Мрамор - свойства, характеристики, состав, добыча и применение. Разновидности мрамора и его происхождение

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Мрамор - это горная порода основу которой составляет кальцит, т.е. карбонат кальция.

В обычных условиях он представляет собой белый порошок (рис. 1) разлагающийся при прокаливании и плавящийся без разложения под избыточным давлением углекислого газа. Практически не растворяется в воде, не реагирует со щелочами. Разлагается кислотами, хлоридом аммония в растворе. Переводится в раствор избытком углекислого газа, образуя гидрокарбонат кальция.

Рис.1. Карбонат кальция (основа мрамора). Внешний вид.

Химическая формула мрамора

Химическая формула карбоната кальция - CaCO 3 . Она показывает, что в составе молекулы этого сложного вещества находится один атома кальция (Ar = 40 а.е.м.), один атом углерода (Ar = 12 а.е.м.)и три атома кислорода (Ar = 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу карбоната кальция:

Mr(CaCO 3) = Ar(Ca) + Ar(C) + 3×Ar(O);

Mr(CaCO 3) = 40 + 12 + 3×16 = 52 +48 =100

Более наглядной является структурная (графическая) формула карбоната кальция . Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы. Структурная формула карбоната кальция имеет вид:

Карбонат кальция представляет собой среднюю соль угольной кислоты, которая способна диссоциировать на ионы в водном растворе согласно следующему уравнению:

CaCO 3 ↔ Ca 2+ + CO 3 2-

В этой связи для карбоната кальция также можно указать и ионную формулу :

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Значение слова мрамор, название камня, в переводе с древнегреческого, означает «белый», «блестящий камень». Мрамор – это горная порода, в большинстве своем состоящая из кальцита, как следствие не одного этапа кристаллизации горного известняка.

Мрамор легко полируется, это происходит благодаря тому, что кальцит, представленный зернами, хорошо связан между собой. Например, в строительстве и других отраслях мрамором принято считать любой камень, который более или менее хорошо поддается полировке. В процессе метаморфизма, т.е. определенных физических и химических преобразований чистейшего известняка, образуется мрамор, т.к. единственным реально возможным изменением кальцита, является не одна кристаллизация.

Мрамор бывает белым, желтым, бурым, розовым, зеленым, голубым, серым, черным, что говорит о входящих в его состав силикатах. Часто этот материал применяется в архитектуре и для изготовления фигур. Большая часть мраморов имеет яркую окраску, в таком случае рисунок можно определить только по направлению распила. Разновидности мрамора определяются по зернистости, некоторые из них имеют мелкое зерно, другие более крупное – грубое.

Химический состав мрамора и его физические особенности

Твердость мрамора от двух до трех единиц, плотность от 2,5 почти до трех. Известковый мрамор бурливо закипает, при этом растворяясь в не концентрированных кислотах, доломитовый мрамор доходит до состояния кипения только в виде порошка. Чистейший мрамор является диэлектриком и обладает хорошими электроизоляционными особенностями.

Места добычи в Российской Федерации

Мрамор есть во многих российских регионах. Использование данного камня началось с карельского минерала – вечного, красивого и долговечного, он имеет нежный палевый цвет и примесь розового, в большей степени применялся в оформлении Казанского и Исаакиевского соборов, минерал из ювенского месторождения украшает многие соборы северной столицы. Наиболее большими считаются места по добыче, расположенные на Урале, их там насчитывается больше двадцати, но фактически используется только восемь.

Применение мрамора

В стройке все камни, которые можно полировать, имеющие среднюю твердость, считаются мрамором. Это минерал благородного происхождения, он прост в обработке и очень хорошо выглядит во многих применениях. Русские работники, занимающиеся камнем, делали из него все, вплоть до фигур Древнего мира изображая их очень живыми и реалистичными, во всех традициях искусства и архитектуры. Больше всего в те времена мрамор использовали в украшениях дворцов скульптурами, мраморным было все, начиная с колонн, каминов и заканчивая зданиями в целом. Мрамор широко эксплуатируется как материал для изготовления монументов и надгробий, мраморные доски используются в электротехническом деле: панели распределителей, щитки. Мраморные крошки с добавлением песка образуют штукатурку и мозаику, а мука из мрамора применяется в сельскохозяйственном деле. Многие здания имеют мраморную облицовку различных оттенков.

