Alsatelecom.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ОСАДОЧНЫЕ ПОРОДЫ

Применение известняка и доломита

Известняки и доломиты имеют следующие наиболее распространенные виды использования:

1. В виде щебня или дробленого камня для использования в качестве заполнителя бетона, дорожной щебенки, железнодорожного балласта и грубого фильтра сточных вод; в более тонкомолотой форме— в качестве известковой подкормки для птиц, для шту- катурок, искусственного декоративного песка, наполнителя и побелочного материала. На эту группу видов потребления уходит около половины общей добычи карбонатных пород. 2. В качестве флюсов при выплавке и первичной переработке железа и других металлов. 3. Для известкования почв с целью корректировки их кислотности и обеспечения лучших условий роста растений. Хотя используемый для последней цели материал называется «сельскохозяйственной известью», в действительности он представляет собой просто тонкоизмельчен- ную карбонатную породу. 4. Для производства извести, основного химического продукта, имеющего важное значение в весьма многочисленных отраслях производства. 5. В качестве химического сырья в стекловарении, для нейтрализации кислот и во многих других процессах. 6. Для получения естественного штучного камня.

Известняки (но не доломиты) представляют собой основное сырье для производства портландцемента. Доломиты служат сырьем для получения высококачественных огнеупоров и в сочетании с асбестом используются для производства теплоизоляционных материалов. Особенности использования доломитов кратко характеризуются на стр. 241. Исчерпывающие описания использования известняков и доломитов приведены в работах Баулса и Дженсена (Bowles, Jensen, 1947), а также Ламара и Уиллмэна (Lamar, Willman, 1938).

Применения, основанные на использовании физических свойств

При использовании в качестве заполнителя в бетоне и других применениях, опирающихся на физические свойства сырья, известняки (или доломиты) должны быть однородными, лишенными пористости, бескремнистыми, не содержать примеси органического вещества и пирита. Свежие известняки не только дают вязкий и прочный заполнитель бетона, а также весьма устойчивы в других службах, но обладают, кроме того, меньшим абразивным воздействием на дробильное оборудование по сравнению с другими , типами естественного камня. Эти факторы, а также широкая распространенность известняков объясняют, почему они используются в 2,3 раза больше по сравнению с базальтами, гранитами и песчаниками, вместе взятыми, Применение и свойства дробленого и тонкомолотого известняка рассмотрены в работах Баулса (Bowles, 1939, стр. 378—385) и Мазера (Mather, 1953).

К штучному известняковому камню предъявляются те же требования, как и к другим типам естественных каменных строительных материалов (гранит, стр. 50; мрамор, стр. 116; песчаник, стр. 156). Помимо требования однородности окраски и строения, желательно также отсутствие окислов железа, за счет изменения которых могут возникнуть ржавые потеки, а также отсутствие кварца и кремня, затрудняющих обработку камня. Пористость в кондиционном камне обычно составляет не более 10%; при этом сохраняется вполне достаточная прочность для использования известняков во всех обычных строительных целях. Некоторые известняки, хорошо воспринимающие полировку, используются в качестве орто- мрамора. Физические свойства разновидностей известняков, наиболее широко используемых в США в качестве штучного камня, охарактеризованы Кесслером и Слайгом (Kessler, Sligh, 1927).

