Немногие материалы имеют так много различных применений, как мрамор. Этот камень обладает рядом полезных свойств, которые делают его незаменимым в промышленности и искусстве. Он легко режется и полируется специальными инструментами, ему присуща своеобразная эстетика. Изделия из мрамора пользуются популярностью во всём мире, среди всех слоёв населения. В этой статье рассказывается о происхождении мрамора и его свойствах, о добыче и применении его разновидностей во многих сферах жизнедеятельности.

Что такое мрамор

Мрамор (в переводе с греческого – «сияющий») – это кристаллическая горная порода, образованная в результате метаморфических трансформаций карбонатов – известняка и доломита. Метаморфизмы происходят при сильном давлении и высокой температуре, вследствие чего мрамор имеет зернистую структуру и легко поддаётся обработке. Мрамор – это ценный и редкий материал, который используется в различных областях – строительстве, искусстве, архитектуре. Благодаря своей кристаллической структуре камень имеет узоры, образованные переливом различных оттенков в зависимости от своего происхождения.

Происхождение мрамора

Чтобы понять, как образуется материал, необходимо мысленно заглянуть в недра земли. Остатки микроорганизмов, существовавших на Земле на протяжении многих тысячелетий, превращаются в известняк. Он же, в свою очередь, под давлением огромной силы из-за напирающих сверху слоёв горных пород и высокой температуры, кристаллизуется и превращается в камень. Иногда в процессе происхождения мрамора участвуют доломиты, образованные в результате воздействия калия на грунтовые воды. И лишь изредка удаётся встретить породу, образованную минералом арагонитом.

Мрамор часто путают с мраморизованным известняком. Отличие состоит в том, что мрамор – это полностью перекристализованный известняк. На вид его можно отличить за счёт гораздо меньшего количества окаменелостей в своей структуре, так как в процессе метаморфизма они превращаются в кристаллы. Несмотря на незавершённый процесс кристаллизации, мраморизованный известняк по своим параметрам ненамного уступает чистому мрамору.

Из чего состоит мрамор

В структуре мрамора могут встречаться множество минералов, таких как мусковит, кварц, биотит, тремолит, форстерит, тальк и актинолит. Но основную долю занимает кальцит и иногда доломит.

По содержанию известняка в камне его разделяют на две группы:

• кальцитовый: кальцит в пределах 90-99%, содержание доломита до 4%, возможны незначительные примеси других минералов;
• силикатный: кальцит в пределах 50%, содержание доломита до 35-40%, примесь кремнезёма до 25%.

Чаще всего кристаллы кальцита имеют большой размер и видны невооружённым глазом. Реже встречаются виды мрамора, имеющего более мелкую кристаллическую структуру – они пользуются чрезвычайной популярностью в области скульптурного искусства.

Химический состав

Помимо минералов, встречающихся с завидным разнообразием в составе мрамора, существуют и различные химические примеси. Оксид железа, фосфорная кислота чаще встречаются в кальцитовом камне. В силикатном же значительную часть занимает диоксид кремния и оксид алюминия. В зависимости от происхождения породы нередки вкрапления пирита, марганца, лимонита. Также встречаются битум, графит, хлорид, сульфит железа. Химические примеси определяют цвет благородного камня, благодаря чему возможно образование мраморного камня самых причудливых оттенков.

Свойства мрамора

Мрамор отличается гидрофобизацией, коэффициент его водопоглощения очень низок (в пределах 0,08-0,12%), благодаря чему может применяться при отделке сооружений, скульптур и помещений в тесном контакте с водой. Ему практически не страшны температурные перепады, и даже воздействия высоких температур не оказывают значительного влияния на материал – его часто применяют в изготовлении каминов. Пористость составляет менее 1%, но несмотря на это, мрамор считается «дышащим» материалом, нормализирующим микроклимат в помещении.

Плотность мрамора варьируется в пределах 1900-2900 кг/м³. Она зависит от вида камня, от химического состава и содержания различных примесей в материале. От плотности зависят и другие характеристики материала, такие как прочность мрамора на излом и сжатие. Сопротивление излому у разных видов камня варьируется от 10 до 30 МПа, а сопротивление сжатию – от 100 до 250 МПа.

Твёрдость мрамора по шкале Мооса составляет от 3 до 4 баллов, что соответствует твёрдому материалу. Материал имеет большую твёрдость, чем образующие его минералы, но меньшую, чем магматические породы (для сравнения, твёрдость гранита по шкале Мооса составляет около 8).

Другие характеристики мрамора:

1. Теплопроводность в среднем составляет 2,8 Вт/(мК). Это означает, что камень почти не проводит тепло и является теплоизолирующим материалом.
2. Истираемость колеблется в диапазоне от 0,4 до 3,2 г/см². Лестница из мрамора будет истираться на 0,02 мм в год.
3. Радиоактивность – нулевая. Мрамор по своему происхождению не содержит радиоактивных изотопов (в отличие от гранита).

Материал способен выдерживать значительные статические и динамические нагрузки. По показателям механической прочности он превосходит бетон более чем в 2 раза, однако мрамор легко поцарапать ножом. Если разбить плиту, линия разлома будет рыхлой, и это добавляет удобства при полировке камня.

Виды мрамора

Мрамор можно классифицировать по разным параметрам: строению, цвету, месту добычи. Если рассматривать внутреннюю структуру камня, то он бывает:

• простой – получается из чистого кальцита, имеет равномерную окраску;
• составной – если в структуре в достаточном количестве присутствуют тальк и хлорит, то их слои перемежаются со слоями кальцита;
• брекчиевый – содержит обломки минеральной породы, сцементированные между собой мраморной массой;
• раковинный – состоит из доисторических окаменелостей вперемешку с кальцитом.

