Ценность минералов определяется многими критериями, в том числе степенью их твердости. Чем тверже камень, тем выше он ценится.
Твердостью считается способность камня противостоять механическому воздействию. Под механическим воздействием подразумеваются различные действия: удары, царапания, трение, вдавливания и т.д.
Существуют два критерия оценивания прочности камней: абсолютный критерий и шкала Мооса (относительный).
Твердость драгоценных минералов оценивается по шкале Мооса. Под таким измерением подразумевается сравнение твердости нового минерала с уже существующими эталонными твердыми камнями. Для этой процедуры на камне намечают гладкую зону и проводят по ней острым углом эталонного камня, крепко придавливая его при этом. Если в испытуемой зоне камня не остаются царапины, берут более твердый камень и царапают им и т.д. Делают это до того момента, пока на камне не образуется царапина. Сравнивая ее с эталонными камнями, твердость которых уже известна, делают выводы.
Самые твердые материалы на Земле
Самый прочный материал в мире, который тверже алмаза, – полимеризованный фуллерит. Этим материалом можно запросто поцарапать алмаз, с такой легкостью, будто это не драгоценный алмаз, а обычный пластик. Данный материал представляет собой структурированный кристалл, узлы которого состоят из целых молекул, а не из маленьких атомов.
Лонсдейлит также считается крепким материалом. Это модификация аллотропного углерода, который по твердости близок к алмазу. Данный материал был извлечен из метеоритного кратера. Происхождение материала – графитное.
Третью позицию в рейтинге твердости прочно занимает вюртцитный нитрит бора. Высокую степень прочности данному материалу обеспечивает кристаллическая структура.
Наноструктурированный кубонит, или кингсонгит. Уникальные возможности данного материала обеспечили его частое использование в промышленности.
Нитрит углерода-бора занимает почетную пятую позицию в нашем рейтинге. Главными компонентами данного материала являются атомы бора, а также углерода с азотом.
Обзор самых твердых горных пород
Самый твердый камень в мире – гранит, а пословица «твердый, как гранит» имеет не переносное, а прямое значение.
Кроме гранита, самые твердые горные породы – это сиенит и лабрадорит. Крепким камнем на Земле считается также черный габбро.
Эти породы намного тверже железа. Они появились на свете миллионы лет тому назад. Их появлению мы обязаны магме, которая в самых глубоких земных недрах постепенно застывала. Жидкие горные породы под воздействием высоких температур и атмосферного давления постепенно кристаллизовались. Результатом таких природных процессов стали самые прочные камни на Земле. Этим камням свойственна полнокристаллическая структура зернистого характера. Такие породы имеют массивную заметную текстуру.
В пользу прочности гранита свидетельствует его возможность выдерживать почти 200 циклов замораживания и размораживания (будучи полностью погруженным в водное пространство). В то время как знакомый всем нам кирпич выдерживает всего лишь 15 таких циклов. А если ежегодно по граниту будут проходиться больше миллиона человек, то износ породы составит всего лишь 0,12 мм.
Все глубинные прочные породы очень схожи между собой. И очень часто только настоящий профессионал сможет отличить мелкозернистый гранит от габбро.
С черным гранитом также очень схож лабрадорит.
Причины схожести вышеперечисленных пород – одинаковые составные компоненты. Таковыми являются цветные минералы, слюда, а также кварц и шпаты. Твердые породы отличаются между собой только пропорциями содержания составных компонентов.
Прочный гранит имеет разновидности. Самым ценным является карельский гранит черного окраса. На просторах нашей необъятной страны есть месторождения коричнево-красных, а также серых и даже белых разновидностей гранита. В Испании есть даже розовый и зеленоватый гранит.
Кроме вышеперечисленных твердых пород, существуют также вулканические, которые отличаются особой прочностью. Это базальты и диабазы, липариты и порфиры, а также трахиты. По своим составным компонентам они совсем не отличаются от глубинных твердых пород. Но образовались они другим путем. Такие материалы являются результатом деятельности вулканов. Такие материалы используются в отделочных работах, так как, кроме высокой степени твердости, они отличаются еще и привлекательным внешним видом.
Гранит – глубинная полнокристаллическая порода, состоящая в основном из полевого шпата, слюды и кварца.
