Камень известняк и его применение в строительстве. Как используют известняк?

Понятие известняка, его химическая формула, как он выглядит на фото

Известняк – осадочный минерал органического или хемогенного происхождения. Он отличается максимальным содержанием карбоната кальция (CaCO3), который представлен в виде кристаллов кальцита разного размера. Если рассмотреть материал при большом увеличении под микроскопом, можно найти примеси фосфатов, кремния, песчаных и глинистых частиц, остатки раковин древних микроорганизмов. Химическая формула известняка, в составе которого присутствует доломит — СaMg(CO3)2. Примесь делает материал крепким и плотным.

На фото видно, что минерал может выглядеть по-разному. Сложенная из раковин порода (ракушечник) обладает мелкозернистой структурой, а ее родственник мел – тонкозернистой. Мел, мрамор, камни с включениями круглых раковин (нуммулитовые известняки) — все это разновидности известняка. Какой цвет у минерала? На картинке видно, что от природы он белый. Примеси и их комбинации придают минералу уникальные оттенки.

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.

Характеристика и происхождение известкового минерала

Натуральный камень известняк – нетвёрдая осадочная порода с максимальным содержанием кальцитов. Остальное в массе минерала – включения частиц других веществ (кремния, фосфатов, кварца, извести и др.). Также в массе карбоната кальция могут попадаться микрочастицы скелетов простых организмов. Происхождение в целом характеризуется как органическое, но есть ещё и органо-химический путь формирования минерала.

Главным образом известняковый минерал формируется в мелководной среде морского бассейна.

Пресноводные условия тоже позволяют отложиться камню известняку. Привычная для него форма залегания – пласт. Может осаждаться по принципу соли: при испарении вод из озёр и лагун. Но основная масса камня зародилась именно в морских глубинах, где не было интенсивных процессов испарения и высыхания.

Природный механизм формирования минерала начинается с работы живых организмов. Они извлекают из морской воды кальцит и строят раковины. Затем остатки их скелетов скапливаются на донной поверхности в огромной массе. Самый показательный образец формирования карбоната кальцита – это зарождение, рост и отмирание коралловых рифов. Не редкость, когда на изломе известковой породы обнаруживаются штучные ракушки. Это разновидность получила название ракушечник.

Другие виды тоже названы по видам организмов и продуктам их жизнедеятельности:

1. нуммулитовый;
2. мшанковый;
3. оолитовый.

Отдельной категорией стоит известняк мраморовидный. Он в свою очередь делится на типы массивно-слоистый и тонкослоистый. Под воздействием определённых температур и давления он меняет структуру кристаллов и преобразуется в мрамор.

Происхождение и разновидности

ИЗВЕСТНЯК, осадочная порода, сложенная преимущественно карбонатом кальция – кальцитом. Благодаря широкому распространению, легкости обработки и химическим свойствам известняк добывается и используется в большей степени, чем другие породы, уступая только песчано-гравийным отложениям. Известняки бывают разных цветов, включая черный, но чаще всего встречаются породы белого, серого цвета или имеющие коричневатый оттенок. Объемная плотность 2,2–2,7. Это мягкая порода, легко царапающаяся лезвием ножа. Известняки бурно вскипают при взаимодействии с разбавленной кислотой. В соответствии со своим осадочным происхождением имеют слоистое строение. Чистый известняк состоит только из кальцита (редко с небольшим содержанием другой формы карбоната кальция – арагонита). Присутствуют и примеси. Двойной карбонат кальция и магния – доломит – обычно содержится в переменных количествах, и возможны все переходы между известняком, доломитовым известняком и горной породой доломитом. В процессе отложения известняка водой привносятся также глинистые частицы, порода становится глинистой, стираются четкие границы между известняком, глинистым известняком и глинистым сланцем. Кремень тоже является обычной примесью; он нередко присутствует в форме желваков (кремневых конкреций) или в виде более или менее явно выраженных слоев. При метаморфизме, по мере того, как перекристаллизация кальцита охватывает всю породу и возникает мозаичная структура (агрегат из четко ограниченных плотно прилегающих друг к другу изометричных зерен приблизительно одинакового размера), известняк постепенно превращается в мрамор.

Существует много разновидностей известняка. Ракушечником называют скопления обломков раковин, сцементированных в ячеистый агрегат. Если раковины имеют микроскопическую величину, образуется слабосвязанная, мягкая, тонко крошащаяся, мажущая порода – мел. 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. Названия некоторых разновидностей известняка обусловлены возможным направлением его практического использования. Например, литографический известняк – это исключительно плотный, компактный и однородный камень, применяемый в литографии.

