Состав определяет свойства

Натуральный камень многие века является не только превосходным строительным, облицовочным и декоративным материалом, но и объектом научного изучения. Для различных горных пород и минералов давно определена зависимость их свойств от структуры и состава. Данное знание вполне можно использовать в практических целях, выбирая подходящий материал для реализации своих идей.

Прежде всего отметим, что состав пород может быть полиминеральным или мономинеральным. Свойства последних определяются породообразующим минералом, в частности формой и размером его частиц, особенностями структуры и химической связи между частицами. Например, кварциты отличаются высокой твердостью, механической прочностью и плотностью, стойкостью к процессу химического выветривания. "Ответственным" за все эти замечательные характеристики выступает, как несложно догадаться, кварц.

Несколько иные свойства дарит известнякам кальцит - относительно легкая растворимость в воде, низкая твердость. С одной стороны, мрамор напрямую подпадает под это влияние, поскольку являются метаморфизованным видом известняков. С другой стороны, в данном случае большую важность приобретает корректирующие влияние вторичных генетических факторов, таких как давление и высокая температура. Благодаря этому, роль кальцита, оставаясь ведущей, может быть несколько преуменьшена в процессе формирования конечных свойств камня.

В данном контексте можно также проследить следующую закономерность - осадочные мономинеральные породы, известняки при условии малопористости имеют показатели плотности, прочности и упругости практически идентичные аналогичным параметрам кальцита. По мере увеличения пористости и появления структурных дефектов, которые неизбежно возникают в процессе генезиса мономинеральных пород, происходит интенсивное снижение прочности и упругости. Таким образом, мрамор, который относится к малопористым породам, обладает максимально возможными знаниями параметров, влияющих на его практическое использование.

Эта закономерность действует также применительно к полиминеральным породам, в тех случаях, когда влияние породообразующего минерала на формирование конкретных свойств породы оказывается особенно велико, вследствие его количественного преобладания. Что касается магматических пород, к которым относится гранит, то с увеличением доли кварца растет и механическая прочность камня. При этом рост содержания полевых шпатов и слюды оказывает негативное влияние на прочность. Причины этого кроются в том, что полевой шпат сам по себе не отличается большой прочностью при сжатии, в отличие от кварца, в тоже время, слюда способствует процессу механического разрушения гранита, образуя внутренние скалывающие напряжения.

Если доля слюды в составе породы небольшая, или она оказывается замещена роговой обманкой, камень напротив приобретает высокую степень вязкости и прочности. По мере роста пористости, например у выветрелых образцов, резко снижается и прочность.

Остановимся на вопросе пористости поподробней. В некоторых породах (туфы) она может быть довольно грубой, в других (ракушечники) крупной, возможны варианты мелкой и практически неразличимой даже под микроскопом (диатомиты). В горных породах различают два вида пористости - первичную и вторичную.

Первичная пористость определяется формой и размером частиц, характером их взаимного расположения, величиной давления, которое оказывало свое воздействие в ходе формирования структуры. Вторичная пористость возникает уже на более поздних этапах отвердевания породы, например, при замещении или растворении отдельных минералов. Существенное влияние в этом случае оказывает фактор выветривания. Вторичные поры отличаются более устойчивыми размерами, благодаря своему появлению в уже твердой массе, таким образом они оказываются слабо подвержены последующему заполнению новыми минералами или спрессовыванию.

Подводя итог, остается только еще раз подтвердить справедливость старой истины - "Знание - сила". При выборе тех или иных видов природного камня следует обращать самое пристальное внимание на баланс его составляющих компонентов.