля­га­н­ня, і умов, за яких він утво­рив­ся. Текс­ту­ра гра­ні­ту зазви­чай опи­су­є­ться як кру­пно­зер­ни­ста і зер­ни­ста, що озна­чає, що вона скла­да­є­ться з види­мих міне­раль­них зерен. Окре­мі зер­на міне­ра­лів можуть від­рі­зня­ти­ся за роз­мі­ром і фор­мою, але зазви­чай вони біль­ші, ніж зер­на інших типів гір­ських порід. Ця кру­пно­зер­ни­ста текс­ту­ра надає гра­ні­ту його хара­ктер­ний зов­ні­шній вигляд і дов­го­ві­чність, що робить його попу­ляр­ним вибо­ром для вико­ри­ста­н­ня в будів­ни­цтві та буді­вель­них мате­рі­а­лах.

Роз­мір зер­на гра­ні­ту може змі­ню­ва­ти­ся зале­жно від умов, за яких він був утво­ре­ний. Роз­мір міне­раль­них зерен у гра­ні­ті зазви­чай визна­ча­є­ться швид­кі­стю охо­ло­дже­н­ня та твер­ді­н­ня магми. Якщо магма охо­ло­джу­є­ться повіль­но, міне­раль­ні зер­на будуть біль­ши­ми, а якщо вона охо­ло­джу­є­ться швид­ко, міне­раль­ні зер­на будуть мен­ши­ми. У резуль­та­ті роз­мір зер­на гра­ні­ту може варі­ю­ва­ти­ся від дрі­бно­зер­ни­сто­го до дуже кру­пно­зер­ни­сто­го зале­жно від швид­ко­сті охо­ло­дже­н­ня. Крім того, роз­мір зер­на гра­ні­ту також може впли­ва­ти на його вла­сти­во­сті. Кру­пно­зер­ни­сті різно­ви­ди, як пра­ви­ло, більш міцні і стій­кі до атмо­сфер­них впли­вів, ніж дрі­бно­зер­ни­стий гра­ніт, оскіль­ки він має більш міцну стру­кту­ру зче­пле­н­ня. Однак дрі­бно­зер­ни­стий гра­ніт може мати більш глад­ку текс­ту­ру і з ним лег­ше пра­цю­ва­ти, що робить його попу­ляр­ним вибо­ром для вико­ри­ста­н­ня в деко­ра­тив­них дода­тках, таких як стіль­ни­ці та пли­тка.

Генезис граніту

Гра­ні­ти — це інтру­зив­ні (магма­ти­чні) гір­ські порі­ди кисло­го скла­ду (вміст Al2O3 > 65%), які утво­рю­ю­ться вна­слі­док про­це­сів кри­ста­лі­за­ції магми. Гене­зис гра­ні­тів це дов­го­три­ва­лий та скла­дний про­цес. Поча­тко­во гра­ні­ти роз­ви­ва­ю­ться через роз­плав­ле­н­ня зба­га­че­них силі­ка­та­ми гір­ських порід під впли­вом висо­кої тем­пе­ра­ту­ри та тиску. Цей про­цес від­бу­ва­є­ться в зоні верх­ньої ман­тії або ниж­че, на гли­би­ні близь­ко 2–50 км. Після роз­плав­ле­н­ня утво­рю­є­ться магма, що має пере­ва­жно гли­но­зе­ми­стий хімі­чний склад. По мірі її під­ня­т­тя до верх­ніх шарів зем­ної кори, вона почи­нає охо­ло­джу­ва­ти­ся і з неї посту­по­во утво­рю­ю­ться пев­ні гру­пи міне­ра­лів — від­бу­ва­є­ться про­цес фра­кцій­ної кри­ста­лі­за­ції. Так з роз­плав­ле­ної маси виокрем­лю­ю­ться кварц, польо­вий шпат (орто­клаз або мікро­клін), слю­ди (муско­віт або біо­тит) та інші міне­ра­ли (піро­ксе­ни, амфі­бо­ли, гра­на­ти, тур­ма­лін тощо). Після кри­ста­лі­за­ції гір­ські поро­ди можуть лиши­ти­ся на зна­чній гли­би­ні під зем­лею або бути вине­се­ні до верх­ніх шарів зем­ної кори задя­ки різним текто­ні­чним про­це­сам (під­ня­т­тя гір­ських хреб­тів, зсу­ви тощо).

Важли­во від­зна­чи­ти, що гра­ні­ти можуть утво­рю­ва­ти­ся в різних гео­ло­гі­чних сере­до­ви­щах, таких як кон­ти­нен­таль­ні зони субду­кції, кон­ти­нен­таль­ні пла­тфор­ми, під час про­це­сів горо­утво­ре­н­ня і навіть на мор­сько­му дні.