Применения, основанные на использовании химических свойств

Свойства известняков как цементного сырья

Приблизительно 240 лет назад в Англии установили, что некоторые известняки, содержащие примесь глинистого материала и кремнезема, после отжига и помола образуют в смеси с водой твердый цемент. Этот натуральный цемент оказался не только прочнее ранее использовавшихся цементов, например пуццоланового типа (стр. 75), но и был устойчив под водой, в связи с чем его можно было применять при сооружении устоев мостов, фундаментов маяков, шлюзов и в других подобных целях. В связи со своими свойствами известняки, пригодные для производства натурального цемента, получили название гидравлической извести (hydraulic lime, waterlime). При дальнейших исследованиях было установлено, что смеси известняков различных типов с глиной и песком также могут давать хороший натуральный цемент. В 1818 г. производство натурального цемента было начато и в США, в восточной части штата Нью-Йорк, где для этих целей оказались весьма пригодными известняки типа гидравлической извести горизонта Розендейл (верхний силур). В конце XIX в. годовое производство натурального цемента в Нью-Йорке достигло почти 10 млн. баррелей, однако появление портландцемента вызвало уменьшение выпуска натурального цемента, который в настоящее время составляет примерно лишь 1 % в общей цементной продукции США.

Портландцемент был получен в 1824 г. англичанином Эспдином, который назвал свое детище, таким образом, в честь портландского камня, широко используемого в Англии каменного естественного строительного материала. Эспдин использовал для получения нового типа цемента то же сырье, которое применялось для производства натурального цемента, нр подверг его обжигу при значительно более высокой температуре. Полученный при таком режиме цемент обладал более высокими показателями, чем натуральный, в особенности по прочности и быстроте схватывания. В США производство портланд-цемента было начато в 1875 г. в Лихай-Валли, Пенсильвания.

В качестве сырья для производства цемента необходимы известь, кремнезем, глинозем и окислы железаИдеальное цементное сырье—загрязненный примесями известняк, в котором необходимые окислы содержатся в требуемых количествах. Подобный состав встречается лишь у немногих известняков, например у присутствующих в формации Джэксонберг в восточной Пенсильвании, которые рассматриваются на стр. 242. О сравнительной редкости сырья, содержащего все необходимые для цемента компоненты, может свидетельствовать тот факт, что из него получают лишь 16% продукции цемента в США. Около 80% цемента изготовляется из относительно чистых известняков с добавлением глины или глинистых сланцев. Остальные 4% цемента получают из сочетания различных типов сырья, например известняков и металлургических шлаков, мергелей и глин или устричных раковин и глин.

Наиболее строгое требование к известняку для производства портландцемента: он не должен содержать более 3% MgO (около 5% MgCOs). Это жесткое требование не дает использовать в цементном производстве доломиты и доломи- тизированные известняки. При выборе места для разработки известняков в качестве цементного сырья необходимо убедиться, что в пределах эксплуатируемого участка они не переходят в доломитовые фации ни по простиранию, ни в вертикальном направлении. Максимальное допустимое содержание магнезии в конечном продукте — 5%. Щелочи (сода и поташ) обычно вводятся в количестве до 1,5%, но в тех случаях, когда в бетонах используются заполнители, способные к химической реакции с цементом (стр. 140), их содержание должно быть уменьшено до 0,6%.

Читайте так же:
Цинк фосфатный цемент хоффман

Размеры и качество месторождений известняка и другого цементного сырья представляют лишь один из факторов, определяющих место сооружения цементного завода. Приходится также учитывать наличие топлива, но самое важное значение при этом имеет близость населенных пунктов и промышленного рынка. Влияние последнего фактора можно видеть в концентрации цементных заводов вблизи крупных городов в США: 13 заводов в восточной Пенсильвании, пять в долине Гудзона (Нью-Йорк), четыре близ Далласа, семь в районе Лос-Анжелеса и т. д.

Существуют подробные печатные работы, знакомящие с технологией и экономикой цемента (Bowen, 1957; Williamson, 1958; Anonymous, 1955).

Смотрите также:

Применяют доломит для производства щебня, изготовления облицовочных плит, огнеупоров и вяжущих материалов.
Известняк состоит в основном из минерала кальцита СаСОз и примесей глины, доломита, кварца и др.
Применение портландцемента.

Исходными материалами для производства воздушной извести являются многие разновидности известково-магнезиальных карбонатных пород (известняки, мел, доломитизированные известняки, доломиты и др.).

Каустический доломит.
Портландцемент для производства асбестоцементных изделий. Портландцементы для строительных растворов и бетонов автоклавного твердения.

