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知识 | 花岗石为什么那么坚硬?

发布日期:2020-12-12 作者: 点击:

在作品《芙蓉镇》中,作者古华用了一句“他不是木脑壳,虽是吃后悔药可悲,但总比那些花岗岩脑壳至死不悔改的好得多”来描绘王秋赦的心理活动。在这里,“花岗岩脑壳”被用来比喻人顽固不化,可谓是十分传神了。


事实上,花岗岩不仅坚硬,还是地表中最坚硬的岩石之一,仅次于钻石。它不仅硬度高,相较大理石而言更难加工,同时还耐酸、耐风化、耐水蚀,甚至,其抗压强度达到了15,000~20,000磅/平方英寸,正常使用状态下,外观色泽可以保持上百年。正因为花岗岩如此“顽固”,人们才喜爱用它来做外墙饰面、檐柱、墙础、地板、碑石,还每每能在一些富丽堂皇的装饰工程中大放异彩。



那么,花岗石为什么能够如此坚硬呢?其实,这主要是出于两个原因。


一个是因为花岗石的成分。我们都知道,我们常用做加工建材的花岗石,主要是由长石(通常是钾长石和钠钙长石)和石英组成,其中还参杂了少量的云母(主要是黑云母),此外,还富含极微量的矿物质,如锆石、磷灰石、磁铁矿、钛铁矿和榍石等等。这其中,构成花岗石90%以上的矿物颗粒长石和石英,都富含二氧化硅,这是一种空间网状结构的原子晶体,坚硬难溶,化学性质不活泼。也因此,长石和石英有“金刚两兄弟”之美誉,如此,也就不难理解花岗石什么生得特别坚固了。


(一般花岗石中,石英含量为20%~40%。正因为石英质地坚硬,远在石器时代,人们就用它制作石斧、石箭等简单的生产工具,以猎取食物和抗击敌人。当下,人们用它熔融后制成的玻璃,用于制作光学仪器、眼镜、玻璃管和其它产品,以及制作精密仪器的轴承、研磨材料、玻璃陶瓷等)


另外,花岗石属火成岩,是由岩浆喷出地表或侵入地壳冷却凝固所形成的。一方面,花岗石因此显得颗粒大小均匀,呈镶嵌状及粒状结晶组织具,另一方面,花岗石内部的矿物颗粒因此联系十分紧密,间隙极小,孔隙常常占不到岩石总体积的1%。所以,花岗石拥有相对更耐水蚀的性能,并且更难以被加工。

泸州花岗石.png

(花岗石矿物颗粒联系十分紧密)

当然,由于各地花岗石岩层中岩晶的组成不同,蚀变程度也不同,因此各地花岗石的硬度也存在一定的区别。例如,四川许多红色系列的花岗石,如芦山红、三合红、荥经红、雪花红等,都因为受到不同程度的蚀变作用,而具有较高的硬度。又例如,广西的枫叶红与福建的G648虽然具有十分相似的化学成分和矿物成分,但因为枫叶红具有粗粒结构,G648相对更细,因此枫叶红的硬度高于G648。


正确了解花岗石的硬度,对于消费者而言,意味着能够选择更合适的产品,帮助其打造一流的建筑质量,延长石材的使用年限,而对于加工厂而言,往往意味着选择更合适的石材加工工具和加工手法。例如,锯切G657、南非红等高硬度花岗石时,要选择高强度、低浓度的金刚石和较软结合剂的刀头,使用较低的圆周速度和较小的下刀深度,才能保证切割效率。而在锯切G654、济南青等硬度较低的花岗石时,就必须选用中等强度、较高浓度的金刚石和较硬结合剂的刀头,使用较高的圆周速度和较大的下刀深度,才能保证正常的锯切效率;又例如,由于花岗石硬度更大,加工周期更长,加工成本更高,因此相对比较适合做火烧面,却不适合做酸洗面。而硬度较低的大理石则相反,它更适合做酸洗面,不适合做火烧面。

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