Характеристика известняка и сферы его применения

Характеристика известняка и сферы его применения

Известняк – это порода, образованная в результате отложений карбонатного материала с последующим изменением под воздействием факторов, способствующих цементации и перекристаллизации. Отличные технические параметры породы позволяют применять ее во многих сферах производства, строительства, металлургии.

Известняк – это порода, образованная в результате отложений карбонатного материала с последующим изменением под воздействием факторов, способствующих цементации и перекристаллизации

Условия формирования карбонатных отложений

Камень известняк представляет собой минеральное образование, сформированное в результате осаждения скелетных остатков биологических организмов и состоящее преимущественно из кальцита и частично арагонита. Химический состав известняка близок к кальциту.

В осадочных породах распространен карбонатный материал различного происхождения. Аналогично кварцевому компоненту, в отложениях присутствуют обломки известняка, который является продуктом разрушения сложившихся отложений.

Типичный привнесенный в отложения известняковый материал входит в состав базальных и карбонатных конгломератов. Значительно чаще встречаются известняковые песчаники, брекчии, состоящие из обломков материала, не подвергшегося обработке в результате переноса на расстояние с помощью ветра и воды.

Этот факт позволяет допустить их образование в условиях мелководья, в котором ряд участков морского дна поднимался выше уровня воды и разрушался в результате абразивных процессов.

Можно предположить, что в таких условиях сформировался известняк ракушечник. Именно этот вид осадочной породы представлен целыми остатками организмов и их обломками.

Также рекомендуем прочитать:

Многие органогенно-обломочные известняковые породы представлены продуктами сортировки еще не окаменевших остатков мелководных осадков. Этот тип накоплений формирует группу органогенных образований.

Если биогермы (кораллы, формирующие известковые образования) сразу формируют затверделые отложения, то затвердевание известковых отложений связано с дополнительными химическими преобразованиями карбонатной части осадков.

Иногда известняки отличаются особой губчатой структурой, образованной за счет доломитизации. Такая горная порода рифовых массивов содержит нефть.

Известняк (видео)

Типы образований

Хемогенные образования (породы, сформированные без участия биологических процессов) подразделяются на типы в зависимости от структуры породы и размера зерен карбонатного обломочного материала и определяют характер формирования породы и происхождение известняка.

Микрозернистая порода представлена результатом жизнедеятельности микроорганизмов и является продуктом переработки ими нитрата кальция в карбонатное соединение.

Белый известняк, представляющий собой массу микрозернистого карбонатного материала, обычно не сложен исключительно хемогенным осадком. Как показывает детальное изучение пишущего мела под микроскопом, микрозернистая часть карбонатного соединения кальция (формула известняка CaCO3) содержит остатки скелетов микроскопических организмов кокколитофорид.

Второй тип образований представлен известковыми корками и характерными инкрустациями. Отложения формировались непосредственно на дне осадочного бассейна, равномерно распределяясь на окаменелом осадке.

Белый известняк, представляющий собой массу микрозернистого карбонатного материала, обычно не сложен исключительно хемогенным осадком

Благоприятные условия формирования на дне мелководных участков могли быть пригодными для непосредственного выделения карбоната кальция и отличаться повышенным температурным градиентом.

Среди гемогенных образований, отличных от коралловых рифов, находятся концентрические оолиты, формирующие особый тип отложений. В составе ядер образований находятся карбонатные или другого состава песчаники, фораминиферы.

Перекристаллизация осадка, происходящая в рифовых известняках, связана с укрупняющимися инкрустациями минерала в условиях дополнительного выпадения осадка в верхние части ила.

Процессу могут способствовать условия обмеления, если они приводят к увеличению температуры воды и изменению уровня нейтральной среды в сторону повышения. Степень кристаллизации отличает или сближает последовательно сменяющиеся слои известняковых осадков.

Полная перекристаллизация отложений с уничтожением цементируемого материала полностью стирает разницу между осколочным материалом и цементом. Примером отложений такого типа является мраморизованный известняк.