Целебные свойства мрамора

С давних времен тянется поверье, что минерал оказывает положительное влияние на внутреннее состояние организма, а особенно пищеварительный тракт. Данный камень поможет успокоиться, освободит от бессонницы и стрессовых ситуаций, его активно используют во время сеансов массажей, при болях в суставах. При носке изделий из мрамора в виде бус можно избавиться от сердечно-сосудистых заболеваний и болезней горла. А от чрезмерного потоотделения избавит тех, кто носит браслеты и кольца.

Мрамор в магии

О применении мрамора в магии известно было и раньше, древние греки считали, что этот камень создан в честь богини Афродиты, святыни в ее честь тоже строились из этого камня. Греки верили, что камень поможет в любви и браке, деторождении. А римляне строили целые дома только потому, что верили в спасение от нечистой силы. Что касается гороскопа, то этот камень подходит всем представителям зодиака, он быстро идет на контакт с человеком и берет функции защиты на себя. Особенно хорошо было бы иметь талисман или оберег из мрамора тем людям, чья деятельность связана с риском.

Натуральный мрамор является одним из наиболее красивых и востребованных отделочных материалов. В нем воплощены колорит, изысканность и величие самой природы. В прежние времена отделка дома мрамором была уделом только знатных и богатых людей. Сейчас такая роскошь, несмотря на высокую стоимость, доступна любому человеку. Как и прежде, мрамор является символом величия и природной красоты.

Описание

Натуральный мрамор — кристаллическая горная порода, образованная из доломита или известняка, подвергшаяся воздействию давления и перепадов температуры. Считается, что камень обладает бактерицидными свойствами.

Не зря его использовали в Древней Греции для отделки купален. И уж доподлинно известно, что мраморные изделия имеют положительную энергетику, подпитывающую своих хозяев и нейтрализующую негативные воздействия со стороны.

Мрамор обладает средней степенью твердости. Благодаря этому он легко поддается обработке шлифовальными инструментами и хорошо полируется. После полировки проявляется истинная красота натурального камня.

Мрамор, обладающий сравнительно однородной структурой, неплохо переносит перепады температур. Его пористость составляет 1-4 %. Она зависит от тех примесей, которые входят в его состав. При наличии рыхлых и неустойчивых примесей пористость и морозостойкость мрамора ухудшаются. Водопоглощение камня не превышает 0,5 %, что говорит о его положительных качествах как облицовочного материала.

Общие сведения о мраморе — сорта и фактура:

Виды натурального мрамора

Не зря считается, что любой камень является живым существом. Он может быть теплым или холодным, невесомым или массивным, успокаивающим или возбуждающим. Различные виды мрамора обладают своими, только им присущими свойствами.

Цвет натурального мрамора может быть практически любым. Это зависит от входящих в его состав примесей. Рисунок, получаемый после полировки камня, зависит не только от его структуры, но и от направления его распиловки. Ниже перечислены разновидности натурального мрамора.

Мрамор представляет собой кристаллическую горную породу, основной составляющей которой является кальцит. осуществляется на мраморных месторождениях и требует больших финансовых затрат.

Белый. Этот вид мрамора еще называют скульптурным, так как он идеально подходит для изготовления статуэток и скульптур. Белый цвет свидетельствует об отсутствии примесей. Камень может иметь прожилки различной окрашенности. Данный вид легче всего поддается резке и шлифовке.

Фото белого мрамора

Черный. Представляет собой вулканическую горную породу осадочного типа. Содержит высокий процент примеси графита или битума. Особо ценится черный мрамор, имеющий золотистые прожилки или вкрапления. Наличие сульфида железа дает черному мрамору синий отлив.

