Какие есть свойства у известняка
Осадочная горная порода известняк – издревле используемый человеком природный материал, широко применяемый в строительном деле. Но применение известняка не ограничивается только строительством, материал также служит сырьем при создании скульптур или флюсом в металлургии (для создания сварочных швов), может быть использован как вспомогательное средство в химической и пищевой промышленности.
Известковые породы встречаются самых разных оттенков, наиболее распространенные цвета:
- серый;
- серо-белый;
- светло-серый;
- светло-желтый;
- бело-розовый.
Из всех видов природного камня известняк отличается невысокой стоимостью, поэтому с коммерческой точки зрения он выгоден, и изделия из него пользуются хорошим спросом.
Виды известковых пород
Известняк в природе чаще всего встречается в виде ракушечника, образуется из органических остатков в мелких водоемах, также может залегать в виде пластов. При этом известковые породы бывают:
- пористыми;
- плотными;
- мраморовидными.
Плотные материалы чаще всего берутся для производства облицовочных плит, некоторые виды этого камня отличаются превосходной морозостойкостью. Не зря же Египетские пирамиды, где использовался известняк в качестве облицовки, дожили до наших дней, многие старинные сооружения прекрасно сохранились.
Пористые породы характеризуются разнообразием, их делят на виды:
- пизолитовые;
- известковый туф;
- оолитовые;
- ракушечник.
Ракушечный известняк в основном состоит из раковин и обломков, очень мелкий ракушечник представляет собой мел. Оолитовая порода – это материал, состоящий из мелких шариков, в каждом из которых находится мелкий предмет (песчинка, часть ракушки и т.п). Пизолитовый известняк аналогичен оолитовому, только структура у него более крупная. Известковый туф является мягким камнем с большим содержанием карбоната кальция, характеризуется самой высокой пористостью среди всех подобных материалов.
Составы известковых пород
Природная известковая порода представляет собой карбонат кальция CaCO³(56 процентов) в сочетании с углекислым газом (44 процента), соединение в виде твердых кристаллов белого (светлого) цвета. Это вещество может растворяться в растворах кислот, после чего получается малоустойчивая угольная кислота, легко разлагающаяся на CO2и H2O. Также в составе известняка в небольшом количестве присутствует MnCO3, FeCO3 и CaMg(CO3)2, а в доломитизированной породе содержится MgO (4-17 %).
Известняк, содержащий до 50 % частиц глины, называется мергелем, если количество магния в составе вещества увеличено, оно имеет название долмит. В природном меле содержится 99 процентов СаСО3, под воздействием давления и температур (в результате метафоризма) известняк может переформироваться в мрамор.
Свойства
Как и любой природный камень, известняк обладает определенными качествами, имеет свои преимущества и недостатки. Из основных свойств известняка и его характерных особенностей следует отметить:
- нерастворимость в воде;
- высокую температуру плавления (+1242 ºC);
- пластичность;
- долговечность;
- хорошие теплоизоляционные характеристики.
Известковые породы легко поддаются обработке: этот камень можно раскалывать, пилить, шлифовать, работать с ним с помощью ручного инструмента и на различных станках. Объемная масса породы зависит от ее типа, например, у ракушечника она равна примерно 800 кг/м3, у кристаллических типов – 2800 кг/м3. Плотность известняка находится в пределах 2700-2900 кг/м3, зависит от содержания примесей.
Прочность этого камня на сжатие разная, она может быть от 0,4 до 400 Мпа (самые слабые показатели – у ракушечников). Влажный материал нередко теряет свою прочность, а истиранию, износу и раздробленности легче подвергается известковый камень меньшей объемной массы. Кристаллические известняки обладают неплохой морозостойкостью, способны выдерживать до 300-400 циклов.
Добыча известняка
Горная известковая порода в природе встречается повсеместно, ее можно найти во многих речных или морских водоемах. Где добывают известняк в России:
- на Урале;
- в Поволжье;
- в Архангельской, Тульской, Ленинградской областях;
- на Северном Кавказе;
- в Краснодарском крае.
За рубежом известняк добывают в Испании, Турции, Италии, Греции, Израиле, особой популярностью пользуются испанские сорта камня, которые отличаются эстетичностью и долговечностью. Немало месторождений открыто в Средней Азии, на территории Африки, также запасы известняка имеются и в Северной Америке (горная система Аппалачи).
Добыча породы производится различными способами:
- взрывным методом;
- с помощью специализированных экскаваторов;
- с применением фрезерных комбайнов.
Самый простой и менее затратный способ – с использованием пиротехники, в результате взрыва удается получить камни самых разных размеров (от крупных валунов до мелкой крошки). Добытая порода вывозится на камнеобрабатывающее предприятие, где она сортируется и проходит обработку.
При экскаваторном методе машина вместо ковша оснащается специальным оборудованием, позволяющим разрыхлять породу. Затем насадка снова меняется на ковш, чтобы собрать измельченный камень и отправить его на переработку.
Применение фрезерных комбайнов является наиболее выгодным способом в карьерных работах, так как при этом нет выброса продуктов горения от взрыва, мелкой пыли, не нарушается устойчивость откосов карьера. При этом методе можно добиться нужной ширины породных блоков, не требуется дополнительная обработка известняка.
Применение известняка в современном строительстве
В наше время известняк широко используется для оформления экстерьера и интерьера строений, с помощью такого материала выполняется внешняя облицовка зданий, выкладка дорожек. Мраморовидные сорта природногокамня используются для изготовления кухонных столешниц, напольных покрытий, подоконников, барных стоек, колонн.
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:
- органогенно-обломочную;
- кристаллическую;
- смешанную (обломочно-кристаллическую);
- травертин (натечную).
