Властивості вапняку. Гірська порода вапняк. Формула вапняку

Вапняк - натуральний природний камінь, який являє собою м`яку осадочную породу органічного або органо-хімічного походження, що складається в основному з карбонату кальцію (кальциту). Часто до його складу входять домішки кварцу, фосфату, кремнію, глинисті і піщані частинки, а також вапняні залишки скелетів мікроорганізмів. У даній статті ми докладно розглянемо цей природний матеріал, його види, властивості та сферу застосування, а також дізнаємося, що являє собою хімічна формула вапняку, і багато іншого.

Формування вапняку

Для початку давайте розглянемо, яким чином утворилися ці корисні копалини. Вапняк в основному формується в умовах морських мілководних басейнів, хоча існує і прісноводний. Залягає він у вигляді відкладень і пластів. Іноді осідає, подібно гіпсу і солі, з випаровується води морських лагун і озер. Однак більша його частина відклалася саме в морях, які не відчували інтенсивного висихання. Формування більшості вапнякових порід починалося з виділення живими організмами з морської води карбонату кальцію для побудови скелетів і раковин. Ось ці залишки померлих організмів у великих кількостях накопичуються на морському дні. Найбільш яскравим прикладом вилучення та накопичення карбонату кальцію є коралові рифи. Так, в деяких випадках на зламі вапнякової породи можна помітити окремі раковини. Під впливом морського течії і в результаті впливу хвиль і прибою рифи руйнуються. І на морському дні до вапняковим уламках додається карбонат кальцію, який осідає з насиченою їм води. Також в освіті молодих порід вапняку бере участь кальцит, який надходить із зруйнованих древніх порід.

Різновиди

Існує багато видів вапняків. Черепашником прийнято називати скупчення раковин і їх уламків, зцементованих в ячеистую породу. У тому випадку, коли раковини мають дуже малу величину, утворюється м`який, слабосвязанних, що мажуть, тонко кришиться вапняк - крейда. Оолітовая порода складається їх мініатюрних, розміром з риб`ячу ікринку, зцементованих кульок. Ядро кожного з них може бути представлено уламком раковини, піщинкою або будь-який інший часткою чужорідного матеріалу. У тому випадку, коли кульки мають більші розміри, наприклад, з горошину, їх прийнято називати пізолітамі, а породу, відповідно, пізолітовим вапняком. Наступною різновидом є травертин - він утворюється на поверхні при осадженні арагонита або кальциту з вод вуглекислих джерел. Якщо такі відкладення мають сільнопорістую основу (губчасту), її називають туфом. Незцементовані суміш глини і карбонату кальцію носити назву мергель.

Крім того, вапняки можуть відрізнятися і кольоровою гамою. Основний колір - білий. Але він може бути і жовтуватим, світло-бежевим, світло-сірим, рідше - злегка рожевим. Біло-рожева і біло-жовта порода вважаються найціннішими.

Формула вапняку

Як вже говорилося раніше, цей природний матеріал складається переважно з кальциту або кальцитових залишків скелетів і раковин, рідко з арагонита. Значить, формула вапняку буде мати наступний вигляд: СаСО₃. Однак чистий порода зустрічається вкрай рідко, в ряді випадків вона включає в себе різні домішки кварцу, глинистих мінералів, доломіту, гіпсу, піриту і, звичайно ж, органічних залишків. Так, доломітізірованнийвапняк (формула цієї породи включає в себе MgO) містить від чотирьох до сімнадцяти відсотків оксидів магнію, мергелістих - до 21 відсотка кислотних оксидів (SiO₂+R₂Про₃). До складу карбонату можуть входити доломіт CaMg (CO₃)₂, FeCO₃ і MnCO₃, в незначних кількостях - оксиди, сульфіди і гідроксиди Fe, Са₃(РО₄)₂, CaSO₄.

