Как используют известняк как полезное ископаемое
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:
- Строительство и облицовка. Известняк в строительстве используют при производстве смесей, цемента, извести, а так же для облицовки стен, лестниц, балконов, каминов, полов (отделочные плиты и т. д.).
- Дорожное строительство. Используется кусковой материал для создания насыпей, уплотнения грунта. Предпочтение отдаётся материалам с более высокой насыпной плотностью. Обычно она увеличивается при уменьшении размерачастиц.
- В металлургической промышленности. Добавление известняка улучшает и облегчает процесс выплавки металлов, создания сплавов.
- При изготовлении термостойкого стекла.
- В химической промышленности: производство резины, соды, лаков и красок.
- В качестве фильтрующего материала для очистки воды и в пищевой промышленности.
- При других видах производства: изготовление минеральных удобрений, мыла, полиграфической продукции.
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:
- Белый или сероватый. Таким цветом обладают химически чистые породы известняков, состоящие почти исключительно из карбоната кальция.
- Коричневые и жёлтые цвета обусловлены наличием соединений железа.
- Красный, розовый и бурый известняк получается при наличии примеси соединений марганца.
- Зелёный цвет этой породе придают остатки морских водорослей.
- Тёмные и чёрные цвета связаны с наличием в этой породе тяжёлых фракций углеводородов. Такие виды известняка встречаются очень редко.
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:
- Доломитизированные. Содержат существенную примесь оксида магния. При максимальном его содержании получаются доломиты.
- Коралловые. Образуются в современных тёплых морях и составляют основу коралловых рифов. Имеют пористую консистенцию.
- Глинистые. В составе таких пород имеется существенная примесь глины. При её увеличении образуется мергель.
- Мраморированные. Относительно плотные известняки светлого или серо-голубого цвета. Так же могут содержать окаменелости.
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.
Смотрите также:
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 29 сентября 2020; проверки требуют 2 правки.
стена, сложенная из известняка
Известня́к — осадочная, обломочная горная порода биогенного, реже хемогенного происхождения, состоящая преимущественно из карбоната кальция (CaCO3) в виде кристаллов кальцита различного размера.
Известняк, состоящий преимущественно из раковин морских животных и их обломков, называется ракушечником. Кроме того, бывают нуммулитовые, мшанковые и мраморовидные известняки. Текстуры как правило массивные, массивнослоистые и тонкослоистые. При метаморфизме известняк перекристаллизуется и образует мрамор.
Входящий в состав известняка карбонат кальция способен медленно растворяться в воде, а также разлагаться на углекислый газ и соответствующие основания. Первый процесс — важнейший фактор образования карста, второй, происходящий на больших глубинах под действием глубинного тепла Земли, даёт источник газа для минеральных вод.
Месторождения[править | править код]
Известняк — широко распространённая осадочная порода, образующаяся при участии живых организмов в морских бассейнах. Это мономинеральная порода, состоящая из кальцита с примесями. Название разновидности известняка отражает присутствие в нём остатков породообразующих организмов, район распространения, структуру (например, оолитовые известняки), примесей (железистые), характер залегания (плитняковые), геологический возраст (триасовые).
Из известняков сложены целые горные цепи в Альпах, в Крыму, также широко распространён и в других местах. У известняка нет блеска, он обычно светло-серого цвета, но может быть белым или тёмным, почти чёрным; голубоватым, желтоватым или розовым, в зависимости от состава примесей. В известняке встречаются останки древних животных.
В России известняки обычны в центральных районах европейской части, а также распространены на Кавказе, Урале и в Сибири[1].
Широко известны месторождения Русской платформы, известняки которых традиционно использовались для строительства и наружной отделки зданий. Сегодня же сырьевая база этих известняков, в том числе белых известняков мячковского горизонта, весьма ограничена[2].
Одним из самых перспективных[источник не указан 768 дней] месторождений известняка считается открытое в 2015 году Ждановское месторождение (Оренбургская область), где в настоящее время[когда?] идёт промышленная добыча известняка «Сармат»[3]. Месторождение поставляет известняк с высокими качественными показателями, имеет крупные запасы и неглубокое залегание пластов[источник не указан 768 дней].
Применение[править | править код]
Известняк широко применяется в качестве строительного материала, мелкозернистые разновидности используют для создания скульптур.
Обжиг известняка даёт негашёную известь — древний вяжущий материал, до сего времени применяемый в строительстве[4]. Одним из основных строительных материалов, получаемых из известняка, является известняковый щебень, который широко используется в дорожном строительстве и в производстве бетона. В металлургии известняк используется как флюс. Известняк используется в химической и пищевой промышленности: в производстве соды, минеральных удобрений, стекла, сахара, бумаги.