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:
- необработанных глыб камня;
- щебня;
- извести (белого цвета);
- облицовочных плит;
- минеральной крошки и песка;
- стенового камня;
- минеральной ваты и порошка;
- муки.
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.
Известняк – природный стройматериал
Известняк – природный камень, мягкая осадочная порода с органическим, а в отдельных случаях и вдобавок химическим происхождением, вследствие включения многочисленных дополнительных примесей, однако основную массу составляют кальциты. Они образуются из соединений карбонатов кальция, созданных морскими организмами из соленого водоема. Эти соединения необходимы для формирования скелета и ракушек, которые в результате гибели морских обитателей скапливаются на дне. Таким образом происходит накопление кальцитов, нередко на срезе известняка обнаруживаются элементы ракушек, а порой и мелкие цельные раковины.
Происхождение и применение известняка
История известковых пород насчитывает сотни миллионов лет. С древности человек возводил свое жилье в пещерах, главным стройматериалом которых служил известняк. С тех самых времен этот камень считается надежным, прочным для построек, из него изготавливают статуи, памятники, скульптуры. Известняк растворим в воде, свободно режется, а вступив в реакцию с кислотами, выделяет углекислоту.
Свойства и разновидности известняка
Есть множество разновидностей известняка, они классифицируются по своему направлению: по цвету, по сфере применения, по химическому составу и другим показателям.
Окраска минерала зависит от примесей, включенных в его состав. Натуральный известняк без посторонних элементов имеет белую либо серую окраску. Известняк, содержащий марганец, бурого или красного цвета. Железо окрашивает камень в желтые или коричневые оттенки. Известняк с примесью морских водорослей будет выглядеть зеленым. Бывают и черные кристаллы, но они очень редки, а черными их делают органические компоненты.
Ввиду особенностей структуры и химического состава известняк подразделяется на доломитизированный (содержащий оксид магния в пределах 4-17%, в случае повышения предельного уровня магния в составе, данный вид преобразовывается в доломит), мраморизованный (здесь большую часть камня составляют окаменевшие со временем раковины морских обитателей, такая разновидность известняка имеет необыкновенную палитру цвета, начиная бежевыми и заканчивая серовато-голубыми красками), коралловый (отличим пористой структурой, включает в себя ракушки и панцири морских организмов), глинистый (имеет промежуточное содержание между известняком и мергелем, это более мягкий известняк в сравнении с другими разновидностями).
Происхождение и виды известняка
Происхождение известняка также является основанием для его классификации на отдельные виды. Существуют юрский и путиловский известняки.
Юрский, известный еще под названием мраморный, имеет миллионную историю своего происхождения, отличается высоким показателем прочности, мелкозернистым внутренним строением.
Путиловский известняк получил такое наименование благодаря Путиловскому карьеру, находящемуся в Ленинградской области, здесь велась его добыча для возведения Петербурга, в те времена такой вид известняка считался главным материалом его строительства. Путиловский известняк обладает необычными свойствами, содержит невысокий процент впитывания влаги.
Классификация известняка
Известняк классифицируется в соответствии со сферой применения. Существует 2 разновидности: флюсовый (широко применим в металлургии для получения флюса и выплавки металлов) и облицовочный (применяется в строительстве в качестве облицовки, например, с его помощью можно придать необычный цветовой акцент дизайну помещения).
Кроме указанных классификаций, выделяются виды известняка, отличающиеся по макротекстуре и особенностям залегания.
Использование известняка в промышленности
Благодаря своим уникальным свойствам известняк применяется во множестве областей народного хозяйства.
В сфере строительства камень активно используется для оформления фундамента зданий, для производства цемента, мела, для оформления декора.
В пищевой направленности известняк необходим для изготовления соды, выполняет роль фильтра при получении сахара.
В стекольном деле камень является одним из важных компонентов в производстве термостойкого стекла.
В металлургии известняк задействован в выплавке металлов. Кроме вышеперечисленных сфер, камень как сырье применяют в полиграфии, в мыловарении.
Месторождения известняка
Известняк считается одной из самых распространенных осадочных пород, его запасы неиссякаемы практически по всему свету. Единственное место в мире, где нет известняка, – это Австралия, другие материки активно добывают его на промышленном уровне. Большими запасами отличается Россия, в особенности ее западная сторона, на которую в далекие времена приходилась большая часть морей.
Успешная добыча ведется в регионах Москвы, Архангельска, в Вологодской области, вокруг г. Санкт-Петербурга. На Урале и в Сибири залежи минерала носят единичный характер. В соседней Украине известняком насыщена Донецкая область, здесь расположено крупное Еленовское месторождение. Большинство Альпийских гор состоят из этой породы камней.
Лечебные свойства известняка
Известняк – не только прочный строительный материал, органическая история образования и состав без примесей позволяют ощутить на себе его целебное воздействие. Этот камень – отличное обеззараживающее средство, останавливающее развитие инфекции на весь организм. Камень безобиден для людей, склонных к аллергии, многие народные врачеватели с его помощью облегчают самочувствие своих пациентов в период обострения болезни.
Магические свойства известняка
Магия кристалла выражается в усилении интуитивных ощущений, в проявлении экстрасенсорных способностей. Камень обладает сильной энергетикой, заставляет обратить внимание окружающих к своему владельцу, это качество камня активно используют в своих целях девушки, пожелавшие приворожить понравившегося молодого человека.
Известняк для знаков зодиака
Натуральный камень, основанный на кальците, астрологи рекомендуют большинству знакам Зодиака, за исключением Скорпиона. Известняк особенно полезен тем, чья трудовая деятельность требует принятия четких решений и безошибочных действий. Сюда относятся бухгалтера, медицинские работники, адвокаты.