Главная Наша энциклопедия Известняк и его особенности

Известняк и его особенности

Наши статьи. Консультация (☎️ ) 8 (812) 322-99-21 "Ремстекло"

автор: Студия "Ремстекло"
3k просмотры

Введение

Известняк — интересный материал, который уже очень давно люди используют в строительстве. Известняк использовался для строительства некоторых из величайших исторических достопримечательностей, в том числе Большого Сфинкса, Парфенона, Эмпайр Стейт Билдинг и многих других!

Сегодня сфера применения известняка гораздо шире, это не только строительство зданий или скульптур, его используют в качестве облицовочного и декоративного материала в дизайне интерьеров и экстерьеров, а также в сельском хозяйстве, химической, пищевой и промышленной сферах. Этот природный материал находит универсальное применение.

Что такое известняк

Известняк представляет собой осадочную горную породу, состоящую в основном из карбоната кальция (кальцита и арагонита) или двойного карбоната кальция и магния (доломита). Чаще всего известняки сформированы из крошечных окаменелостей, фрагментов и частей раковин этих мертвых организмов. Окаменелости часто видны невооруженным глазом при внимательном рассмотрении поверхности камня, но не всегда. Некоторые разновидности известняка имеют чрезвычайно мелкую зернистость и чтобы разглядеть входящие в его состав раковины, нужны увеличительные приборы.

что такое известняк
Изображение шлифа более крупного фораминиферового известняка, содержащего Assilina sp. и Discocylitia. Восточные Альпы, разрез Виммерн около Тейзендорфа (Германия). © Антонино Бригульо. Предоставлено: https://www.researchgate.net/figure/Image-of-a-thin-section-of-larger-foraminifera-limestone-containing-Assilina-sp-and_fig3_260041986

Известняк обычно серый, но может быть и белым, желтым или коричневым. Это мягкий камень, который легко царапается. Он бурно реагируюет с кислотами и сразу же начинает интенсивно пениться.

Известняки могут сильно различаться по текстуре и пористости: от ракушечника, который представляет собой матрицу целых морских раковин или их фрагментов, свободно сцементированных кальцитом, до оолитовых известняков и микрокристаллических известняков, сформированным хемогенным способом.

Геологическое образование и состав известняка

Основные способы образования известняка:
  • Биогенные и органогенные способы формирования породы. Известняк в основном откладывается в спокойной теплой морской воде на небольших глубинах, где организмы способны образовывать панцири и скелеты из карбоната кальция. Эти организмы, когда умирают, накапливаются в этом районе, образуя известняковые отложения. Продукты жизнедеятельности этих организмов также вносят свой вклад в массу осадка, который, в свою очередь, при литификации образует известняк. Известняк этого типа представляет собой биологические осадочные породы.
  • Эвапорит и хемогенные процессы. Другой известняк образуется путем прямого осаждения из морской или пресной воды, и этот тип называется химической осадочной породой (хемогенные горные породы). Образовавшиеся в результате испарения известняки часто образуются в пещерах, где капли воды попадают в трещины и, достигнув потолка пещеры, испаряются. При испарении воды присутствующий карбонат кальция выпадает в осадок, образуя известняк.

Известняк состоит преимущественно из минералов кальцита и арагонита, фактически из карбоната кальция. Другие минералы встречаются в более или менее различных пропорциях. К ним относятся глинистые минералы, доломит CaMg(CO3)2, кварц, гипс и другие. Если преобладает доля доломита, то говорят о доломитовой породе. Если известняк имеет относительно высокую долю глинистых минералов, его называют мергелем. Известняк также может содержать до нескольких процентов органических веществ и тогда называется битуминозной известью (при наличии сероводорода также называют вонючей известью).

Он образуется в результате накопления раковин, кораллов и других остатков морских организмов, а также в результате осаждения карбоната кальция из морской воды. Процесс образования известняка обычно происходит на мелководье, в теплой морской среде, где накопление и уплотнение осадочных материалов происходит в течение длительных периодов времени. Известняк также может образовываться в результате испарения воды в пещерах и других замкнутых пространствах.

Каменноугольный известняк
Каменноугольный известняк, обнаженный в Огмор-бай-Си , Уэльс. Предоставлено: https://en.wikipedia.org/wiki/Carboniferous_Limestone

Как и большинство других осадочных пород, большая часть известняка состоит из зерен. Большинство зерен в известняке представляют собой скелетные фрагменты морских организмов, таких как кораллы или фораминиферы. Другими карбонатными зернами, составляющими известняки, являются ооиды, пелоиды, интракласты и экстракласты. Эти организмы формируют раковины из арагонита или кальцита и оставляют их после смерти.

Известняк часто содержит различное количество кремнезема в виде кремня (халцедон, кремень, яшма и т. д.) или фрагментов кремнистого скелета (спикулы губки, диатомовые водоросли, радиолярии), а также различное количество глины, ила и песка (земной детрит), переносимых по рекам.

