Мел, мрамор и известняк с химической точки зрения одно и то же вещество — карбонат кальция, а точнее, одна из его кристаллических модификаций — кальцит.

Мел — это мягкая горная порода, ко-торую легко истереть в порошок. Мел используется в качестве белого пигмен-та в лакокрасочной и резиновой про-мышленности, в производстве порт-ландцемента, как пишущий материал.

Известняк обладает большей твёрдо-стью: издавна его использовали как материал для каменных сооружений. Большинство храмов великокняже-ской Москвы было построено из мячковского известняка, который добыва-ли у села Мячково на Москве-реке и на специальных судах доставляли к месту постройки. Недаром Москву в старину называли белокаменной. В настоящее время известняк служит ценным материалом при производст-ве цемента, в металлургии в качестве флюса (флюсом в металлургии называ-ют вещества, вводимые в шихту для связывания примесей, например Р 2 О 5 , SiO 2 , в легкоплавкие шлаки,) и в хими-ческой промышленности при произ-водстве соды, хлорной извести, карби-да кальция.

Мел и известняк — это осадочные горные породы, образовавшиеся из остатков панцирей живых организмов (в первую очередь древних простей-ших — радиолярий и фораминифер).

Успенский собор на Городке. Звенигород. Около 1399 г.

Белокаменная резьба Успенского собора на Городке.

Мрамор — метаморфическая горная порода, образующаяся при перекри-сталлизации под давлением осадочных карбонатных пород — главным образом известняков. Он также состоит из каль-цита (карбоната кальция), однако, в от-личие от мела и известняка, это круп-нокристаллический материал: на сколе

куска мрамора хорошо заметна его зернистая структура. По сравнению с мелом и известняком мрамор твёрд: не-даром древние строили из него храмы. Благодаря различным примесям мрамор часто бывает окрашен, мрамор некоторых месторождений имеет краси-вую структуру, в которой чередуются слои разной окраски. В древности осо-бенно ценились белоснежный каррар-ский мрамор, розовый паросский, жёл-тый сиенский. Главный храм афинского акрополя — знаменитый Парфенон по-строен из блоков пентелийского мрамо-ра, который добывали в местечке Пентеликон к северо-востоку от Афин. Пентелийский мрамор имеет едва за-метный золотистый оттенок, который усиливается, когда смотришь на Парфе-нон вечером, на закате солнца. В Ита-лии распространённым сортом мрамо-ра является чипполино — так называют белый мрамор с мелкими жёлтыми или зелёными прожилками. А вот знамени-тый красный веронский мрамор (rosso di Verona ) — на самом деле известняк коричнево-красного цвета, в котором часто встречаются окаменелости.

12 18 ..

ГЛАВА III
КАРБОНАТНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗВЕСТИ

ХАРАКТЕРИСТИКА КАРБОНАТНОГО СЫРЬЯ

Для производства извести используются осадочные карбонатные горные породы, состоящие из углекислого кальция, углекислого магния и различных примесей, а также отходы некоторых производств (например, сахарных заводов). Карбонатные породы с содержанием углекислого кальция СаС03 не менее 70%, называются известняками.

Известняки образовались в основном из останков живых организмов, обитавших миллионы лет назад в морской воде. Скопления скелетов, раковин, панцирей, в состав которых входил углекислый кальций, образовали известняковый ил, который под действием огромного давления столба воды и вышележащих пластов уплотнялся. Чем больше времени прошло с момента образования таких скоплений, тем более плотным является известняк.

Некоторая часть известняков образовалась химическим путем вследствие перехода растворимой в воде двууглекислой соли кальция в нерастворимую углекислую (химические известняки).

В природе встречаются известняки самой разнообразной окраски: белой, серой, желтой, зеленоватой, бурой, красноватой, черной и пестрой. Цвет известняка определяется примесями. Желтоватый, бурый, красный и коричневый цвет известняка определяется наличием окислов железа и марганца; серый и черный цвет обусловлены примесями битуминозных смол и углистых веществ; зеленоватый связан с наличием в известняке закисных соединений железа. Известняки с матовой поверхностью имеют повышенное содержание магния, а с кристаллическим блеском - повышенное содержание кремния. Пахучесть известняка говорит

О значительном содержании в нем органических остатков.