Неравномерность развития кристаллизационных процессов в горной породе определяет крупнозернистую структуру отложений.

Галерея: минерал известняк (25 фото)

Технические параметры известняка

У доломитов и известняков с содержанием карбоната магния большая твердость. Они труднее поддаются механическому воздействию.

Природный известняк отличается прочностью, твердостью. При дроблении образует неровный излом. В воде не размокает. Физические свойства породы позволяют ее использовать в строительстве.

Обычно карбонатное соединение белого, серого цвета. Но в зависимости от присутствия примесей меняется внешняя окраска и техническая характеристика известняка. Содержащиеся в образовании минералы не только меняют цвет, но и влияют на прочность, устойчивость и определяют сферу применения.

Углистое вещество окрашивает породу в черный цвет, желтую окраску определяет присутствие гидроокислов железа, а зеленоватую – глауконит.

Описание технических параметров материала содержится в паспорте месторождения. Информация, собранная в документе, полностью отражает свойства породы и ее соответствие государственным стандартам, регламентируемым законодательно.

Структура известняка позволяет выделять виды горной породы. Текстура минерального образования однородная, иногда присутствуют поры и каверны (пустоты).

Чем характеризуются образования

Среди карбонатных отложений различают такие виды известняков:

• плотные карбонаты (отличаются однородной структурой);
• оолитовые образования сферической формы;
• туфы – образования с крупными порами, отличающиеся прочностью и легко поддающиеся обработке (полировке, шлифовке);
• травертин – натечные образования;
• глинистые и битуминозные известняки.

Коралловый известняк в отложениях дополнен примесью раковин фораминифер и моллюсков, панцирей иглокожих. Порода, слагающая современные рифы, отличается твердой пористой структурой и состоит из скелетов колоний полипов.

Путиловский известняк известен как основной строительный материал, использованный при проведении строительства города Санкт-Петербурга. Название породы связано с Путиловским месторождением, находящимся поблизости.

Плотность известняка средняя, он не разрушается под воздействием ударных нагрузок, отличается устойчивостью к истиранию, агрессивной кислой среде и солям. В нем присутствуют мелкие пустоты, образованные в результате выщелачивания породы.

Цвет известняка серый, чередующийся с темно-серой окраской. Кристаллическое минеральное образование органогенного происхождения содержит доломит (2-25 %), зерна глауконита (до 20 %), фосфаты (2-3 %), зерна силикатного соединения (кварца).

Из-за внешней схожести известняк часто принимают за мрамор. Различие между породами состоит в форме их образования. Например, черный мрамор Порторо, из которого создают скульптуры, представляет собой осадочную породу. Структура известняка отличается от мрамора.

Образование мрамора происходит в процессе метаморфических изменений и перекристаллизации породы. В нем не содержится никаких следов окаменелостей.

Если процесс преобразования не завершен, то в результате возникает мраморный известняк. Именно эта порода содержит белые кальцитовые включения биогермов (кораллов), раковин, обломков скелетов других морских жителей.

Петрографическое и минералогическое определение породы – «мраморовидный известняк». В литературе по инженерной геологии в разделе, посвященном классификации типов горных пород, не полностью преобразованный известняк называется мрамором.

Доломитизированный известняк – это осадочная горная порода серого и темно-серого цвета, состав которой формируют кальцит и доломит. Минеральный состав образований формируют включения гипса, ангидрита и кремния, полевых шпатов, пирита, глинистого вещества и реликтов флоры (синие водоросли).

Прочность известняка, в состав которого входит карбонат магния (около 40 %), при сжатии составляет 400-1300 кгс/см², твердость доломитов по шкале Мооса – 3,5-4,5.

Процесс скола натурального камня (видео)

Применение горной породы

Известняк в строительстве используют в качестве сырья при формировании дорожного полотна, изготовления извести и производства цемента.