Foraminifera
Фораминиферы виды. Эрнст Генрих Геккель. Kunstformen der Natur (1904), plate 2: Thalamphora. Предоставлено: https://species.wikimedia.org/wiki/Foraminifera?uselang=ru

Некоторые известняки вообще не состоят из зерен, а образуются полностью путем химического осаждения кальцита или арагонита, т. е. травертина. Вторичный кальцит может отлагаться перенасыщенными метеорными водами (подземными водами, которые осаждают материал в пещерах). Это производит натечные образования, такие как сталагмиты и сталактиты. Другой формой, которую принимает кальцит, является оолитовый известняк, который можно узнать по его зернистому (оолитовому) виду.

Примеси (такие как глина, песок, органические остатки, оксид железа и другие материалы) вызывают изменение цвета известняка, особенно на выветрившихся поверхностях.

Известняк может быть кристаллическим, обломочным, зернистым или массивным, в зависимости от способа образования. Кристаллы кальцита, кварца, доломита или барита могут выстилать небольшие полости в породе. Когда условия подходят для осаждения, кальцит образует минеральные покрытия, которые скрепляют существующие зерна породы вместе, или он может заполнять трещины.

Геологическое образование и состав известняка
Пещерные образования в основном сухом бассейне в национальном парке Карлсбадские пещеры. Нью-Мексико. NPS Фото Ронала К. Кербо. Предоставлено: https://www.nps.gov/subjects/caves/solution-caves.htm

Травертин представляет собой полосчатую компактную разновидность известняка, образовавшуюся вдоль ручьев; особенно там, где есть водопады и вокруг горячих или холодных источников. Карбонат кальция откладывается там, где испарение воды оставляет раствор, перенасыщенный химическими составляющими кальцита. Туф, пористая или ячеистая разновидность травертина, встречается вблизи водопадов. Ракушечник представляет собой слабо сцементированный известняк, состоящий из кусочков кораллов или раковин.

В ходе регионального метаморфизма, происходящего в процессе горообразования (горообразования), известняк перекристаллизовывается в мрамор. Известняк является исходным материалом группы почв Mollisol (это тип почвы с глубоким, богатым органическим веществом, обогащенным питательными веществами поверхностным слоем почвы ( горизонт A ), обычно глубиной от 60 до 80 см).

Биогенный известняк

В случае биогенного происхождения известняк обычно откладывается микроорганизмами или породообразующими кораллами. В подчиненном количестве встречаются также известняки, большая часть которых состоит из улиток, раковин или губок. В любом случае порода тогда состоит из карбоната кальция, который входил в состав живых существ и откладывался для построения внешнего или внутреннего скелета.

Отложения микроорганизмов для формирования известняка

Известняки, отложенные микроорганизмами, в том числе мел, обычно представляют собой мелкие, микрокристаллические осадочные породы. Образуются они в результате отложения раковин ископаемых микроорганизмов, особенно кокколитов кокколитофоридов и раковин камерников (Foraminifera). Известковообразующие водоросли и бактерии (строматолиты) также могут образовывать горные породы. Из-за их часто массивной структуры их также называют массивными известняками. Макрофоссилии, видимые невооруженным глазом, встречаются более или менее часто и привязаны к определенным местонахождениям, что указывает, таким образом, на переходные стадии к ископаемым известнякам.

Отложения микроорганизмов для формирования известняка
Образцы микробного бурения в прибрежном известняке. (A) СЭМ-изображение перфораций, произведенных эуэндолитическими цианобактериями в компактном прибрежном известняке в верхней части приливной зоны, (B) Смоляные реплики популяции Solentia, видимые под микроскопом в падающем свете. Обратите внимание на полупрозрачные стебли пенополистирола и темные концевые клетки, (C) СЭМ-изображение перфораций, отлитых из смолы, на верхнем супратидальном уровне (распыление волн) после полного растворения карбонатной породы: внутренний вид поверхности известняка с повторными отверстиями одиночных клетки и скопления клеток Hormatonema sp., (D) вид сбоку (разрез, перпендикулярный поверхности породы) двухслойного эвэндолитового ковра, в котором преобладают 1. Kyrtuthrix dalmatica Ercegovic c вблизи поверхности и 2. Mastigocoleus testarum Lagerheim, образующие плотный сеть глубже в скале, (E) глубокое проникновение туннелей, образованных Hyella caespitosa, с небольшим вздутием на фронте бурения, (F) плотный эвэндолитовый ковер из Plectonema endolithicum и (G) микроборы на верхнем сублиторальном уровне с преобладанием эукариотических эвэндолитовых хлорофитов и родофитов. Обратите внимание на спорангиальные вздутия, образованные, вероятно, хлорофитом Eugomontia sacculata Kornmann. Предоставлено: https://www.researchgate.net/figure/Microbial-boring-patterns-in-coastal-limestone-A-SEM-image-of-perforations-produced-by_fig8_315999061

Скала известняка образуется, когда раковины опускаются на землю после смерти живых существ и первоначально образуют так называемую известковую грязь. Однако известковый шлам может образовываться только на определенной глубине в открытом океане. Ниже так называемой линии карбонатной компенсации карбонат кальция полностью растворяется из-за давления воды, так что отложения ниже этой линии всегда свободны от карбоната. Глубина линии карбонатной компенсации варьируется и прохоидт в тропиках на глубине от 4000 до 5000 м.