Все известняки классифицируют по двум признакам: по структуре, т. е. по строению материала, и по химическому составу. По структуре различают следующие виды известняков: зернисто-кристаллической известняк, или мрамор; плотный известняк; рыхлый известняк; мел; известняковый туф; известняк-ракушечник.

Мрамор отличается максимальным содержанием СаСО3. Кристаллическая структура в мраморе видна даже невооруженным глазом. Объемный вес мрамора составляет 2600-2800 кГ/мгг предел прочности при сжатии соответственно 700-1200 кГ/см2, коэффициент теплопроводности 2,8 ккал/м ч град.

Мрамор в основном применяется в качестве отделочного материала. Некоторые разновидности мрамора Кольского полуострова, а также отходы мрамора (мраморная крошка Карадагских.

карьеров в Азербайджане и др.) используются для обжига на известь.

Плотный известняк имеет тонкозернистую структуру. Такие известняки образовались путем химического осаждения или в условиях спокойного состояния воды на некотором удалении от берегов, где отлагались только мельчайшие частицы.

Отдельные виды плотных известняков поддаются полированию и поэтому носят название мраморовидных. Объемный вес известняка находится в пределах 2400-2600 кГ/м3, твердость по десятибалльной шкале равна 3, предел прочности при сжатии колеблется от 200 до 800 кГ/см2, коэффициент теплопроводности
2,5 ккал/м * ч град.

Карьерная влажность мраморов и плотных известняков невысокая- 2-4%. Плотный известняк характеризуется высоким содержанием СаС03, однако иногда имеет значительное количество примесей. Применяется он для производства извести и щебня для строительных работ. Иногда плотный известняк обладает белым цветом и используется как отделочный материал.

Рыхлый известняк состоит из отдельных шаровидных сцементированных зерен известняка, внутри которых находятся песчинки и другие посторонние тела. Предел прочности рыхлого известняка значительно ниже, чем плотного, и составляет 100- 200 кГ/см2. Объемный вес известняка в пределах 1800- 2200кГ/м3. Влажность доходит до 8-10%. Коэффициент теплопроводности составляет 1-1,5 ккал/М"Ч-град. Такие известняки называются оолитовыми. Они встречаются в природе довольно редко. Используются оолитовые известняки в основном для обжига на известь.

Известняковый туф отличается пористостью, ноздре" ватостью структуры и низким пределом прочности при сжатии. Известняковый туф и рыхлые известняки используются в основном при производстве известняковой муки для сельского хозяйства.

Мел или землистый известняк имеет рыхлую структуру. Мел состоит из останков микроскопических организмов и является отложением неглубоких морей. Объемный вес мела находится в пределах 1300-1800 кГ/м3. Предел прочности при сжатии 4,0- 80 кГ/см2. Карьерная влажность мела колеблется в широких пределах 16-30%. Чистый мел служит высококачественным сырьем для производства извести во вращающихся печах.

Известняк-ракушечник образовался из остатков крупных раковин и относится к мягким пористым карбонатным породам, которые используются для обжига на известь во вращающихся печах. Объемный вес ракушечника 800-1800 кГ/м3; предел прочности при сжатии 100-200 кГ/см2, коэффициент теплопроводности 0,25-0,4 ккал/м ч град.

Кроме углекислого кальция, в состав известняков входят углекислый магний и примеси (песок, глина, и т. п.). Известняки,

примеси песка и глины в которых не превышают 2%, в зависит мости от содержания карбоната магния подразделяются на следующие виды:

Известняк чистый кальциевый (мраморовидный известняк, чистый мел) с содержанием MgC03 до 2%;

Известняк чистый слабо доломитизированный с содержанием MgC03 в пределах 2-7%;

Известняк чистый доломитизированный с содержанием MgC03 от 7 до 19%;

Чистый доломит с содержанием MgCО3 в пределах 45-46%.