Он применяется в качестве материала для отделочных работ. Легкость обработки, мягкость, разнообразная цветовая гамма позволяют применять его для отделки помещений, создания архитектурных сооружений, предметов декора.

Щебень и крошка известняка используются в качестве наполнителя бетона. Но в качестве материала для формирования фундамента и основания зданий и сооружений лучше использовать песчаник, потому что известковый камень не отличается устойчивостью к воздействию воды.

Применяется известняк в качестве удобрения, предварительно его нужно измельчить до состояния муки. Как и другие удобрения, в состав которых входит магний, доломит оказывает положительное влияние на почву легкого механического состава. Его применение повышает урожайность технических культур (кукурузы, сахарной свеклы), бобовых, картофеля.

Известняк с содержанием доломита не используется для производства портландцемента. При обжиге породы, в состав которой входит не больше 8 % глинистых примесей, до полного выделения углекислого газа, получают строительный материал (известь).

Известняк в строительстве используют в качестве сырья при формировании дорожного полотна, изготовления извести и производства цемента

Свойства известняка приобретать при обработке гладкую поверхность используются в литографии для печатания разноцветных марок, рисунков, карт. Для этого на отшлифованную пластину однородного и плотного известняка наносится исходное изображение с помощью специального карандаша или жирной туши.

Производство сахара связано с использованием извести как сорбирующего материала. Из известняка изготовляют абразивные материалы, зубной порошок, краски, минеральную вату.

Порода применяется в качестве наполнителя в производстве стекла. Минеральная добавка улучшает качество продукции, придает прочность и устойчивость к температурным колебаниям.

Флюсовый известняк и доломит применяется в черной металлургии. Его использование обусловлено химическим составом основной породы, содержащей оксиды кальция, железа, магния.

Флюсующая добавка предназначена для извлечения из породы, не содержащей ценного компонента и вредных примесей, расплава. Именно эти минеральные образования применяются в производстве и отвечают основному требованию низким содержанием серы, фосфора, глинозема, силикатных соединений и кремнезема.

Использование карбонатного соединения способствует понижению температурного градиента плавления руды и разжижению шлаков. Применение известняка в форме наполнителя некоторых сортов бумаги позволяет снизить себестоимость продукции, сохраняя основные параметры качества.

Месторождения карбонатных пород

Работы по подготовке и разработке залежей выполняются в такой последовательности:

• расчистка территории от верхнего плодородного слоя с последующим его складированием с целью рекультивации земель;
• перемещение с помощью электрических экскаваторов глинистого слоя;
• выборка некондиционного сырья;
• очистка доступа к известняку;
• проведение взрывных работ;
• загрузка сырья;
• очистка территории и перевозка отходов в отвалы.

Твердый слой известняка, не подвергшийся воздействию взрыва, бурят и закладывают взрывчатые материалы для повторной работы. Для бурения используют электрические установки, позволяющие проделать отверстие в породе на глубину до 24 м и диаметром 16 мм.

Расстояние между скважинами, вытянутыми в линию, 5 м. В качестве детонаторов используют тротил. Для одного взрыва бурят около 30 отверстий.

Карбонатное соединение не является редкостью, а месторождения можно найти по всему миру. Добыча известняка проводится открытым (карьерным) способом.

Работы, связанные с эксплуатацией месторождения, требуют соблюдения техники безопасности со взрывчатыми веществами. Необходимо придерживаться регламентированных норм выполнения погрузочных и разгрузочных работ, формирования отвалов.

Месторождения известняка в России находятся почти в каждом уголке страны (Воронежской, Архангельской, Белгородской, Вологодской областях, Сибири).

Месторождения карбонатного соединения в РФ находятся на территории различных городов, и Краснодарский край не исключение. В прибрежных зонах проводят добычу сырья, отличающегося высокой прочностью и разнообразием текстур.