Затем в результате диагенеза шлама образуется твердый известняк. При затвердевании образуются новые кристаллы кальцита. В процессе большая часть изначально присутствующего арагонита превращается в кальцит. Полости могут быть заполнены более поздними (вторичными) кристаллами или существующие структуры осадка могут быть более или менее полностью стерты сильной перекристаллизацией.

Известняки как останки ископаемых организмов

Ископаемый известняк относится к горным породам, которые в основном состоят из окаменелостей, видимых невооруженным глазом. Коралловые известняки наиболее распространены во всем мире, поскольку их рост на коралловых рифах может привести к значительной толщине горных пород. Другие часто встречающиеся ископаемые известняки состоят из моллюсков, плеченогих, гигантских фораминифер (нуммулитов), мшанок и многих других групп животных. Известковообразующие многоклеточные водоросли также становятся породообразующими. Скалы или слои внутри массивных известняков, которые состоят в основном из ракушек, называются ракушечником.

В случае окаменелостей, сохранившихся в известняке, проводится различие между живыми сообществами и погребальными сообществами. Биоценозы представляют собой организмы, встречающиеся на месте и внедряющиеся в осадок сразу после их гибели или уже внедренные как донные существа. Могильные сообщества переносятся течениями и другими транспортными механизмами и снова откладываются в подходящем месте (например, в тени ручья). Содержащиеся в нем существа в основном не населяли биотоп.

Отложения микроорганизмов для формирования известняка
Коралловый риф Нуса Лембонган , Бали, Индонезия. Предоставлено: https://en.wikipedia.org/wiki/Limestone

В то время как коралловые и другие рифовые известняки формируются как уже довольно твердые известняки, другие ископаемые известняки сначала претерпевают диагенетическое отверждение, аналогичное массовым известнякам, описанным выше. Все ископаемые известняки, в том числе и рифовые, могут существенно изменяться в результате последующей перекристаллизации.

Хемогенный известняк

Встречающаяся в природе вода (как морская, так и пресная) всегда содержит карбонат кальция в большем или меньшем количестве, обычно он растворяется в виде гидрокарбоната кальция, так как его растворимость значительно больше, чем у карбонат-иона. Если к раствору добавить карбонат до насыщения или, наоборот, если растворимость воды уменьшится, то из пересыщенного раствора выпадет в осадок карбонат кальция. Этот карбонат не был частью живых существ. Таким образом, известняки могут быть частью эвапоритовой серии. Известняк встречается в толще испарения из-за сравнительно низкой растворимости карбоната в основании серии пород.

В море кристаллы кальцита могут откладываться только в самых верхних слоях до 200 м, так как на больших глубинах растворимость углекислого газа увеличивается из-за повышения давления воды и поэтому перенасыщенных растворов уже не бывает. Однако выпавшие в осадок кристаллы могут опускаться до линии компенсации карбонатов.

Хемогенный известняк
Башни из туфа (из карбоната кальция) в озере Моно, Калифорния. Испарение поддерживает очень высокую концентрацию ионов в озере, позволяя карбонату кальция выпадать в осадок. Источник: Brocken Inaglory (2006) CC BY-SA 3.0. Предоставлено: https://openpress.usask.ca/physicalgeology/chapter/9-2-chemical-and-biochemical-sedimentary-rocks-2/

Осаждение карбоната кальция может происходить совершенно без участия живых существ, но обычно поддерживается деятельностью живых существ (прежде всего водорослей, а также мхов в пресных водах). Фотосинтез растений потребляет двуокись углерода в воде, поэтому для поддержания равновесия раствора ионы бикарбоната снова расщепляются на двуокись углерода и ионы карбоната. Поскольку ионы карбоната гораздо менее растворимы, чем ионы гидрокарбоната, теперь из раствора осаждается больше кальцита.

Кальцит осаждается как в толще воды, так и на дне водоемов непосредственно в недрах. В первом случае в водоеме образуются микроскопически мелкие кристаллы, которые опускаются на дно и также образуют там известковый шлам. Затем их диагенез приводит к твердому известняку. Во втором случае кристаллы кальцита нарастают непосредственно на другие кристаллы на дне воды, так что они могут оседать и в проточной воде. Этот механизм необходим для образования травертина.