Обжигом этих известняков получают известь, физико-химические свойства которой, а следовательно, и область применения зависят в основном от содержания MgC03 в исходном сырье. Например, при обжиге чистых кальциевых известняков- получают белую воздушную кальциевую известь, которая применяется как химическое сырье в различных отраслях промышленности и как вяжущее в строительной индустрии. Доломитизированные известняки дают серую воздушную известь, используемую иногда в строительных растворах, а при обжиге во взвешенном состоянии- в изделиях автоклавного твердения. Доломиты и доломитизированные известняки широко применяются для известкования кислых почв страны.

Наиболее распространенными примесями в карбонатных породах являются кремнезем (в виде песка) и окислы железа и алюминия. Так как глина - это соединение кремнезема с водой и окисью алюминия, то сумма окислов SiO2 +АL О3 +F е2 О3

называется глинистыми примесями. В тех случаях, когда кремнезем равномерно распределяется по всему слою известняка, порода называется опокой. Обычно кремнезем образует в месторождении карбонатного сырья включения и прослойки или присутствует в виде песка различной крупности.

Присутствие в сырье кремнезема ухудшает полезные свойства воздушной извести (снижается ее пластичность и вяжущие свойства) и затрудняет ведение процесса обжига. Поэтому для производства воздушной извести обычно применяют чистые известняки с содержанием кремнезема 1-2% и редко с содержанием до 3%.

Глинистые примеси в количестве до 2% не изменяют свойства воздушной извести. Известняки с содержанием глинистых примесей от 2 до 8% называются слабо мергелистыми известняками, а получаемая из них известь - слабогидравлической. При содержании глинистых примесей в пределах 8-21% известняки называются мергелистыми, а получаемая из них известь -сильногидравлической. Карбонатную породу, содержащую от 21 до 50% песчано-глинистых веществ, называют мергелем. Слабогидравлическая известь в обычном виде гасится частично, а сильногидравлическая вообще не гасится. Для придания ей вяжущих свойств гидравлическую известь подвергают тонкому помолу.

Хорошим примером геологических противоречий в вопросах определения камня является сравнение мрамора и известняка . Это очень близкие породы, мономинеральные - состоящие преимущественно из мелкозернистого кальцита. Чтобы понять разницу между мрамором и известняком, следует узнать историю их происхождения.

Известняк образуется в районе бывших морских бассейнов, при участии населявших их организмов. Часто известняк в большом количестве содержит останки древней фауны: моллюсков, членистоногих, улиток и прочих. К слову сказать, наука палеонтология (изучение вымерших форм жизни) базируется на изучении толщ горных пород. Прочность и пористость известняков колеблются в широких пределах. Как правило, чем меньший возраст известняковой толщи, тем эти породы более рыхлые, слабоцементированные.

Далее этот пористый известняк может попасть в эпицентр геологических событий, которые сопровождаются мощным выбросом энергий. На толщу известняка оказываются колоссальные температуры или давления, характерные при подвижках земной коры, извержении вулкана, внутренних движениях магмы. В зонах контакта со стихией известняк подвергается процессу метаморфизма - видоизменения. Известняк укрепляется, становится более плотным, твердым. Можно сказать, камень «закаляется». Меняется даже зернистость породы - из крупнозернистого обломочного порода переходит в мелкозернистый, иногда даже скрытокристаллический вид. Поэтому мрамор, будучи более плотным и мелкозернистым, легко поддается полировке. При полировке высшего класса мрамор приобретает глянцевый, зеркальный блеск. Известняк же не может достичь такого высокого уровня полировки в силу своих структурных особенностей.

В процессе мраморизации физические характеристики заметно растут. К примеру, плотность может поменяться от 800 кг/м3 до 2800 кг/м3. А плотность на сжатие растет с 4 до 300 МПа.

Таким образом, мрамор - это метаморфизованный известняк, отличный от него лишь по кристаллической структуре. Остается единственный открытый вопрос - какой объективный критерий различия этих пород? К сожалению, невозможно точно оценить степень метаморфизма известняка. При длительных воздействиях температур и давлений известняк уплотняется постепенно, фаза за фазой.

Когда мы видим породу средней кристаллической структуры мы называем ее мраморизованный известняк . Такая порода попадает в обе категории нашего каталога. Мраморизованные известняки являются идеальными материалами и для отделки, и для изготовления скульптурных элементов. Обладая высокой плотностью, такой камень легко поддается резке - даже высокохудожественной.