Разработка залежей тесно связана с потребностями производства и строительства. Добываемый материал экономически не выгодно перевозить на большие расстояния, поэтому обычно карьеры расположены вблизи промышленных объектов, занимающихся переработкой рудного сырья, строительством, производством цемента.

Залежи, где добывают известняк, зачастую граничат с пластами глины или песка. Но наличие небольших трещин в основной породе помогает ускорить процесс извлечения материала.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

Известняк, его особенности и применение в строительстве

Известняк относят к породам осадочного происхождения. Представляет он собой смесь карбоната кальция с различными примесями. В него могут входить помимо глины и кремния даже скелеты микроорганизмов и панцири морских животных. Несмотря на широкое распространение этого материала, встретить его можно далеко не везде.

В России имеется множество месторождений, то в Австралии их вообще нет. Не зря еще со времен Древней Руси известняк считается одним из главных строительных материалов.

Во многом именно этим обусловлено то, что некоторые архитектурные памятники старины стоять и до сегодняшних дней. Отличием известняка является то, что его пласты формируются постоянно, что делает его фактически неисчерпаемым.

Основные виды известняка

Из-за того, что известняк имеет различную структуру, принято его классифицировать по определенным признакам:

1. По происхождению;
2. По химическому составу;
3. По структуре;
4. По строению.

По происхождению

Выделяют следующие виды известняков:

• Образованные из остатков органического происхождения. Такие известняки еще называют органогенными. К ним относится ракушечник, рифовый и шламовый известняк;
• Образованные, когда выпадает осадок кальция. Их еще называют хемогенными;
• Образованные после разрушения более древних известняков. Называют их обломочными.

По химическому составу

1. Мраморизированный. Такой тип известняка образуется в процессе изменений метаморфического характера в материале;
2. Доломитизированные. В таком известняке содержится до 17% магния. С повышением этого показателя происходит перерождение его в мергель;
3. Мергель. В таком известняке содержится четверть или половина глинистых частиц.

На видео — мраморизированный известняк:

По структурному признаку

• Землистые.Отличает их высокая хрупкость и рассыпчатость, а также нерастворимость в воде;
• Мраморовидные. Для них характерно ярко выраженная кристаллическая структура. К таким известнякам относится юрский;
• Плотные. Их образуют частицы панцирей и раковин различных морских животных, иногда зерна известкового шпата;
• Отдельно стоит выделить пористые известняки (например, водоносные, для которых характерно наличие каверн и различных полостей), туфы, травертины и другие материалы подобного типа, имеющие в составе посторонние тела.

По строению

1. Пизолитовые.Его структура имеет зерна, достигающие по величине горошины;
2. Оолитовые. В их составе находятся зерна скорлуповатого строения.

По цвету

Разделяют известняки также и по цвету. Природным является белый, максимум светло-серый. Затемнение структуры, а также появление в ней красного, коричневого и других цветов является признаком наличия примесей.

По сферам применения

Выделяют следующие виды известняка:

• Металлургический или флюсовый в металлургической промышленности применяют в роли флюса при плавке металла и изготовлении различных сплавов;
• Молотый, который напоминает муку. Применяют его преимущественно в строительстве при изготовлении сухих смесей, асфальтобетона и т.д.;
• Облицовочный. Используют его при облицовке зданий;
• Пиленый. Представляет собой форматные блоки. Используют его при строительстве домов.

Фото некоторых видов известняка

Флюсовый известняк Пиленый известняк Молотый известняк Облицовочный известняк

Свойства и технические характеристики

В химический состав известняка входит большое количество примесей, но основную его массу составляет кальцит, который более известен как карбонат кальция. Его формула CaCO3. Чтобы не возникало путаницы, принимают, что известняк имеет такую же формулу.

Среди характеристик материала важное место занимают следующие: плотность, твердость и модуль упругости.

Согласно ГОСТам эти характеристики могут принимать следующие значения:

1. Плотность: 2700-2900 кг/м3;
2. Твердость: 800-2800 кг/м3. Самыми мягкими считаются травертины и ракушечники, а самыми твердыми – кристаллические известняки;
3. Модуль упругости: 0,4-300 МПа.