Хотя известняки могут образовываться в любых пресноводных и морских бассейнах, преобладающее большинство этих пород имеет морское происхождение. Иногда они осаждаются, подобно соли и гипсу, из воды испаряющихся озер и морских лагун, но, по-видимому, бóльшая часть известняков отложилась в морях, не испытавших интенсивного высыхания. По всей вероятности, формирование большинства известняков начиналось с извлечения живыми организмами карбоната кальция из морской воды (для построения раковин и скелетов). Эти остатки отмерших организмов в изобилии накапливаются на морском дне. Самым ярким примером аккумуляции карбоната кальция служат коралловые рифы. В некоторых случаях в известняке различимы и узнаваемы отдельные раковины. В результате волно-прибойной деятельности и под влиянием морских течений рифы разрушаются. К известковым обломкам на морском дне добавляется карбонат кальция, осаждающийся из насыщенной им воды. В образовании более молодых известняков участвует также кальцит, поступающий из разрушенных более древних известняков.

Известняки встречаются почти на всех материках, за исключением Австралии. Они сформировались в разные геологические эпохи. Мощность пластов варьирует от нескольких сантиметров до сотен метров. Известняки распространены в США и занимают 75% площади страны. В России известняки обычны в центральных районах европейской части, а также распространены на Кавказе, Урале и в Сибири

История и происхождение породы

Известняк использовался в древности. Из него строили храмы богов греки. В Египте обтесанными монолитами выложили пирамиду Хеопса. В России и Мальте из него возводили здания, соборы. Археологи из камня нашли много фигурок, лепнины, предметов интерьера.

Для образования известняка необходима осадочная порода. Она появляется двумя путями. В первом случае это осаждение веществ из горячих растворов, например возле термальных источников. Окаменение происходит в процессе охлаждения.

Во втором варианте на дно оседают остатки рыбьих скелетов, ракушки моллюсков, другие органические элементы. Толща воды способствует их уплотнению с последующим отвердением.

Такую осадочную породу также называют горной. Объяснение простое: оседание происходит длительно на большой площади. В результате получаются массивные пласты с разными окаменелыми минералами. Отложения меняют рельеф дна, образуя возвышенности. После высыхания древних морей на земле остались горы с осадочными породами, где впервые нашли известняк.

Известные «родственники» минерала – мрамор и кальцинированная сода.

Первый образуется в процессе метаморфоза, вызвавшего перекристаллизацию известняка. Во втором отложении есть натрий

Как образуется в природе, где добывают?

Порода известняк возникает в морях из раковин моллюсков, водорослей, кораллов и прочих жителей морских вод. Для построения панцирей некоторым обитателям морей требуется кальцит, источником которого является вода. Останки крошечных существ скапливаются на дне и под давлением воды цементируются. Их могут скреплять, насыщать минералами растворы и газовые потоки, которые просачиваются сквозь дно.

Пресноводные условия также позволяют отложиться породе. Она может осаждаться по мере выпаривания озер, лагун. Отдельная категория – мраморовидный известняк, который под воздействием температур и высокого давления становится твердым и плотным.

Привычная форма залегания породы – пласт. Способ его добычи зависит от места нахождения, возраста и разновидности известняка. Его извлекают открытым способом, после предварительного обустройства карьера. Для этого снимают верхний слой грунта и глины, затем проводят пиротехнические работы, что позволяет измельчить известняки и отсоединить порции камня. Далее материал погружают в машины и вывозят на переработку.

Первоначально при добыче люди использовали метод ломки – материал изымали ломами и выбивали их пласта с помощью молотов. Альтернативой методике выступили взрывные работы, в результате которых порода измельчается в крошку. С помощью экскаватора ее собирают, погружают в самосвалы и вывозят на заводы для обработки.

В настоящее время можно обойтись без взрыва, для чего вместо ковша экскаватора используется навесной аппарат, который разрыхляет породу. Наиболее выгодна добыча известняка с помощью фрезерного комбайна. Одновременно он добывает, измельчает и осуществляет транспортировку известняка от месторождения до завода по переработке.

Состав известняка

И в чистом виде в состав входит лишь кальцит (редко может присутствовать небольшое количество другой формы карбоната кальция — арагонита).

