Vápenec – encyklopedie

Vápenec — sedimentární hornina organického, méně často chemogenního původu, sestávající z více než 50 % CaCO₃ (uhličitan vápenatý) ve formě kalcitu, stejně jako z dolomitu (CaMg(CO₃)₂). Vápenec, sestávající převážně z skořápek mořských živočichů a jejich úlomků, se nazývá skořápka (shell rock).

Látky, které tvoří vápenec, jsou schopné se rozpouštět ve vodě, i když v malém množství, a také se pomalu rozkládat na oxid uhličitý a odpovídající zásady; první proces je nejdůležitějším faktorem při vzniku krasových jeskyní, druhý, probíhající ve velkých hloubkách pod vlivem hlubinného tepla Země, poskytuje zdroj plynu pro minerální vody.

Vápenec z gízské plošiny ve vysokém rozlišení.

Když se vápenec zahřeje nad 200 stupňů Celsia, dochází k poměrně rychlému rozkladu. V tomto případě vzniká důležitý stavební materiál – pálené vápno. V době Chufu však ještě nebylo známo jako cement; při stavbě Velké pyramidy se používal růžový cement na bázi směsi sádry a písku.

Fyzikální vlastnosti vápence jako stavebního materiálu

Fyzikální vlastnosti vápence jako stavebního materiálu jsou následující: jeho vlastnosti se mohou značně lišit v závislosti na kvalitě (přítomnost pórů a dutin): měrná hmotnost je přibližně 2,6 tuny na metr krychlový, pevnost v tlaku je od 20 do 200 kilogramů na cm2, pevnost v ohybu je asi 10 kgf/cm2. Stejně jako u převážné většiny kamenů je pevnost vápence v tahu několikanásobně menší než jeho pevnost v tlaku. Tvrdost na Mohsově stupnici je 3 jednotky, tj. jedná se o poměrně měkký materiál. Vápenec na náhorní plošině v Gíze lze podmíněně klasifikovat jako poměrně kvalitní.

Vápenec ve Velké Cheopsově pyramidě

Průměrná velikost Petriho bloku.

Vápenec použitý ke stavbě Velké pyramidy byl těžen místně, v lomu ve tvaru podkovy o rozměrech přibližně 230 krát 400 metrů a hloubce asi 38 metrů, necelý kilometr na jih. Gízská plošina, na které pyramidy stojí, je složena výhradně z vápence.

Pro vnější výzdobu byl použit posvátný turský vápenec z druhé strany Nilu. Všechny vnitřní místnosti (kromě těch ze žuly a těch vytesaných do samotné plošiny) jsou z něj také vyrobeny.

Příklad středně velkého hrubého zdiva je znázorněn na obrázku.

Původ a odrůdy

VÁPENEC, sedimentární hornina složená převážně z uhličitanu vápenatého – kalcitu. Vzhledem k jeho širokému rozšíření, snadnému zpracování a chemickým vlastnostem se vápenec těží a využívá ve větší míře než jiné horniny, hned po ložiskách písku a štěrku. Vápence se vyskytují v různých barvách, včetně černé, ale nejběžnější jsou bílé, šedé nebo s nahnědlým odstínem. Objemová hmotnost je 2,2–2,7. Je to měkká hornina, kterou lze snadno poškrábat čepelí nože. Vápence při vystavení zředěné kyselině prudce šumí. V souladu se svým sedimentárním původem mají vrstevnatou strukturu. Čistý vápenec se skládá pouze z kalcitu (vzácně s malým obsahem jiné formy uhličitanu vápenatého – aragonitu). Jsou přítomny i nečistoty. Dvojitý uhličitan vápníku a hořčíku, dolomit, je obvykle přítomen v proměnlivém množství a možné jsou všechny přechody mezi vápencem, dolomitickým vápencem a dolomitovou horninou. Během ukládání vápence vodou se zavádějí i jílovité částice, hornina se stává jílovitou a jasné hranice mezi vápencem, jílovitým vápencem a jílovitou břidlicí se stírají. Častou příměsí je také pazourek; často se vyskytuje ve formě nodulů (pazourkových konkrecí) nebo ve více či méně jasně definovaných vrstvách. Během metamorfózy, jak rekrystalizace kalcitu pokrývá celou horninu a vzniká mozaiková struktura (agregát jasně definovaných, těsně přiléhajících izometrických zrn přibližně stejné velikosti), se vápenec postupně mění v mramor.