Область применения цемента с известняком

Молотый известняк (название согласно ГОСТу) или минеральный порошок – это, по сути, известняковая мука, порошок, получаемый в результате просушки и помола известняка.

Наиболее широкое применение он получил в строительной отрасли, в первую очередь, в дорожном строительстве, где является неотъемлемой частью асфальтобетона (до 18% асфальтобетонных смесей, АБС). На долю молотого известняка приходится до 90-95% суммарной поверхности минеральных зерен, входящих в состав АБС. Основное назначение минерального порошка здесь заключается в переводе объемного битума в тонкопленочное состояние. Совместно с битумом минеральный порошок образует структурированную дисперсную систему, которая и выполняет функцию вяжущего материала в асфальтобетоне.

Другое назначение минерального порошка в дорожном строительстве – заполнение мелких пор более крупными частицами. Таким образом, присутствие необходимого количества молотого известняка способствует повышению плотности минерального состава, и, следовательно, повышению плотности АБС.

Вторая важная сфера потребления молотого известняка – это производство кровельных материалов, где он используется в качестве пылевидного наполнителя для горячих мастик. Но дело в том, что в качестве пылевидных наполнителей могут использоваться и другие продукты – шлаковая пыль, зола ТЭЦ, молотый известняк, гипс, кирпичная пыль, древесные опилки, — исходя из региональных особенностей и конкретной ситуации каждого производителя кровельных материалов. Таким образом, в данном сегменте молотый известняк сталкивается с конкуренцией со стороны других наполнителей и его использует далеко не все производители. Тем не менее, мягкая кровля – одна из значимых сфер потребления молотого известняка.

Третья сфера потребления минерального порошка также связана со строительством – это производство сухих смесей. Здесь молотый известняк используется в качестве заполнителя или же тонкодисперсного наполнителя (для сухих смесей, используемых в тонких слоях или от которых не требуются высокие прочностные показатели).

Но здесь опять же: молотый известняк далеко не единственный и уникальный компонент продукт по своему назначению и свойствам, поэтому имеет место конкуренция со стороны других продуктов – мел, золы, мраморная крошка, строительные пески и др.

Продолжая «строительную» тематику, необходимо остановиться на одной из самых перспективных сфер потребления минерального порошка – это его применение в качестве специальной добавки в бетон. Данная технология рекомендована Научно-исследовательским институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) при строительстве сооружений. Сегодня она, в частности, используется в работах по строительству комплекса «Москва-Сити». В данном случае речь идет о замене части цемента на минеральный порошок, что снижает себестоимость бетона. Кроме того, минеральный порошок в составе бетонной смеси позитивно влияет на свойства бетона, улучшая его качественные характеристики: уменьшается водопоглощение, увеличивается прочность, морозоустойчивость, химическая стойкость и износостойкость. Минеральные добавки можно использовать как при производстве ЖБИ методом вибролитья, так и вибропрессованием. Введение минеральных добавок позволяет увеличить долговечность и сопротивляемость ЖБИ внешним воздействиям (при том, что стоимость молотого известняка ниже стоимости цемента).

Пятая сфера применения молотого известняка – производство комбикормов для животных и птиц, где он служит минеральной добавкой.

Шестая и, наверное, самая «традиционная» сфера также связанная с сельским хозяйством – это раскисление почв при проведении агрохимических мероприятий в сельском хозяйстве. Здесь данный продукт давно известен как мука известняковая для известкования почв. Именно под этим ГОСТом проходит он в государственной статистике. Надо отметить, что подобные агрохимические мероприятия осуществляются за счет средств государственного бюджета, поэтому потребление в данном сегменте прямо зависят от объемов госфинансирования.

Говоря о мировой структуре потребления молотого известняка, необходимо упомянуть такое направление, как производство стекла. Но здесь существует определенные российские производственно-технологические особенности. В России вместо молотого известняка в стекольной промышленности используют так называемый «синтетический мел» (его выпускают, в частности, предприятия «Акрон» и «Дорогобуж»), который более выгоден для потребителя (кроме того, синтетический мел используют и для известкования почв).