Родовища граніту в Україні

Укра­ї­на бага­та гра­ні­тни­ми родо­ви­ща­ми, основ­на части­на яких скон­цен­тро­ва­на у межах Укра­їн­ський щит(УЩ). Зна­чні запа­си гра­ні­ту зосе­ре­дже­ні в Жито­мир­ській, Кіро­во­град­ській, Запо­різь­кій, Дні­про­пе­тров­ській і Доне­цькій обла­стях.

Най­біль­шою попу­ляр­ні­стю кори­сту­ю­ться гра­ні­ти:

• чер­во­ний — Капу­стин­ське родо­ви­ще у Ново­укра­їн­ці Кіро­во­град­ської обла­сті;
• роже­во-чер­во­ний, чер­во­но-жов­тий, кори­чне­вий – Дід­ко­ве­цьке, Оме­ля­нів­ське, Кор­нін­ське, Лизни­ків­ське родо­ви­ща на Жито­мир­щи­ні;
• тем­но-мали­но­вий – Токів­ське та Куда­шів­ське на Дні­про­пе­тров­щи­ні;
• сірий – Тан­ське на Чер­ка­щи­ні Поко­стів­ське родо­ви­ще на Жито­мир­щи­ні та Янців­ське родо­ви­ща на Запо­ріж­чи­ні та ін.

Без­пе­ре­чним ліде­ром по кіль­ко­сті під­ра­хо­ва­них запа­сів є Коро­сти­шів­ське родо­ви­ще в Жито­мир­ській обла­сті, де видо­бу­ва­є­ться, як щебінь, так і бло­чне камі­н­ня, а сумар­ні роз­ві­да­ні запа­си сяга­ють 13 млн.м3. Зав­дя­ки висо­кій есте­ти­чно­сті та стій­ко­сті до зно­шу­ва­н­ня Коро­сти­шів­ські гра­ні­ти висо­ко ціня­ться, як в Укра­ї­ні (ними обли­цьо­ва­но сто­ли­чну стан­цію метро Хре­ща­тик), так і у всьо­му сві­ті, тому зна­чна части­на гото­вої про­ду­кції екс­пор­ту­є­ться.

Вимоги до якості корисної копалини

Якість гра­ні­тів регла­мен­ту­є­ться у від­по­від­но­сті до Інстру­кції із засто­су­ва­н­ня Кла­си­фі­ка­ції запа­сів і ресур­сів кори­сних копа­лин дер­жав­но­го фон­ду надр до родо­вищ буді­вель­но­го й обли­цю­валь­но­го каме­ню.

Обли­цю­валь­ний камінь має від­по­від­а­ти вимо­гам ДСТУ Б В.2.7–59-97 “Бло­ки з при­ро­дно­го каме­ню для виро­бни­цтва обли­цю­валь­них виро­бів. Загаль­ні техні­чні умо­ви” . Для оцін­ки каме­ню обли­цю­валь­но­го лімі­ту­є­ться межа міцно­сті на стиск, моро­зо­стій­кість, кое­фі­ці­єнт зни­же­н­ня міцно­сті при наси­чен­ні водою; регла­мен­ту­ю­ться пока­зни­ки сти­ра­но­сті, раді­а­цій­но-гігі­є­ні­чні пока­зни­ки гір­ської поро­ди, роз­мі­ри, об’єм бло­ків обли­цю­валь­но­го каме­ню, їх фор­ма й хара­ктер поверх­ні в зале­жно­сті від виду гір­ської поро­ди. Визна­че­н­ня межі міцно­сті на стиск про­во­дять у сухо­му і наси­че­но­му водою ста­ні.

Пиляль­ний сті­но­вий камінь має від­по­від­а­ти вимо­гам ГОСТ 4001–84 “Кам­ни сте­но­вые из гор­ных пород. Техни­че­ские усло­вия”. Цим стан­дар­том лімі­ту­є­ться сере­дня густи­на, водо­по­гли­на­н­ня, кое­фі­ці­єнт зни­же­н­ня міцно­сті при наси­чен­ні водою, моро­зо­стій­кість, міцність на стиск, маса одно­го каме­ню, роз­мі­ри і пока­зни­ки зов­ні­шньо­го вигля­ду. Блок сті­но­во­го каме­ню не може мати про­шар­ків глин і мер­ге­лю, а також види­мих роз­ша­ру­вань і трі­щин.

