A magmás kőzetek építőipari felhasználása
Építészeti kőanyagok és felhasználásuk_1. rész
Építészeti kőanyagok és felhasználásuk
Nagyon sokféle kőzetet ismerünk, és egy adott típusú kőzeten belül is hatalmas különbségek lehetnek a különböző bányákból származó kőanyagok tulajdonságai között (pl. homokkő). Ezért irreális elvárás lenne, ha a különböző típusú kőzetekre általánosan igaz állításokat kéne tudni megfogalmazni. Ezért a jelen írás megállapításait kérem, kellő forráskritikával kezelni, mert csak nagy általánosságban igazak.
A kőzetek tulajdonságai alapvetően a keletkezési/képződési körülményektől, a kőzetet felépítő anyagoktól (ásványoktól), majd a kőzetképződést követően az esetleges mállási (fizikai és kémiai) behatásoktól függ. A kőzeteket csoportosíthatjuk ezen szempontok alapján magmás, üledékes és metamorf kőzetekre. [1]
A magmás kőzetek
Talán a magmás kőzetek esetében állja meg a legtöbb esetben az általánosított tulajdonságleírás (1. ábra) az egyes kőzettípusok esetében, bár a kőzetek kémiai összetételét tekintve így is hatalmas különbségek lehetségesek. (2. ábra)
1. ábra: A Streckeisen-diagram, melyet makroszkópos és mikroszkópos kőzethatározáshoz használnak
Q = kvarc, A = alkáli-földpátok, P = plagioklász, F = földpátpótlók
A diagramra az egyes kőzetek a kőzetben megtalálható fenti négy összetevő százalékában helyezhetők fel
Forrás: Ásvány és kőzettan | Digitális Tankönyvtár (tankonyvtar.hu)
2. ábra: A TAS diagram, mely kémiai összetétel alapján osztályozza a kőzeteket
(a Szilícium-dioxid tartalom, és az alkálifém-oxid tartalom alapján)
Forrás: Ásvány és kőzettan | Digitális Tankönyvtár (tankonyvtar.hu)
A vulkanikus kőzetekkel Magyarország hegységeinek egy részében találkozhatunk, vagyis nem túl nagy területen. Ennek ellenére szerepe az ország földrajzában és építkezéseken is jelentős. [2] [3]
A mélységi magmás kőzetek
A magmás kőzetek esetében nagyon fontos, hogy hol képződött a kőzet. Amennyiben a magma nem jutott fel a felszínre, mélységi magmás kőzetről beszélünk. Ilyen kőzet pl. a gránit, a diorit, vagy a gabbró (csökkenő SiO2 tartalom szerint rendezve). Ezek a kőzetek lassan hűlnek ki, így igen nagyra megnőhetnek a kőzeteket alkotó ásványszemcsék, ezért ezek a kőzetek heterogén megjelenésűek.
Előnyük, hogy kemények, általában könnyen megmunkálhatók (a nagy ásványszemcsék miatt), általában nem érzékenyek vízre, és bányászati szerepük jelentős: arany, ón, urán, magnetit, krómit, ilmenit [Titán], titanomagnetit, platina, nikkel, ezüst, réz, króm, kobalt, palládium és vasásványok telérei (szulfidjai formájában) gyakran megtalálhatóak bennük.
A gránit hátránya viszont, hogy hőváltozás hatására aprózódik, a diorit hátránya, hogy színes változatai nem ismertek és rendkívül csekély mennyiségben található meg Magyarországon, a gabbró durvaszemcsés változatai pedig mállékonyak, ezért kevéssé időálló.
Mindezek ellenére felhasználhatóságuk széleskörű: sírkövek, alapozás, burkolás, járólap (3. ábra), díszítőkő, lábazat, járda, vízépítési célú tömbök, terméskő, illetve zúzottkő készülhet belőlük. Felhasználhatóak út- és vasútépítéshez.
