Для чего используют известняк
Как используют известняк?
Камень известняк является осадочной породой преимущественно биогенного происхождения, которая представлена в большом разнообразии форм и разновидностей. Из неё сложены многие горные массивы, коралловые рифы, известковые налёты, меловые обрывы и напластования в толще земной коры. Он образовывался в разные геологические эпохи и в разных условиях, что и привело к появлению стольких его разновидностей.
Какое вещество является основой известняка?
Основой известняка является одно и то же вещество – карбонат кальция (формула: CaCO3). Это значит, что, несмотря на изобилие форм и вариантов, у всех известняков имеется и много общего. Прежде всего, это способность постепенно растворяться в воде и кислотах, склонность к намоканию под действием влаги, гигроскопичность, относительная мягкость, благодаря чему он легко обрабатывается.
При нагревании происходит разложение известнякана оксид кальция (СаО) и углекислый газ (СО2). Реакция разложения известняка применяется при производствеизвести. Ещё одна отличительная особенность этого материала – биологическое происхождение большей части его массы, наличие отпечатков моллюсков и других живых существ, чьиосадки становились его частью
Возраст самых древних отложений составляет сотни миллионов лет. Основным местом его образования и накопления были днища морей и водоёмов.
Эта порода интересна ещё и тем, что под действием воды в ней образуются подземные пустоты и пещеры, многие из которых стали рекреационными объектами. Пещеры активно использовались древними людьми.
Как используют известняк?
Эта порода широко применяется в различных областях:
Свойства известняка
Физические свойства существенно зависят от его состава и структуры.Твёрдость сильно варьирует в зависимости от его разновидности. Рыхлые породы (например, ракушечник) имеют объёмную массу всего 800 кг/м3, тогда как у известняков с кристаллической структурой она может достигать 2900 кг/м3.
Способность с сжимаемости зависит от пористости и составляет от 0,4 МПа до 300 МПа. Наименьшее сопротивление при сжатии характерно для ракушечника, а наибольшее – для породы кристаллического типа. При намокании она становится менее твёрдой, её прочность уменьшается.
На одном и том же месторождении могут присутствовать известняки с различным показателем прочности. Для рыхлых пород типа ракушечника и мела характерны высокая истираемость и дробимость. В целом, эти показатели у известняка выше, чем, к примеру, у гранита или мрамора. Хрупкие известняки обладают меньшей морозостойкостью, плохо полируются, но зато легко пилятся и приобретают нужную форму.
Более плотные варианты этой породы, напротив, хорошо полируются, но при этом тяжелее пилятся. У них и более высокая морозостойкость – от 300 до 400 циклов замерзания и последующего размораживания.
Разновидности известняка
Все известняки делятся по происхождению, цвету, химическому составу, физическим свойствам, строению, особенностям применения.
Чаще всего встречаются следующие цвета этой породы:
ПРОИСХОЖДЕНИЮ ИЗВЕСТНЯКОВЫЕ ПОРОДЫ МОГУТ БЫТЬ БИОГЕННЫМИ, ХЕМОГЕННЫМИ И ВТОРИЧНЫМИ
В первом случае (наиболее распространённый вариант) причиной их образования является накопление известковых раковин и других окаменелостей в толще морского дна. Во втором – химические превращения, в ходе которых образуется карбонат кальция. В последнем случае образование новых напластований связано с естественной трансформацией разрушенных ранее известняков.
По времени возникновения выделяют юрские, триасовые, меловые известняки и другие виды. Название известняка соответствует геологическому периоду, в пределах которого шло его образование. Так как природные условия в различные эпохи были различными, то и сами известняки получались не одинаковыми. Так же от времени возникновения зависит и состав отпечатков древних организмов, поскольку в разные геологические периоды преобладали разные виды живых существ.
Известняки классифицируются и по разновидностям. Часто встречаются следующие виды:
По особенностям применения известняки делят на строительные (облицовочные) и флюсовые. Первые используются в строительстве домов и облицовочных работах. Вторые – в металлургическом производстве.
Где добывается известняк?
Данная порода имеет практически повсеместное распространение, а запасы этого полезного ископаемого огромны и никогда не будут исчерпаны. Добывают её открытым способом на карьерах. Для этой цели привлекается тяжёлая техника; может использоваться метод подрыва пласта.
