Wapień to naturalny kamień naturalny, który jest miękką skałą osadową pochodzenia organicznego lub organochemicznego, składającą się głównie z węglanu wapnia (kalcytu). Często zawiera zanieczyszczenia w postaci cząstek kwarcu, fosforanów, krzemu, gliny i piasku, a także wapiennych szczątków szkieletów mikroorganizmów. W tym artykule przyjrzymy się bliżej temu naturalnemu materiałowi, jego rodzajom, właściwościom i zakresowi, a także dowiemy się, jaki jest wzór chemiczny wapienia i nie tylko.
Tworzenie wapienia
Najpierw spójrzmy, jak powstały te minerały. Wapień powstaje głównie w płytkich basenach morskich, choć występuje też woda słodka. Występuje w postaci osadów i warstw. Czasami wytrąca się, jak gips i sól, z parującej wody morskiej.laguny i jeziora. Jednak większość z nich została zdeponowana w morzach, które nie doświadczyły intensywnego wysychania. Formowanie większości skał wapiennych rozpoczęło się wraz z uwolnieniem węglanu wapnia przez organizmy żywe z wody morskiej w celu budowy szkieletów i muszli. Te szczątki martwych organizmów gromadzą się w dużych ilościach na dnie morskim. Najbardziej uderzającym przykładem wydobycia i akumulacji węglanu wapnia są rafy koralowe. Tak więc w niektórych przypadkach pojedyncze muszle można zobaczyć na pęknięciu skały wapiennej. Pod wpływem prądu morskiego oraz w wyniku oddziaływania fal i przyboju rafy ulegają zniszczeniu. A na dnie morskim do fragmentów wapienia dodaje się węglan wapnia, który wytrąca się z nasyconej nim wody. Również kalcyt, który pochodzi ze zniszczonych starożytnych skał, bierze udział w tworzeniu młodych skał wapiennych.
Odmiany
Istnieje wiele rodzajów wapienia. Zwyczajowo skałę muszlową nazywa się nagromadzeniem muszli i ich fragmentów zacementowanych w skale komórkowej. W przypadku, gdy muszle są bardzo małe, miękkie, luźno związane, rozmazujące się, drobno kruszące się wapień – kreda. Skała oolitowa składa się z miniaturowych, zacementowanych kulek wielkości jaja rybnego. Rdzeń każdego z nich może być reprezentowany przez fragment muszli, ziarnko piasku lub inną cząstkę obcego materiału. W przypadku, gdy kulki są większe, na przykład z groszkiem, zwykle nazywa się je pisolitami, a skałę odpowiednio wapieniem pisolitu. Następnyodmianą jest trawertyn - powstaje na powierzchni podczas wytrącania się aragonitu lub kalcytu z wód źródeł dwutlenku węgla. Jeśli takie osady mają bardzo porowatą podstawę (gąbczastą), nazywa się to tufem. Nieskonsolidowana mieszanina gliny i węglanu wapnia nazywana jest marglem.
Ponadto wapień może różnić się kolorem. Główny kolor to biały. Ale może też być żółtawy, jasnobeżowy, jasnoszary, rzadziej lekko różowawy. Za najbardziej wartościowe uważane są rasy biało-różowe i biało-żółte.
Formuła wapienia
Jak wspomniano wcześniej, ten naturalny materiał składa się głównie z kalcytowych lub kalcytowych pozostałości szkieletów i muszli, rzadko z aragonitu. Oznacza to, że formuła wapienia będzie wyglądać tak: CaCO3. Jednak czysta skała jest niezwykle rzadka, w niektórych przypadkach zawiera różne zanieczyszczenia kwarcu, minerałów ilastych, dolomitów, gipsu, pirytu i oczywiście pozostałości organicznych. Tak więc wapień dolomitowy (formuła tej skały zawiera MgO) zawiera od czterech do siedemnastu procent tlenków magnezu, margiel - do 21 procent tlenków kwasowych (SiO2+R 2 O3). Węglan może zawierać dolomity CaMg(CO3)2, FeCO3 i MnCO3, w małych ilościach - tlenki, siarczki i wodorotlenki Fe, Ca3(PO4) 2, CaSO4.