Существуют и другие, узкие, сферы применения молотого известняка. В частности, его можно использовать в фильтрах для тепловых электростанций, для очистки дыма от вредных примесей. Эти технологии активно используются на Западе, в России же пока не получили распространения.

Читайте так же:
Восстановление контактного пункта цемента


Рассмотрим структуру потребления по каждой сфере переработки отдельно. ..

В России крупнейшим сегментом потребления молотого известняка, как уже было сказано ранее, является дорожное строительство. Продукция на основе известняка, необходима при строительстве дорог. Глубокая стабилизация используется в качестве метода усиления фундаментов при постройке автомобильных и железных дорог, для предотвращения осадки грунта и для усиления его несущей способности. Молотый известняк используется в качестве наполнителя при производстве асфальта. При смешивании его с битумом образуется прочный материал для изготовления дорожного покрытия, который способен противостоять атмосферным явлениям. Белое вещество, используемое для нанесения дорожной разметки, содержит известняковую муку.

Компании, работающие на рынке дорожного строительства и земляных работ, являются важными потребителями отсева известнякового щебня. Очищенный песок используется для засыпки отвалов и свалок…

На сегмент дорожного строительства приходится более половины всего выпущенного объема молотого известняка (по итогам 2008 г. было поставлено около 1 300 тыс. т минерального порошка). Потребление здесь имеет сезонный характер, активность приходится на апрель-октябрь.
Крупнейшими потребителями молотого известняка являются производители асфальтобетонных смесей, в частности, автодорожные ГУП, асфальтобетонные и асфальтовые заводы, которые есть в каждом регионе. Среди них встречаются и производители высококачественных дорожных покрытий, компании, занимающиеся строительством, ремонтом и реконструкцией федеральных магистралей и аэродромов (в частности, русско-германское предприятие «АВТОБАН») и др.… Надо отметить, что некоторые асфальтовые заводы могут производить молотый известняк на собственных площадках (на базе имеющегося нерудного сырья).

Большая часть (более половины) транспортных перевозок минерального порошка в сегменте дорожного строительства приходится на автотранспорт. Структура потребления молотого известняка (муки известняковой) в 2008 году по сферам представлена ниже на диаграмме.

Мягкая кровля

Около 20% российского объема потребления молотого известняка приходится на рынок кровельных материалов, в частности, мягкую кровлю. Но здесь минеральный порошок сталкивается с конкуренцией со стороны других продуктов-заменителей, поэтому его позиции здесь зависят не только от положения дел в сегменте кровельных материалов, но и от конъюнктурной ситуации относительно каждого заменителя. (Так, по информации отдельных участников рынка, в последнее время производители кровельных материалов больше предпочитают использовать золу.)

Потребление молотого известняка в сегменте кровельных материалов также носит сезонный характер, но относительно того же дорожного строительства «сезон» здесь длиннее (начинается уже в феврале).

Крупнейший поставщик молотого известняка для производства мягкой кровли это опять же «Дробильно-сортировочный завод» (пос. Товарково, Калужская область). Доля его поставок, приходящихся на нужды производителей мягкой кровли, составляет около 30% от общего объема поставок минеральных порошков предприятием. Произведенная в 2008 г. модернизация «открыла» предприятию на данном рынке новые перспективы. Надо отметить, что производителей мягкой кровли устраивает качество далеко не всякого минерального порошка, выпускаемого в России, поэтому на этом рынке работают не все продуценты молотого известняка; в частности, другой крупнейший продуцент минерального порошка – «Песковский комбинат строительных материалов» — свою продукцию для нужд производителей мягкой кровли не поставляет (ранее, в 2008 г., в планах предприятия была соответствующая модернизация, но из-за кризиса ее пришлось отложить).