Месторождение юрского мраморизованного известняка. Бавария, Германия

Популярные сорта мраморизованных известняков: группа юрских камней (Jura Beige , Jura Polau Blau , Jura Brown), а также белоснежный Bianco Neve , легендарный кирпично-красный Rosso Verona , и даже сверх популярный бежевый Crema Marfil !

Юрские сорта камня очень востребованы в нашей стране. Это очень популярный фасадный материал, достойно выдерживающий все коллизии российского климата. Камень имеет естественную и органичную текстуру с заметными останками организмов юрского периода. Юрский камень прекрасно обрамляет интерьер: в качестве отделки пола, стен и лестниц, в форме столешниц и каминов.

Crema Marfil - это самый популярный сорт мрамора, привозимый к нам из почти опустошенного карьера Испании. Crema Marfil чаще всего используется для создания подоконников, каминных порталов, столиков и интерьерных лестниц. Изысканный кремовый оттенок этого камня прекрасно встраивается в пространство любой стилистической направленности.

Rosso Verona - веронский мрамор абсолютно уникального оттенка - итальянская терракота. Встречается в современной отделке, а также в архитектурных памятниках Италии, приуроченных к давно ушедшим эпохам.

Мел, мрамор и известняк с химической точки зрения одно и то же вещество - карбонат кальция, а точнее, одна из его кристаллических модификаций - кальцит.

Мел - это мягкая горная порода, ко­торую легко истереть в порошок. Мел используется в качестве белого пигмен­та в лакокрасочной и резиновой про­мышленности, в производстве порт­ландцемента, как пишущий материал.

Известняк обладает большей твёрдо­стью: издавна его использовали как материал для каменных сооружений. Большинство храмов великокняже­ской Москвы было построено из мячковского известняка, который добыва­ли у села Мячково на Москве-реке и на специальных судах доставляли к месту постройки. Недаром Москву в старину называли белокаменной. В настоящее время известняк служит ценным материалом при производст­ве цемента, в металлургии в качестве флюса (флюсом в металлургии называ­ют вещества, вводимые в шихту для связывания примесей, например Р 2 О 5 , SiO 2 , в легкоплавкие шлаки,) и в хими­ческой промышленности при произ­водстве соды, хлорной извести, карби­да кальция.

Мел и известняк - это осадочные горные породы, образовавшиеся из остатков панцирей живых организмов (в первую очередь древних простей­ших - радиолярий и фораминифер).

Успенский собор на Городке. Звенигород. Около 1399 г.

Белокаменная резьба Успенского собора на Городке.

Мрамор - метаморфическая горная порода, образующаяся при перекри­сталлизации под давлением осадочных карбонатных пород - главным образом известняков. Он также состоит из каль­цита (карбоната кальция), однако, в от­личие от мела и известняка, это круп­нокристаллический материал: на сколе

куска мрамора хорошо заметна его зернистая структура. По сравнению с мелом и известняком мрамор твёрд: не­даром древние строили из него храмы. Благодаря различным примесям мрамор часто бывает окрашен, мрамор некоторых месторождений имеет краси­вую структуру, в которой чередуются слои разной окраски. В древности осо­бенно ценились белоснежный каррар­ский мрамор, розовый паросский, жёл­тый сиенский. Главный храм афинского акрополя - знаменитый Парфенон по­строен из блоков пентелийского мрамо­ра, который добывали в местечке Пентеликон к северо-востоку от Афин. Пентелийский мрамор имеет едва за­метный золотистый оттенок, который усиливается, когда смотришь на Парфе­нон вечером, на закате солнца. В Ита­лии распространённым сортом мрамо­ра является чипполино - так называют белый мрамор с мелкими жёлтыми или зелёными прожилками. А вот знамени­тый красный веронский мрамор (rosso di Verona ) - на самом деле известняк коричнево-красного цвета, в котором часто встречаются окаменелости.

Соединения кальция.