Твердые каменные породы – гранитСодержание кварца в гранитах до 30%. Количество цветов у гранита: основных тонов несколько, а именно: красный, коричневый и зеленоватый, а также светло-серо-черные тона.
Прочность гранита зависит от величины зерен. Граниты с мелкозернистым и средне зернистым строением отличаются высокой прочностью (предел прочности на сжатие до 3000 кг/см2, объемная масса 2740 кг/м3).
Для скульптурных целей наиболее пригодны граниты мелкозернистого строения, допускающие обработку без описания ненаправленных сколов, поверхность хорошо полируется и долго сохраняет полировку.
Мелкозернистые граниты отличаются равномерной окраской без текстуры или имеют текстуру, сформированную из цветных прослоек.
Диорит – глубинная порода, состоящая в основном из минералов, плагиоклаза, включающая цветной минерал – роговую обманку. Цвет диорита серый, темно-серый, серовато-зеленый. Строение диорита – среднезернистое (реже мелкозернистое), полируемость диорита средняя. Предел прочности на сжатие 1800-2400 кг/см2, объемная масса 2640 кг/м3.
Сиенит – глубинная порода светлого тона, близкая по составу и структуре к гранитам. Отличается от гранитов отсутствием кварца. Состоит сиенит из калиевого полевого шпата (70%) и цветного минерала (амфибол, пироксен, слюда). Из–за отсутствия кварца обрабатывается легче, чем гранит. Менее долговечен; декоративные его свойства ниже, чем у гранитов. Сиенит хорошо принимает и удерживает полировку. Предел прочности сиенита при сжатии около 2000 кг/см2, объемная масса до 2213 кг/м3.Твердые каменные породы – лабрадорит
Лабрадорит – глубинная крупнокристаллическая порода, состоящая из плагиоклаза с примесью темных минералов, содержащихся в породе от 2 до 25% (пироксена, оливина и титанического железняка – ильменита).
Встречаются два вида лабрадорита – почти черный в виде кружевных черных кристаллов с темно-синим, золотистым, а иногда с красноватым оттенком. Вторая разновидность лабрадорита – светло-серый с крупными кристаллами плагиоклаза, расцветка ее отличается нежной игрой голубых тонов. Цвет темно-серый, зеленовато-серый, синевато-серый.
Характерная особенность лабрадорита – иррадиация (мерцание) – образование отсветов на полированной поверхности зерен полевого шпата, вызываемых включениями минерала ильменита. Цвета мерцающих кристаллов – синий, голубой и золотистый, размеры кристаллов 10-15 см.
Лабрадорит лучше подвергается обработке, чем гранит, вследствие его вязкости. Лучше обрабатываются лабрадориты с размером зерен 6-7 мм. Предел прочности сжатия от 1000 до 2000 кг/см2, объемная масса 2340 кг/м3.
Габбро – глубинная полнокристаллическая, плотная вязкая порода, состоящая из плагиоклаза и темных минералов роговой обманки и биотита. Присутствие этих минералов придает габбро цвет – главным образом от серого до черного.
Породы габбро относятся к лучшим скульптурным материалам для постаментов к памятникам, легко поддаются обработке. Фактура поверхности, обрабатываемой ударными инструментами, имеет светло-серый цвет, поэтому на ней особенно контрастно выделяются надписи и орнаменты. Предел прочности на сжатие до 2000 кг/см2, объемная масса 2970 кг/м3.
Базальт – излившаяся порода мелкозернистого, иногда среднезернистого и крупнозернистого строения. По минералогическому составу базальт аналогичен габбро. Базальт – порода очень прочная, твердая, трудно обрабатываемая. Предел прочности доходит при сжатии до 5000 кг/см2. Цвет базальта черный, темно-серый, выветренный, буро-ржавого цвета.
Диабаз – порода, родственная базальту, состоит из зерен различной крупности. По минералогическому составу, как и базальт, аналогичен габбро. Цвет – темно-зеленый. Диабаз – прочная, твердая порода, но обрабатывается легче, чем базальт. Предел прочности при сжатии 2000-2600 кг/см2, объемная масса диабазов и базальтов 2800 кг/м3. Диабазы и базальты колются в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Кварцит – состоит из кварца. Кварциты образовались в результате перекристаллизации зерен кварца. Структура мелкозернистая, часто сливная, при которой зерна кварца, «обросшие» кварцевой массой, сливаются друг с другом. Кварциты могут быть серыми, розовыми, малиновыми. Предел прочности 3500-4000 кг/см2, объемная масса 3000 кг/м3.