Строительство: сухие смеси

Молотый известняк мелких фракций является наиболее широко используемым строительным материалом в мире. Ее можно обнаружить в составе кафеля и изразцов светлого цвета, в составе штукатурки, смесей для выравнивания, панелях из волокнистого цемента. Основным компонентом цемента является известняк (доломит используется при производстве минеральной ваты). Самоуплотняющиеся бетонные смеси так же содержат в своем составе известняк.
Производство сухих смесей (до 15% рынка молотого известняка) – особый сегмент потребления молотого известняка, так как не имеет жестких сезонных ограничений. Минеральный порошок для этих целей производители ССС покупают круглый год.

Производство комбикормов

На производство комбикормов для животных и птиц приходится более 6% от общего объема поставок молотого известняка. Потребителями здесь являются птицефабрики, комбикормовые заводы, комбинаты зерновых продуктов и др. Сегмент является всесезонным – потребность в комбикормах не уменьшается и в зимний период. Важно заметить, что он, в отличие от строительных сфер, не пострадал от кризиса – закупки минерального порошка для кормовой не сократились, а напротив, наметилась тенденция к росту.

Особенно перспективен здесь сегмент птицеводства – он, являясь всесезонным (потребление мяса птицы не зависит от времени года) может в условиях кризиса выступить маленьким «островком стабильности и роста». В нынешних условиях, когда снизилась покупательская способность населения (с конца 2008 г.), потребление мяса птицы (кур) увеличилось относительно других продуктов животноводства. Имеется четкая тенденция к росту рынка.
Птицеводство — наиболее динамичная отрасль АПК. В этой отрасли показатели затрат труда, кормов и других материально-технических ресурсов на производство единицы продукции выгодно отличаются от других отраслей животноводства. Так, затраты кормов и труда здесь ниже в 2-3 раза, чем в скотоводстве и даже в свиноводстве.

Сельское хозяйство (раскисление почв)

На урожай большое влияние оказывает кислотность почвы – большинство культур требуют степени кислотности ближе к нейтральной. Поскольку для многих регионов России характерно наличие кислых почв, традиционно существуют государственные программы по их известкованию, финансируемые из бюджетов (для этого используется известняк, известь, доломитовая мука, мел и др.).

Известняковую муку для известкования почв выпускают все продуценты молотого известняка — этому ГОСТу соответствует практически вся выпускаемая продукция (наименование «минеральный порошок» появилось позднее). Вопрос только в размерах поставок (в общей структуре потребления на данное направление приходится около 1% молотого известняка, 2008 г.).

С анализом российского рынка этиленгликолей Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок молотого известняка в России» .

Известняк, его особенности и применение в строительстве

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

Читайте так же:
Плиточный клей для цемент плюс

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

Основные виды известняка

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

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

По происхождению

Выделяют следующие виды известняков:

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

По химическому составу

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

На видео — мраморизированный известняк:

По структурному признаку

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

По строению

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

По цвету

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

По сферам применения

Выделяют следующие виды известняка:

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

Фото некоторых видов известняка

Свойства и технические характеристики

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

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

Согласно ГОСТам эти характеристики могут принимать следующие значения:

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

Способы добычи и производства

Известняк является частью горной породы. Отделяют его двумя способами:

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

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

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

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

Дробление известняка щековой дробилкой Extec C:

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

Применение известняка в строительстве

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

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

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

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

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

Как работать с известняком при создании скульптур расскажет видео:

Преимущества использования известняка

По сравнению с другими материалами известняк обладает следующими преимуществами:

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

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.

Известняк

Известняк – популярный в строительстве камень, подходящий для возведения стен, отделки фасадов, создания декоративных элементов и малых архитектурных форм.

История известняка в архитектуре, строительстве и зодчестве исчисляется тысячелетиями. Известно, что на территории современной Турции люди строили дома из известняка еще 14 000 лет назад. Пирамида Хеопса в Египте, Стена Плача в Иерусалиме, город Пальмира в Сирии – все это известняк. При строительстве Великой Китайской стены использовался известковый раствор, в Древнем Риме из камня научились делать мозаику.

