7.3. Повітряне вапно

Повітряним вапном називається в'яжуче, що добувається помірним випалюванням карбонатних порід, які містять до 8% глинистих домішок.

Повітряне вапно буває таких видів: а) негашене грудкове — продукт випалювання карбонатних порід; б) негашене мелене — продукт помелу грудкового вапна; в) гідратне гашене вапно — порошкоподібний продукт гідратації негашеного вапна. Повіт­ряне вапно забезпечує тверднення і збереження міцності буді­вельних розчинів за повітряно-сухих умов.

Для виробництва вапна застосовують, як правило, гірські по­роди, що складаються з карбонату кальцію. Карбонат кальцію трапляється в природі у вигляді двох кристалевих модифікацій: кальциту та арагоніту, і. Елементарна ко-

329

мірка кальциту містить дві молекули і має форму ром­боедра. Твердість кальциту за десятибальною шкалою дорівнює З, густина — приблизно 2700 . Кристали кальциту мають до­сконалу спайність у трьох напрямках. Кальцит виявляє високе подвійне променезаломлення, його прозорі, чисті, добре огра­нені кристали, що називаються ісландським шпатом, застосову­ють для виготовлення оптичних приладів.

Арагоніт кристалізується в ромбічній сингонії, має твердість (3,5...4,0), густину (2900...3000) . Спайність арагоніту, на відміну ВІД кальциту, виражена слабко. Арагоніт звичайно трапляється в щільних нативних масах (онікс). Виділяється цей мінерал, як правило, з гарячих джерел. При температурі 400 °С арагоніт переходить у кальцит. За гідротермальних умов утво­рюється близький за структурою до арагоніту ваттерит.

Вапнякові породи є осадовими утвореннями органогенного або хімічного походження.

Органогенні вапняки утворились у різні геологічні епохи із скупчень раковин і панцирів молюсків корененіжок, зцементова­них високодисперсним кальцитом.

Хімічні вапняки виділились у твердій формі з водного розчину гід­рокарбонату кальцію внаслідок переходу його в карбонат. В резуль­таті процесів метаморфізму з осадних вапняків утворився мармур.

Колір вапнякових порід залежить від домішок. Чисті вапняки звичайно мають біле забарвлення. Домішки оксидів заліза і мар­ганцю забарвлюють їх у жовтуваті, бурі, червонуваті тони, домішки вуглецевмісних речовин — у сірі і навіть чорні. Найха­рактернішими домішками у вапняках є карбонат магнію, кремне­зем, глинисті речовини, гіпс, пірит. У невеликих кількостях трап­ляються сполуки фосфору.

Високодисперсний кремнезем і глинисті домішки при їх вмісті до (5...7)% і правильно вибраному режимі випалювання не зни­жують якості вапна. Домішки гіпсу і піриту небажані, оскільки викликають появу легкоплавких евтектик. При цьому утво­рюється вапно, що повільно гаситься.

При вмісті глинистих домішок від 8 до 25% вапняки назива­ються мергелистыми, при вмісті карбонату магнію від 5 до 20% — доломітизованими і від 25 до 45% — доломітами. Доломітизовані вапняки і доломіти мають матову поверхню.

Карбонатні породи, що використовуються для добування вапна, за хімічним складом поділяються на сім класів.

330

Із сировини класів А і Б дістають відповідно жирне (пластич­не) і пісне мало магнезіальне вапно, із сировини класів В і Г — магнезіальне, із сировини класів ДІЄ — доломітове, а з сирови­ни класу Ж — гідравлічне вапно.

За структурою вапняки поділяють на: кристалеві зернисті мармуровидні, щільні тонкозернисті, оолітові, що складаються з окремих зцементованих кулястих утворень, всередині яких пере­бувають піщинки або порожнини, вапнисті туфи — ніздрюваті породи, що утворились із осадженого карбонату кальцію, вапня-ки-черепашники, що складаються з окремих зцементованих кар­бонатом кальцію черепашок, землисто-крихкі — крейда, до­ломітизовані вапняки і доломіти.

Кристалеві зернисті і щільні вапняки мають границю міцності на стиск від 20 до 120 МПа при середній густині (2400... 2800) . Міцність деяких сортів мармуру досягає 300 МПа. Границя міцності на стиск оолітових вапняків, вапнистих туфів і черепаш-ників від 0,5 до 50 МПа при середній густині (1000... 1800) . Кар'єрна вологість вапняків коливається в межах (3... 10), а крей­ди—(15... 25)%.

Усі різновиди вапняків, за винятком мармуру, який викорис­товується на оздоблювальні роботи, можуть застосовуватись для виробництва вапна. Оолітові вапняки, туфи і черепашники вико­ристовуються також як стінові й оздоблювальні матеріали. Вап­няки — основна сировина для виробництва цементу. Фізичні властивості сировини (міцність, стираність) визначають вибір аг­регату для випалювання, а хімічний склад і кількість домішок-температуру випалювання.