Известняк это традиционный строительный материал. Он обширно использовался еще до нашей эры. С появлением искусственных аналогов известняк вышел из массового применения, оставшись в этой сфере в качестве сырья для производства строительных материалов и перейдя в категорию отделочных материалов.
Известняк как строительный материал
Для строительной сферы известняк подходит благодаря доступности, простоте обработки, эстетическим свойствам. Относительно невысокая стоимость обусловлена распространенностью породы. Для бутового камня берут обычные разности, оставляя редкие с особыми внешними особенностями для облицовочной плитки. Легкость обработки обусловлена малой твердостью известняка, благодаря которой он хорошо поддается распиливанию, шлифованию и т. д. Эстетические особенности определяются текстурой и окраской породы. Текстура во многом зависит от сложения. Большинство разностей известняка представлено пористыми структурами, однако размер структурных агрегатов и соотношение с цементом значительно варьируются. К тому же текстура определяется направлением разрезания массива. Известняк чаще всего обладает светлой окраской белого, палевого, серого оттенков в зависимости от присутствующих примесей. Разности с кристаллической структурой встречаются значительно реже. Они представлены в основном метаморфизованными мраморизованными вариантами, испытавшими частичную перекристаллизацию. Недостатки известняка с точки зрения строительной сферы также обусловлены отмеченными особенностями его сложения – это низкая прочность и слабая стойкость к условиям переменной влажности.
Структура большинства разностей органогенного или органогенно-обломочного происхождения представляет собой совокупность агрегатов разного размера, объединенных цементом, который заполняет не все межагрегатное пространство, что определяет высокую пористость. К тому же возможно постгенетическое образование полостей ввиду растворения части цемента или структурных агрегатов. Также на пористость влияет размер агрегатов. Прочность связана с пористостью обратной зависимостью. Наличие замкнутых пустот ведет к уязвимости породы к морозному выветриванию, состоящему в разрушении породы воздействием давления воды в порах при цикличном замерзании и оттаивании. Меньше подвержены такому разрушению пористые разности с системой открытых сообщающихся пустот, обеспечивающих равномерное распределение давления по массиву при замерзании поровой воды. Исходя из этого, наиболее подходящими для строительной отрасли являются кристаллические мраморизованные варианты или мелкозернистые малопористые разности.
Для возведения несущих конструкций, перегородок и т. д. используют блоки из известняка нескольких типоразмеров. Наиболее оптимальным способом их получения считают разделение массива породы камнерезными машинами во время добычи. При необходимости такие первичные блоки дополнительно разделяют. Из них же можно получить отделочную плитку или использовать в качестве заготовок (слэбов) для элементов сложных форм. Несмотря на то, что теоретически для строительных работ подходят блоки с месторождений, нередко их отправляют сначала на предприятия для обработки.
Известняк как сырье
В производстве строительных материалов известняк используется в виде мелких обломков или помола. По размеру выделяют 4 фракции различного назначения. Известняковая мука состоит из частиц размером до 5 мм и используется в качестве компонента строительных смесей. Мелкие и средние обломки размером 0,5-2 и 2-4 см соответственно служат как наполнитель для бетона. Мелкие обломки также подходят в качестве основы малонагруженного дорожного полотна. Крупные обломки размером 4-7 мм используются только в дорожном строительстве.
Таким образом, в строительной сфере известняк применяют ещё в производстве извести, цемента и бетона.
Известь – простейший материал, получаемый из известняка. Это кристаллическое вещество, состоящее преимущественно из оксида Ca, меньше – из оксида Mg. В качестве примесей может включать карбонат Ca, ферриты Ca и Mg, силикаты, алюмосиликаты. Такой простейший вариант называют негашеной известью. Ее получают путем обжига известняка. В начальном виде вещество представлено в виде совокупности кусков – комовая известь. При необходимости ее измельчают – молотая. Путем гашения получают гидратную известь, в которой оксиды Ca и Mg перешли в гидроксиды. Известь применяется в нескольких отраслях. В строительной она используется в качестве компонента растворов.
В составе цемента известняк может присутствовать в количестве примерно до 15%. Его основное назначение состоит в оптимизации гранулометрического состава и уплотнении структуры путем снижения пустотности. Первое повышает пластичность смесей, облегчая укладку и улучшая качество поверхности. Связанная структура обеспечивает начальную прочность растворов. К тому же, благодаря водоудерживающей способности, известняк сокращает водоотделение, обеспечивая однородность структуры. Большое значение в данном случае имеет качество известняка, под которым здесь понимают чистоту состава, определяемую по доле оксида Ca в соотношении с оксидами Mg и Si. От этого зависит количество известняка в цементе, требуемое для достижения оптимальных свойств. Цемент с известняком подходит для создания бетона, железобетона, сухих строительных смесей.
К тому же известняк используется в производстве бетона. Во-первых, в качестве вяжущего вещества может использоваться цемент с известняком. Во-вторых, известняк – один из заполнителей. Во втором случае он представлен в виде щебня. Это один их самых дешевых вариантов заполнителя, отличающийся слабой морозостойкостью и различной прочностью. Прочность зависит от состава породы. Наилучшими показателями характеризуются доломитизированные известняки. Такой наполнитель весьма популярен и используется в производстве невысоких марок бетона. В целом, отмечены близкие свойства для бетона на основе цемента с известняком и варианта с композиционной добавкой шлака и известняка. Такие материалы подходят для общестроительных задач без повышенных требований к долговечности.