Existuje mnoho druhů vápence. Skořápka je sbírka úlomků skořápky stmelených do buněčného agregátu. Pokud jsou skořápky mikroskopické velikosti, vzniká volně vázaná, měkká, jemně se rozpadající, mazlavá hornina – křída. Oolitický vápenec se skládá z malých kuliček velikosti rybích vajec spojených dohromady. Jádro každé takové oolitové kuličky může být představováno zrnkem písku, úlomkem slupky nebo částicí nějakého jiného cizího materiálu. Pokud jsou kuličky větší, velikosti hrášku, nazývají se pisolity a hornina se nazývá pisolitový vápenec. Travertin je vápenec vzniklý na povrchu v důsledku srážení uhličitanu vápenatého (kalcitu nebo aragonitu) z vody zdrojů oxidu uhličitého. Pokud jsou taková ložiska vysoce porézní (houbovitá), nazývají se vápenatým tufem. Marl je necementovaná směs uhličitanu vápenatého a jílu. Názvy některých odrůd vápence jsou dány možným směrem jeho praktického využití. Například litografický vápenec je extrémně hustý, kompaktní a jednotný kámen používaný v litografii.

Přestože se vápence mohou tvořit v jakékoli sladkovodní nebo mořské pánvi, naprostá většina těchto hornin je mořského původu. Někdy se ukládají, jako sůl a sádrovec, z vody odpařujících se jezer a mořských lagun, ale většina vápenců se zjevně ukládala v mořích, která nezaznamenala intenzivní vysychání. S největší pravděpodobností vznik většiny vápenců začal extrakcí uhličitanu vápenatého z mořské vody živými organismy (k stavbě schránek a koster). Tyto zbytky mrtvých organismů se hojně hromadí na mořském dně. Nejvýraznějším příkladem akumulace uhličitanu vápenatého jsou korálové útesy. V některých případech jsou ve vápenci viditelné a rozpoznatelné jednotlivé lastury. V důsledku aktivity vln a pod vlivem mořských proudů dochází k ničení útesů. K vápencovým úlomkům na mořském dně se přidává uhličitan vápenatý, který se vysráží z vody nasycené vápníkem. Na vzniku mladších vápenců se podílí i kalcit, pocházející ze zničených starších vápenců.

Vápence se nacházejí téměř na všech kontinentech, s výjimkou Austrálie. Vznikly v různých geologických epochách. Tloušťka vrstev se pohybuje od několika centimetrů do stovek metrů. Vápence jsou běžné ve Spojených státech a zabírají 75 % rozlohy země. V Rusku jsou vápence běžné v centrálních oblastech evropské části a jsou také běžné na Kavkaze, Uralu a Sibiři.

Těžba vápence ve starověkém Egyptě

Podrobný popis těžebních lokalit naleznete v hlavním článku Lomy starověkého Egypta.

Vápencová drť 5–20, 40–70 mm nebo jiné frakce, stejně jako její třídění, jsou široce používány v různých oblastech činnosti. Materiál je regulován požadavky GOST a musí splňovat přísné normy kvality. Beton na jeho bázi má poměrně vysokou pevnost. Další oblasti použití: v silničním stavitelství, výplň základů – nutno vybrat s ohledem na vlastnosti kamene.

Vlastnosti

Bílý nebo nažloutlý kámen – drcený vápenec – je drcený druh horniny: kalcit. Vzniká přirozeně při přeměně bioproduktů. Podle chemického složení je vápencová drť uhličitan vápenatý, v závislosti na nečistotách může být natřen cihlově, šedě nebo žlutě. Materiál vypadá podle toho, které složky v jeho struktuře převažují.

Mnoho hornin s podobnými vlastnostmi je tvořeno z uhličitanu vápenatého. Rozdíl mezi vápencovou a dolomitovou drtí je něco, o čem stojí za to mluvit podrobněji. Tyto materiály jsou často zaměňovány kvůli jejich podobné struktuře.

Dolomit je také vápenec, ale na jeho vzniku se podílí podzemní voda.

Horniny jsou rozděleny do kategorií podle objemu čistého minerálu. Za vápenec se považují ty, které obsahují až 75 % dolomitu. Tento sypký materiál má řadu výhod.