Ракушечник[править | править код]
Ракушечник (ракушняк, ракушка) — строительный материал природного происхождения, известный с древних времен и популярный в южных регионах России, а также прибрежных районах Украины и Казахстана.
Ракушечник применяется:
- в жилищном строительстве: кладка наружных стен и возведение внутренних перегородок;
- на хозяйственных объектах: сооружение подвалов, гаражей, ограждений, пр.;
- в оформлении ландшафта: подпорные стенки, фонтаны, гроты;
- при облицовочных работах: в виде плитки с обязательной предварительной её гидрофобизацией и полировкой.
Самые распространенные по степени прочности марки: М35, М25, М15.
Лёгким считается блок стандартных геометрических размеров 380 × 180 × 180 мм с прочностью на сжатие до 15 кг/см2. Стены из него выдерживают нагрузку при одноэтажном строительстве, возведение гаражей и хозяйственных объектов.
Двухэтажные дома предпочтительно возводить из камня марки М 25. И только самые износостойкие и прочные блоки (М 35) применяются для сооружения стеновых конструкций подвалов и цокольных частей фундаментов.
Примечания[править | править код]
Ссылки[править | править код]
- Известняк — статья в энциклопедии Кругосвет.
- Известняк — горная порода. Описание, фото, месторождения.
- Ракушечник: экологичный материал для строительства дома
Известняк – популярный в строительстве камень, подходящий для возведения стен, отделки фасадов, создания декоративных элементов и малых архитектурных форм.
История известняка в архитектуре, строительстве и зодчестве исчисляется тысячелетиями. Известно, что на территории современной Турции люди строили дома из известняка еще 14 000 лет назад. Пирамида Хеопса в Египте, Стена Плача в Иерусалиме, город Пальмира в Сирии – все это известняк. При строительстве Великой Китайской стены использовался известковый раствор, в Древнем Риме из камня научились делать мозаику.
Что такое известняк
Известняк это осадочная порода, в ходе образования которой формируется пористый камень различной плотности и оттенка с обилием в составе кальцитов (известковых шпатов). В структуру материала также входят другие минералы, которые снижают его пористость и повышают прочность. Известняки отлагаются преимущественно в соленых морских бассейнах, реже – при испарении лагун и озер. Цвет известняков преимущественно светло-серый, бежевый, желтоватый. Присутствие органических, железистых, марганцовистых и других примесей обусловливает тёмно-серую, бурую, красноватую и зеленоватую окраску.
Как правило, происхождение известняка связано с жизнедеятельностью организмов, которые выделяют из соленой воды карбонат кальция для формирования скелетов и раковин. Реже материал имеет хемогенное происхождение. Оседание породы длится миллионы лет (современные пласты остались после высыхания древних морей). Мощность толщ известняковых отложений кардинально отличается: от нескольких сантиметров до пяти километров. Чем меньше возраст отложений, тем более рыхлыми получаются породы.
Виды известняков
По структуре камень делится на такие виды:
- Кристаллический – плотный минерал, по своей структуре близкий к мрамору. Хорошо полируется за счет мелких пор, морозоустойчив.
- Органогенно-обломочный – это всем известный ракушечник, состоящий из остатков морских организмов. Хорошо обрабатывается (пилится, обтесывается), имеет большую пористость. К этому виду также относят рифовый известняк, крайне богатый на остатки морской фауны, и обычный мел – слабосцементированную карбонатную породу (фактически, затвердевший ил теплых морей).
- Обломочно-кристаллический – органогенный детрит, образованный из фрагментов растений, раковин и скелетов животных. Несмотря на мелкие поры, имеет малую прочность и высокую степень водопоглощения.
- Натечный (известковый туф) – формируется в стоячих и проточных подземных водоемах из нерастворимой соли, которая под давлением уплотняется. Камень из стоячих водоемов более плотный, из проточных – пористый и хрупкий.
По происхождению камень делится на:
- Биогенный – это отложения карбонатных остатков морских организмов с небольшой долей карбонатного цемента.
- Хемогенный – образуется в соленой воде или подземных источниках (тот самый туф) путем осаждения извести.
- Обломочный – образуется из угловато-окатанных обломков известняковых пород в ходе их раздробления и смыва.
- Смешанный – следствие одновременного протекания нескольких процессов, в ходе которых формируются карбонатные материалы.