Песчаник – горная порода, состоящая из зерен различных минералов, скрепленных природным цементом. Песчаники образуются из слоев песка, подвергавшихся давлению и цементации в течение длительного времени. Как правило, большинство печаников состоит из зерен кварца, частично полевых шпатов и других пород. Песчаники отличаются высокой прочностью и морозостойкостью. Объемная масса 2550 кг/м3.
Натуральный природный декоративный камень
Натуральный декоративный природный камень
]Твердые каменные породы – граниты всех видов
Камень – габбро, базальт, диабаз и кварцит
Натуральный природный декоративный камень
Натуральные камни граниты, диабаз, габбро
ТВЕРДЫЕ КАМЕННЫЕ ПОРОДЫ. Диабаз, граниты, габбро, лабрадорит, базальт.
Твердые каменные породы – граниты всех видов, базальты, порфиры, лабрадорит, диорит, сиенит, габбро, базальт, диабаз и кварцит. Натуральный камень.
ТВЕРДЫЕ КАМЕННЫЕ ПОРОДЫ
Твердые каменные породы – граниты всех видов, базальты, порфиры и другие – были хорошо известны скульпторам древности,- в древнем Египте, в эллинистическую эпоху и в эпоху Римской Империи.
В общепринятой практике под твердыми каменными породами различных цветов с выявленной текстурой иногда подразумевают только граниты. Между тем, к этой группе кроме гранитов относятся также лабрадорит, диорит, сиенит, габбро, базальт, диабаз и кварцит.
Наиболее твердой каменной породой среди перечисленных являются кварциты. Требования особенной прочности и долговечности предъявляются к блокам, предназначенным для монументальной скульптуры и для постаментов к памятникам.
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ КАМЕННЫХ ПОРОД
ГРАНИТ
Гранит – это полнокристаллическая глубинная порода, состоящая, главным образом, из полевого шпата, слюды и кварца. Содержание кварца в гранитах – до 30%. Полевые шпаты имеют красный, желтый, белый, сероватый цвет.
Прочность гранита зависит от величины зерен. Граниты с мелкозернистым и среднезернистым строением отличаются высокой прочностью. (Предел прочности на сжатие – до 3000 кг/см2.) Граниты с крупнозернитым строением имеют пониженую прочность в пределах 1000-1500 кг/см2. Объемная масса – 2740 кг/м3. Кроме того, поверхность мелкозернистых и среднезернистых гранитов хорошо полируется, сохраняя полировку в течение нескольких столетий. Мелкозернистые граниты отличаются равномерной окраской без текстур. Крупнозернистые граниты имеют преимущественно пятнистую структуру, что объясняется неравномерным распределением их минералов. Количество цветов у гранита невелико, основных тонов несколько, а именно: красный, коричневый и зеленоватый, а также светло-серо-черные тона.
ДИОРИТ
Глубинная порода, состоящая, в основном, из минерала плагиоклаза и включающая цветной минерал, главным образом роговую обманку. В диорите кварц обычно отсутствует или содержится в небольших количествах. Цвет диорита – серый, темно-серый, но очень часто встречается диорит, окрашенный в серовато-зеленоватые и почти зеленые тона.
Диориты имеют среднезернистое, реже – мелкозернистое строение. Они могут быть тонко обработаны, но полируемость их средняя. Обрабатываются легче гранитов благодаря своей вязкости, однородности, мелкозернистости и почти полному отсутствию кварца. Предел прочности на сжатие – 1800-2400 кг/см2. Объемная масса – 2640 кг/м3.
СИЕНИТ
Глубинная порода светлого тона, кристаллически зернистого стороения, близкого по составу и структуре гранитам. Отличается от гранитов отсутствием кварца, который бывает вкраплен в очень незначительных количествах. Сиенит состоит и килиевого полевого шпата (70%) и цветного минерала (амфибол, пироксен, слюда). Цвет сиенита – белый, светло-серый, розовый и красный. Сиенит бывает очень светлым, что представляет большую редкость среди твердых каменных пород.