Простой мрамор в большей степени используется в области скульптурного искусства, тогда как различные его разновидности высоко ценятся в архитектуре за счёт необычайной прочности и уникальной структуры. Наиболее чистая порода имеет яркий белый цвет, но встречается слишком редко.

Цвет мрамора

Чаще всего встречается камень со светлыми оттенками – это обусловлено небольшим содержанием примесей в материале. Но в зависимости от содержания других минералов, цвет может варьироваться от светло-желтого до тёмно-бурого. От того, какого цвета мрамор, зависят и его свойства. Поэтому камень разных цветов применяется в разных целях.

Самыми распространёнными цветами мрамора являются:

1. Белый. Минимум примесей, легко поддаётся обработке. Часто применяется при создании скульптур и в промышленности – белый мрамор измельчают и добавляют в красители для стройматериалов. Часто встречаются прожилки других цветов, поэтому чистейший мрамор – редкость.

2. Чёрный. Цвет свидетельствует о преобладании битума, графита в составе. Встречается редко. Используется в декоративных целях, для облицовки фасадов, при изготовлении памятников.

3. Красный. Редчайший вид камня. В составе в большом количестве находится оксид железа – именно он и придаёт красный оттенок камню. Ценится для отделки мебели, облицовки элементов декора. Легко поддаётся обработке.

4. Жёлтый и коричневый. Может содержать лимонит, марганец, карбонат железа. Используется для отделки каминов, колонн, фасадов. Визуально расширяет помещение.

5. Зелёный. Примеси серпентина, хлорита, тремолита. Имеет ветвистый или волнообразный рисунок. Им отделывают ванные комнаты, кухни.

6. Синий и голубой. Ярко выраженный окрас встречается редко. Имеет примесь диопсида, иногда – графита. Ценится меньше других видов, так как повсеместно распространён. Чаще всего это серый камень с голубоватыми прожилками.

Недостатки мрамора

К недостаткам материала можно отнести его уязвимость при контакте с агрессивными химическими средами. Он вступает в реакцию с соляной кислотой, при этом растворяясь и выделяя углекислый газ. Поэтому для ухода за мрамором рекомендуется использовать слабощелочные средства. Также он не подходит для отделки напольных покрытий в местах большого скопления людей – помимо того, что камень будет быстрее истираться, он требует защиты от грязи и пыли. При декоративной отделке больших площадей мрамором необходимо учитывать его неоднородную структуру и переливы оттенков.

Где добывают мрамор

Месторождения мрамора разбросаны по всему миру. В Европе, Азии, Африке и Америке находятся крупнейшие из них. Самыми знаменитыми являются:

1. Каррарское месторождение. Расположено в Альпах. Преобладающий цвет – молочно-белый, иногда с голубыми прожилками. Разработка камня здесь велась со второго века до нашей эры. Именно из него были воплощены величайшие творения скульптурного искусства эпохи Возрождения. Добыча камня продолжается и по сей день.
2. Саянское. Одно из крупнейших месторождений, расположенных в России. Цвет – белый с розовыми и бежевыми оттенками. Помимо Саянского, на территории Урала расположены ещё несколько месторождений с преобладанием камня жёлтого, серого и черного цветов. Получили известность в XVIII веке нашей эры.
3. Паросское. Находится в Греции. Пожалуй, крупнейшее месторождение древности. Разработка камня здесь велась с седьмого века до нашей эры. Именно благодаря этому месторождению были возведены величественные скульптуры и сооружения древних времён. Цвет камня преимущественно жёлтый.

Также материал добывается в Норвегии, на Кубе, во Франции, в Южной Африке, в Аппалачах. Украина, Грузия, Армения и Узбекистан тоже могут похвастаться месторождениями благородного камня.

Что делают из мрамора

Сфера применения материала необычайно широка. Благодаря множеству своих видов, камень используется в областях промышленности и искусства. Обработка мрамора не является сверхсложным процессом, и поэтому материал был востребован во все времена. Современное использование таково:

• облицовка фасадов зданий;
• внутреннее применение для отделки элементов декора;
• напольные покрытия;
• статуэтки, барельефы;
• отделка бассейнов, фонтанов;
• украшения – серьги, кольца, браслеты;
• изготовление памятников;
• в качестве наполнителя для строительных материалов – побелок, штукатурок, бетона.

Интересные факты о мраморе

В России насчитывается более 20 месторождений камня, но добыча ведётся лишь из восьми. Отсутствие инфраструктуры в Сибири и на Урале приводят к тому, что добыча камня из многих месторождений является нерентабельной. Слишком высокой оказывается себестоимость добычи и переработки.

Знаменитый Тадж-Махал, построенный в XVII веке, считается целиком мраморной постройкой. Даже башни и купола Тадж-Махала состоят из этого благородного камня. Тот факт, что Тадж-Махал до сих пор сохранил свой величественный внешний вид, говорит в пользу прочности и долговечности мрамора.

В древнем Риме материал использовался для статуй членов императорской семьи. Для знаменитостей же делали бронзовые статуи.

В древней Греции мрамор считался камнем богини Афродиты. Он символизировал любовь и семью. Считалось, что он помогает супругам наладить мир и гармонию в отношениях, охладить страсти. И по сей день многие люди приписывают благородному камню магические свойства – считается, что он помогает при проблемах со здоровьем.

В Индии материал до сих пор пользуется повсеместной распространённостью. Люди верят, что с помощью него им удаётся отгонять злых духов и налаживать взаимоотношения с близкими.