Известняк, свойства, виды и применение.
Известняк – осадочная, обломочная горная порода органического, реже хемогенного происхождения, состоящая преимущественно из карбоната кальция (CaCO3) в виде кристаллов кальцита различного размера.
Известняк как полезное ископаемое, свойства известняка
Физико-механические показатели известняка
Виды и разновидности известняка
Известняк как полезное ископаемое, свойства известняка:
Известняк – осадочная, обломочная горная порода органического, реже хемогенного происхождения, состоящая преимущественно из карбоната кальция (CaCO3) в виде кристаллов кальцита различного размера. В состав известняка входят различные примеси, в некоторых случаях в известняке различимы и узнаваемы отдельные раковины.
Известняк – полезное ископаемое, образуемое в морях и океанах, а также в пресноводных водоемах. Залежи известняка формировались в разные геологические эпохи. Формирование большинства известняков происходило и происходит в настоящее время (например, коралловых рифов) за счет извлечения живыми организмами карбоната кальция из морской воды для построения раковин и скелетов. Остатки умерших живых организмов оседают и накапливаются на морском дне. К осевшим известковым обломкам на морском дне добавляется карбонат кальция, осаждающийся из насыщенной им воды.
Рис. 1. Известняк
Известняк – это природный камень, известный и используемый в строительстве с давних времен. Как горная порода известняк используется в большей степени, чем другие породы камня, за исключением мрамора и гранита.
Известняк имеет различное строение: от очень мелких (порядка несколько микрометров) зерен до крупных (величиной с горошину).
Цвет известняка имеет широкую цветовую гамму: белый, серый, желтый, розовый, «персиковый», серо-сиреневый, бурый, коричневый, голубой, а также их все возможные сочетания и оттенки. Цвет известняка обусловлен наличием или отсутствием примесей.
Известняк – мягкий и пористый материал, легко поддается обработке.
Залежи известняка встречаются почти на всех материках, за исключением Австралии. Мощность пластов варьирует от нескольких сантиметров до сотен метров.
Рис. 2. Известняк
Чистый известняк по своему химическому составу состоит из кальцита. При этом 56% образованы CaО и 44% СО2.
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.
Физико-механические показатели известняка:
| Наименование показателя | Значение |
| Объемная плотность, тонн/м3 | от 0,8 (у ракушечников и травертина) до 2,8 (у кристаллических известняков) |
| Твердость по шкале Мооса | 3 |
| Водопоглощение, % | 0,1 до 2,1 |
| Предел прочности на сжатие в сухом состоянии, МПа | от 0,4 (у ракушечников) до 300 (у кристаллических известняков) |
| Пористость, % | от 0,5 до 35 |
| Коэффициент снижения прочности при насыщении водой плотных известняков | 0,65 – 0,85 |
| Коэффициент снижения прочности при насыщении водой мягких известняков |
0,50 – 0,70 |
| Температура разложения, оС | 800 – 900 |
| Температура плавления, оС | 1242 |
| Морозостойкость для кристаллических известняков, циклов | 300 – 400 |
Виды и разновидности известняка:
Существует множество видов и разновидностей известняка: ракушечник, мел, оолитовый известняк, пизолитовый известняк, травертин, туф, доломитизированный известняк и пр.
Ракушечником называют скопления обломков раковин морских животных и их обломков, сцементированных в ячеистый агрегат.
Если раковины морских животных и их обломки имеют микроскопическую величину (порядка 5-10 мкм), образуется слабосвязанная, мягкая, тонко крошащаяся, мажущая порода – мел. Мел до 75 % образован органическими остатками – скелетными оболочками (раковинами) планктонных водорослей-кокколитофоридов, а также скелетными оболочками (раковинами) микроскопических моллюсков фораминифер.
Рис. 3. Известняк
Нуммулитовый и фузулиновый известняк состоит из раковин древних простейших организмов: уплощенных округлых раковинок нуммулитов и удлиненных, веретенообразных раковинок фузулин.