Фото камня — черного мрамора (на серебре)

Лунный. Это камень голубовато-серебристого оттенка, обладающий своеобразным внутренним свечением. Встречается в природе относительно редко.

Серый. Различают два типа серого натурального мрамора — с крупнозернистой и мелкозернистой структурами. Как правило, в общей массе серого материала выделяются более темные или светлые вкрапления.

Фото серого мрамора

Зеленый. Такой цвет придают материалу железосодержащие силикаты. Зеленый мрамор часто используют в качестве талисманов и оберегов.

Красный. Оригинальный и ценный сорт натурального мрамора. Красный оттенок придает присутствующий в породе оксид железа.

Бежевый. Лимонит и марганец влияют на создание теплого и приятного оттенка мрамора.

Розовый. Считается наилучшим вариантом отделки ванной комнаты. Насыщенность розового цвета зависит от концентрации в горной породе оксида железа.

Синий. Это один из самых редких минералов. Синий цвет создает особая примесь — голубой диопсид. От ее концентрации зависит насыщенность цвета. Мрамор может иметь разброс оттенков от голубого до фиолетового.

Голубой. Оригинальная расцветка голубого мрамора обусловлена наличием голубых прожилок на белом или светлом фоне. Чем выше концентрация прожилок, тем более насыщенный цвет имеет минерал.

Коричневый. Такой оригинальный цвет, в совокупности с наличием светлых узоров, притягивает к себе взор. Оттенок появляется в материале благодаря наличию в породах марганца, карбоната железа или высокой концентрации лимонита.

Другие разновидности натурального мрамора в декоре:

Плюсы и минусы

Как и любой строительный материал, мрамор имеет как положительные стороны своего использования, так и отрицательные.

Вначале перечислим достоинства натурального мрамора:

• Пластичность мрамора дает возможность его легкой и эффективной обработки.
• Прочность внутренней структуры. При обработке (полировании, резке, сверлении) материал сохраняет свою целостность, не изменяя своих свойств. Механическое воздействие не ведет к образованию внутренних трещин, разломов и отслоений. Многие удивляются, что можно создать невероятно сложные и утонченные барельефы, фрески и фигуры из мрамора.
• Невероятная долговечность натурального мрамора позволяет утверждать, что он ставится «на века». По отзывам людей, использующих мраморную облицовку, данный материал вообще не подвержен каким-то временным изменениям, сохраняя десятилетиями свой первозданный вид. Мрамор никогда не пожелтеет, даже находясь все время на открытом воздухе.
• Низкое водопоглощение влечет за собой повышенную морозостойкость натурального мрамора.
• Со временем мрамор не изменяет свою структуру, то есть, не становится рыхлым или хрупким.
• Материал обладает устойчивостью по отношениям к едким химическим веществам.
• Мрамор абсолютно безопасен во всех отношениях. Отсутствуют какие-либо выделения даже при нагревании камня. Материал не проводит электроток и не накапливает в себе статический заряд. Мрамор прекрасно подойдет для отделки пола во многих помещениях с повышенной влажностью.
• Бактерицидные свойства натурального мрамора научно доказаны. На поверхности камня не накапливаются бактерии. Воздух в помещении, отделанном мрамором, никогда не будет затхлым или застоявшимся. Очевидцы утверждают, что, будучи использованным в ванной комнате или в бане, мрамор помогает создать в помещении идеальный микроклимат, комфортный для человека.
• Высокая экологичность камня, исходящая из его полностью природного происхождения.

Мрамор – необычайно красивый, сияющий, мягкий и пластичный материал. Но со временем он начинает тускнеть и терять свой цвет, трескаться. Поэтому

Наверняка каждому известно о ценности мрамора. Свойства этой метаморфической горной породы позволяют использовать его в самых разных отраслях. Какие же у него особенности?