Огромные напластования известняка имеются в Северной Америке, в Европе и в России. В нашей стране более богата им западная часть. В частности, хребты Кавказских гор нередко целиком сложены из этой породы.
Большое количество месторождений имеется и в центре Европейской части России: Московской, Тульской, Воронежской, Белгородской и других областях. Крупные месторождения известняка разрабатываются на востоке Украины (Донбасс). В Крыму имеются месторождения редких известняков.
Известняк
Известняк является горной породой, образованной в результате осаждения частиц органогенного и хемогенного характера. Месторождения минерального сырья, применяющегося в различных отраслях производства, распространены на обширных территориях.
Характеристика минерального состава породы
В таблице величин твердости по Моосу камень известняк занимает 3-е место по мере возрастания показателей. Его твердость соответствует 3, а плотность зависит от содержания примесей, в том числе доломита, кварца и других минералов.
Вещества, входящие в химический состав известняка, могут разрушаться под действием воды, медленно разлагаться на соответствующие основания с выделением углекислого газа. Эти природные процессы являются источниками газа для минеральных вод и факторами, способствующими образованию карстовых пещер в земных глубинах.
При повышении температурного градиента до 200°C камень быстро разлагается, а в результате обжига образуется известь.
Формула известняка, состоящего из кальцита, — это CaCO3. Если состав содержит доломит, то химическая формула включает магний CaMg(CO3)2. Известняковая горная порода, состав которой формируют раковины и их обломки, называется ракушечник (ракушняк).
Цвет минерала обычно белый или серый, но примеси органических веществ изменяют породу, привнося черный и темно-серый оттенки. Наличие соединений железа в разных концентрациях придает желтую, красную или коричневую окраску.
Виды породы
Физические свойства известнякового материала зависят от наличия пустот и пор в породе. Залежи минерального сырья встречаются во всех геологических системах.
Наиболее интенсивное формирование отложений — в карбоне, меле. Основная характеристика известняка из карбона — отсутствие блеска и белый с желтоватым оттенком цвет. Его отличительная особенность — легкость в обработке, разнообразие текстурных поверхностей и естественных рисунков.
Структура минерала разнообразна и служит в качестве основы для выделения разновидностей породы. Выделяют такие типы:
По размеру зерен различают крупно-, мелко- и скрытокристаллические виды известняков.
Материал, используемый в качестве писчего инструмента, для нанесения контуров на ткань, с целью развития у детей творческого уклона, более известный как мел (белый известняк), относится к типу органогенно-обломочных образований. Если рассмотреть кусочек мела при увеличении, то можно увидеть в нем мелкие ракушки.
Мощность толщ породы зависит от условий формирования осадочных образований и составляет от нескольких сантиметров до 5 км. Прочность известняка невысокая, а во влажном состоянии она снижается.
Для каждого месторождения характерен неравномерный показатель прочности сырья. Мраморовидный известняк в отличие от других минеральных образований, в том числе гранита, имеет меньшую твердость и легко поддается обработке.
Свойства минерала зависят от характера его образования и состава. Иногда порода сложена оолитовыми зернами, обломками кварца и кремния, характеризуется мелкими порами, невысокой прочностью.
Так, например, травертин (натечное образование) характеризуется структурой в виде ячеек, невысокой объемной массой; он легко поддается обработке.
Типичный пример карбонатных образований в современных условиях наблюдается возле источников, в водах которых растворенный компонент оседает на растениях и разнообразных предметах в виде налета.
Путиловский известняк в свое время являлся основным материалом при строительстве города на Неве. Отличные физико-химические свойства, минеральный состав и устойчивость к воздействию внешней среды позволяют активно внедрять его в строительство в качестве декоративного экономически выгодного материала.
Мраморизованный известняк состоит из карбонатов, в его составе содержатся окаменелости в виде моллюсков, раковин. Добываемый материал серовато-голубого, белого цвета с желтым оттенком. Мраморную известняковую породу используют в качестве отделочного компонента для фасадов при выполнении реставрационных работ.