Присутствуют примеси:

• доломит — двойной карбонат кальция и магния;
• глинистые частицы;
• кварц;
• соли железа.

Как образуется известняк

Раковины моллюсков, кораллы, водоросли — основа известняка. Связующим элементом выступают морские смеси, которые просачиваются сквозь дно, например, газовые потоки, разные элементы и минералы.

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.

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).

Классификация по цвету породы

Карбонат кальция в чистом виде представляет собой белый порошок, окраска известнякового камня зависит только от примесей, следовательно, по ней можно определить, из чего состоит известняк, что входит в его состав, кроме кальцита. А по интенсивности окраски можно судить о количестве примесей. Разнообразные оттенки минералу придают:

• Марганец, окрашивающий минерал в красные или бурые цвета.
• Железо — придающее ему желтый или коричневый оттенок.
• Окаменевшие морские водоросли — причина зеленоватой окраски известняка.
• Изредка встречающиеся вкрапления органики сделают камень черным или темно-серым.

А белый или светло-серый цвет говорит о том, что минерал либо не содержит примесей, либо их количество ничтожно мало.

Разделение по структурным особенностям минерала

От вида и количества примесей зависит то, как выглядит известняк, каково его строение, а также физические и химические свойства камня. В частности, важен такой параметр, как растворимость камня под действием воды и угольной кислоты, поскольку он определяет способность противостоять коррозии. По плотности, растворимости и структурным признакам различают породы:

• Доломитовые — содержащие оксид магния и являющиеся переходной формой между известняками и доломитами. Доломитовый известковый камень отличается ярко выраженной слоистостью, он менее растворимый, чем другие виды минерала, поэтому мало подвержен коррозии.
• Мраморные — с высоким процентом примеси карбоната и органики. Обладают высокой прочностью, устойчивостью к воздействию агрессивных факторов и плотной мелкозернистой структурой. По внешнему виду и свойствам похожи на мрамор, но являются более мягкими, поскольку не прошли процесс кристаллизации.
• Коралловые — пористые, легко разрушающиеся породы.
• Глинистые — мягкие, рыхлые и хрупкие, подверженные коррозии.

Способы классификации

Все известняковые породы делятся на виды, в зависимости от их происхождения, состава примесей, по строению и структуре.

Разновидность известняка

По природе возникновения они могут быть:

• Органогенными (биогенного происхождения). Органогенный известняк образуется в процессе накопления на дне древних морей окаменелостей ракушек и других морских обитателей древности. Большинство известняков имеет такое происхождение. Например, к ним относятся рифовый, шламовый и ракушечный известняк.
• Хемогенными. Причиной возникновения хемогенных известняков являлось выпадение карбоната кальция в ходе химических реакций. Примером является пелитоморфный известняк.
• Вторичными. Это так называемый обломочный известняк, который образовался при разрушении ранее существовавших известняков.

Мраморизованный известняк
По составу примесей наиболее часто встречающиеся известняковые породы делят на:

• Мраморизованный известняк. Он образуется в процессе постепенного уплотнения этой породы в земной коре и является переходной стадией между известняком и мрамором. Мраморизованный известняк отличается более высокой плотностью.
• Доломитизированный известняк (доломиты). Такая порода содержит до 17 процентов магния.
• Мергели. Содержат большой процент глины в виде примеси.

По структуре известняковые породы могут быть плотными, мраморовидными, пористыми, землистыми. Для мраморовидных известняков характерна чёткая кристаллическая структура. Землистые известняки, напротив, отличаются хрупкостью и рыхлостью.

По цвету: белые (например, мячковский известняк, белый известняк), сероватые, буроватые, желтоватые, светло-розовые, коричневатые, красноватые (красный известняк); реже встречаются тёмные цвета. Цвет и его насыщенность говорят о количестве и составе примесей, вкраплений.

По особенностям применения известняковые породы делят на:

Молотый известняк

• Молотый известняк. Имеет порошкообразный вид. Используется в строительстве для приготовления смесей. Молотый известняк может использоваться в качестве удобрения. Также молотый известняк можно использовать в качестве подкормки.
• Металлургический (известняк флюсовый). Применяется при выплавке металла и производстве сплавов.
• Строительный (известняк для облицовки). Используется в целях облицовки зданий и помещений. Облицовочный известняк может обладать хорошим декоративными качествами.
• Блоковый. Применяется для сооружения зданий.
• Пиленый известняк. Выпускается в виде плит. Его используют для внутренней и наружной отделки зданий.
• Бутовый. Состоит из отдельных булыжников. Бутовый камень используется при строительстве фундаментов (бутовый фундамент). Бутовый фундамент отличается большой прочностью и долговечностью.