Обломочные известняки

При определенных условиях обломочные осадочные породы могут состоять почти полностью из карбоната кальция, и тогда их обычно называют известняками. Строго говоря, их следует отнести к одной из категорий обломочных отложений. Обычно эти отложения имеют крупную зернистость, так как карбонат быстро разрушается более мелкими частицами. Точно так же из-за низкой механической и химической стойкости зерна обычно перевозили только на короткие расстояния. Наиболее распространены так называемые брекчии рифовых склонов, где у подножия кораллового рифа скапливается отколотый, в основном угловатый рифовый материал.

Примеры известняка

примеры известняка
Глыба известняка с окаменелостями крупных бентосных фораминифер . Окаменелости соприкасаются и окружены тонкозернистой матрицей (микритом). Следовательно, эта порода может быть классифицирована как пакстоун (по Данхэму) или биомикрит (по Фолку). Стены Жироны, Каталонии, Испании. Фото © Самуэле Папески/GW. Предоставлено: https://geologyistheway.com/sedimentary/limestone/
Оолитовый известняк, состоящий из сферических ооидных зерен, окруженных кристаллическим цементом (блестящим и полупрозрачным). Эту породу можно классифицировать как грейнстоун (Данхэм) или ооспарит (Фолк). Салемский известняк, Индиана, США. Фото © Джеймс Сент-Джон. Предоставлено: https://geologyistheway.com/sedimentary/limestone/
Строматолитовый известняк, образовавшийся в результате деятельности матов цианобактерий, которые слой за слоем улавливали частицы карбонатных отложений. Это пример баундстоуна (Данэм) или биолитита (Фолк). Этот баундстоун можно далее классифицировать как связующий камень в соответствии с классификацией Embry & Klovan. Известняк Виррапови, нижний кембрий, Австралия. Фото © Джеймс Сент-Джон. Предоставлено: https://geologyistheway.com/sedimentary/limestone/
Ископаемый известняк с окаменелостями брахиопод, обломками трилобитов и морских лилий, плесенью двустворчатых моллюсков и мшанок. Большинство окаменелостей не соприкасаются, поэтому эту породу можно классифицировать как вакстон (Данхэм) или биомикрит (Фолк). копская свита, верхний ордовик. округ Кентон, штат Кентукки, США. Фото © Джеймс Сент-Джон/ Предоставлено: https://geologyistheway.com/sedimentary/limestone/
Большинство известняков слишком мелкозернистые, чтобы можно было наблюдать их компоненты: это микритовые известняки (Dunham: аргиллит; Folk: микрит). Член Mill Knob, формация Slade. Кентукки, США. Фото © Джеймст Сент-Джон. Предоставлено: https://geologyistheway.com/sedimentary/limestone/
Дисмикрит. Микритовый известняк с вкраплениями диагенетического цемента. Ширина: около 9,9 см. Ниневийский известняк, нижняя пермь. округ Монро, штат Огайо, США. Фото © Джеймс Сент-Джон. Предоставлено: https://geologyistheway.com/sedimentary/limestone/

Химический состав известняка

Известняк или карбонат кальция (CaCO3) содержит не менее 50% карбоната кальция в форме кальцита по весу. Он также содержит другие материалы, которые могут представлять собой мелкие частицы кварца, полевого шпата, глинистых минералов, пирита, сидерита и других минералов. Известняк содержит минералы кремня, пирита или сидерита. Содержание карбоната кальция в известняке придает ему свойство, которое часто используется при идентификации горных пород – он вскипает при контакте с холодным раствором 5% соляной кислоты.

Основной ряд химических веществ в известняке:
  • Карбонат кальция CaCO3
  • Карбонат магния MgCO3
  • Кремнезем SiO2
  • Глинозем Al2O3
  • Оксид железа Fe2O3
  • Сульфат кальция СаSO4
  • Оксид фосфора P2O5
  • Оксид калия K2O
  • Оксид натрия Na2O
химический состав известняка

Физические свойства

  • Плотность известняка 2750 кг/м³. Типичные плотности различных веществ определяются при обычном атмосферном давлении. Плотность определяется как масса на единицу объема . Это интенсивное свойство , которое математически определяется как масса, деленная на объем: ρ = m/V
  • Удельная теплоемкость известняка составляет 840 Дж/г·К. Удельная теплоемкость или удельная теплоемкость — это свойство, связанное с внутренней энергией , которое очень важно в термодинамике.
  • Температура плавления известняка 1337 °С. В общем случае плавление – это фазовый переход вещества из твердого состояния в жидкое. Температура плавления вещества – это температура, при которой происходит это фазовое превращение. Температура плавления также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут находиться в равновесии. Для различных химических соединений и сплавов трудно определить температуру плавления, так как они обычно представляют собой смесь различных химических элементов.
  • Теплопроводность известняка составляет 1,3 Вт/(м·К). Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью k (или λ), измеряемым в Вт/мК . Это мера способности вещества передавать тепло через материал путем теплопроводности.
  • Водопоглощение – 0.1―2 %. Это способность пористых материалов произвольно поглощать жидкую воду и описывается законами капиллярности.

