Ορυκτολογία, φυσικομηχανικές ιδιότητες και φυσική ραδιενέργεια των τεχνογρανιτών

Περίληψη

Στην παρούσα εργασία μελετώνται 13 δείγματα τεχνογρανιτών. Γίνεται περιγραφή της παραγωγικής διαδικασίας κατασκευής τους. Προσδιορίζονται η ορυκτολογική τους σύσταση, οι φυσικομηχανικές τους ιδιότητες και η φυσική ραδιενέργεια που εμφανίζουν και γίνεται σύγκριση αυτών με τα φυσικά πετρώματα. Γενικά τα δείγματα τεχνογρανιτών χαρακτηρίζονται ως λεπτόκοκκα έως μεσόκοκκα πετρώματα. Αποτελούνται κυρίως από ρητίνη, χαλαζία και γυαλί, με το ποσοστό της ρητίνης στα περισσότερα δείγματα να υπερβαίνει τα ποσοστά των υπολοίπων. Με βάση την ορυκτολογική τους σύσταση και το μέγεθος των κόκκων θεωρείται πιθανό, για την κατασκευή των τεχνητών αυτών πετρώματων, να έχουν χρησιμοποιηθεί ως πρώτες ύλες κυρίως πυριγενή πετρώματα όξινης έως ενδιάμεσης σύστασης, καθώς επίσης και μεταμορφωμένα πλούσια σε χαλαζία. Η σύγκριση των φυσικομηχανικών τους ιδιοτήτων με αυτές των φυσικών πετρωμάτων δείχνει ότι οι τεχνογρανίτες έχουν γενικά μικρότερο ειδικό βάρος και υδατοαπορροφητικότητα και μεγαλύτερη γραμμική θερμική διαστολή. Η αντοχή τους σε μηχανικές καταπονήσεις είναι  μεγαλύτερη από τα μάρμαρα, αλλά μικρότερη από τους φυσικούς γρανίτες ενώ η σκληρότητα και η αντοχή σε οξέα και βάσεις είναι όμοια με αυτή των γρανιτών αλλα μικρότερη από αυτή των μαρμάρων. Τέλος, μετρώνται οι ειδικές ενεργοτήτες (συγκεντρώσεις) των ραδιενεργών στοιχείων 232 Th, 238 U, 235 U/ 226 Ra, και 40 K στα δείγματα αυτά και υπολογίζονται οι δείκτες φυσικής ραδιενέργειας, οι οποίοι στη συνέχεια συγκρίνονται με τους αντίστοιχους δείκτες των φυσικών γρανιτών, των μαρμάρων και του ξύλου. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων δείχνουν ότι οι τεχνογρανίτες εμφανίζουν σε γενικές γραμμές χαμηλές στάθμες φυσικής ραδιενέργειας, κατά πολύ μικρότερης από αυτήν των φυσικών γρανίτων, και παραπλήσια περίπου με αυτή των μαρμάρων και του ξύλου. Επομένως, οι τεχνογρανίτες κρίνονται ασφαλή και κατάλληλα υλικά για χρήση τόσο στον κλάδο των δομικών υλικών όσο και στον κλάδο της διακόσμησης.

The purpose of this paper is to examine the mineralogy, physico-mechanical properties and natural radioactivity of agglomerated stones. Thirteen samples of agglomerated stones were studied and compared with natural rocks. The examined samples can be characterized as fine- to  medium-grained rocks. They are composed mainly of resin, being the dominant component for the majority of the samples, quartz ang glass. According to their mineralogy and grain size, igneous rocks of acid to intermediate composition, as well as quarz-rich metamorphic rocks are  considered to be the raw materials used for their production. The study of the physico-mechanical properties shows that the agglomerated stones have lower values of specific weight and water apsorption and higher ones of linear thermal expansion than their natural counterparts. Their resistance to mechanical stress is higher than marbles, but lower than natural granites. Hardness and resistance to acids of agglomerated stones are higher than and equal to marbles and natural granites, respectively. Finally, the specific activity concentrations of the radioactive isotops 238 U, 235 U/ 226 Ra, and 232 Th, 40 K were measured, in order to determine the agglomerated stones’ emissing natural radioactivity. In addition, the radioactivity indices were calculated and compared to those of natural granites, marbles and wood. The results reveal that agglomerated stones present low levels of natural radioactivity, lower than natural granites and more or less equal to marbles and wood. Hence, agglomerated stones are condidered to be safe building as well as decorating materials.