• Vysoká odolnost vůči změnám teploty. Drcený kámen snese mráz a teplo z přímého slunečního záření.
• Dostupné náklady. Materiál je cenově výhodný ve srovnání s jeho žulovým protějškem.
• Bezpečnost životního prostředí. Drcený kámen má velmi nízkou úroveň radioaktivity a je vhodný pro použití za podmínek přísné kontroly bezpečnosti životního prostředí.
• Provozní charakteristiky. Materiál se dobře zhutňuje a je vhodný pro vytváření podkladů pro jiné materiály a nátěry.

Existují také nevýhody a přímo ovlivňují výběr oblasti použití materiálu. Vápencová drť není odolná vůči kyselinám a není příliš trvanlivá. Drcený kámen se při kontaktu s vodou smývá, proto se nepoužívá jako podestýlka, která na stavbě hraje funkční roli.

jak to dostanou?

Výroba drceného vápence se provádí otevřenou metodou. Vrstvy lomových hornin se nacházejí v mnoha regionech země, takže konkurence na trhu je poměrně vysoká. To umožňuje při provádění stavebních prací velkého rozsahu vybírat dodavatele na územním základě. Proces těžby kamene probíhá určitým způsobem.

• V lomu jsou prováděny místní trhací práce.
• Buldozer a bagr sbírají výsledné kusy kamene a nakládají je.
• Jsou vybrány největší frakční formace. Posílají se do speciální brusky.
• Výsledný kámen se prosévá systémem sít, aby se rozdělil na frakce. Pro třídění se používají „síta“, pomocí kterých lze úspěšně oddělovat materiály s různou velikostí granulí.
• Vytříděné produkty se oddělují, třídí a třídí.

Drcený vápenec získaný po drcení je skladován v souladu se zavedenými doporučeními a expedován k zákazníkům.

Vlastnosti a vlastnosti

Drcený vápenec je standardizován podle požadavků GOST 8267-93, což je relevantní pro všechny druhy drceného kamene s hustotou frakce ne vyšší než 2–3 g/cm3. Materiál se vyznačuje několika technickými parametry.

• Specifická hmotnost. Je docela snadné určit, kolik tun váží 1 kostka drceného vápence. Pro velikosti frakcí do 20 mm je tento údaj 1,3 tuny Hrubozrnný materiál je těžší. Při velikosti částic 40–70 mm bude hmotnost 1 m 3 1410 kg.
• Sypná hmotnost v objemovém zlomku. Je to také vločkovitost, která určuje procentuální poměr plochých a jehličkovitých zrn. Čím méně dutin a vyšší pevnost, tím nižší bude hodnota. U vápencové drti je koeficient zhutnění 10–12 %.
• Pevnost Zjišťuje se kompresními zkouškami ve válci, při kterých se drť ničí. Stupeň drtitelnosti je stanoven – u odrůdy vápence zřídka přesahuje M800.
• Mrazuvzdornost. Je dán počtem cyklů zmrazování a rozmrazování, které materiál vydrží beze ztrát. Standardní hodnota drceného vápence dosahuje F150.
• Radioaktivita. Ve vápencových horninách je nejnižší ze všech druhů drceného kamene. Úroveň radioaktivity nepřesahuje 55 Bq/kg.

To jsou hlavní charakteristiky, které jsou důležité pro určení rozsahu použití drceného vápence, jeho schopností, přípustného a únosného zatížení.

Značky

Bílý drcený kámen je jednou z nejoblíbenějších možností pro stavební materiály. Stejně jako ostatní druhy drceného kamene má vápenec své vlastní značení. Je určena stupněm pevnosti nerostu v tlaku. Existují 4 druhy materiálu.

• M200. Nejnestabilnější ze všech možností drceného vápence. Odolává minimálnímu zatížení, vhodný pro vyplnění území, krajinný design, ale není vhodný pro oblasti, kde se očekává intenzivní mechanický dopad na povrch nátěru.
• M400. Oblíbená značka používaná jako spojovací prvek do betonu. Má průměrnou pevnost v tlaku, takže vyžaduje pečlivější výběr aplikací. Drcený kámen je vhodný pro nízkopodlažní výstavbu, terénní úpravy letních chat a zahradních pozemků.
• M600. Optimální značka pro stavbu silnic. Tento materiál je široce používán při stavbě náspů a drenážních polštářů. Drcený kámen M600 je vhodný také pro výrobu stavebního vápna a železobetonových výrobků.
• M800. Tato značka je vysoce odolná a používá se při tvorbě základů, obnově a rekonstrukci betonových monolitických konstrukcí.

Při výběru značky drceného vápence byste měli určitě vzít v úvahu ukazatele, které tomu odpovídají.