Механические свойства и прочность известняка

Прочность известняка. В механике материалов прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками, приложенными к материалу, и возникающей в результате деформацией или изменением размеров материала. При проектировании конструкций и машин важно учитывать эти факторы, чтобы выбранный материал имел достаточную прочность, чтобы противостоять приложенным нагрузкам или силам и сохранять свою первоначальную форму.

  • Предел прочности известняка на растяжение составляет 2,5 МПа. Прочность материала – это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Для напряжения растяжения способность материала или конструкции выдерживать нагрузки, имеющие тенденцию к удлинению, известна как предел прочности при растяжении (UTS).
  • Модуль упругости Юнга известняка составляет 34 Гпа. Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости для растягивающего и сжимающего напряжения в режиме линейной упругости одноосной деформации и обычно оценивается испытаниями на растяжение.
  • Твердость известняка составляет примерно 3-4 Мооса. В материаловедении твердость — это способность выдерживать поверхностные вдавливания (локальная пластическая деформация ) и царапание.

Добыча известняка

Известняк встречается во всем мире, причем некоторые из самых крупных и обширных месторождений расположены в Европе, Соединенных Штатах, Китае. В России одной из крупнейших зон по добыче известняка признана западная часть территории, где основные карьеры сосредоточены в следующих регионах и областях: Ленинградской, Архангельской, Вологодоской, Тульской, Белгородоской и Воронежской. Карьеры по добыче известняка располжены и в Московской области, в Сибире, на Урале, а также Северном Кавказе.

В Соединенных Штатах известняк встречается на Среднем Западе, Юго-Востоке и Юго-Западе, а значительные месторождения расположены в штатах Индиана, Иллинойс, Техас и Кентукки. В Китае крупные залежи известняка можно найти в провинциях Гуйчжоу, Сычуань и Шаньдун. В Европе важные месторождения известняка расположены во Франции, Германии и Великобритании.

Открытая добыча известняка

Во всем мире известняки обычно добывают в карьерах открытым способом. Это самый простой способ получить известняк, не вызывая больших разрушений. Основными элементами открытых горных работ являются вскрышные работы, бурение, взрывные работы и транспортировка руды на дробильно-обогатительную фабрику. Выбор оборудования для открытых горных работ зависит от конкретных требований на каждой операции, включая требуемую производственную мощность, размер и форму месторождения, расстояние транспортировки, расчетный срок эксплуатации, расположение относительно городских центров и другие социальные и экономические факторы. Другими факторами, которые необходимо учитывать при добыче открытым способом, являются стоимость производимой продукции, местонахождение конкурирующих предприятий, а также требования по охране окружающей среды и безопасности, связанные с конкретным месторождением.

Открытая добыча известняка
Добыча известняка в Каменском карьере, Краснодарский край, Сочи Фото: tl-nerud.ru. Предоставлено: https://www.kommersant.ru/doc/4782110
Подземная добыча известняка

Основными операциями при подземных горных работах являются бурение, взрывные работы, погрузочно-транспортные работы, оборка и крепление кровли. Буровое оборудование включает в себя горизонтальные буровые установки и буровые установки с погружным пневмоприводом. Это оборудование, как правило, сильно отличается от того, которое используется для открытых горных работ, и позволяет производить гораздо меньшие взрывные скважины и меньший объем породы, добываемой при каждом взрыве. Другое оборудование, необходимое в подземной шахте, включает пороховые загрузчики, которые используются для подачи смесей аммиачной селитры и мазута во взрывные скважины. В подземных шахтах также могут потребоваться буровые установки, которые используются для удаления рыхлых пород с ребер и кровли шахты, а также оборудование для крепления анкерной крепи.

Подземная добыча известняка
Шахтеры работают в известняковой шахте LafargeHolcim недалеко от Джольет. (Фотографии Zbignew Bzdak/Chicago Tribune). Предоставлено: https://www.chicagotribune.com/business/ct-biz-mine-concrete-gfx-20170505-htmlstory.html

Большинство подземных известняковых и доломитовых рудников работают камерно-столбового типа, и многие добывают породу как из выработок, так и из уступов. Нередко подземная известняковая шахта имеет несколько уступов и общую высоту шахты до 30 м. В то время как мощность разрабатываемого месторождения напрямую зависит от толщины породы и связанных с этим условий кровли, нередко отдельные выработки имеют высоту от 7,5 до 10,5 м, а в некоторых случаях достигают высоты 15 м. Комнаты обычно имеют ширину от 13,5 до 15 м, которые, в зависимости от типа используемой буровой установки, обычно можно добывать с помощью установок с одним или двумя бурами.