Под воздействием высоких температур и давлений известковая порода постепенно уплотняется и становится более твердой, а ее зернистость уменьшается. В результате получается мрамор – по сути, метаморфизированный известняк с плотной кристаллической структурой. Резкого фазового перехода не происходит, мрамор формируется постепенно, поэтому в природе встречаются промежуточные варианты (например, мраморизированный известняк, одновременно плотный и легко поддающийся резке).
Свойства известняка
Свойства камня разнятся в зависимости от источника происхождения и напрямую зависят от структуры материала. Даже в одном месторождении могут встречаться залежи с различной плотностью, объемной массой и прочностью. Более плотные кристаллические породы хорошо полируются, пористые (например, ракушечник) – легко пилятся и обтесываются.
Физические характеристики материала:
- Плотность – 2700-2900 кг/м³.
- Объемная масса – от 800 кг/м³ (ракушечник) до 2800 кг/м³ (мраморизированные породы).
- Твердость по шкале Мооса – 3.
- Предел прочности при сжатии – от 0,4 МПа (ракушечник) до 300 МПа (кристаллический).
Основа известняка – карбонат кальция (50-95%). Остальное – это кварц, доломит, полевой шпат и другие минералы (5-50%). Именно из-за наличия в составе минералов камень имеет различные оттенки. Цвет известняка преимущественно белый, но в природе в обилии встречаются породы светло-серого, светло-желтого, красноватого, зеленого, бурого оттенка. Существует даже черный известняк – в его составе в обилии присутствуют нефтепродукты. В целом камень известен мягкими, пастельными тонами и ненавязчивыми цветовыми сочетаниями.
Физически и химически камень-известняк не слишком устойчив. Он растворяется в воде (пусть и медленно), поэтому при использовании камня в отделочных работах он обрабатывается водоотталкивающими составами. Особенно уязвим минерал к воздействию кислот (в частности, уксусной, серной, соляной), причем реакция протекает бурно и быстро, с образованием углекислого газа. В природных условиях это чревато образованием карстовых пустот, зачастую внушительных размеров. Морозостойкость камня существенно меняется в зависимости от пористости и наличия трещин. Наибольшую морозостойкость (до 400 циклов) имеют мраморизированные породы с плотной кристаллической структурой.
Добыча известняка
В России минерал добывается и разрабатывается преимущественно посредством буровзрывных работ (БВР). Предварительно проводятся вскрышные работы – верхний слой почвы снимается с помощью бульдозера и в дальнейшем используется для рекультивации. В твердом слое известковой породы бурятся шурфы глубиной до 24 метров, в них закладываются промышленные взрывчатые материалы и детонаторы (тротиловые шашки). Для одного подрыва обычно требуется 2-3 десятка скважин и порядка 5 тонн взрывчатки. Скважины взрываются не одновременно, а с задержкой в доли секунды.
Существует альтернативная европейская технология добычи известняка под названием Rip&Load (рыхление и погрузка), позволяющая работать без применения БВР. Массив забоя разрушается с помощью специального рыхлителя на тяжелом экскаваторе, после чего оператор не выходя из кабины меняет рыхлитель на ковш и грузит разрушенную горную массу в самосвал. Далее операция повторяется. Преимущество такой технологии – селективная выемка известковой породы в месторождениях со слоистой структурой. В обоих случаях используется тяжелая промышленная техника. Например, эксплуатационная масса экскаваторов в карьерах может достигать 240 тонн, а их производительность – 800 т/ч.
Образовавшиеся обломки породы грузятся тяжелым экскаватором в карьерные самосвалы и вывозятся на дробильно-обогатительную фабрику (ДОФ). В результате чаша карьера перемещается в сторону известковых пород, а выработанное пространство постепенно засыпается отсевом и вскрышными породами.
На дробильно-обогатительной фабрике известняк последовательно подвергается крупному, среднему и мелкому дроблению. Мелкие частицы камня (до 1 см) вывозятся обратно в карьер. Готовый продукт (дробленый камень) грузится в ж/д вагоны или автотранспорт и отправляется потребителям. В местах малых залежей известняк просто пилят на прямоугольники нужных размеров и вывозят грузовиками на завод.
В России основные месторождения минерала находятся в Московской и Тульской области. В Туле (помимо обычного) добывается ценный мраморизованный известняк, в Подмосковье – редкую породу кремового оттенка. Известняк встречается практически в любом регионе Земли, а некоторые карьеры используются на протяжении тысяч лет.