Chyba ve výpočtech povede k tomu, že drcený kámen se při dosažení špičkového provozního zatížení jednoduše zhroutí.

Zlomky

Rozdělení na frakce je u drceného kamene normální. Podle velikosti částic stanovené GOST může mít následující indikátory:

• 5–10 mm;
• 10–15 mm;
• do 20 mm;
• 20–40 mm;
• 70 мм.

Ve směsi je povolena variace částic s různými parametry: od 5 do 20 mm. Po dohodě výrobci dodávají drcený vápenec i s jinými parametry. Obvykle se pohybují v rozmezí od 120 do 150 mm – takový materiál se již nazývá suťový kámen. Drcený vápenec o velikosti do 20 mm je považován za jemnozrnný a drť o velikosti větší než 40 mm je považován za hrubý.

Výpadek

Menší a heterogennější zbytky hornin, které nelze třídit, se nazývají prosévání. Typicky velikost jeho frakcí nepřesahuje 3 mm se sypnou hmotností 1,30 a vločkovitostí 10–12 %. Jemnozrnná velikost nekovové horniny ve formě shrabků je také standardizována požadavky GOST.

Screening se používá k několika účelům.

• Pro zlepšení krajiny a design.
• Jako plnivo do portlandského cementu.
• V omítkových kompozicích pro zvýšení dekorativního efektu obložení stěn. Nejčastěji se jeho použití doporučuje při výzdobě interiérů.
• Při pokládání asfaltové vozovky.
• Při výrobě keramických a betonových dlažebních desek. Výrobky zároveň vyžadují dodatečnou ochranu proti vlhkosti a zvýšenou chemickou odolnost.
• Při tvorbě minerálních hnojiv a stavebních směsí. Mletý uhličitan vápenatý se objevuje ve formě obyčejného vápna.
• Při výrobě pěnových bloků, litých výrobků z pórobetonu.

Třídy se získávají průchodem materiálu speciálními drtícími a prosévacími stroji. Zahrnuje všechny frakce, které jsou menší než buňky, kterými materiál prochází. Pro svou ekologickou a radiační bezpečnost jsou stínění vhodné pro použití jako součást dokončovacích kompozic pro aplikaci na povrchy stěn nebo jednotlivých architektonických prvků.

Navenek vypadá jako písek a může mít načervenalý, bílý nebo žlutý odstín.

Aplikace

Rozdělení oblastí použití materiálu je do značné míry dáno velikostí jeho frakcí. Nejkvalitnější síto se používá pro dekorativní účely: pro zasypání dvora nebo místní oblasti. Je docela atraktivní a dobře se zhutňuje rolováním. Při terénních úpravách na místě se nalévá do květinových záhonů a na cesty chráněné před kontaktem s nadměrnou vlhkostí.

Jemná drť o průměru částic do 10 mm se používá jako přísada do betonu jako pojivo a plnivo. Díky své malé velikosti poskytuje taková drť lepší přilnavost umělého kamene ke kovové výztuži. Výsledné třídy betonu M100, M200 lze použít pro základy, při výstavbě slepých ploch nebo verandových konstrukcí. Materiál je také vhodný pro lití monolitických stěn v bednění, pro uspořádání zahradních cest a příjezdových cest.

Při vytváření základů a konstrukcí vystavených intenzivnímu zatížení pomocí drceného vápence je třeba věnovat zvláštní pozornost hydroizolaci. Materiál je náchylný k destrukci při stálém kontaktu s vlhkým prostředím. Je také nepřípustné, aby se na povrch drcené horniny dostávaly kyseliny – rozpouštějí vápenec.

V metalurgii se používá drcený kámen středních frakcí. Materiál je nezbytný pro tavení oceli a působí jako tavidlo. Navíc při drcení slouží zdroj uhličitanu vápenatého jako složka hnojiva. Používá se k výrobě sody a vápna používaných ve stavebnictví.

Střední frakce a velké odrůdy drceného vápence umožňují úspěšně vytvářet základy pro různé nátěry. Jsou součástí polštářů drenážního typu, kombinovaných s pískem a štěrkem. Hlavní podmínkou je nízká tloušťka vrstvy drceného kamene (do 20 cm), stejně jako její umístění nad úrovní podzemní vody. Vazebné vlastnosti drceného vápence pomáhají vytvořit hustý podklad, který účinně odvádí vlhkost z asfaltu, betonu nebo jiných povrchů.