Схема бурения V-образного типа обычно используется для максимизации количества породы, добытой при каждом выстреле, чтобы уменьшить количество нераздробленной породы в забое. Масштабирование крыши обычно требуется в качестве меры безопасности; анкерное крепление крыши может потребоваться или не потребоваться, в зависимости от состояния кровли на отдельном руднике. Погрузочно-доставочное оборудование может включать стандартные самосвалы грузоподъемностью от 22 до 45 тонн и фронтальные погрузчики соответствующего размера. В некоторых шахтах погрузочное оборудование может быть более типичным для подземных операций с твердыми породами и может включать в себя погрузочно-доставочные агрегаты или другое транспортировочное оборудование.

Самые известные виды известняка

Существует много различных видов известняка, каждый из которых имеет свое название. Эти названия часто основаны на том, как образовалась порода, на ее внешнем виде, составе или физических свойствах. Вот некоторые из наиболее часто применяемых разновидностей известняка.

  • Мел представляет собой необломочную карбонатную осадочную породу, состоящую из минерального кальцита и являющуюся разновидностью известняка. Образуется из скопления известковых остатков раковин микроскопических морских организмов, таких как фораминиферы. Он также может образовываться из известковых остатков некоторых морских водорослей. Мел представляет собой рыхлый известняк с очень тонкой текстурой, легко дробится или крошится. Обычно он белого или светло-серого цвета.
  • Травертин — это тип известняка, образующийся в результате осаждения минералов, в местах, где геотермально нагретая щелочная вода, насыщенная растворенными газами и минералами, выходит на поверхность, что приводит к образованию сталактитов, сталагмитов и известняка. В чистом виде травертин белый, но он часто окрашивается присутствием других минералов в кремовый, коричневый, зеленоватый, коричневатый и другие цвета. Поскольку осадки выпадают быстро и образуются в виде инкрустации на более молодых материалах, травертин часто представляет собой полосчатую породу с многочисленными пустотами и полостями. Иногда он содержит включения органического и минерального мусора из пещеры или поверхностной среды. Травертин добывали и использовали в качестве архитектурного камня в Древнем Египте и Древнем Риме. Сегодня Египет и Италия являются известными источниками травертина, который экспортируется по всему миру. Его распиливают и разрезают на напольную плитку, подоконники, стеновые панели, ступени лестниц и другие формы, в основном для внутреннего использования. Высококачественный материал можно отполировать. Материал можно узнать по низкой твердости (3 по шкале Мооса), полосчатому внешнему виду и пористой текстуре.
  • Туф представляет собой известняковую породу, встречающуюся вблизи водоемов с высокой концентрацией растворенных минералов, особенно карбоната кальция. представляет собой пористый известняк, полученный путем осаждения карбоната кальция из воды горячего источника или другого поверхностного водоема, способного осаждать большое количество карбоната кальция. Поры в туфе часто возникают, когда растительный материал попадает в осадок карбоната кальция. Несмотря на корявый вид камня, туф на самом деле имеет множество архитектурных применений. Туф, обнаруженный в толстых скоплениях, можно добывать и распиливать на блоки и пластины, как и любой другой размерный камень. Получается строительный материал с очень интересными характеристиками.
  • Ракушечник — это тип известняка, который обычно образуется на пляжах, где воздействие волн приносит обилие биологических зерен местного производства, в то время как значительное количество другого материала не откладывается и состоящего почти исключительно из обломков известняковых раковин и/или коралловых обломков размером с песок. Ракушечник может состоять из остатков моллюсков, брюхоногих моллюсков, брахиопод, трилобитов, кораллов, остракод или других беспозвоночных.Фрагменты окаменелостей в ракушечнике мягко связаны друг с другом и содержат очень мелкие частицы ила или глины. В результате это очень пористая порода, которую можно использовать в качестве водоносного горизонта как для общественного, так и для частного водоснабжения. Также когда другие материалы с большей физической прочностью и долговечностью недоступны, ракушечник используется в качестве строительного материала.
  • Оолитовый известняк (икряной камень) состоит из оолитов карбоната кальция, которые представляют собой концентрические слои крошечных зерен, имеющие форму от сферической до овальной. Они образуются путем концентрического накопления слоев карбоната кальция вокруг ядра, которое может быть песчинкой, фрагментом раковины, фрагментом коралла или частицей фекального мусора.Зародыш, положивший начало оолиту, и концентрические слои, из которых образовался оолит, можно увидеть в некоторых трещиноватых оолитах. В цельных экземплярах оолит выглядит как крошечная жемчужина. Используется в строительстве, в том числе и как облицовочный материал. Здания, построенные из оолитового известняка, включают Пентагон США, Букингемский дворец в Англии, Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке и Британский музей.
  • Литографический известняк представляет собой твердую горную породу с мелким однородным размером зерен. Он встречается в тонких руслах рек и известняковых пещерах, которые быстро расслаиваются, образуя очень гладкую поверхность. В отличие от других видов известняка, литографический известняк чрезвычайно плотный и гладкий. В конце 1700-х годов был разработан процесс печати, известный как литография (названный в честь используемых камней), для воспроизведения изображений путем их нанесения на камень чернилами на масляной основе, а затем с использованием этого камня для печати нескольких копий изображения. Литографическая печать превратилась в вид искусства, благодаря которому были созданы многие из лучших карт, навигационных карт, плакатов и экслибрисов 18 и 19 веков.
  • Фузилиновые и нуммулитовые известняки – известняки с твердыми массами раковин фузулинид и нуммилитов. Фузилиниды относятся к отряду фораминифер; у одноклеточных — раковины с секретируемым микрозернистым кальцитом. Нуммилиты — это тысяч вымерших видов относительно крупных линзообразных фораминифер (одноклеточных морских организмов), которые были многочисленны в палеогеновый и неогеновый периоды (от 65,5 до 2,6 миллионов лет назад).