Химические характеристики

Начать рассказ о свойствах мрамора можно, пожалуй, с такого факта: эта горная порода состоит исключительно из кальцита СаСО 3 . Он еще известен как известковый шпат. Это минерал из группы карбонатов (солей и эфиров угольной кислоты).

Интересно, что кальцит является самым распространенным биологическим минералом. Он составляет эндоскелет и раковины многих скелетных беспозвоночных.

Стоит отметить, что при перекристаллизации вещества с формулой CaMg(CO 3) 2 образуются доломитовые мраморы.

Если говорить о твердости, то она у мрамора составляет 2.5-3 балла по шкале Мооса. Плотность равна 2,3-2,6 г/см³. Это не очень прочный материал - его можно поцарапать медью.

Технические характеристики

Пару слов стоит сказать про физические свойства мрамора. Их можно выделить в следующий перечень:

• Поглощение воды варьируется от 0.15 до 0.5 процента.
• Сопротивляемость сжатию равна 500-2500 кгс/см 2 .
• Пористость может колебаться от 0.6 % до 3.5 %.
• Истираемость варьируется от 0.4 до 3.2 г/см 2 .

Однозначной структуры у материала нет. Основных две. Мелкозернистая структура наделяет материал превосходными полировочными свойствами. И в применении мрамора это учитывается. А грубозернистая структура отражается на спайности зерен.

Примеси

Рассказывая про химические основные свойства мрамора, нужно отметить, что в нем всегда есть хотя бы минимальная часть других минералов и органических соединений. Они оказывают влияние на качество материала - либо снижают, либо повышают его декоративность. И окраска, кстати, тоже зависит от примесей. Большинство цветных горных пород имеют полосчатую или пеструю окраску. Вот примеры влияния примесей на цвет:

• Оксид железа (соединение металла с кислородом). Окрашивает мрамор в красный цвет. Реже встречаются розовые модификации. Еще сложнее увидеть мрамор с «ржавым» оттенком.
• Сульфид железа высокой дисперсии (бинарное соединение серы и железа неорганического характера). Окрашивает мрамор в черно-синий цвет.
• Силикаты с содержанием железа. В частности хлорит (слюдоподобный минера) и эпидот (сложный железо-алюминиево-кальциевый силикат). Они окрашивают мрамор в зеленый цвет.
• Лимонит (минеральный агрегат, являющийся смесью гидратов оксида железа), а также карбонаты марганца и железа. Окрашивают мрамор в бурые и желтые тона.
• Графит (модификация углерода) и битум (горная смола). Окрашивают в черные, голубые и серые цвета.

Рассказывая об особенностях и свойствах мрамора, нужно отметить, что рисунок еще определяется направлением, по которому распиливают камень. Узор, как и цвет, проявляется после полировки.

История минерала в России

В нашей стране много областей, где добывается такой камень, как мрамор. Свойства его были оценены по достоинству уже давно.

Первым в России начал использоваться минерал карельского происхождения. Это долговечный и визуально привлекательный камень был обнаружен в маленькой деревне под названием Тивдия. Его отличает нежно-палевый цвет с прожилками розового оттенка. Именно он был использован во внутреннем убранстве находящихся в Санкт-Петербурге Исаакиевского и Казанского соборов.

Затем неподалеку от Ладожского озера (крупнейшего пресноводного водоема в Европе) был обнаружен ювенский мрамор. Его тоже использовали в качестве отделочного материала во многих соборах и дворцах Санкт-Петербурга.

Месторождения

Крупнейшими месторождениями в России являются те, которые находятся на Урале. Всего их насчитывается 20. Однако наделенный особыми свойствами мрамор добывают только из восьми залежей.

Белый, например, сосредоточен в Коелгинском и Айдырлинском месторождениях. Серый - в Полевском, Уфалейском и Мраморском. Желтый добывают из залежей около Починского и Октябрьского карьеров. Розово-красный минерал сосредоточен в Нижнетагильском месторождении, а черный - в Першинском.