СаО – оксид кальция или негашеная извасть, получают его разложением известняка: СаСО 3 =СаО + СО 2 – это оксид щелочноземельного металла, поэтому он активно взаимодействует с водой: СаО + Н 2 О = Са(ОН) 2

Са(ОН) 2 – гидроксид кальция или гашеная известь, поэтому реакция СаО + Н 2 О = Са(ОН) 2 называется гашением извести. Если раствор профильтровать, получается известковая вода – это раствор щелочи, поэтому он изменяет окраску фенолфталеина в малиновый цвет.

Широко в строительстве применяется гашеная известь. Ее смесь с песком и водой - хороший связывающий материал. Под действием углекислого газа смесь отвердевает Са(ОН) 2 + CO 2 = СаСОз +Н 2 О.

Одновременно часть песка и смеси превращается в силикат Ca(OH) 2 +SiO 2 = CaSiO 3 +H 2 O.

Уравнения Са (ОН) 2 + СО 2 = СаСО 2 +Н 2 О и СаСО 3 +Н 2 О + СО 2 = Са(НСО 3) 2 играют большую роль в природе и в формировании облика нашей планеты. Углекислый газ в образе ваятеля и зодчего создает подземные дворцы в толщах карбонатных пород. Он способен под землей перемещать сотни и тысячи тонн известняка. По трещинам в горных породах вода , содержащая растворенный в ней углекислый газ, попадает в толщу известняка, образуя полости - кастровые пещеры. Гидрокарбонат кальция существует только в растворе. Грунтовые воды перемещаются в земной коре, испаряя в подходящих условиях воду : Са(НСОз) 2 = СаСОз + Н 2 О + СО 2 , так образуются сталактиты и сталагмиты, схема образования которых предложена известным геохимиком А.Е. Ферсманом. Очень много кастровых пещер в Крыму. Их изучением занимается наука спелеология .

Применяется в строительстве карбонат кальция СаСОз - это мел, известняк, мрамор. Все вы видели наш железнодорожный вокзал: он отделан белым мрамором, привезенным из-за границы.

опыт: дуть через трубку в раствор известковой воды, она мутнеет.

Са(ОН) 2 + СО 2 = СаСО 3 + Н 2 О

Приливает к образовавшемуся осадку уксусную кислоту, наблюдается вскипание, т.к. выделяется углекислый газ.

СаСО 3 +2СН 3 СООН = Са(СН 3 СОО) 2 +Н 2 О +СО 2

СКАЗКА О БРАТЬЯХ КАРБОНАТАХ.

На земле живут три брата
Из семейства Карбонатов.
Старший брат - красавец МРАМОР,
Славен именем Карары,
Превосходный зодчий. Он
Строил Рим и Парфенон.
Всем известен ИЗВЕСТНЯК,
Потому и назван так.
Знаменит своим трудом,
Возводя за домом дом.
И способен, и умел
Младший мягкий братец МЕЛ.
Как рисует, посмотри,
Этот СаСО 3 !
Любят братья порезвиться,
В жаркой печке прокалиться ,
СаО да СО 2 образуются тогда.
Это углекислый газ,
Каждый с ним знаком из вас,
Выдыхаем мы его.
Ну, а это СаО -
Жарко обожжённая ИЗВЕСТЬ НЕГАШЁНАЯ.
Добавляем к ней воды,
Тщательно мешая,
Чтобы не было беды,
Руки защищаем,
Круто замешённая ИЗВЕСТЬ, но ГАШЁНАЯ!
Известковым молоком
Стены белятся легко.
Светлый дом повеселел,
Превратив извёстку в мел.
Фокус-покус для народа:
Стоит лишь подуть сквозь воду,
Как она легко-легко
Превратилась в молоко!
А теперь довольно ловко
Получаю газировку:
Молоко плюс уксус. Ай!
Льётся пена через край!
Всё в заботах, всё в работе
От зари и до зари –
Эти братья Карбонаты,
Эти СаСО 3 !