Az ókori Egyiptomban széles körben alkalmazták a mélységi magmás kőzeteket: Luxor szobrai, Karnak obeliszkjei, a Rosette-i kő (4. ábra) és Kefrén fáraó ülőszobra is ilyen kőzetekből készült. Magyarországon csak a Velencei-hegységben, a Mecsekben és a Bükkben (Szarvaskő térségében) fordulnak elő, így nem sok épületben lelhetjük fel őket. Külföldi bányából származó gránitból készült a Parlament alapzata, a Szabadság-híd és az Erzsébet-híd pillérjei, gabbróból pedig korábban a Deák téri M2 metró állomásának burkolata (ezt is külföldről hozatott kőzetből). [4] [1]
3. ábra: Gránittal burkolt lépcső 4. ábra: A rosette-i kő. Anyaga granodiorit
Forrás: Rocas Decor Hungary - Your stone specialist Forrás: Egypt calls on UK to return Rosetta Stone
A vulkáni kőzetek
Amennyiben a magma elérte a felszínt, vulkáni (kiömlési) kőzetről beszélhetünk. Ilyen kőzet pl. a riolit, a dácit, az andezit (5. ábra) és a bazalt (10. ábra) is (csökkenő SiO2 szerint rendezve). Ezek a kőzetek jóval gyorsabban hűlnek ki, mint a mélységi magmás kőzetek, ezért az ásványok méretének növekedésére jóval kevesebb idő jut. Emiatt kis méretű ásványok jellemzik, sok esetben csak mikroszkóp alatt láthatóak meg az ásványszemcsék, ezért gyakran homogén megjelenésűek.
A vulkáni kiömlési kőzetek a legkeményebb kőzetek közé sorolhatók, ezért jó időállósággal jellemezhetők, jól hasíthatóak, és csak a legritkább esetben érzékenyek a vízre. Magyarországon andezitben bányásztak aranyat Nagybörzsöny és Telkibánya térségében, rezet Recsken, ólmot és cinket pedig Gyöngyösoroszin.
5. ábra: Andezitek saját gyűjteményből
Egy fehér cetli az ábrán 9x9 cm2 területű
Mivel a vulkáni kőzetekben található ásványok mérete kicsi, ezért könnyebb sima felületűvé csiszolni őket. Felhasználása javasolható kültérre is.
A kiömlési kőzetek felhasználhatósága szintén széleskörű: felhasználható szegélykő, tömbkő, lábazati kő, támfal, kockakő, zúzottkő, terméskő, partfalvédő kövezés, ruganyok készítése, kopó- és csuszamlásmentes felület kialakítása, burkolólapok formájában, továbbá út- és vasútépítéskor, illetve egyéb alapozási célra. A bazalt emellett a kőzetgyapot készítésére is alkalmas.
A kovás riolitok malomkőnek, kopásálló felületek készítésének alkalmas (ld. tákosi templom alapozása). A jóval kisebb sűrűségű horzsakő vagy más néven habkő (riolitváltozat) (6. ábra) a könnyűbeton egyik alapanyaga lehet, de a kozmetikai ipar is felhasználja (arcradír), és farmerkoptatáshoz is alkalmazzák. Szintén a könnyűbeton alapanyaga lehet a perlit (riolitváltozat) (7. ábra), amit hevítés során megduzzasztva alkalmaznak erre a célra. Az obszidián (8. ábra) vagy természetes üveg (szintén riolitváltozat) ritka, de régen pattintott kőszerszámok és nyílhegyek alapanyaga volt, ma ékkő és ékszer készülhet belőle.