Воздействия климатических условий на свойства известняка

Горная порода ценится как строительный материал за свою невысокую плотность, податливость пилящим и режущим инструментам, отличные адгезийные свойства и разнообразие внешних достоинств.

Влажные климатические условия заметно снижают прочность известняка. Причем камень отличается неоднородностью породы, поэтому и плотность здесь присутствует разная. На этот важный момент необходимо обратить особое внимание.

На прочность материала и длительность его эксплуатации влияет его морозостойкость. Данный параметр намного выше у кристаллических известняков, но при отсутствии пор и трещин в материале.

Чтобы предотвратить разрушение природного материала при его применении, необходимо обязательно учитывать упомянутые выше свойства известняка.

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.

Виды известняка

Природный камень характеризуется по следующим параметрам:

• происхождению;
• структуре;
• химическому составу;
• строению.

Видео: Известняк-ракушечник

Происхождение камня

• Органогенные. Образованы из различных остатков органического происхождения, к которым относятся: известняк шламовый и рифовый, а также ракушечник.
• Хемогенные. Возникают в процессе осаждения кальция.
• Обломочные. Являются результатом разрушительной деятельности самых старейших известняков.

Структура известняка

• Плотные. Встречаются практически во всех образованиях. Большей частью состоят из обломков панцирей либо раковин различных микроорганизмов и незначительной части мельчайших зерен.
• Микрокристаллические или мраморовидные известняки — это подвиды мрамора.
• Известняки землистые — это мел.
• Пористые. Это структура травертина, известкового туфа, ракушечника.

Химический состав

• Доломитизированные. В состав данных известняков входит до 17% магния. При увеличении данной цифры доломитизированные известняки переходят в группу доломитов, пройдя перед этим через ряд промежуточных процессов.
• Мраморизированные известняки — это переходные варианты образований, приводящие в результате к превращению в мрамор.
• Мергели. Камни, в состав которых входит до 50% глинистых частиц.

Строение

• Известняки различаются между собой по степени зернистости:
• Оолитовые. Имеют зернистую структуру. Зерна-оолиты плотно скреплены между собой. Размер зерен не превышает 1 мм. Оолиты обладают способностью растворяться. Тогда на их месте образуются пустоты.
• Позолитовые. Структура данных известняков состоит из более крупных зерен, размер которых превышает 1 мм.

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 в историческом прошлом

Издавна этот природный камень используется человеком при строительстве и в других областях своей деятельности. В прошлом из известняка создавали здания, храмы, соборы и другие постройки и сооружения. Известняк внёс наибольший (среди других пород) вклад в культуру, историю и быт прежней России. С ним связаны такие широко известные выражения, как «белокаменная Москва», «белокаменная летопись», «белокаменная архитектура». Причиной их появления стал белый известняк, добываемый в районе села Мячково в Московской области. Именно он и шёл на строительство зданий и сооружений в средней полосе Европейской части России.

Знаменитые Египетские пирамиды тоже были построены из известняка.

Пирамиды из известняка

По пришествию тысячелетий они неплохо сохранились, что могло быть связано с отсутствием дождей, которые могут стать причиной коррозии этого материала. Другой пример использования известняковых пород – это Великая Китайская стена. Несмотря на воздействие влаги и кислотных дождей, она продолжает выполнять свою, теперь уже рекреационную, функцию, привлекая ежегодно огромное количество посетителей из разных стран мира.

В странах Средиземноморья известняк – одна из самых распространённых горных пород. Поэтому многие здания там сооружают на основе этого материала. Особенно отличилось в этом отношении государство Мальта, где почти все строения сложены из известняка. Этот камень активно использовался и при строительстве зданий в древней Греции и Риме.

История изделий из известняка

На Руси использование известняка началось со времён постройки князем Андреем Боголюбским храма Покрова на Нерли, в 1165 году. По преданию, камень для постройки был привезён из булгарского царства, над которым князь одержал победу за год до начала строительства церкви. Белокаменные резные рельефы украсили стены постройки, а центральной фигурой в композиции стал восседающий на троне царь Давид, левой рукой держащий псалтырь, а правой творящий благословление.