Якість кеме­ню буто­во­го (щебе­ню) регла­мен­ту­ю­ться ДСТУ Б В.2.7–75-98 “Щебінь і гра­вій щіль­ні при­ро­дні для буді­вель­них мате­рі­а­лів, виро­бів, кон­стру­кцій і робіт. Техні­чні умо­ви”, згі­дно з яким у зале­жно­сті від вели­чи­ни щебінь поді­ля­є­ться на основ­ні фра­кції: 5–10 мм; 10–20 мм; 20–40мм; 40–80 (70) мм. Цим стан­дар­том також перед­ба­че­ні вимо­ги до міцно­сті, моро­зо­стій­ко­сті, сти­ра­но­сті, умі­сту пило­по­ді­бних та гли­ни­стих часток, шкі­дли­вих домі­шок, зерен пла­стин­ча­стої і гол­ча­стої фор­ми, умі­сту зерен слаб­ких порід, умі­сту при­ро­дних радіо­ну­клі­дів.

При цьо­му визна­че­н­ня моро­зо­стій­ко­сті про­во­ди­ться згі­дно з ДСТУ Б В.2.7–42-97 “Мето­ди визна­че­н­ня водо­по­гли­на­н­ня, густи­ни і моро­зо­стій­ко­сті буді­вель­них мате­рі­а­лів і виро­бів”, а сти­ра­ність визна­ча­ють у тих випад­ках, коли бло­ки з гір­ських порід вико­ри­сто­ву­ють для виро­бни­цтва обли­цю­валь­них мате­рі­а­лів під­лог і схо­дів.

Видобування граніту

Про­цес видо­бу­тку гра­ні­ту є скла­дним та вима­гає спе­ці­аль­них знань та обла­дна­н­ня. Він вклю­чає в себе виїм­ку поро­ди з кар’є­рів та її подрі­бне­н­ня та оброб­ку для подаль­шо­го вико­ри­ста­н­ня. Важли­во вра­хо­ву­ва­ти еко­ло­гі­чні аспе­кти видо­бу­тку гра­ні­ту, щоб змен­ши­ти його вплив на дов­кі­л­ля та збе­рег­ти родо­ви­ща цієї кори­сної поро­ди. Орга­ні­за­ція роз­роб­ки гра­ні­тних родо­вищ базу­є­ться на про­е­кті роз­роб­ки кар’єру, який має пев­ні осо­бли­во­сті й від­мін­но­сті, при­та­ман­ні саме цій кори­сні копа­ли­ні.

Мето­ди видо­бу­тку та оброб­ки повин­ні вра­хо­ву­ва­ти насту­пні аспе­кти:

• Збе­ре­же­н­ня при­ро­дних ресур­сів та нав­ко­ли­шньо­го сере­до­ви­ща від нега­тив­но­го впли­ву;
• Виро­бни­цтво про­ду­кції від­по­від­ної яко­сті та асор­ти­мен­ту;
• Макси­маль­но ефе­ктив­ний вихід каме­ню з гір­ської маси;
• Збе­ре­же­н­ня при­ро­дних вла­сти­во­стей каме­ню під час видо­бу­тку (напри­клад, бло­чність та деко­ра­тив­ність);
• Широ­ке вико­ри­ста­н­ня різно­ма­ні­тних можли­во­стей з пере­роб­ки сиро­ви­ни.

При вибо­рі най­більш від­по­від­ної систе­ми роз­роб­ки родо­ви­ща при­ро­дно­го каме­ню про­во­ди­ться ана­ліз різних варі­ан­тів техні­ко-еко­но­мі­чних під­хо­дів до роз­роб­ки та оброб­ки сиро­ви­ни. Не допу­ска­є­ться вико­ри­ста­н­ня бри­зан­тних вибу­хо­вих мате­рі­а­лів для роз­дро­бле­н­ня шту­чно­го каме­ню. У випад­ку, якщо родо­ви­ще скла­да­є­ться з нео­дно­рі­дних порід або містить різні кори­сні копа­ли­ни, можуть виді­ля­ти­ся окре­мі ділян­ки для окре­мої оброб­ки кожно­го типу сиро­ви­ни. Під час пере­роб­ки гір­ських порід на щебінь реко­мен­ду­є­ться вико­ри­сто­ву­ва­ти мето­ди про­мив­ки, а також зне­пи­ле­н­ня та суші­н­ня щебе­ню. Такий під­хід спри­яє полі­пшен­ню яко­сті про­ду­кції та забез­пе­чен­ню опти­маль­но­го вико­ри­ста­н­ня мате­рі­а­лу.