6. ábra: Horzsakő
Forrás: 5 perc geológia – Kő, ami úszik a vízen? - Pangea (blog.hu)
7. ábra: Természetes perlitfolyás 8. ábra: Obszidián (természetes üveg)
Forrás: Perlit (kőzet) – Wikipédia (wikipedia.org) Forrás: 黒曜石とは何？ Weblio辞書
Magyarországon számos helyen találkozhatunk kiömlési kőzetekkel és számos helyen bányásszák is. A riolit a Tokaji-hegységben hegységalkotó, továbbá megtalálható a Mátraalján, Bükk déli részén és a Mecsekben is. Dácitból épül fel a nógrádi Várhegy kúpja. A vulkáni kiömlési kőzetek közül legnagyobb mennyiségben az andezitet találjuk meg: hegységalkotó a Visegrádi-hegységben, a Velencei-hegység egy részén, a Börzsönyben, a Mátrában, a Mecsek egy részén és a Tokaji-hegység egy részén is. Bazalt építi fel a Balaton-felvidéki, és a kisalföldi tanúhegyeket, továbbá megtalálható Nógrád megyében (pl. Medves, Boszorkány-kő), a Bükkben Szarvaskőnél, és a Mecsekben.
Nevesített építészeti emlékekben nem túl jellemző felhasználásuk, de riolitból készült pl. Bonaparte Napóleon sírköve (porfírból), és a csarodai templom falazatának alapjai, dácitból készültek a nógrádi vár falai, bazaltból pedig a somoskői várfalak egy része (ma Szlovákia). Azonban ezekkel a kőzetekkel legtöbbször utak és vasutak mentén találkozunk, hiszen javarészt ilyen kőzetekből építették ki hazánk közúthálózatát és vasúthálózatát (9. ábra). [4] [1]
9. ábra: Vasúti töltés vulkáni kiömlési kőzetből
Forrás: Közlekedési alapismeretek | Sulinet Tudásbázis
10. ábra: Bazalt, Bazalttufa és Gejzirit saját gyűjteményből
Egy fehér cetli az ábrán 9x9 cm2 területű
Vulkáni törmelékes kőzetek (piroklasztitok)
A vulkanikus kőzetek esetében nagyon fontos, hogy hol képződött a kőzet. Amennyiben viszont a kőzetanyag nem közvetlenül a lávából képződött a felszínen, hanem a megszilárdult kőzetolvadék valamilyen törmelékéből (pl. hamujából), akkor vulkáni törmelékes kőzetről vagy más néven piroklasztitról beszélünk. Ezek közé tartoznak az uralkodóan 2 mm alatti szemcseméretű tufák. Ilyen kőzet a riolittufa (11. ábra), a dácittufa, az andezittufa (12. ábra) és a bazalttufa (10. ábra) is (csökkenő SiO2 tartalom szerint rendezve). Ezek a kőzetek rendkívül gyorsan hűlnek ki. Jellemzően ez az az anyag, ami egy vulkánkitörés esetén a levegőbe repül, majd onnan visszahull a felszínre, vagy kisebb részecskéi elszállítódnak a légkörben igen messzire is. Megjelenésük igen változó, a legtöbb tufa viszonylag homogénnek tekinthető, de sokszor szabad szemmel is láthatóak bennük ásványszemcsék.
11. ábra: Riolittufák saját gyűjteményből
Egy fehér cetli az ábrán 9x9 cm2 területű
Rendkívül nagy előnyük, hogy kis sűrűségűek, így egy nagyobb tömb is viszonylag könnyű, emellett igen jó hang- és hőszigetelő anyagok. Továbbá nagyon jól faraghatók, akár fűrészelhetőek is, viszont ércek bányászatában gyakorlatilag nincs szerepük.
A tufák igen nagy hátránya, hogy rendkívül érzékenyek lehetnek vízre. Egyes típusaik akár térfogatuk felének megfelelő mennyiségű vizet is képesek magukba szívni, ez pedig drasztikusan lecsökkenti a szilárdságukat, sok esetekben mállékonnyá is tehetik a kőzetet.
12.ábra: Andezittufák saját gyűjteményből
Egy fehér cetli az ábrán 9x9 cm2 területű
Tömbkő (szobrok), falazókő (várak, templomok), domborművek, kerítések, támfalak készülhetnek belőle.
Magyarországon igen sok helyen megtalálhatók: építőipari szempontból kiemelkedő lelőhelye a riolittufának Eger és környéke, de a Bükkalja számos helyén, és a Tokaji-hegységben is megtalálhatók. Andezittufával nagy területen a Mátrában, a Börzsönyben, a Visegrádi-hegységben találkozunk, bazalttufával pedig a bazaltsapkás tanúhegyek környezetében, így elsősorban a Balaton-felvidéken kis területen.
