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%.

 

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:

 

Конгломераты и брекчии - гипс, ангидрит, магнезит, доломит...

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.

 

ИЗВЕСТЬ СТРОИТЕЛЬНАЯ. Материалы для производства...

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

 

Применение портландцемента

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