Оолитовый известняк состоит из мелких, размером с рыбьи икринки, сцементированных между собой шариков. Ядро каждого такого шарика-оолита может быть представлено песчинкой, обломком раковины или частицей какого-либо другого инородного материала.
Если шарики более крупные, величиной с горошину, их называют пизолитами, а породу – пизолитовым известняком.
Травертин – известняк, образовавшийся на поверхности в результате осаждения карбоната кальция (кальцита или арагонита) из воды углекислых источников.
Если такие отложения сильно пористые (губчатые), их называют известковым туфом.
Мергель представляет собой несцементированную смесь карбоната кальция и глины.
Под влиянием процессов метаморфизма известняк перекристаллизуется и образует мрамор. Переходные разновидности известняка называются мраморизованными известняками.
Доломитизированный известняк – разновидность известняка, содержащая в своем составе MgO до 17 %. При большем содержании примеси оксида магния, горная порода именуется доломитом. Химическая формула доломита CaMg(CO3)2.
Существуют и другие разновидности известняка.
Рис. 4. Известняк
По происхождению известняки подразделяются на:
– органогенные известняки – известняки, образующиеся за счёт накопления органических остатков (ракушечники, шламовые и рифовые известняки);
– хемогенные известняки – известняки, возникающие в результате осаждения кальцита из растворов;
– обломочные известняки – известняки, образующиеся за счёт накопления обломков – продуктов разрушения более древних известняков.
По структурным признакам известняки делятся на плотные, пористые, мраморовидные и землистые.
Плотные известняки состоят отчасти из крайне мелких зерен известкового шпата (кальцита), но большей частью из обломков известковых раковин и панцирей различных организмов. Обычно плотные известняки окрашены в желтоватые, бурые и серые цвета и встречаются во всех геологических образованиях, часто в виде мощных отложений.
Пористые известняки – известковый туф, травертин, ракушечники и другие породы. В них нередко заключены остатки растений, раковины моллюсков и тому подобное.
Мраморовидные или кристаллические известняки – различные виды мрамора, мраморизованные известняки.
Землистые известняки – мел.
В зависимости от строения и характера зернистости известняки делят на:
– оолитовые известняки – известняки, имеющие грубозернистую структуру с кальцитовыми образованиями, круглые зерна концентрически скорлуповатого строения, более или менее плотно сцементированные;
– пизолитовые известняки – известняки, зерна которых достигают величины горошины и состоят из арагонита.
Рис. 5. Известняк
Характер и степень зернистости известняков могут значительно различаться. Иногда в известняках наблюдается хорошо выраженная слоистость.
Применение известняка:
Известняк используется в различных отраслях народного хозяйства и в быту:
– в строительстве – для получения строительной извести, бетонов, штукатурки, строительных растворов и пр.; для производства силикатных кирпичей; для изготовления щебня, облицовочных плит, стенового камня, минеральной крошки и песка, минеральной ваты и порошка, известняковой муки и пр.; для кладки стен и фундаментов; для выполнения декоративно-облицовочных и отделочных работ; для производства облицовочных, архитектурно-строительных, мемориальных и других изделий; в ландшафтном дизайне и т.д.;
– в дорожном строительстве для создания насыпей, уплотнения грунта и т.п.;
– в сельском хозяйстве: в растениеводстве – для снижения кислотности почв (раскисления почв), в животноводстве – в качестве минеральной подкормки для животных, птицы и для производства комбикормов;
Рис. 6. Известняк
– в цементной промышленности для производства цемента;
– в металлургии в качестве флюса при выплавке металлов и сплавов;
– в стекольной промышленности для производства стекла;
– в химической промышленности для производства негашеной извести, соды, а также в качестве наполнителя при производстве резины, пластмассы, пластиков, лаков, красок и пр.;
– в пищевой промышленности при производстве сахара для очистки от примесей;
– в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве бумаги;
– для полировки изделий из цветных металлов;
– для теплоизоляции строительных конструкций и технологического оборудования (минеральная вата);
– в качестве писчих мелков (мел).
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com