На территории Западной Сибири и Алтая находится более 50 залежей. Однако разрабатывается лишь три месторождения. В Пуштулимском добывают тонкозернистый мрамор белого цвета с зелено-красными прожилками. В Граматушинском сосредоточен розово-сиреневый минерал. Рядом с Петеневским карьером добывают кремово-серый мрамор.

Также крупное месторождение находится в Хакасии. Оно называется Кибик-Кордонским. Там сосредоточено более 20 разновидностей мрамора всяческих оттенков - серо-зеленого, кремового, желтого, белого, оранжевого.

И конечно же, эта горная порода есть на Байкале. В Иркутской области находится месторождение Буровщина. Там добывают крупнозернистый мрамор красно-розового цвета с серым, оранжевым, зеленым и сиреневым оттенками. Именно данный материал был использован в отделке многих станций метро в Москве ("Третьяковская", "Марксистская" и т. д.).

Целебные свойства

Литотерапевты говорят, что они характерны для мрамора. Свойство исцелять - одна из причин, по которым многие ценят эту горную породу. Если верить этим утверждениям, то минерал способен:

• Вылечить заболевания кишечника, поджелудочной железы и желудка.
• Избавить от беспричинных страхов.
• Исцелить от бессонницы.
• Снять стрессы.

Многие практикуют массаж мраморными шарами. Говорят, он помогает при люмбаго (прострелы), радикулитах, сосудистых заболеваниях.

Из мрамора даже делают кулоны и бусы. Они помогают избавиться от болей в горле, а еще предотвращают развитие сердечно-сосудистых заболеваний. Браслеты и перстни из этого минерала советуют носить людям с повышенной потливостью.

Магические свойства

И за них тоже ценится мрамор. Свойства этой горной породы издавна были признаны людьми. Древние греки посвятили данный минерал Афродите, богине любви. Все ее храмы воздвигались из мрамора.

Считалось, что этот материал наделяет верностью и преданностью каждого, кто к нему приблизится или прикоснется, а еще остужает сладострастие. Мрамору приписывали способность делать супружескую любовь крепче и помогать в рождении хорошего, здорового потомства.

А в Древнем Риме люди строили из этого материала дома или же облицовывали свои жилища им. Так они защищали свой кров от влияния злых духов.

В Индии даже в наше время у самых бедных семей есть как минимум одно изделие из мрамора. Жители этой стран уверены - он является посредником между добрыми духами и людьми.

Кстати, астрологи советуют иметь при себе мраморное изделие всем, вне зависимости от знака зодиака. Говорят, камень моментально настраивается на биологическое поле владельца и оказывает позитивное влияние на его ауру.

Применение

Уникальные свойства мрамора полноценно используются в строительной сфере. Названием этого минерала именуются метаморфические породы, имеющие среднюю твердость и поддающиеся полировке. К таковым относится:

• Мрамор.
• Мраморизованный известняк. Его еще называют юрским мрамором. Это известняк с массивным слоистым сложением, цвет которого варьируется от бежевого до серо-голубого. В нем содержатся различного рода органические окаменелости.
• Плотный доломит.
• Карбонатные брекчии. Сцементированная горная порода, которые сложена из обломков угловатой формы.
• Карбонатные конгломераты. Осадочная горная порода. Тоже сцементированная, как и брекчии. В ее состав входит галька, окатыши и связывающее вещество. Интересно, что внутри одних конгломератов нередко содержатся другие.

Используются полезные свойства мрамора при воздвижении памятников (надгробий и скульптур), в облицовке и внутренней отделке. Также из него изготавливают доски, применяемые в дальнейшем в электротехнике - из них делают панели диспетчерских, распределительных и приборных щитов.

Еще мрамор превращают в крошку, которую используют для формирования штукатурки и каменной мозаики. Это вещество в данном случае играет роль заполнителя бетона.

И конечно же, материал используется при облицовке фонтанов и каминов, в изготовлении столешниц, балясин, полов, лестничных маршей и полов. А всем известные мозаичные рельефы, композиции и круглые изваяния делают из однотонного, чаще всего белого мрамора.