Застосування та використання граніту

Зав­дя­ки сво­їм фізи­чним вла­сти­во­стям, текс­ту­рі та стру­кту­рі гра­ніт став відо­мим і попу­ляр­ним мате­рі­а­лом, який можна вико­ри­сто­ву­ва­ти в широ­ко­му діа­па­зо­ні засто­су­вань, як фун­кціо­наль­них, так і деко­ра­тив­них. Його дов­го­ві­чність, міцність і при­ро­дна кра­са роблять його попу­ляр­ним вибо­ром для бага­тьох різних галу­зей, від будів­ни­цтва до мисте­цтва та дизай­ну. З гра­ні­ту виго­тов­ля­ють різно­ма­ні­тні побу­то­ві виро­би. Зале­жно від кольо­ру гра­ні­ту, ство­рю­ють мону­мен­таль­ні пан­но, меблі, а також окре­мі еле­мен­ти інте­р’є­ру. Вну­трі­шнє обли­цю­ва­н­ня гра­ні­том досить поши­ре­не в гро­мад­ських місцях, таких як кіно­те­а­три, музеї, метро, бібліо­те­ки та інші. Люди мисте­цтва актив­но вико­ри­сто­ву­ють цей мате­рі­ал для ство­ре­н­ня скуль­птур, мону­мен­тів, ансам­блів, оскіль­ки гра­ніт дозво­ляє отри­му­ва­ти фігу­ри точних роз­мі­рів з необ­хі­дни­ми про­пор­ці­я­ми та дета­лі­за­ці­єю, зав­дя­ки його оброб­ці. Також гра­ніт вико­ри­сто­ву­ють для ство­ре­н­ня екс­клю­зив­них екс­те­р’є­рів. З ньо­го виго­тов­ля­ють пара­пе­ти, різно­ма­ні­тні клум­би та обли­цьо­ву­ють під­ніж­ки пам’я­тни­ків. Для інте­р’єр­них рішень гра­ніт вико­ри­сто­ву­є­ться для виго­тов­ле­н­ня схо­дів, колон, баля­син та навіть пра­виль­ної фор­ми куль.

Гра­ні­тний мате­рі­ал надає будь-яко­му об’є­кту еле­ган­тно­сті та надій­но­сті. Його різно­ма­ні­тність кольо­рів та текс­тур дозво­ляє твор­чо під­хо­ди­ти до про­е­кту­ва­н­ня і ство­ре­н­ня при­ва­бли­вих інте­р’є­рів та екс­те­р’є­рів. Гра­ніт у вигля­ді плит з різною факту­рою, отри­ма­ної шля­хом оброб­ки лицьо­вої поверх­ні, вико­ри­сто­ву­ють для зов­ні­шньо­го обли­цю­ва­н­ня фаса­дів буді­вель, ство­ре­н­ня роз­кі­шних або стро­гих кон­це­пцій.

Крім того, гра­ні­ти є най­які­сні­шою сиро­ви­ною для виро­бни­цтва щебе­ню. Вони містять порів­ня­но неве­ли­ку кіль­кість тем­но-кольо­ро­вих міне­ра­лів, які лег­ко вивіль­ня­ю­ться при дро­блен­ні і сор­ту­ван­ні, хара­кте­ри­зу­ю­ться висо­кою міцні­стю, моро­зо­стій­кі­стю, кри­хкі, тому при дро­блен­ні лег­ко подрі­бню­ю­ться і дають неве­ли­ку кіль­кість від­хо­дів, стій­кі до виві­трю­ва­н­ня. Най­мі­цні­ши­ми і най­мо­ро­зо­стій­кі­ши­ми є дрі­бно­зер­ни­сті, лей­ко­кра­то­ві різно­ви­дно­сті гра­ні­тів. Гра­ні­тний щебінь має без­ліч сфер засто­су­ва­н­ня: як напов­ню­вач бетон­ної маси, для будів­ни­цтва авто­ма­гі­стра­лей, укла­да­н­ня залі­зни­чно­го поло­тна чи обла­шту­ва­н­ня об’єктів ланд­ша­фтно­го дизай­ну.

Отже, гра­ніт — це важли­вий мате­рі­ал в будів­ни­цтві та інших галу­зях про­ми­сло­во­сті. Його міцність, стій­кість та есте­ти­чні вла­сти­во­сті роблять його неза­мін­ним у бага­тьох про­е­ктах. Вико­ри­ста­н­ня гра­ні­ту додає зов­ні­шнім спо­ру­дам та інте­р’є­рам еле­ган­тно­сті та дов­го­ві­чно­сті. Без­умов­но, гра­ніт є по-справ­жньо­му уні­каль­ною гір­ською поро­дою.