Сферы применения минерального сырья
Горная порода не является редкой, месторождения разрабатываются во всем мире. Запасы доломитов на территории РФ распределены неравномерно, а основные залежи сырья сосредоточены в Центральном федеральном округе, на Урале и в Сибири.
В зависимости от форм залегания породы и глубины разработки добыча известняка производится с использованием специальной техники, различной по функциональности.
Применяется материал в различных отраслях промышленного производства, металлургии. Известняк в строительстве используется в качестве:
В цементной отрасли используются разновидности минерального сырья — мел и мергель. Использование материала в строительстве в качестве компонента для растворов, бетона, штукатурки повышает качество и надежность работ.
Особенные свойства карбонатных образований делают их привлекательным материалом для декоративных и отделочных работ. Разнообразие текстурных и фактурных характеристик служит украшением любого интерьера.
Карбонатный материал (алебастр, гипс) является поделочным камнем. В течение многовековой истории его используют для изготовления статуэток, подсвечников, ювелирной бижутерии. Изделия, дошедшие до наших времен, пользуются спросом среди коллекционеров и ценителей искусства.
Флюсовый известняк и доломит применяются в металлургии в качестве материала и сырья для переработки нефелиновых руд на цемент, соду и глинозем. Известковый камень используют в качестве материала для строительства гидротехнических сооружений.
Флюсующая добавка компонента, вводимая в доменную шихту с целью снижения температуры плавления породы, не содержащей рудный компонент, является единственным видом основной добавки. В металлургии используют доломитизированный известняк, повышающий содержание в шлаке оксида магния, который увеличивает подвижность и стабильность химических и физических свойств материала при изменении температурного градиента.
Производство использованного соединения, изменившего требования к свойствам флюса, предоставило возможность работать с непрочными материалами. Поэтому в качестве шихты применяют ракушечник. Его структура (большая пористость) позволяет улучшить технологический процесс и качество материала, а химический состав положительно влияет на сохранение температурных условий.
Применение известняка в сельскохозяйственном производстве (доломитовая мука) позволяет снизить кислотность почвы и увеличить урожайность культур. В качестве сырья порода используется в стекольной промышленности.
Известняковый компонент используется для очистки сахара от примесей, полировки изделий из цветных металлов, внешнего покрытия электродов и теплоизоляции конструкционных соединений.
Применение известняка
Все способы применения известняка
Известняк обширно используется в нескольких сферах. В строительно-архитектурной он служит для возведения сооружений, их облицовки и отделки, применяется дорожном строительстве. В химической промышленности используется при производстве строительных и отделочных материалов, полимеров и некоторых прочих веществ. В металлургии эта порода выполняет роль флюса при выплавке некоторых металлов.
Применению известняка в отделке способствует разнообразие текстур и оттенков, его мягкость и податливость, благодаря чему его легко обрабатывать и можно создавать сложные формы.
Основным типом применения его в отделке считается фасадная облицовка. К тому же известняк используется в ландшафтном дизайне: в виде плитки, камней и щебня для покрытия дорожек, крупные блоки правильной формы – для постройки ограждений, монолиты – для статуй.
Известняк в дизайне
Не меньшее разнообразие вариантов применения известняка в отделке помещений. Далее приведены наиболее распространенные из них
Известняк в строительстве
Известняк обширно применяется в строительной сфере. Он выгодно отличается от песчаника вариантами с меньшим объемным весом. Это особо важно с учетом высокой теплопроводности обеих пород, прямо пропорциональной объемной массе. Поэтому из известняка меньшего объемного веса можно делать менее толстые стены.
Известняк в химической промышленности
В данной сфере известняк применяется в двух состояниях. В качестве исходной руды он нужен для производства извести, соды, портландцементов, минеральных удобрений и др. К тому же из известняка извлекают карбонат кальция
Известняк в металлургии
Известняк используется в качестве флюса при доменной выплавке руды железа, цветных металлов, при производстве алюминия как шихта и в качестве вспомогательного технологического сырья. Для этого нужна порода определенного состава. В первом случае – с конкретной долей карбоната кальция и ограниченным количеством примесей
Ещё не стоит забывать и о реставрации, это не совсем строительство, а скорей отдельный вид искусства и тут без камня обойтись просто невозможно.