Применение известняка

Архитектура или строительство — это одна из областей, где известняк играет значительную роль. Однако, помимо архитектуры, у этого камня есть множество других применений. Вот основные направления использования известняка:

  • Промышленное использование
  • Сельское хозяйство
  • Строительство и архитектура
  • Прочее применение

Применение известняка в строительстве и архитектуре

Известняк очень распространен в архитектуре, особенно в Европе и Северной Америке. Многие достопримечательности по всему миру, в том числе Великая пирамида и связанный с ней комплекс в Гизе, Египет, сделаны из известняка. Много зданий в Кингстоне, Онтарио, Канада, были построены и продолжают строиться из него, что его прозвали «Известняковым городом». На острове Мальта одна из разновидностей известняка долгое время была единственным доступным строительным материалом и до сих пор очень часто используется для всех типов зданий и скульптур.

Известняк был наиболее популярен в конце 19 и начале 20 веков. Железнодорожные вокзалы, банки и другие постройки той эпохи обычно сделаны из известняка. Он используется в качестве фасада на некоторых небоскребах стран запада, но только в виде тонких плит для покрытия, а не сплошных блоков. Многие известные здания в Лондоне построены из портлендского известняка. В России очень много известняка использовали в Санкт-Петербурге.

Применение известняка в строительстве и архитектуре
Большой Гатчинский дворец в Санкт-Петербурге.

В Древней Руси соборы города Владимир и храмы Подмосковья, сложенны из белого известняка. Многие средневековые церкви и замки в Европе построены из известняка. Пивной камень был популярным видом известняка для средневековых зданий на юге Англии.

Известняк и (в меньшей степени) мрамор реагируют на кислотные растворы, что делает кислотные дожди серьезной проблемой для сохранения артефактов, сделанных из этого камня. Многие известняковые статуи и поверхности зданий серьезно пострадали из-за кислотных дождей. Чистящие химикаты на кислотной основе также могут травить известняк, который следует очищать только нейтральным или мягким чистящим средством на щелочной основе.

Известняк в дизайне интерьеров и экстерьеров:
  • Отделка стен
  • Облицовка колонн.
  • Отделка оконных косяков
  • Отделка дверных косяков
  • Отделка каминов
  • Напольные покрытия (шлифованный известняк)
  • Облицовка лестниц
  • Облицовка наличников
  • Облицовка тумб
  • Известняковые столешницы
  • Барные стойки
  • Фасады зданий

Преимущества известняка в строительной сфере

  • Универсальный. Хорошо известный в строительной отрасли своим стильным внешним видом и универсальностью, известняк можно использовать практически для всего: от полов, стен, столешниц до колонн, каминов и ландшафтного дизайна. Во-первых, большая часть известняка обладает грязно-белым цветом, который соответствует любому стилю и цвету здания. Если вам не нужен белый, есть множество других вариантов, таких как красный, розовый, золотой, коричневый и даже черный. Более того, каждый из этих цветов можно затем обработать по-разному, чтобы получить уникальную текстуру и цветовые комбинации. Мягкая, но плотная природа известняка позволяет формировать из этих комбинаций различные формы, такие как блоки, кирпичи, плиты и многое другое, а также сложные резные фигуры.
  • Долговечный. Известняк не только придает красоту любому дизайну, но и обладает долговечностью, позволяя вашему зданию выдерживать испытание временем в течение десятилетий или даже столетий. Римский Колизей (построенный в 70 г. н.э.) до сих пор стоит сделанный из известняка.
  • Рентабельный. Известняк очень распространен в природе по сравнению с другим природным камнем, что потенциально может снижать его стоимость. Рентабельность применения известняка может быть очень высокой при использовании его по месту добычи. Добавьте к этому простоту изготовления и установки. Известняк — разумный выбор в качестве долговечного строительного материала. Эстетика известняка добавляет привлекательности любому архитектурному проекту, что повышает его ценность.
  • Экологичный. Поскольку известняк полностью натуральный, он по своей природе не токсичен и не содержит химикатов. К тому же известняк часто используют в регионах его добычи, что сокращает расходы на транспортировку, тем самым сохраняя природу за счет меньшего количества выбросов выхлопных газов.
  • Всегда современный. В эпоху меняющихся архитектурных тенденций известняк остается прекрасным и неподвластным времени выбором строительных материалов. Благодаря своему традиционному, но современному стилю, функциональной адаптируемости и качеству здание из известняка сохранит свою красоту и внушительность, несмотря на меняющиеся тенденции дизайна. При минимальном уходе здания из известняка будут служить нынешним и будущим поколениям долгие годы.