Впрочем, до храма Покрова на Нерли был построен белокаменный Храм Бориса и Глеба в селе Кидекша под Суздалем, и датой его сооружения называют 1152 год.

Дальнейшее строительство на Руси велось из местного известняка. Его добычу начали по указу Дмитрия Донского, решившего окружить Московский Кремль каменной стеной. С тех пор белый камень стал использоваться повсеместно как для строительства, так и для художественного оформления сооружений орнаментами и порталами. Белые и желтоватые мячковские известняки стали идеальным материалом для создания изысканной резьбы и скульптурных композиций, а мастеров, трудившихся над ними, называли камнесечцами.

Одним из прекраснейших белокаменных сооружений стала церковь Знамения, построенная в селе Дубровицы, неподалёку от Подольска. Она возведена из блоков мячковского известняка и украшена удивительной резьбой в виде листьев и гроздьев винограда, вьющихся по стенам. Мастерство строителей и резчиков по камню позволило создать храм, признанный одним из шедевров мирового искусства.

Для изготовления барельефов белый камень стал активно использоваться во второй половине XV века. Именно тогда зодчим и скульптором Василием Ермолиным были изготовлены два барельефа, установленных на Спасской (ранее называвшейся Фроловой) башне Московского Кремля. С наружной стороны ворот был установлен герб города Москвы, изображающий Георгия Победоносца. А через двадцать лет после этого события, в 1466 году, сторону башни, обращенную на Кремль, украсил барельеф с фигурой Дмитрия Солунского.

Но самый пик популярности белого камня на Руси пришелся на начало XIX века. Тогда было изготовлено множество скульптур и резных украшений, среди которых более трехсот скульптором Иваном Витали.

Вскоре после победы русского народа в Отечественной войне 1812 года на Воробьёвых горах началось строительство храма Христа Спасителя, как благодарность за заступничество Всевышнего и как памятник мужеству русского народа. По замыслу архитектора А.Л. Витберга это грандиозное сооружение должно было быть видно из любой точки столицы.

Материалом для фундамента храма был выбран известняк. Для того, чтобы его доставка не обходилась слишком дорого, добыча этого камня началась в селе Григорово, расположенном неподалёку от Москвы. Однако из-за наличия подземных ручьев и непрочности почв на Воробьевых горах строительство пришлось завершить и выбрать для храма другое место — на берегу Москвы-реки, неподалеку от Кремля. После окончания строительства на Воробьевых горах были приостановлены и григоровские разработки известняка. К этому месторождению возвратились уже позже, через 15 лет, когда приступили к новому строительству храма.

Для отделки стен использовался плотный белый известняк, разрабатывавшийся в окрестностях Коломны. Также для внутренней и наружной облицовки применялись другие природные камни — темно-зеленый лабрадорит, розовый шокшинский кварцит, разноцветные мраморы. Храм Христа Спасителя строился почти 40 лет, и по окончании работ выглядел белой глыбой, похожей на гигантский айсберг. Таким он остался в памяти современников даже после того, как это величественное сооружение было разрушено.

Со времен использования в качестве отделочного материала белого камня на Руси было создано множество великих архитектурных шедевров, некоторые из которых славятся не только в стране, но и за рубежом. Некоторые из них, к сожалению, не сохранились до наших времен, но большая часть церквей, дворцов и усадеб восхищает своей красотой и изысканностью отделки и по сей день.

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.

Применение известняка

Свойства и структурные особенности камня способствуют его широкому применению во многих направлениях народного хозяйства. Основными сферами, в которых он используется, являются:

1. Строительство и дизайн (облицовка фасадов зданий и интерьеров, устройство полов, ступеней и каминов, оформление ландшафтов, производство известняковых смесей, цемента, мела и многих видов щебня, изготовление элементов декора);
2. Стекольное дело (один из компонентов в производстве термостойкого стекла);
3. Металлургическая промышленность (флюсовые известняки применяют при изготовлении сплавов);
4. Строительство дорог (щебень фракций различной величины);
5. Кабельное производство, изготовление известняковых растворов для покрытия сварочных электродов;
6. Изготовление зубного порошка, мелков для рисования;
7. Химическая отрасль (производство соды, изготовление резины и лакокрасочных составов);
8. Известняк также используется в качестве сырья в мыловарении, полиграфии и производстве удобрений. В пищевой промышленности камень применяется в качестве фильтра при изготовлении сахара.