Повторение: CaO – оксид кальция, негашеная известь;
Ca(OH) 2 – гидроксид кальция (гашеная известь, известковая вода, известковое молоко в зависимости от концентрации раствора).
Общее – одна и та же химическая формула Са(ОН) 2 . Отличие: известковая вода – прозрачный насыщенный раствор Са(ОН) 2 , а известковое молоко – это белая взвесь Са(ОН) 2 в воде.
CaCl 2 - хлорид кальция, хлористый кальций;
CaCO 3 – карбонат кальция, мел, мрамор ракушечник, известняк.
Л/Р: коллекции. Далее демонстрируем коллекцию имеющихся в школьной лаборатории минералов : известняк, мел, мрамор, ракушечник.
CaS0 4 ∙ 2H 2 0 - кристаллогидрат сульфата кальция, гипс;
CaCO 3 - кальцит, карбонат кальция входит в состав многих минералов, которые покрывают на земле 30 млн км 2 .

Самый важный из этих минералов – известняк . Ракушечники, известняки органического происхождения. Он идет на производство цемента, карбида кальция, соды, всех видов извести, в металлургии. Известняк – это основа строительной индустрии, из него делают многие строительные материалы.

Мел это не только зубной порошок и школьный мел. Это и ценная добавка при производстве бумаги (мелованная – высшего качества) и резины; в строительстве и ремонте зданий – в качестве побелки.

Мрамор – плотная кристаллическая порода. Есть цветной – белый, но чаще всего различные примеси окрашивают его в различные цвета . Чистый белый мрамор встречается редко и в основном идет на работу скульпторам (статуи Микеланджело, Родена. В строительстве цветной мрамор используют как облицовочный материал (Московское метро) или даже в качестве основного строительного материала дворцов (Тадж-Махал).

В мире интересного «МАВЗОЛЕЙ “Тадж-Махал”»

Шах – Джахан из династии Великих Моголов держал в страхе и повиновении едва ли не всю Азию. В 1629 году умерла Мумзат-Махал, любимая жена Шах-Джахана в 39 лет во время родов в походе (это был их 14 ребенок, причем все были мальчики). Она была необыкновенно красива, светла, умна, император во всем ее слушался. Перед смертью она просила мужа построить гробницу, заботится о детях, не жениться. Опечаленный царь посланцев своих отправил во все большие города, столицы соседних государств – в Бухару, Самарканд, Багдад, Дамаск, чтобы разыскать и пригласить лучших мастеров – в память о жене царь решил возвести лучшее в мире здание. Одновременно гонцы отправили в Агру (Индия) планы всех лучших сооружений Азии и лучшие строительные материалы. Везли даже из России и Урала малахит. Главные каменщики приехали из Дели и Кандагара; архитекторы – из Стамбула, Самарканда; декораторы – из Бухары; садоводы – из Бенгалии; художники – из Дамаска и Багдада, а руководил всем известный мастер Устад-Иса.

Совместными усилиями за 25 лет было построено меломраморное сооружение в окружении зеленых садов, голубых фонтанов и мечети из красного песчаника . 20000 рабов возводили это чудо 75 м (с25-этажный дом). Неподалеку хотел построить второй мавзолей из черного мрамора для себя, но не успел. Его сверг с престола родной сын (2-ой, причем он же убил и всех своих братьев).

Последние годы жизни правитель и повелитель Агры провел, смотря из узкого окошка своей темницы. 7 лет так отец любовался своим творением. Когда отец ослеп, сын сделал ему систему зеркал, чтобы отец мог любоваться мавзолеем. Похоронен он был в Тадж-Махале, рядом со своей Мумтаз.

Входящие в мавзолей видят кенотафы - ложные гробницы. Места вечного упокоения великого хана и его жены находятся внизу, в подвале. Там все инкрустировано драгоценными камнями, которые светятся, будто живые, а ветви сказочных деревьев, переплетаясь с цветами, причудливыми узорами украшают стены гробницы. Обработанные лучшими резчиками бирюзово-голубые лазуриты, зелено-черные нефриты и красные аметисты воспевают любовь Шах-Джахала и Мумзат-Махал.

Ежедневно в Агру спешат туристы , желающие увидеть истинное чудо света – мавзолей Тадж-Махал, будто парящий над землей.

CaCO 3 – это строительный материал наружного скелета моллюсков, кораллов, ракушек и др., скорлупы яиц. (иллюстрации или Животные кораллового биоценоза” и показ коллекции морских кораллов, губок, ракушечника) .

Закрытие ИП