Использование известняка
Известняк – универсальный материал, нашедший применение в производстве, сельском хозяйстве, строительстве, дизайне помещений. Сфера применения камня различается в зависимости от его происхождения, физических характеристик, состава. Основные области использования известкового камня:
- Строительство. Прочности некоторых сортов известняка хватает, чтобы возводить из них малоэтажные здания, но в большинстве случаев материал используется в качестве облицовки. Из него делают стеновые панели, облицовочные плиты, декоративные элементы – колонны, пилястры, барельефы. Камень мелких фракций используют в качестве щебня при производстве бетона, крупных – для обустройства оснований автомобильных дорог и гидротехнических сооружений. Бутовый камень (крупные обломки размером до 500 мм) подходит для фундаментных работ.
- Отделка и облицовка. Известняк – популярный фасадный материал, хорошо противостоящий российским климатическим условиям. Тонкие срезы износостойкого камня – готовый материал для укладки садовых дорожек и тротуаров.
- Дизайн помещений. Мраморизированный известняк редких оттенков используется для отделки стен, лестниц, пола, изготовления кухонных столешниц, подоконников, барных стоек. Камень изысканных цветов подходит для создания каминных порталов, журнальных столиков, декоративных колонн. В среде дизайнеров особенно ценится слоистый камень с ярко-выраженным рельефом.
- Производство отделочных материалов. На основе известняка делают белила, краску, шпатлевку.
- Изготовление цемента. Карбонатные компоненты в сырьевой смеси при производстве цемента могут достигать 80% от общего объема сырья. Наряду с известняком в цемент добавляют глину, шлак, корректирующие добавки.
- Химическая промышленность. Материал используется в технологиях производства пластика, резины, фармацевтических препаратов.
- Производство сахара, стекла, соды. Здесь минерал используется в качестве дополнительного сырья. Например, в производстве сахара используется известь, получаемая путем обжига карбонатных пород.
- Металлургия. Известняк – незаменимый компонент при выплавке металлов. Известняковый флюс снижает температуру плавления и облегчает отделение металла от пустой породы. Используется с рудами, богатыми кремнеземом и глиноземом.
Кроме этого, известняк активно используется в качестве компонента зубных паст и кремов для обуви, в производстве фильтров и минеральных удобрений. Минерал также применяется в производстве бумаги – из одной тонны материала можно получить порядка 800 кг готовой продукции. Некоторые виды известняка применяются в производстве абразивных материалов для тонкой шлифовки, а в сельском хозяйстве его используют в качестве минеральной добавки для скота и птицы.
Известняк важен не только для отделки зданий и интерьеров. Он незаменим в создании цемента, а также находит применение в других отраслях промышленности, таких как очистка сахара, производство стекла. Когда известняк нагрет, он используется в производстве железа и стали, а также глинозема и магнезии. Также известняк помогает очистить питьевую воду. Фермеры часто используют удобрение, которое содержит дробленый известняк на зерновых культурах. Известняк в смеси – источник питательных веществ и нейтрализатор кислотности почвы. Порошкообразный известняк используется, чтобы удалить примеси из литых металлов. Известняк используется в качестве наполнителя во множестве изделий, включая бумагу, пластмассу и краску. Самый чистый известняк даже используется в продуктах питания и лекарствах, таких как таблетки кальция и хлопья для завтрака.
Известняк в архитектуре и дизайне
Известняк является очень популярным материалом для строительства и облицовки зданий. Подходит для облицовки фасада, а также для создания декоративных элементов экстерьера – барельефов, колонн и пилястр, кронштейнов. Область дизайнерских решений для интерьера довольно широка: изготовление колонн, арок, каминных порталов, отделка известняком полов и стен, дверных и оконных проемов. Некоторые виды известняка подходят для помещений с повышенной влажностью (ванные комнаты, бассейны).
В ландшафтном дизайне известняк используется при оформлении дорожек, террас, декоративных стенок, оград и сооружения альпийских горок (сохраняет тепло, пропускает воду и воздух, нормализует почвенный состав).
В нашей стране популярны отечественные известняки, Испанские известняки и Немецкие мраморизованные известняки. Благодаря относительно низкой цене (по сравнению с другими натуральными камнями) и устойчивости к перепадам температур (количество циклов зима/лето) известняк является самым популярным материалом для отделки фасадов жилых комплексов и коммерческих зданий и сооружений.
Самые популярные известняки:
Jura Beige
Jura Grey
Jura Rahmweis
Branco Valongo
Branco do Mar
Фотографии известняка
Ниже вы можете посмотреть несколько фотографий известняка в различном применении. Фасады, отделка стен, мощение и тд.