Что такое известняк

Известняк это осадочная порода, в ходе образования которой формируется пористый камень различной плотности и оттенка с обилием в составе кальцитов (известковых шпатов). В структуру материала также входят другие минералы, которые снижают его пористость и повышают прочность. Известняки отлагаются преимущественно в соленых морских бассейнах, реже – при испарении лагун и озер. Цвет известняков преимущественно светло-серый, бежевый, желтоватый. Присутствие органических, железистых, марганцовистых и других примесей обусловливает тёмно-серую, бурую, красноватую и зеленоватую окраску.

Как правило, происхождение известняка связано с жизнедеятельностью организмов, которые выделяют из соленой воды карбонат кальция для формирования скелетов и раковин. Реже материал имеет хемогенное происхождение. Оседание породы длится миллионы лет (современные пласты остались после высыхания древних морей). Мощность толщ известняковых отложений кардинально отличается: от нескольких сантиметров до пяти километров. Чем меньше возраст отложений, тем более рыхлыми получаются породы.

Виды известняков

По структуре камень делится на такие виды:

  • Кристаллический – плотный минерал, по своей структуре близкий к мрамору. Хорошо полируется за счет мелких пор, морозоустойчив.
  • Органогенно-обломочный – это всем известный ракушечник, состоящий из остатков морских организмов. Хорошо обрабатывается (пилится, обтесывается), имеет большую пористость. К этому виду также относят рифовый известняк, крайне богатый на остатки морской фауны, и обычный мел – слабосцементированную карбонатную породу (фактически, затвердевший ил теплых морей).
  • Обломочно-кристаллический – органогенный детрит, образованный из фрагментов растений, раковин и скелетов животных. Несмотря на мелкие поры, имеет малую прочность и высокую степень водопоглощения.
  • Натечный (известковый туф) – формируется в стоячих и проточных подземных водоемах из нерастворимой соли, которая под давлением уплотняется. Камень из стоячих водоемов более плотный, из проточных – пористый и хрупкий.

По происхождению камень делится на:

  • Биогенный – это отложения карбонатных остатков морских организмов с небольшой долей карбонатного цемента.
  • Хемогенный – образуется в соленой воде или подземных источниках (тот самый туф) путем осаждения извести.
  • Обломочный – образуется из угловато-окатанных обломков известняковых пород в ходе их раздробления и смыва.
  • Смешанный – следствие одновременного протекания нескольких процессов, в ходе которых формируются карбонатные материалы.

Под воздействием высоких температур и давлений известковая порода постепенно уплотняется и становится более твердой, а ее зернистость уменьшается. В результате получается мрамор – по сути, метаморфизированный известняк с плотной кристаллической структурой. Резкого фазового перехода не происходит, мрамор формируется постепенно, поэтому в природе встречаются промежуточные варианты (например, мраморизированный известняк, одновременно плотный и легко поддающийся резке).

Свойства известняка

Свойства камня разнятся в зависимости от источника происхождения и напрямую зависят от структуры материала. Даже в одном месторождении могут встречаться залежи с различной плотностью, объемной массой и прочностью. Более плотные кристаллические породы хорошо полируются, пористые (например, ракушечник) – легко пилятся и обтесываются.

Физические характеристики материала:

  • Плотность – 2700-2900 кг/м³.
  • Объемная масса – от 800 кг/м³ (ракушечник) до 2800 кг/м³ (мраморизированные породы).
  • Твердость по шкале Мооса – 3.
  • Предел прочности при сжатии – от 0,4 МПа (ракушечник) до 300 МПа (кристаллический).