У нас Вы можете заказать:
Мячковский известняк
Из мячковских известняков были построены храмы в Владимира, Суздаля, Москвы, Переславля-Залесского. Его использовали в строительстве Троице-Сергиевой лавры, старинного храма Покрова на Нерли. Мячковский известняк имеет определяющее строение для Москвы
Альминский известняк
Альминский известняк используют при изготовлении колонн, ваз, лестниц и перил. Он отлично подходит для создания барельефов и декоративных украшений. Пористость достигает 20%, прочность на сжатие до 30 МПа, водопоглощение до 8%.
Что такое известняк?
Наши праотцы оценивали его лишь как хороший и доступный конструкционный и кладочный материал. Но современный человек, привыкший к кирпичу и бетону, расценивает его как нечто недостойное и сомнительно долговечное.
Нашу современную цивилизацию захватила болезнь подмены понятий. Мало дошло до 21 века построек из бетона и железобетона, хотя им всего 200 лет. Тем не менее, публика созерцает египетских сфинксов и пирамиды, которым уже около 4000 лет. Вся наша цивилизация, особенно в последние 2 века, слишком быстро меняет материалы, из которых строиться сама цивилизация, мало заботясь о долговечности. Известняк же является материалом, хорошо проверенным временем.
Химическая формула
Известняк является карбонатной осадочной породой, входящей в одно сообщество с мраморами и доломитами. Состоят они из карбоната кальция – СаСО3, в доломитах в их состав входит магний – Mg, что несколько повышает физическую прочность и меняет формулу в сторону CaMg(CO3)2.
Образуются они, как правило, в виде осадков жизнедеятельности различной фауны в теплых, тропических морях. Осадки накапливаются в течении миллионов лет, потом в течении миллионов лет уплотняются под собственным весом, превращаясь в горную породу. Возраст их, по сравнению с твердыми породами относительно небольшой, от 400 до 20 млн. лет. Поэтому, они, как правило, составляют осадочный чехол очень обширных территорий, и залегают близ поверхности, откуда их достаточно легко добывать. Карбонатные осадочные породы составляют 80% из общего количества горных пород доступных человеку. Они являются своеобразным покрывалом, закрывающим более древние и прочные породы. Поэтому их использование человеком настолько широко распространено. Мощности залегания карбонатных пород могут составлять от первых десятков метров до 5-ти километров. Если обычные известняки претерпели достаточно большое уплотнение, но не перекристаллизовались как мрамора, их называют мраморизованными известняками. По своим свойствам они приближаются к натуральным мраморам. Ныне, среди декоративных горных пород, называемых мраморами присутствует, по сути, 80% мраморизованных известняков. Карбонатные породы, по сравнению с гранитами, достаточно легко обрабатываются, имеют более разнообразные цвета и фактуры, из них легче делать сложные архитектурные формы. И, самое главное, они имеют более широкое распространение и гамму окраски и фактур.
Известняк это горная порода, осадочного происхождения, накопление которой происходило в теплом мелководном морском бассейне. Очень часто в известняках можно встретить включения губок, мшанок, моллюсков и множества других органических видов. Широко распространены рифовые постройки, колонии кораллов. По таким палеонтологическим находкам, в последствие определяют возраст горных пород, места обитания видов и их эволюцию. В зависимости от происхождения, известняки бывают органогенными, образовавшимися за счет живых организмов древности или хемогенными, образовавшимися путем химического осаждения.
Физические свойства
Выбор в пользу известняка обоснован его уникальными теплоизоляционными свойствами: он способен удерживать оптимальную температуру даже в самые знойные летние дни и в холодные осенние ночи. Широко известны вяжущие свойства известняка, применявшиеся при строительстве стен и башен. Известняк подвергают обжигу в целях получения негашеной извести, которая незаменима при получении строительного раствора, бетона.
За счет своей низкой прочности, известняки легко поддаются процессам выветривания. Так, приезжая в музей-заповедник Дивногорье Воронежской области, можно увидеть систему оврагов, развивающуюся по неустойчивым к воде и ветру известнякам. Кстати, на территории Дивногорья находится также и знаменитая церковь «Сицилийская Божья Матерь», находящаяся прямо внутри известняковой горы и являющаяся во многом символом всего музея-заповедника.