Вапняк: властивості та застосування

Фізико-механічні параметри цієї породи надзвичайно неоднорідні, однак безпосередньо залежать від її текстури і структури. Учні середньої школи розглядають властивості вапняку (4 клас) з позиції його зовнішніх характеристик. Вони вивчають наступні параметри: колір, щільність, міцність, стан, розчинність. Ми підемо трохи далі і розглянемо більш поглиблено ці властивості корисної копалини. Вапняк має щільність в межах 2700-2900 кг / м³. Це коливання пояснюється кількістю містяться домішок кварцу, доломіту і інших мінералів. Об`ємна маса змінюється в набагато більших межах. Так, у травертинів і ракушечников вона складає всього 800 кг / м<sup>3</sup>, а у кристалічних порід досягає 2800 кг / м<sup>3</sup>. Розглядаючи властивості вапняку, слід враховувати, що міцність при стисненні породи безпосередньо залежить від його об`ємної маси. Так у ракушечников вона складає всього 0,4 МПа, а у афанітов наближається до 300 МПа. Наведені вище характеристики породи визначають і застосування цих матеріалів. Наприклад, у будівництві більш щільний вапняк використовується при кладці стін, а пористий хороший для облицювання й створення декоративних ансамблів.

Вплив кліматичних умов

Залежно від рівня вологості, властивості вапняку можуть змінюватися. У першу чергу це позначається на його міцності - вона помітно знижується, якщо камінь намочити. Крім того, більшість родовищ характеризується неоднорідністю породи. На цей момент варто звернути особливу увагу, оскільки у неоднорідного матеріалу буде відрізнятися щільність, що, в свою чергу, може призвести до руйнування. Розбираючи властивості вапняку, не слід нехтувати і таким параметром, як морозостійкість: це істотно впливає на міцність корисної копалини і тривалість його використання. Так, у кристалічних вапняків морозостійкість становить 300-400 циклів. Однак цей показник помітно скорочується при наявності тріщин і пор в матеріалі. Таким чином, всі згадані властивості вапняку обов`язково потрібно враховувати при використанні даного природного матеріалу, щоб запобігти його руйнуванню.

Вапняк в будівництві

Будівельна галузь є головним споживачем розглянутого нами корисної копалини. Доломітізірованний (Гірська порода) вапняк використовується для виробництва шпаклювальних і штукатурних сумішей, герметиків та іншого. Білий вапняк у величезних кількостях застосовується в обробці та оздобленні будівель. Черепашник часто зустрічається в якості будівельних блоків і т. Д. Ми не будемо загострювати увагу на цій галузі, вона і так широко відома всім. А тому йдемо далі.

Вапняк в сучасному промисловому виробництві

Виявляється, цей природний матеріал використовується при виробництві лакофарбових матеріалів, гум і пластмас. А очищений від домішок, шкідливих для людського організму, застосовується навіть в харчовій промисловості. Виготовлення скла не представляється можливим без вапняку, оскільки він виступає головним джерелом кальцію. Ця порода стала незамінним, а головне - доступним компонентом для виробництва паперу. У повсякденному житті ми постійно користуємося такими виробами, як труби, лінолеум, кахельна плитка, черепиця та ін., І не здогадуємося, що у всіх цих предметах також присутній вапняк. Навіть пластикове виробництво (ПП, ПВХ, кремплени, лавсан та інше) не обходиться без цієї сировини. У фарбах використовують карбонат кальцію в якості фарбувального пігменту. Як бачите, цей матеріал займає провідне місце практично у всіх галузях виробництва.

Хімічна промисловість

Навіть такі речі, як крем для взуття, зубна паста, порошок та ін., Якими ми користуємося щодня, є похідними вапняку. Ця сировина використовується і при виготовленні засобів, що застосовуються для захисту навколишнього середовища від різного роду забруднень. На підставі усього вищевикладеного можна сміливо стверджувати, що широко відомий і доступний матеріал, яким є вапняк, являє собою найважливіший елемент сучасної цивілізації.

Цікаві факти

Великий внесок у розвиток різьблення по каменю зробили народи Південної та Центральної Америки. Ольмеки, ацтеки, майя добилися значних успіхів в умінні виготовляти з халцедону, обсидіану і кремнію зброя, ріжучі інструменти та інші предмети побуту. Так, качалки, зернотерки, ступки та інше створювалося ними з базальту, пісковиків і вапняків. Ударні і рубають знаряддя вироблялися з діориту, жадеита, нефриту та інших матеріалів. Головним центром по обробки каменю вважаються міста майя - Тонина і небесах.