В ювелирном деле используются полупрозрачные камни, окрашенные в пастельные тона. Их гранят для украшений, после чего оправляют преимущественно в мельхиоровую или серебряную оправу.

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.

Физико-химические свойства

Минерал образуется путем соединения угольной кислоты с кальцием. У известняка без примесей формула химическая записывается как CaCO3. Известняк расщепляется под действием кислот H2SO4, CH3COOH, HCl. Кальций остается в растворе, углекислый газ СО2 улетучивается.

Физические характеристики известняка:

• разложение – не растворяется в воде;
• истираемость – при трении без усилий площадь уменьшается;
• плотность – 2.5 г/см3;
• по шкале Мооса твердость из 10 баллов – 3;
• пористость – 35 %;
• водопоглощение – 0.1―2 %;
• прочность в сухом состоянии – средняя;
• прочность при водопоглощении – минимальная;
• морозостойкость – до – 40 ºC;
• горение – нет.

Дополнительные минералы добавляют прочности известняку, снижают пористость до 2―30 % и водопоглощение – до 0.1―1 %. Кристаллизованная текстура выдерживает сдавливание в 300 мегапаскаль, ракушечник – в 0.4 МПа.

Минеральный состав по видам известняка:

• доломитизированный – Ca + MgO2 (оксид магния);
• органогенный, обломочный или хемогенный – Ca + SiO2 (оксид кремния);
• железистый – Ca + FeO2 (оксид железа, окрашивает структуру желтым);
• марганцовистый – Ca + MnO2 (оксид марганца, дает розовый цвет);
• глинистый – Ca + Al4[Si4O10](OH)8 (каолин).

Строение известняковых камней пористое, слоистое либо зернистое. В последнем случае в текстуре видно тонкие, мелкие, крупные или неодинаковые размеры округлых частиц.

Лечебные свойства

В помещениях известняком обеззараживают воздух, наносят раствор на стены от грибка. Полезна вода, очищенная фильтрами с кальцитом. Она удаляет из организма аллергены, токсические продукты деятельности вирусов, бактерий.

Литотерапевты рекомендуют держать натуральный камень в руках или прикладывать либо массировать им болезненную зону. Значение имеет цвет минерала.

Когда и какой известняк помогает:

• гипертония – голубой;
• нарушения сна, депрессия, болезни неврологии – розовый, красный;
• нарушенное пищеварение – желтый;
• болезни крови, органов кроветворения, сердца, сосудов – красный.

Минерал обладает противомикробным, сорбирующим свойством. Помогает при болезнях кожи, угрях. Смесь порошка с водой добавляют в ванны, наносят на лицо, делают примочки, обертывания.

Магические свойства

Эзотерики советуют использовать известняк юристам, врачам, инженерам, бухгалтерам. Камень надо носить с собой или поставить в кабинете статуэтку из него. Амулет оградит от ошибочных решений. Творческим же натурам он помогает взбодриться, найти вдохновение, избавиться от лени, апатии.

Желтоватый минерал используют во время медитаций. К женщине светлый кальцит притянет внимание понравившегося мужчины, усилит привязанность окружающих. Независимо от пола, у человека возрастает интуиция, улучшается способность просчитывать результат действий, прогнозировать ситуацию.

По гороскопу астрологи не рекомендуют использовать известняк только людям со знаком Скорпиона. Их энергетика не совпадает с камнем, поэтому в любви и делах начинается дисбаланс.

Известняк распространен на большинстве материков. Доступность и легкость обработки позволили людям применять камень с древних времен. Отвердевшим минералом пишут, декорируют ландшафт, строят дома, добавляют в руду при выплавке металла. Он не служит только топливом, хотя в битумном виде есть даже нефтепродукты.

Целебные и магические свойства

Этот удивительный минерал нашел свое применение и в народной медицине. С древних времен были известны антисептические свойства известняка и его способность сдерживать рост и распространение болезнетворных организмов. Лидирует по количеству целебных свойств обыкновенный мел, который используют в виде мелкодисперсного порошка:

• При рожистых воспалениях и трофических язвах.
• Как средство от изжоги и диареи.
• Для удаления бородавок.
• В качестве противоядия при отравлении кислотами.

Известна и магическая сила камня. Считается, что кальцит, являющийся его основой, способен развивать интуицию и притягивать внимание окружающих. Изготовленные из известняка амулеты и обереги рекомендуется приобрести людям, чья профессиональная деятельность требует особого внимания и четкости: представителям правовых структур, финансовым работникам, медикам.