Сиениты обрабатываются легче, они менее долговечны и их декоративные свойства ниже, чем у гранитов. Сиенит хорошо принимает и удерживает полировку. Предел прочности на сжатие – около 2000 кг/см2. Объемная масса – до 2213 кг/м3.
ЛАБРАДОРИТ
Глубинная крупнокристаллическая порода, состоящая из плагиоклаза с примесью темных минералов, содержащихся в породе в количестве от 2 до 25% (пироксена, оливина и титанического железняка – ильменита). Встречается два вида лабрадорита: почти черный (в виде крупных черных кристаллов с темно-синим, золотистым, а, иногда, с красноватым оттенком) и серых оттенков (светло-серый, темно-серый, зеленовато-серый, синевато-серый).
Характерная особенность лабрадорита – это иррадиация (мерцание, образование отсветов на полированной поверхности зерен полевого шпата, вызываемых включениями минерала ильменита). Цвета иррадирующих кристалов – это синий, голубой и золотистый. Лабрадорит лучше подвергается обработке, чем гранит, вследствие его вязкости. Предел прочности на сжатие от 1000 до 2000 кг/см2 в зависимости от величины кристаллов. Объемная масса – 2840 кг/м3.
ГАББРО
Глубинная полнокристаллическая плотная вязкая порода, состоящая из плагиоклаза и темных минералов роговой обманки и биотита. Присутствие этих минералов придает габбро цвет – главным образом от серого до черного. Габбровые породы относятся к лучшим декоративным облицовочным материалам. Благодаря отсутствию кварца сравнительно легко поддаются обработке. Предел прочности на сжатие около 2000 кг/см2 для мелкозернистых разновидностей и около 1000 кг/см2 – для крупнозернистых. Объемная масса – 2970 кг/м3.
БАЗАЛЬТ
Излившаяся порода мелкозернистого строения. Иногда имеет среднезернистое и крупнозернистое строение. В зависимости от химического состава базальты обладают разными свойствами. По минералогическому составу базальт аналогичен габбро. Базальт – порода очень прочная: твердая, труднообрабатываемая. Предел прочности на сжатие доходит до 5000 кг/см2. Цвет базальта – черный, темно-серый; выветренный базальт – ржаво-бурого цвета.
ДИАБАЗ
Порода, родственная базальту, состоит из зерен различной крупности. По минералогическому составу аналогичен габбро. Цвет – темно-зеленый. Диабаз – прочная, твердая порода – обрабатывается легче, чем базальт. Предел прочности на сжатие доходит до 2000-2600 кг/см2. Объемная масса базальтов и диабазов – 2800 кг/м3.
КВАРЦИТ
Состоит из кварца. Кварциты образовались в результате перекристаллизации зерен кварца. Структура мелкозернистая, часто сливная, при которой зерна кварца, «обросшие» кварцевой массой, сливаются друг с другом. Кварциты могут быть серыми, розовыми, малиновыми. Предел прочности 3000-4000 кг/см2. Объемная масса до 3000 кг/м3.
ДЕКОРАТИВНЫЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ КАМЕННЫХ ПОРОД
По цвету каменные материалы делятся на две группы.
В одну группу входят минералы белого, серого и черного цвета, отличающиеся только по светлоте, а в другую – минералы цветные, характеризующиеся, кроме светлости, цветовым тоном и насыщенностью цвета. Одним из главных декоративных признаков служит светлота.
Серые и красные граниты составляют значительную группу декоративных камней.
К белым камням относятся известняки и некоторые разновидности мрамора.
К черным – темные лабрадориты и габбро.
Белые и серые камни часто имеют цветовые оттенки с незначительной насыщенностью (1-5%), эти оттенки определяются терминами «теплые» (желтоватые) или «холодные» (голубоватые).
Желтоватые оттенки повышают декоративность белых каменных материалов, а голубоватые – серых.
К декоративным качествам каменных материалов причисляют и выявление текстуры при полировке, зависящее от зернистости и строения породы. Исследователи декоративности каменных материалов, применяющихся в архитектуре, считают, что нельзя сформулировать единые требования к декоративности камня. Требования к материалу зависят от многих, иногда противоречащих друг другу, факторов.