Применение
Человек начал применять известняк с давних времен в строительстве. Он применялся при возведении храмов, дворцов и пирамид Древнего Египта. Сегодня известняковые блоки используются в южных регионах России, Европы, Азии в строительстве. Так, на территории республики Крым, на Кавказе, в Италии часто встречаются дома, построенные из блоков известняка.
По прошествии времени это материал стал набирать все большую популярность и кроме того постепенно стала расширятся сфера его использования. Если сначала он применялся только как строительный материал, то через некоторое время стал применятся и как отделочный. Известняк это очень долговечный и прочный декоративный материал, который имеет однородную структуру. Поэтому его популярность в качестве материала для отделки интерьеров легко объяснима. Известняк в руках профессионала приобретает поистине уникальный вид и превращается в настоящее произведение искусства.
Месторождения
Месторождения известняка распространены в Ленинградской, Вологодской. Воронежской, Тульской областях, на Урале и в районах северного Кавказа. Крупнейшее на территории Европы месторождение известняка и доломита находится на Украине. Особенной известностью пользуются мячковские известняки, которые отрабатывались для постройки белокаменного Московского Кремля. Вот так и получается, что не будь на месте современной Москвы миллионы лет назад мелкого теплого моря, не построили бы наши предки белокаменный Кремль, ставший сердцем нашей страны.
Виды известняка
Термин «известняк» объединяет ряд карбонатных горных пород. Они совмещены по основному минеральному компоненту – кальциту, занимающему более 50% состава. При этом оставшаяся доля может быть представлена различными примесями. К тому же различный генезис и степень метаморфизации определяют отличия в структуре. Ввиду этого систематика известняков весьма сложна.
Один из критериев классифицирования – генезис.
Следующий фактор дифференциации известняка – структура.
Существуют и другие классификации, основанные на этом критерии.
К тому же известняк можно подразделить на основе степени метаморфизации. Под воздействием высокого давления и температуры известняк преобразуется в мрамор путем изменения структуры. Эти породы имеют только структурные отличия, причем процесс идет постепенно и поэтому можно выделить 3 разновидности по степени метаморфизации.
Еще один критерий, используемый в систематике известняка – состав. Основным признаком здесь является доля кальцита: его содержание от 50% определяет принадлежность породы к известняку. Остальную часть составляют примеси.
Разработано несколько классификаций известняка по составу. К наиболее распространенным относят классификацию В.Н. Киркинской 1973 г., учитывающую несколько типов примесей.
Ввиду того, что доломит является основным сопутствующим минералом для кальцита, один из ее пунктов – соотношение этих минералов. По этому критерию соответствующие породы дифференцируют на известково-доломитовый ряд.
Порода с преобладанием доломита называется доломитом.
Если известняк или доломит содержит эпигенетические примеси его называют доломитизированным или кальцитизированным соответственно.
Подобным образом отражают долю примесей обломочного и глинистого материала. Причем в данном случае одновременно отмечают их гранулометрический состав
Отдельным способом описывают долю примесей минералов
Наконец, известняк подразделяют по типичным примесям
Отделочные материалы
Облицовочные материалы, в соответствии с ГОСТ 9479, производят из природных камней.
В технологической классификации известняк, в зависимости от вида, отнесен к категориям средне- и низкопрочных материалов (плотный и пористый соответственно). В соответствии с ней первый обрабатывается стальным резцом и режется абразиным инструментом. Второй обрабатывается тем же способом, алмазный инструмент для этого плохо подходит.
В классификации облицовочных камней по долговечности плотный известняк отнесен к категории относительно долговечных материалов, пористый – недолговечных. Разрушение первого начинается спустя 75-150 лет эксплуатации, второго – через 20-75 лет. Оценка долговечности производится в соответствии с ГОСТ 30629 на основе цвета, структуры и текстуры.
Прочность определяется с учетом средней плотности, предельного водопоглощения, предельной прочности при сжатии в сухом состоянии, предельного сокращения прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии. Наиболее прочный вид известняка – мраморизованный. Он отнесен к средне-прочным материалам. Плотный и пористый виды принадлежат к категории низкопрочных матераилов.