Конечно, к волшебным свойствам известняка можно относиться скептически, но нельзя отрицать огромного значения этого многоликого и вездесущего минерала — вечного спутника человека от древних времен и до наших дней.

Знаки зодиака

Известняк, основой которого является кальцит, можно порекомендовать всем знакам зодиака, кроме Скорпионов. Представители этого знака Зодиака более всего склонны к черной магии и оккультизму, в то время как энергетика камня светлая. Именно поэтому волевые Скорпионы не находят общий язык с ним.

Остальные знаки Зодиакального круга могут в полной мере испытать на себе позитивные свойства известняка. Особенно ощутят помощь камня представители астрального дома, которым в профессиональной деятельности нужна четкость и безошибочность. Это финансисты, бухгалтера, медики и представители адвокатских структур. К содержанию

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:

Известняк в искусстве

Известняк применяется в архитектуре, скульптуре и для декоративно-орнаментальных работ. В русском зодчестве меловой известняк часто употреблялся в сочетании с кирпичом и изразцами. Особенно широко в искусстве используется мрамор.

Известняк в металлургии

Обыкновенный плотный известняк применяется в качестве плавней (флюсов) при выплавке чугуна из железных руд, содержащих в качестве пустой породы кремнезем и глинозем. Известняк оценивается по его флюсующей способности, т.е. по содержанию в известняке окиси кальция и окиси магния без того количества этих веществ, которое требуется для ошлакования примесей. Флюсовый известняк должен быть прочным и не содержать соединений, вредно отражающихся на качестве чугуна.

Известняк в сельском хозяйстве

Особенно рыхлый и мягкий известняк употребляется для известкования кислых подзолистых почв.

Известняк в полиграфическом производстве

Применяются отдельные разновидности химических осадочных известняков для изготовления литографского камня.

Известняк

Известняк — осадочная порода, имеющая в своем составе карбонат кальция с многочисленными примесями. Нередко в блоке можно найти скелеты различных микроорганизмов, наличие кремния, иногда и глины.
Из-за своей доступности известняк широко применяется в строительстве. Он достаточно прочен, доказательством того служит наличие памятников старины, находящихся в прекрасном состоянии по сегодняшний день. Легок в применении, обработке. Внешний вид представляет собой мягкую породу от черного до белого цвета, хотя чаще встречается темно-коричневый известняк. Вообще по своей структуре его делят на группы по разным признакам.

Классификация известняка

По происхождению известняк делят на: органический (в составе которого имеются рифовый известняк, ракушки, скелеты микроорганизмов); хемогенный (в составе осадок кальция); обломочный (так называемый древний известняк).

Разделяют по химическому составу:

мраморный — его образование происходит за счет метаморфических процессов в пластах известняка; доломитовый — содержит до 17% магния, который может переродиться в мергель; глинистый — почти половина глинистых веществ.

По структуре выделяют:

землистые — мягкие, рассыпчатые; мраморные — кристаллические; плотные — зернёные из раковин моллюсков; пористые — полостные, имеющие в составе посторонние предметы.

Особенности строения и применение известняка

Непосредственно чистый известняк состоит из кальцита белого цвета, лишь иногда содержит арагонит (другой вид карбоната кальция). По строению известняк представлен осадочными слоями средней плотности. Его можно легко поцарапать, поэтому существуют определенные правила его хранения и перевоза. Известняк дает бурную реакцию при взаимодействии со слабыми кислотами. В характеристике свойств особое внимание уделяют твердости, упругости и плотности породы.

Добычу известняка проводят двумя стандартными способами: с помощью взрыва или специальной техникой. Получившиеся бутовые куски отправляют конвейером на склады, где проводят дальнейшую обработку. Большие пласты разрезают с помощью алмазных кругов на облицованные плиты, пильные блоки. Для получения щебня, крошки известняк дробят специальными машинами. Путем обжига получают известь, которую применять в промышленных целях.

В результате своего разнообразного происхождения известняк применяют в строительстве в нескольких сферах. Широко используется при строительстве зданий, в отделочных работах внутри помещений: лестницы, камины, колонны, ванные комнаты, для производства подоконников, столешниц, тумб. Известняк находит применение и при создании ландшафтного дизайна в садах, парках, так как обладает достаточной плотностью и износостойкостью. Для дизайна используют известняк различных цветов, что придает предметам декора изюминку. Из него создают скульптуры, вазы, декоративные балясины и прочие.