A világban számos helyen felhasználták őket. Riolittufába vájták a kappadókiai barlanglakásokat (Törökország) (13. ábra), bazalttufából emelték a Húsvét-sziget (Chile) ikonikus szobrait is (14. ábra). Továbbá a tufák rengeteg vár falának alapanyagául szolgált.
13. ábra: A kappadókiai sziklakúpok 14. ábra: A Húsvét-sziget kőszobrai
Forrás (13. ábra): Nem csak tavaszi török csemege: Kappadókia | Új Szó | A szlovákiai magyar napilap és hírportál
Forrás (14. ábra): A Húsvét-sziget kőszobrainak rejtélye [63.] - Jegyzettár (blog.hu)
Nincs ez másképp Magyarországon sem: riolittufából épült Eger legtöbb ikonikus épülete (Szépasszony-völgy, püspöki pincészet), így részben az egri vár is. Továbbá a siroki vár (15. ábra), a sárospataki vár, a feldebrői templom, és a noszvaji kaptárkövek és barlanglakások is ilyen anyagúak. Részben andezittufából van a visegrádi vár, a kisnánai vár, a szandai vár és az Esztergomi Bazilika falburkolata. Bazalttufából épült a somoskői vár egy része, a szigligeti vár és környezetében számos templom. [4] [1]
15. ábra: A siroki vár
Forrás: Szomorú szerelmi história kísért ma is a siroki várban: minden napnyugta után megtörténik
A vulkanikus kőzetek összefoglalása
Az említett példák, felhasználási körök, felhasználhatóság, stb. szerintem jól megmutatta, hogy a múltban milyen fontosak voltak a vulkanikus kőzetek építőipari, de bányászati, és egyéb szempontból is. Jelenleg szerepük az építőipar területén visszaszorulóban van, de egyes területeken (pl. útépítés) továbbra is hatalmas szerephez juthatnak. Továbbá a mélységi magmás kőzetek burkolólapként szépségük miatt várhatóan a jövőben is igen keresettek lesznek. Bár az nagy általánosságban megállapítható, hogy alapvetően nem ezeket a kőzeteket alkalmazzuk épületek építéséhez, de úgy gondolom, hogy mivel ilyen kőzetek építik fel a földkéreg igen jelentős részét, ezért foglalkoznunk kell a vulkanikus kőzetek további építőipari felhasználási lehetőségeivel.
Hivatkozásjegyzék:
[1]: Arday István, Buránszkiné Sallai Márta, dr. Makádi Mariann, dr. Nagy Balázs, Sáriné dr. Gál Erzsébet: Földrajz 9., 64-71., 76-91. o.; Eszterházy Károly Egyetem Oktatáskutató és Fejlesztő Intézet, 2016.
[2]: Ásvány és kőzettan | Digitális Tankönyvtár (tankonyvtar.hu)
[3]: Egyszerűsített Streckeisen diagram M<90 | Körinfo (bme.hu)
[4]: Török Ákos: Geológia mérnököknek; 77-155. o.; Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2007.
Ábrák forrásjegyzéke:
1. és 2. ábra:Ásvány és kőzettan | Digitális Tankönyvtár (tankonyvtar.hu)
3. ábra: Rocas Decor Hungary - Your stone specialist
4. ábra: Egypt calls on UK to return Rosetta Stone - Egypt Independent
6. ábra: 5 perc geológia – Kő, ami úszik a vízen? - Pangea (blog.hu)
7. ábra: Perlit (kőzet) – Wikipédia (wikipedia.org)
8. ábra: 黒曜石とは何？ Weblio辞書
9. ábra: Közlekedési alapismeretek | Sulinet Tudásbázis
14. ábra: A Húsvét-sziget kőszobrainak rejtélye [63.] - Jegyzettár (blog.hu)
