Известняк, свойства, виды и применение

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.

Применение известняка

Известняк имеет универсальное применение в промышленности, сельском хозяйстве и строительстве. В металлургии известняк служит флюсом. В производстве извести и цемента известняк — главный компонент. Известняк используется в химической и пищевой промышленности: как вспомогательный материал в производстве соды, карбида кальция, минеральных удобрений, стекла, сахара, бумаги.

Применяется при очистке нефтепродуктов, сухой перегонке угля, в изготовлении красок, замазок, резины, пластмасс, мыла, лекарств, минеральной ваты, для очистки тканей и обработки кожи, известкования почв.

Известняк — важнейший строительный материал, из него изготовляются облицовочные плиты, стеновые блоки, скульптурные и архитектурно-строительные изделия, щебень для производства бетона и асфальтобетона, железнодорожного балласта, оснований и покрытий автодорог, фильтровгидросооружений, как бутовый камень для фундаментов, мощения откосов, бортов и пр.

Слаботрещиноватый мягкий известняк часто распиливается на блоки непосредственно из массива с помощью различных камнерезных машин. Такие известняки (пильные известняки) особенно ценны как строительный материал.

Физико-механические показатели известняка:

Месторождения известняка в России

Русская платформа как бывшее море является ключевым поставщиком известняка в России. Например, белый известняк, пригодный для цемента, добывают в Московской, Рязанской областях (месторождения Афанасьевское, Пронское).

Флюсовый камень извлекают в российских областях:

• Тульской (на Барсуковском, Урусовском месторождениях);
• Свердловской (Гальянское);
• Челябинской (Сухореченское, Тургоякское);
• Оренбургской (на Аккермановском);
• Ленинградской (Пикалевское месторождение);
• Томской области(Гурьевские).

Бадракско-Альминское, Балаклаевское (Крым) поставляет отличный белый ракушечник.

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.

Свойства и применение ракушечника

Камень ракушечник используется в качестве строительного материала. Такой выбор обусловлен достоинствами минерала:

• устойчив к истиранию;
• жаропрочный;
• хорошо сочетается с другими строительными материалами;
• почти не проводит тепло;
• обладает свойством шумопоглощения;
• легко поддается обработке;
• обладает бактерицидными свойствами.

К недостаткам относят светлую окраску, из-за которой поверхность камня без обработки специальными растворами быстро загрязняется

Транспортировать камень нужно осторожно, т. к

при падении плиты ракушняка могут расколоться. По этой же причине нельзя строить из ракушечника высокие здания – они легко обрушатся.

Камень используют как для возведения стен или заливки фундамента, так и для декора. Плитами известняка покрывают стены, пол, оформляют заборы, дверные, оконные проемы. Камень идеально подходит для строительства бань, саун, ванных комнат. В помещениях, декорированных ракушечником, не будет сырости и плесени.

Измельченный ракушник используют как пищевую добавку для сельскохозяйственных животных и птиц. Он повышает прочность костей, у птичьих яиц укрепляет скорлупу. Животные становятся менее подвержены заболеваниям.

Физико-химические свойства

По текстуре камень ноздреватый, пористый. Физические свойства минерала идеально отвечают строительным целям:

• плотность 2,1 грамма на сантиметр кубический;
• теплопроводность 0,3–0,8 Вт/м × К;
• водопоглощение – 15 %;
• морозоустойчивость – 25 циклов.

Минеральный состав ракушника включает кальций, натрий, йод. Размер плиты ракушника 180 × 380 × 380 мм, вес в зависимости от марки – 15–25 кг. Благодаря пористой структуре минерал работает как фильтр, задерживая вредные вещества, поступающие извне.

Лечебные и магические свойства

Ракушечник оказывает благоприятное влияние на организм благодаря содержанию соли и йода. В помещении, облицованном ракушником, поддерживается здоровый микроклимат, воздух обезвреживается, насыщается веществами, полезными для иммунитета и щитовидной железы.

Его качества применимы только в строительстве. Ни украшений, ни амулетов из ракушечника не делают. Однако приятный цвет камня, его способность очищать воздух благотворно влияют на нервную систему, успокаивают и дарят хорошее настроение.