Предметы декора выглядят эстетично, просты в уходе.

В строительстве зданий используют блочные плиты, кирпичи различных фактур и расцветок. Плиты с гладкими поверхностями применяют как внешнюю отделку сооружений. Кроме таких качеств, как морозостойкость, устойчивость, этот материал еще и экологически чистый.

Кроме строительной промышленности, универсальный известняк применяют и в других промышленностях: металлургической, сельскохозяйственной, медицинской, железнодорожной, а также пищевой и множестве других. Например, применяют для очищения воды от загрязнений на бурильных скважинах, а в садово-парковых зонах известняк выполняет роль защиты растений от вредителей.

Положительные свойства известняка для строительства

При сравнении данной породы с другими строительными материалами есть ряд преимуществ:

совершенная безопасность органической породы; пластичная структура, из которой можно создать необходимую форму; прочность известняка в примере с обычной облицовочной плиткой или кирпича намного выше, даже при постоянном неблагоприятном воздействии внешних условий; пористое строение позволяет впитывать излишнюю влагу, благодаря чему помещение будет абсолютно сухим, а пропуская воздух создает благоприятный микроклимат; высокая звуко-, и теплоизоляция делает известняк идеальным материалом для внутренних работ.

Трудно переоценить качества известняка в строительной промышленности. Это лучший строительный и отделочный материал среди себе подобных, поэтому следует всегда брать его в расчет на строительных площадках и в декорировании помещений.

Как я попался на известковом щебне в бетоне читайте в этой статье.

Разрушение известняков

При использовании известняков в скульптуре часто обнаруживается неустойчивость этой каменной породы в морозы. Это объясняется тем, что они принадлежат к осадочным породам, в процессе образования которых сохраняется, заполняя поры, большое количество влаги. Следовательно, свежедобытый камень – это материал, предельно насыщенный водой. Поэтому блок известняка для скульптуры следует выламывать весной и немедленно обрабатывать, чтобы скульптура успела высохнуть на теплом воздухе. После полной просушки скульптура из известняка может быть установлена на открытом воздухе. Разрушение скульптуры из известняка и мрамора часто происходит из-за железных пиронов и скоб, на них быстро образуется ржавчина, которая растет в объеме и разрывает камень.

Для предотвращения такого вида разрушения известняков и других каменных пород при установлении скоб и пиронов отверстия следует предварительно заливать раствором из цемента с песком в соотношении 1 часть цемента на 5 частей песка. Или ставить вместо железных пиронов титановые скобы или скобы из нержавеющей стали.

Химические способы уплотнения мрамора и известняка

Для повышения устойчивости к климатическим факторам пористых естественных и искусственных каменных материалов, могут применяться гидрофобизирующие кремнеорганические соединения и флюады (кремнефториды магния и цинка). Последние предназначаются для поверхностной обработки скульптуры из бетона, мрамора и известняка. При флюатировании в результате химического взаимодействия кремнефторида с гидратом окиси или карбонатом кальция, присутствующем в мраморе, и известняке, происходит уплотнение пор и капилляров, вследствие чего уменьшается водопоглощение и повышается прочность и морозостойкость каменного материала, уменьшается запыляемость поверхности скульптуры.

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.

Источники

• https://zolotoe-runo-sl.ru/podelochnye-kamni/chto-takoe-izvestnyak.html
• https://chudoogorod.ru/prochee-dacha/kak-ispolzuyut-izvestnyak.html
• https://natrukodel.ru/prochie/izvestnyak-svoystva
• https://ratingstroy.ru/stroitelnye-materialy/plitka-mramor-granit-kamen/kamen-izvestnyak-i-ego-primenenie-v-stroitelstve-2/
• https://1nerudnyi.ru/gde-ispolzuetsya-izvestnyak/
• https://jewel-spb.ru/podelochnye/chto-delayut-iz-izvestnyaka.html
• https://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/izvestniak
• https://ural-granit74.ru/catalog/izdeliya-iz-izvestnyaka/
• https://zen.yandex.ru/media/id/5d31cdbb520a9b00adb3bd8c/izvestniak-proishojdenie-cveta-i-sposoby-uplotneniia-naturalnogo-kamnia-604a096e013fe76fa3d3ee92