Недостатки известняка в строительной сфере

Известняк, как и любой строительный материал, имеет и ряд особенностей, которые можно назвать недостатками

  • Пористость. Известняк является очень пористым материалом, что означает, что он может легко поглощать воду и другие жидкости. Это может привести к таким проблемам, как окрашивание, растрескивание и разрушение с течением времени. Кроме того, если известняк подвергается циклам замораживания-оттаивания, поглощенная вода может замерзнуть и расшириться, вызывая дальнейшее повреждение камня.
  • Выветривание. Хотя известняк прочен, он не застрахован от выветривания. Со временем воздействие элементов может привести к ухудшению состояния камня, особенно если за ним не ухаживают должным образом. Это может привести к потере структурной целостности и общему снижению эстетической привлекательности здания.
  • Химическая эрозия. Известняк очень подвержен химической эрозии, особенно при воздействии кислотных веществ. Это может привести к быстрому износу камня и со временем привести к структурным проблемам.
  • Уход. Известняк требует регулярного ухода, чтобы сохранить его внешний вид и структурную целостность. Это включает в себя герметизацию камня для предотвращения окрашивания и эрозии, а также очистку и ремонт любых повреждений, которые могут возникнуть.
  • Стоимость. Получение и транспортировка известняка могут быть дорогими, если планируется его использовать в дали от источника добычи, что может сделать его менее привлекательным вариантом для некоторых строительных решений. Кроме того, затраты на техническое обслуживание и ремонт с течением времени также могут возрасти.
  • Ограниченные цвета и узоры. Хотя известняк — красивый природный материал, он ограничен с точки зрения вариантов цвета и узора. Это может затруднить достижение определенной эстетики дизайна или соответствие существующим структурам. Тем не менее этот камень находит особую привлекательность в дизайнерских и архитектурных решениях.

Известняк в сельском хозяйстве, пищевой, химической промышленностях

  • Сырье для производства негашеной извести (оксид кальция), гашеной извести (гидроксид кальция), цемента и строительных растворов.
  • Измельчается для использования в качестве заполнителя, твердого основания для строительства и прокладки дорог, а также в асфальтобетоне.
  • Геологические образования из известняка являются одними из лучших резервуаров нефти;
  • В качестве реагента при десульфурации дымовых газов он реагирует с диоксидом серы для контроля загрязнения воздуха.
  • В производстве стекла в некоторых случаях используется известняк.
  • Его добавляют в зубную пасту, бумагу, пластик, краску, плитку и другие материалы как в качестве белого пигмента, так и в качестве дешевого наполнителя.
  • Он может подавлять взрывы метана в подземных угольных шахтах.
  • В очищенном виде его добавляют в хлеб и каши как источник кальция.
  • Уровни кальция в кормах для скота дополняются им, например, для домашней птицы (в измельченном виде).
  • Его можно использовать для реминерализации и повышения щелочности очищенной воды, чтобы предотвратить коррозию труб и восстановить необходимый уровень питательных веществ.
  • Используемый в доменных печах известняк связывается с кремнеземом и другими примесями, удаляя их из чугуна.
  • Часто встречается в лекарствах. Способность известняка нейтрализовать кислоту также делает его важным компонентом рецептурных лекарств от изжоги и рефлюкса. Карбонат кальция даже используется в качестве связующего фосфата для лечения гиперфосфатемии.
  • Применяется и в косметике. Известняк является важным компонентом многих косметических продуктов, включая наполнители.
  • Он используется в скульптурах из-за его пригодности для резьбы.
  • Поскольку известняк естественным образом увеличивает рН, его используют для нейтрализации кислой почвы. Это также способствует высвобождению почвенных минералов, таких как фосфаты, и делает их доступными для растений. Щебень, называемый сельскохозяйственной известью, добавляется в почву для повышения урожайности.
  • Известняк используется для производства кальцинированной соды (карбонат натрия, Na2CO3). Кальцинированная сода служит щелочью в химической промышленности, применяется в производстве бумаги, мыла и моющих средств, дублении, очистке воды и очистке промышленных отходов.

Заключение

Известняк часто считают одним из самых красивых природных камней на планете. Он бывает разных форм и размеров, и есть несколько вариантов использования известняка как внутри, так и снаружи дома. Этот камень является одним из наиболее часто используемых строительных материалов.

Изделия из известняка являются фундаментальной необходимостью в нашей современной жизни. Их неотъемлемое присутствие в бытовых средствах, продуктах, сельском хозяйстве, лекарствах, а также в нашей строительной отрасли только еще больше повышает их ценность.

Оставить комментарий

Вам также может понравиться