В целом известняки не отличаются слишком высокой твердостью. Их легко поцарапать обычным ножом. Также ГОСТами предусматриваются правила его хранения и доставки.

Способы добычи и производства

Известняк является частью горной породы. Отделяют его двумя способами:

1. При помощи управляемого взрыва;
2. С использованием специализированной техники.

В любом случае образуются бутовые куски, которые направляются по конвейеру в место складирования. Большие куски разрезаются на более мелкие при помощи алмазных кругов. Наиболее известным является К ингисеппское месторождение известняка.

В зависимости от того, где будет в дальнейшем использован материал, его подвергают определенной обработке:

• Для получения мелкой и средней фракции его дробят на специальных дробильных машинах. В дальнейшем такая фракция используется в качестве наполнителя, например, в асфальтобетоне;
• Для изготовления облицовочных плит известняк режут специальными пилами. При этом такие плиты могут иметь гладкую поверхность или сколотую;
• Известняк также может обжигаться. После соответствующей переработки получается известь.

Дробление известняка щековой дробилкой Extec C:

Следует отметить роль известняка в бурении скважин на воду. За счет плотной структуры, вода в таких слоях очень чистая. Но из-за этой характеристики известняка процесс бурения более сложный и затратный. Если, например, бурение в песочном грунте можно осуществлять при помощи легких буровых установок, то для известняка потребуется более мощное оборудование.

Некоторые слои можно пройти только при использовании специальных шарошечных долотьев на резьбовом соединении. Их обсадка осуществляется с использованием труб, выполненных из высокопрочной стали.

Применение известняка в строительстве

Благодаря большому количеству расцветок и фактур известняк используется широко в строительной сфере. При строительстве зданий известняк может быть использован в качестве основного материала (кирпич из известняка) или для облицовки плитами.

В любом случае куски известняка подвергаются распиливанию. Основным преимуществом такого материала является то, что размер блоков из него можно варьировать. Кроме того, известняк имеет очень высокие экологические характеристики, так как является природным материалом.

Также с помощью известняка осуществляется оформление садовых и дачных участков. Из него формируют альпийские горки и каменные барбекю. Преимуществом его в данной ситуации является высокая долговечность, эстетически приятный внешний вид и простота в уходе.

Также известняк нашел широкое применение при украшении интерьеров. С его помощью декорируют балконы и лестничные перила. За счет высокой пластичности и легкой обрабатываемости из известняка можно сделать украшения и балясины любой сложности.

В некоторых случаях из известняка изготавливают элементы мебели, кухонные и барные столешницы, даже декоративные элементы, например, статуэтки и вазы.

Как работать с известняком при создании скульптур расскажет видео:

Преимущества использования известняка

По сравнению с другими материалами известняк обладает следующими преимуществами:

• Несомненным преимуществом известняка является высокая экологичность;
• Он отлично поддается обработке, что позволяет придать ему практически любую форму и фактуру;
• В отличие, например, от кирпича или облицовочной плитки известняк очень долго сохраняет свой внешний вид. Даже в том случае, если его поверхность подвергается постоянным воздействиям неблагоприятных погодных факторов. Именно поэтому известняк часто используют при облицовке цоколей здания;
• Известняк имеет пористую структуру, что позволяет ему отлично поглощать влагу из окружающей среды. Поэтому влажность в помещении будет на оптимальном уровне;
• Высокие тепло- и звукоизоляционные характеристики делают материал идеальным для внешней и внутренней отделки.

Как видно, известняк является отличным материалом, который может быть использован во многих отраслях, преимущественно, в строительной сфере. Отличные его качества позволяют с уверенностью сказать, что это наилучший материал в своей категории.

https://vsekamni.net/2017/05/harakteristika-izvestnyaka-i-sferyi-ego-primeneniya