Wapień: właściwości i zastosowania
Parametry fizyczne i mechaniczne tej skały są niezwykle niejednorodne, ale bezpośrednio zależą od jej tekstury i struktury. Uczniowie szkół średnich rozpatrują właściwości wapienia (klasa 4) z punktu widzenia jego cech zewnętrznych. Badają następujące parametry: kolor, gęstość, wytrzymałość, stan, rozpuszczalność. Pójdziemy trochę dalej i bardziej dogłębnie rozważymy te właściwości minerału. Wapień ma gęstość w zakresie 2700-2900 kg/m3. To wahanie tłumaczy się ilością zanieczyszczeń zawartych w kwarcu, dolomicie i innych minerałach. Masa objętościowa zmienia się w znacznie większym zakresie. Tak więc dla trawertynów i skał muszlowych jest to tylko 800 kg/m3, podczas gdy dla skał krystalicznych osiąga 2800 kg/m3. Biorąc pod uwagę właściwości wapienia, należy wziąć pod uwagę, że wytrzymałość skały na ściskanie bezpośrednio zależy od jej gęstości nasypowej. Czyli w skałach muszlowych jest to tylko 0,4 MPa, a w Afanitach zbliża się do 300 MPa. Powyższe cechy skały determinują zastosowanie tych materiałów. Na przykład w budownictwie gęstszy wapień jest używany do układania ścian, podczas gdy porowaty wapień jest dobry do okładzin i tworzenia zestawów dekoracyjnych.
Wpływ warunków klimatycznych
W zależności od poziomu wilgotności właściwości wapienia mogą ulec zmianie. Przede wszystkim wpływa to na jego wytrzymałość – zauważalnie spada, gdy kamień jest zwilżony. Ponadto większość złóż charakteryzuje się niejednorodnością skał. W tym miejscu warto zwrócić szczególną uwagę, ponieważ niejednorodny materiał będzie miał innygęstość, co z kolei może prowadzić do zniszczenia. Analizując właściwości wapienia, nie należy lekceważyć takiego parametru, jak mrozoodporność: wpływa to znacząco na wytrzymałość minerału i czas jego użytkowania. Tak więc w wapieniach krystalicznych odporność na mróz wynosi 300-400 cykli. Jednak wskaźnik ten jest zauważalnie zmniejszony w przypadku pęknięć i porów w materiale. Dlatego wszystkie wymienione właściwości wapienia muszą być brane pod uwagę podczas używania tego naturalnego materiału, aby zapobiec jego zniszczeniu.
Wapień w budowie
Przemysł budowlany jest głównym konsumentem rozważanego przez nas minerału. Wapień dolomityzowany (skalny) służy do produkcji mieszanek szpachlowych i gipsowych, mas uszczelniających i innych. Biały wapień stosowany jest w dużych ilościach do dekoracji i dekoracji budynków. Skała muszlowa jest często spotykana jako cegiełki itp. Nie będziemy skupiać się na tej branży, jest ona już powszechnie znana. I tak idziemy dalej.
Wapień w nowoczesnej produkcji przemysłowej
Okazuje się, że ten naturalny materiał jest używany do produkcji farb, gum i tworzyw sztucznych. Oczyszczony z zanieczyszczeń szkodliwych dla organizmu człowieka jest stosowany nawet w przemyśle spożywczym. Produkcja szkła nie jest możliwa bez wapienia, ponieważjest głównym źródłem wapnia. Rasa ta stała się nieodzownym, a co najważniejsze, niedrogim składnikiem do produkcji papieru. W życiu codziennym stale używamy takich produktów jak rury, linoleum, płytki, kafelki itp. i nie zdajemy sobie sprawy, że we wszystkich tych przedmiotach występuje również wapień. Nawet produkcja tworzyw sztucznych (PP, PVC, kremplens, lavsan itp.) nie może się obejść bez tego surowca. Farby wykorzystują węglan wapnia jako pigment barwiący. Jak widać, ten materiał zajmuje wiodącą pozycję w prawie wszystkich branżach.
Branża chemiczna
Nawet takie rzeczy jak pasta do butów, pasta do zębów, proszek do szorowania itp., których używamy na co dzień, są pochodnymi wapienia. Surowiec ten wykorzystywany jest również do produkcji wyrobów służących do ochrony środowiska przed różnego rodzaju zanieczyszczeniami. Na podstawie powyższego możemy śmiało stwierdzić, że powszechnie znany i dostępny materiał, jakim jest wapień, jest najważniejszym elementem współczesnej cywilizacji.
Ciekawe fakty
Ludy Ameryki Południowej i Środkowej wniosły wielki wkład w rozwój rzeźbienia w kamieniu. Olmekowie, Aztekowie, Majowie osiągnęli znaczący sukces w wytwarzaniu broni, narzędzi tnących i innych artykułów gospodarstwa domowego z chalcedonu, obsydianu i krzemu. Z baz altu, piaskowców i wapieni stworzyli więc wałki do ciasta, młynki do ziarna, moździerze itp. Z diorytu, jadeitu, jadeitu i innych wytwarzano narzędzia perkusyjne i rąbanemateriały. Głównymi ośrodkami obróbki kamienia są miasta Majów - Tonina i Nebach.