Один из красивейших представителей горных пород. Для добывания этого камня разрабатываются карьеры, а также шахты, имеющие большую глубину. Особенность строения мрамора в том, что для него характерна кристаллическая структура, которая образуется путем перекристаллизации карбонатных соединений в течение долгого времени. Этот процесс может продолжаться несколько миллиардов лет, после чего камень постепенно приобретает тот внешний вид, который мы знаем. Если вдаваться в подробности о том, какое химическое строение имеет мрамор, формула его состоит из нескольких веществ, от которых зависит его плотность, масса, объем, твердость и другие характеристики.

Химические особенности мрамора

Если выражаться точнее, химическая формула мрамора не имеет устоявшегося, специального обозначения, благодаря которому этот камень был бы узнаваем на основании языка менделеевской таблицы.

Из чего состоит мрамор? Состав его довольно прост: в основном, это доломит и кальцит , продукты преобразования кальция и магния. Из названий этих минералов и происходят кальцитовый и доломитовый виды камня. Их названия напрямую зависят от того, какой процент того или иного элемента присутствует в составе.

Кальцит обозначается как CaCO3, а доломит - MgCO3. Если содержание кальцита в горной породе составляет 90 процентов и больше - это кальцитовый мрамор, а если в ней имеется смесь доломита и кремнезема в соотношении с 50% кальцита - камень принято считать доломитовым.

Чем обусловлены разные цвета камня и его рисунки

Красоту и многоцветие у мрамора также «диктует» его химический состав. Если в породе присутствует оксид железа, камень будет красным, либо розовым разных оттенков. При наличии в камне сульфида железа он будет иметь иссиня-черную окраску, а если в нем имеются хлористые соединения и эпидот, он станет . Соединения гидроксидов железа и лимонита обеспечат желтую палитру цветов, оттенки которой могут варьироваться от сероватых до бурых. Примеси графита и битума могут дать голубой, и серый цвета камня.

Что же касается его причудливых рисунков (пятен, прожилок, разводов) - это результат неравномерного образования и распределения в породе минеральных примесей.

Технические и физические характеристики:

• плотность мрамора на 1м³ - 2600-2900 кг (в зависимости от того, в какие цвета окрашен мрамор, плотность его может варьироваться в пределе этих цифр);
• уровень сопротивляемости при сжатии - от 500 до 2500 кг/см² ;
• уровень пористости - от 0,6 до 3,5% ;
• истираемость - 0,40 до 3,20 гр/см² ;
• твердость - 2,5-3 по шкале Мооса;
• процент водопоглощения - от 0,15 до 0,5 ;
• удельный вес мрамора - 2,6- 2,8 .

Физические свойства этого камня также определяются такими показателями, как прочность мрамора и его структура. Мелкозернистый вид легко полируется, а крупнозернистый обладает хорошо видимой спайностью зерен. Благодаря высокому уровню пористости он «дышит» и создает в помещении атмосферу свежести и легкости.

Мрамор, формула которого включает в себя большое количество кальцитов, довольно прочен, но на нем могут остаться царапины в результате случайного механического воздействия. Самые прочные виды - это мелкозернистые, имеющие вторую категорию по общепринятой шкале прочности Мооса.

Кстати, существует еще и искусственный мрамор, химическая формула которого в корне отличается от природной «химии» камня естественного происхождения.

Благодаря отсутствию пористости по причине применения в его изготовлении полиэфирных и акриловых смол, он и обладает высокой прочностью. Искусственные образцы состоят из этих смол примерно на 20 процентов, а остальные 80 представлены крошкой мраморного происхождения. Иными словами, в составе «рукотворного» камня присутствует настоящая мраморная крошка.

Как видно, химический состав мрамора искусственного происхождения в корне отличается от естественной горной породы. Именно это и дает мастерам широкую возможность выбора материалов - в зависимости от целей их применения и требований к высоте тех или иных показателей.