Основа известняка – карбонат кальция (50-95%). Остальное – это кварц, доломит, полевой шпат и другие минералы (5-50%). Именно из-за наличия в составе минералов камень имеет различные оттенки. Цвет известняка преимущественно белый, но в природе в обилии встречаются породы светло-серого, светло-желтого, красноватого, зеленого, бурого оттенка. Существует даже черный известняк – в его составе в обилии присутствуют нефтепродукты. В целом камень известен мягкими, пастельными тонами и ненавязчивыми цветовыми сочетаниями.

Физически и химически камень-известняк не слишком устойчив. Он растворяется в воде (пусть и медленно), поэтому при использовании камня в отделочных работах он обрабатывается водоотталкивающими составами. Особенно уязвим минерал к воздействию кислот (в частности, уксусной, серной, соляной), причем реакция протекает бурно и быстро, с образованием углекислого газа. В природных условиях это чревато образованием карстовых пустот, зачастую внушительных размеров. Морозостойкость камня существенно меняется в зависимости от пористости и наличия трещин. Наибольшую морозостойкость (до 400 циклов) имеют мраморизированные породы с плотной кристаллической структурой.

Добыча известняка

В России минерал добывается и разрабатывается преимущественно посредством буровзрывных работ (БВР). Предварительно проводятся вскрышные работы – верхний слой почвы снимается с помощью бульдозера и в дальнейшем используется для рекультивации. В твердом слое известковой породы бурятся шурфы глубиной до 24 метров, в них закладываются промышленные взрывчатые материалы и детонаторы (тротиловые шашки). Для одного подрыва обычно требуется 2-3 десятка скважин и порядка 5 тонн взрывчатки. Скважины взрываются не одновременно, а с задержкой в доли секунды.

Читайте так же:
Силоса для цемента это сколько

Существует альтернативная европейская технология добычи известняка под названием Rip&Load (рыхление и погрузка), позволяющая работать без применения БВР. Массив забоя разрушается с помощью специального рыхлителя на тяжелом экскаваторе, после чего оператор не выходя из кабины меняет рыхлитель на ковш и грузит разрушенную горную массу в самосвал. Далее операция повторяется. Преимущество такой технологии – селективная выемка известковой породы в месторождениях со слоистой структурой. В обоих случаях используется тяжелая промышленная техника. Например, эксплуатационная масса экскаваторов в карьерах может достигать 240 тонн, а их производительность – 800 т/ч.

Образовавшиеся обломки породы грузятся тяжелым экскаватором в карьерные самосвалы и вывозятся на дробильно-обогатительную фабрику (ДОФ). В результате чаша карьера перемещается в сторону известковых пород, а выработанное пространство постепенно засыпается отсевом и вскрышными породами.

На дробильно-обогатительной фабрике известняк последовательно подвергается крупному, среднему и мелкому дроблению. Мелкие частицы камня (до 1 см) вывозятся обратно в карьер. Готовый продукт (дробленый камень) грузится в ж/д вагоны или автотранспорт и отправляется потребителям. В местах малых залежей известняк просто пилят на прямоугольники нужных размеров и вывозят грузовиками на завод.

В России основные месторождения минерала находятся в Московской и Тульской области. В Туле (помимо обычного) добывается ценный мраморизованный известняк, в Подмосковье – редкую породу кремового оттенка. Известняк встречается практически в любом регионе Земли, а некоторые карьеры используются на протяжении тысяч лет.

Использование известняка

Известняк – универсальный материал, нашедший применение в производстве, сельском хозяйстве, строительстве, дизайне помещений. Сфера применения камня различается в зависимости от его происхождения, физических характеристик, состава. Основные области использования известкового камня:

  • Строительство. Прочности некоторых сортов известняка хватает, чтобы возводить из них малоэтажные здания, но в большинстве случаев материал используется в качестве облицовки. Из него делают стеновые панели, облицовочные плиты, декоративные элементы – колонны, пилястры, барельефы. Камень мелких фракций используют в качестве щебня при производстве бетона, крупных – для обустройства оснований автомобильных дорог и гидротехнических сооружений. Бутовый камень (крупные обломки размером до 500 мм) подходит для фундаментных работ.
  • Отделка и облицовка. Известняк – популярный фасадный материал, хорошо противостоящий российским климатическим условиям. Тонкие срезы износостойкого камня – готовый материал для укладки садовых дорожек и тротуаров.
  • Дизайн помещений. Мраморизированный известняк редких оттенков используется для отделки стен, лестниц, пола, изготовления кухонных столешниц, подоконников, барных стоек. Камень изысканных цветов подходит для создания каминных порталов, журнальных столиков, декоративных колонн. В среде дизайнеров особенно ценится слоистый камень с ярко-выраженным рельефом.
  • Производство отделочных материалов. На основе известняка делают белила, краску, шпатлевку.
  • Изготовление цемента. Карбонатные компоненты в сырьевой смеси при производстве цемента могут достигать 80% от общего объема сырья. Наряду с известняком в цемент добавляют глину, шлак, корректирующие добавки.
  • Химическая промышленность. Материал используется в технологиях производства пластика, резины, фармацевтических препаратов.
  • Производство сахара, стекла, соды. Здесь минерал используется в качестве дополнительного сырья. Например, в производстве сахара используется известь, получаемая путем обжига карбонатных пород.
  • Металлургия. Известняк – незаменимый компонент при выплавке металлов. Известняковый флюс снижает температуру плавления и облегчает отделение металла от пустой породы. Используется с рудами, богатыми кремнеземом и глиноземом.

Кроме этого, известняк активно используется в качестве компонента зубных паст и кремов для обуви, в производстве фильтров и минеральных удобрений. Минерал также применяется в производстве бумаги – из одной тонны материала можно получить порядка 800 кг готовой продукции. Некоторые виды известняка применяются в производстве абразивных материалов для тонкой шлифовки, а в сельском хозяйстве его используют в качестве минеральной добавки для скота и птицы.

Известняк важен не только для отделки зданий и интерьеров. Он незаменим в создании цемента, а также находит применение в других отраслях промышленности, таких как очистка сахара, производство стекла. Когда известняк нагрет, он используется в производстве железа и стали, а также глинозема и магнезии. Также известняк помогает очистить питьевую воду. Фермеры часто используют удобрение, которое содержит дробленый известняк на зерновых культурах. Известняк в смеси — источник питательных веществ и нейтрализатор кислотности почвы. Порошкообразный известняк используется, чтобы удалить примеси из литых металлов. Известняк используется в качестве наполнителя во множестве изделий, включая бумагу, пластмассу и краску. Самый чистый известняк даже используется в продуктах питания и лекарствах, таких как таблетки кальция и хлопья для завтрака.

Известняк в архитектуре и дизайне

Известняк является очень популярным материалом для строительства и облицовки зданий. Подходит для облицовки фасада, а также для создания декоративных элементов экстерьера – барельефов, колонн и пилястр, кронштейнов. Область дизайнерских решений для интерьера довольно широка: изготовление колонн, арок, каминных порталов, отделка известняком полов и стен, дверных и оконных проемов. Некоторые виды известняка подходят для помещений с повышенной влажностью (ванные комнаты, бассейны).

В ландшафтном дизайне известняк используется при оформлении дорожек, террас, декоративных стенок, оград и сооружения альпийских горок (сохраняет тепло, пропускает воду и воздух, нормализует почвенный состав).

В нашей стране популярны отечественные известняки, Испанские известняки и Немецкие мраморизованные известняки. Благодаря относительно низкой цене (по сравнению с другими натуральными камнями) и устойчивости к перепадам температур (количество циклов зима/лето) известняк является самым популярным материалом для отделки фасадов жилых комплексов и коммерческих зданий и сооружений.

Самые популярные известняки:

Фотографии известняка

Ниже вы можете посмотреть несколько фотографий известняка в различном применении. Фасады, отделка стен, мощение и тд.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector