Мергель и опока в чем разница
Мергель камень. Свойства мергеля. Применение мергеля
Описание и свойства мергеля
Мергель – порода, относящаяся к доломитам, глинам и известнякам. Окрас может быть разный, но преимущественно светлый. Обладает алевритовой и псаммопелитовой структурой. Можно встретить слоистую и не слоистую разновидность.
Встречается различный мергель, характеристики грунта которого напрямую зависят от его состава, и выражены, в основном, процентным соотношением содержания в нём глинистых частиц. При неравномерно распределённом карбонатном материале, у породы пятнистая текстура.
Каменистые типы мергеля, образуются преимущественно при разрушении горных массивов, под действием природных условий, в частности, разрушения водой. Мергель, характеристика которого зависит не только от основных компонентов – магния и кальция, также содержит ещё многие химические элементы, определяющие его показательные свойства и разнообразие внешних форм и окраса.
Многие виды мергеля имеют довольно рыхлую структуру, за счёт слабого сцепления их компонентов, в виду осадочной природы происхождения. Поэтому некоторые образцы легко крошатся. Выявить мергель сравнительно легко по карбонату кальция, образующегося в процессе разрушения доломита и известняка. Определить донные отложения мергеля можно по наличию пузырьков углекислого газа, стремящихся на поверхность. Он образуется в результате взаимодействия кислот и карбоната кальция, в определённом количестве содержащийся в мергеле.
Также на основе крупных залежей мергеля образуются специфичные плодородные почвы, активно впитывающие влагу. Называются они “рендзин”. Часто на них образуются зелёные луга, густо поросшие злаковыми культурами.
Глинистый мергель крайне склонен к растрескиванию и выветриванию, в частности, это слои где преобладает глинистый монтмориллонит. Истинные мергели крайне выгодно от них отличаются, характерной прочностью и устойчивостью своей структуры.
Такие породы зачастую твёрдые как камень. Мергель также характеризуется процентом содержания в нём карбонатных, песчано-алевритовых, и кварцевых фракций. Прочность его структуры пропорционально возрастает в зависимости от процента содержания в нём кальцита и алеврита. У каждого типа мергеля, свои свойства, выраженные его влажностью, плотностью, пористостью, консистенцией и пластичностью. Также учитывается его способность к набуханию и сжатию.
Виды мергеля
Мергель глинистого типа. Может содержать до 75% глинистых примесей. Издавна широко применяется в строительстве. Мергель доломитового типа. Порода с примесями основной составляющей доломита (до 50%), с добавками глины и карбоната. Наиболее распространён доломитовый тип с примесью глины.
Мергель известкового типа. За счёт своих скрепляющих свойств известняк, мергелю придал особые характеристики, поэтому он приобрёл большую популярность в производстве цементной продукции. При этом также используется другая его разновидность, идущая на производство портландцемента. Требует дополнительной обработки, представляющая собой процесс длительного обжига, пока он не превратится в камень. Имеет необычную разновидность, серого цвета с красными вкраплениями, содержащими оксид железа.
Мергель мелоподобного типа. Эту породу образует преимущественно мел. Мергель этот также содержит кальцит, который рождается в процессе разложения и прессования древнейших микроорганизмов, а точнее из скелетов, и глины в виде дополнения. Обладает мягкой структурой светлых тонов. Опока – опал мергелевого типа содержащий глину, зёрна минералов и кальцит. Мергель пресноводного типа – рассыпчатая, порошкообразная порода, богатая глинами и углекислым кальцием. Применяется при промышленном обжиге извести.
Месторождения мергеля
Мергель порода невзрачная, и декоративной ценности совершенно не имеет, но некоторые её виды крайне востребованы в производстве строительных материалов и сельском хозяйстве, в виде качественного удобрения.
Он относится к наиболее распространённым горным породам, содержащие глину и известняк, обнаружить которую в принципе можно в любой точке планеты. Ареал его основного нахождения охватывает обширные территории Соединённых Штатов, Англии, Турции, Греции и Италии. Сразу необходимо отметить, что в ряде стран под мергелем понимают несколько иной вид пород, не имеющим отношения к источнику описания.
Применение мергеля
Основное своё применение мергель нашёл в строительной области. Его широко применяю при производстве цемента различных марок, в частности портландцемента. Но для этого должен пройти длительный процесс предварительной обработки. Поэтому раньше когда производство не имелось столь развитой автоматизации, его не слишком жаловали, но всё-таки использовали. Перед использованием его перемалывают в специальных мельницах, а потом обжигают и спекают в промышленных печах.
Но для окончательной готовности продукты его необходимо смешать с определёнными реактивами. Только потом он становится пригодным для производства высококачественного цемента. Для использования вполне пригодны не менее двенадцати видов породы мергеля. При добыче она может иметь как рыхлую структуру, так и быть спрессованной в твёрдый камень.
Каменный мергель также можно использовать при возведении различных строений. Для него используются крупные фрагменты, размером не меньше футбольного мяча и больше. Материал довольно рыхлый поэтому, серьёзные сооружения из него не возводят.
Цена мергеля
Опишите минерал биотит и породы: опока, мергель, мрамор, отвечая на вопросы, помещенные в примечаниях к этим таблицам
2. Опишите минерал биотит и породы: опока, мергель, мрамор, отвечая на вопросы, помещенные в примечаниях к этим таблицам.
Опока относится к осадочным породам смешанного происхождения, к глинисто-кремнистой группе пород. Легкая, твердая, микропористая. От мергеля отличается отсутствием извести, поэтому не вскипает с HCl.
Опоки сложены тонкозернистым опалом, содержание которого достигает 85-90 %. Обычно в опоках почти отсутствуют частицы свыше 0,1 мм, а частиц, которые меньше этой величины, содержится более 70-80 %. Рядом промежуточных типов опоки связаны с глинистыми и песчаными породами.
Типичные опоки имеют желто-серый и светло серый цвет, для более плотных оркемнелых разностей характерна более темная (темно-серая) окраска. Практически во всех разностях опок обнаруживается раковистый излом.
Общими инженерно-геологическими особенностями опок являются: 1) высокая пористость; 2) большая влагоемкость; 3) сравнительно высокая прочность в сухом состоянии и значительное ее падение при водонасыщении; 4) слабая морозоустойчивость.
Характерной чертой опок является именно их чрезвычайно слабая морозоустойчивость. Уже после 2-4 циклов попеременного замораживания и оттаивания образцы разрушаются. Это может быть объяснено лишь большой влагоемкостью опок (до 50-70%). Кроме того, нужно отметить, что хотя поры в опоках открытые и сообщаются друг с другом, водопроницаемость опок ничтожна (возникающий в опоках естественного отложения коэффициент фильтрации, равный 5 м/сут.), связан исключительно с трещиноватостью пород массива.
Мергель относится к осадочным породам смешанного происхождения, к глинисто-карбонатной группе пород. Бурно вскипает с CHl, на месте капли оставляет пятно грязи. Цвет разнообразный и зависит от цвета глинистой примеси. Порода плотная, нередко слоистая. Состоит из смеси кальцита с глиной (глины 30-50 %)
Это известково-глинистая порода, у которой глинистые частицы сцементированы карбонатным материалом. Распределение глинистого и карбонатного вещества в мергеле чаще всего равномерное. Обычно под мергелем понимают такую породу, у которой содержание CaCO3 колеблется в пределах 25-30 %. При большом содержании CaCO3 порода получает название мергелистый известняк, а при меньшем – глинистый мергель. Эти типы пород связывают мергель, с одной стороны, с известняком, с другой – с глинами. Мергель способен набухать благодаря содержащемуся в нем глинистому веществу, при этом все мелкие трещины, по которым возможна циркуляция воды, закрываются и тем самым прекращается фильтрация воды сквозь мергелистые толщи. Набухание мергеля главным образом зависит от соотношения в породе карбонатной и глинистой составляющих.
Физико-механические свойства мергелей в связи с содержанием карбонатов и степени их дисперсности определяются в весьма широком диапазоне измерения. На природных скосах и откосах искусственных выемок мергели быстро выветриваются, разрушаются, формируя весьма подвижные плитчатые осыпи. Мергель, в связи с уникальностью состава (карбонаты + глина), практически без дополнительного обогащения, дает возможность использовать его в качестве природного сырья для производства цемента.
3. Назовите основные физико-механические свойства горных пород, необходимые для проектирования и строительства. Опишите условия образования и строительные свойства морских грунтовых отложений
Основные физико-механические свойства горных пород
Показатели физических и механических свойств скальных и нескальных грунтов между собой довольно значительно разнятся, особенно физические. Характеристики физических свойств выражают физическое состояние грунтов (плотность, влажность и др.) и позволяют их классифицировать по типу, виду и разновидностям. Под механическими подразумевают такие свойства, которые появляются в грунтах под воздействием внешних усилий (давлении, удара.).
Для решения задач проектирования зданий и сооружений все физико-механические характеристики грунтовых оснований разделяют на две группы:
1) показатели физико-механических свойств, которые используют непосредственно в расчетах оснований;
2) вспомогательные показатели, с помощью которых осуществляют классификацию грунтов, прогнозируются механические характеристики первой группы, выделяют инженерно-геологические элементы в толще грунтов
Характеристики физико-механических свойств используемых в расчетах оснований
Прочность грунта оценивается максимальной нагрузкой, приложенной к нему в момент разрушения (потери сплошности). Эта характеристика называется пределом прочности Rc измеряется в МПа, или временным сопротивлением сжатию.
На прочность грунтов влияют: минеральный состав, характер структурных связей, трещиноватость, степень выветрелости, степень размягчаемости в воде. Для нескальных грунтов другой важной характеристикой прочности является сопротивление сдвигу. Определение этого показателя необходимо для расчета устойчивости оснований, а так же для оценки устойчивости грунтов в откосах строительных котлованов, расчета давления грунта на подпорные стены и т. д. Сопротивление сдвигу оценивается силами внутреннего сдвига φ измеряется в градусах, сцепления C, кПа. Под первыми понимают силы сопротивления, которые возникают между соприкасающимися друг с другом частями грунта, а под вторым – сопротивление структурных связей грунта всякому перемещению слагающих частиц.
Для практических расчетов по деформациям и несущей способности грунтов применяются показатели удельного сопротивление C, кПа, φ, град. Сдвиговые характеристики определяют полевыми работами (срез целиком грунта, вращательный срез, зондирование) и лабораторными исследованиями в приборе плоского среза (стабилометре)
Деформационные свойства характеризуют поведение грунтов под нагрузками, не превышающими критические и не приводящие к разрушению. Деформируемость грунтов зависит как от сопротивляемости и податливости структурных связей, пористости, так и от способности деформироваться слагающих их минералов.
Для проведения расчетов по деформациям грунтов используют модуль общей деформации E, измеряется в МПа. Для его определения проводят штамповые и прессиометрические полевые работы, а так лабораторные исследования компрессионные и стабилометрические испытания грунтов.
При определении ориентировочных размеров подошвы слоя по таблицам СНиП 2.02.01-83 находят значение расчетного сопротивления грунтов R0 (кПа)
Для расчета стабилизации осадок зданий и сооружений определяющим показателем будет коэффициент фильтрации kф. Определяется в лабораториях, по таблицам, по опытным откачкам воды для водонасыщенных и наливы для сухих грунтов.
В расчетах по деформациям и по несущей способности грунтов используется плотность грунта p (отношение массы образца к его объему).
Вспомогательные характеристики, отражающие физические свойства дисперсных грунтов
Важными расчетными характеристиками являются коэффициент пористости е, степень влажности Sr и показатель текучести JL. Они характеризуют состояние грунтов. По наименованию грунтов и их коэффициенту пористости определяют плотность сложения песчаных грунтов. Показатель текучести характеризует подвижность глинистых частиц при механических воздействиях на грунт. JL отражает степень заполнения пор грунтовой водой
В лабораторных условиях для определения гранулометрического состава исследуют зерновой и микроагрегатный состав (по ГОСТ 12536-84), природную влажность W, влажность на границе раскатывания (пластичности) для глинистых грунтов Wp, влажность на границе текучести только для пылеватоглинистых грунтов WL (по ГОСТ 5180-84).
Кроме указанных характеристик на свойства грунтов во многих случаях существенное влияние оказывают минеральный и химический составы, структуры и текстуры, для скальных грунтов – трещиноватость, степень выветрелости, для дисперсных – содержание водорастворимых солей, присутствие органического вещества.
Реологические свойства грунтов. При оценке свойств грунтов следует помнить, что эти свойства могут изменяться во времени в силу воздействия процессов выветривания и многолетнего воздействия больших нагрузок. Всё это приводит к «усталости» грунтов. В грунтах возникают процессы деформации в виде ползучести и даже текучести. – этот процесс называется реологическим. В результате грунт разрушается, издание деформируется.
Условия образования и строительные свойства морских грунтовых отложений
К морским отложениям относятся большинство известняков, доломитов, мергелей и кремнистых пород, значительная часть глин и аргиллитов, алевролитов, песчаников, конгломератов, а из полезных ископаемых — многие железные и марганцевые руды, большинство фосфоритов, горючие сланцы и др. Многие метаморфические горные породы (гнейсы, сланцы, мраморы) первоначально накапливались как морские отложения.
В прибрежной зоне морские осадки (обломочные горные породы) формируются как за счет продуктов разрушения берегов, так и за счет продуктов привноса материала ветром и особенно реками. В морях обитают организмы, имеющие твердые скелеты (раковины, панцири), состоящие из CaCO3 или SiO2.nH2O, поставляющие тем самым органические осадки, образующие органические горные породы. Морская вода богата солями, поэтому среди морских отложений большое место занимают отложения химического происхождения.
У берегов моря накапливаются грубообломочная масса (галечники, гравий). За пляжной зоной, на низких берегах формируются береговые валы из гальки, песка, битой ракушки высотой 1-5м, шириной до 10-12м. Валы возникают на расстоянии наибольшего набегания волн на низкие берега.
Между валами и берегом располагаются пляжные отложения – пески илы, гравий, реже галечник.
В зоне шельфа – пески различной крупности. Здесь осаждается основная масса осадков в основном обломочного происхождения.
По мере удаления от берега обломочным накоплениям все более примешиваются органический материал, формируя илы и осадки химического происхождения
На материковом склоне и океанском ложе преобладает глинистый материал. Более всего развиты органогенные осадки.
Строительная оценка пород морского происхождения определяется условиями их образования. Так глубоководные отложения в отличие от мелководных имеют более выдержанный состав, значительную мощность, однородность, однотипные свойства. Отложения шельфов довольно однообразны по напластованию, породы, рожденные у береговой линии изменчивы во всех отношениях.
Древние морские отложения являются надежным основанием под здания и сооружения, но в таких породах могут присутствовать примеси негативного характера, например, пирита и ряда водорастворимых солей. Глубоководные глины часто находятся в переуплотненном состоянии: в крутых откосах в них часто возникают оползни. Всегда надежным основанием служат пески, галечники и другие породы обломочного происхождения. К слабым грунтам по прочности и устойчивости относятся мощные толщи современных прибрежных илов.
Описание мергеля с фото: что это такое, каковы свойства горной породы, в каких областях она применяется?
Мергель – это порода, которую применяют в строительстве и растениеводстве. Камень имеет несколько разновидностей, отличающихся по физическим характеристикам. На образование породы уходят миллиарды лет. Добыча ископаемого ведется на нескольких континентах планеты, включая Евразию и Северную Америку.
Описание мергеля: что это такое?
Мергель представляет собой осадочную камнеподобную горную породу, состав которой преимущественно представлен глиной и карбонатом кальция. Ископаемое называют также «рухляком» и «глинистым известняком». Мергель может иметь различную окраску в зависимости от наличия тех или иных включений. Происхождение рухляка связано с местами, где миллионы лет назад находилось дно водоема, поэтому в состав ископаемого входят также окаменелые останки древних организмов и фрагменты ракушек. Одно из месторождений обнаружено в нефтегазоносной области «Акита». Глубина залегания – 1-2,5 км.
Состав, формула и свойства горной породы
Единой формулы рухляка не существует, т. к. в состав породы может входить множество примесей в разных пропорциях. Карбонат в виде кальцита или доломита занимает 50-75% состава, а нерастворимый остаток – 25-50%. Нередко встречаются примеси кварца, опала, песчано-алевритовых частиц. Структура мергелистого камня тонкозернистая либо скрытокристаллическая, текстура однородная, слоистая. Как выглядит рухляк? Чаще всего он окрашен в красноватый, бурый, бело-желтый оттенки. Красный цвет ископаемое приобретает из-за повышенного содержания железа. Рухляк обладает отличительными признаками:
Описание рухляка свидетельствует, что он достаточно хрупкий, неустойчивый к воздействию ветра, атмосферных осадков и климатических изменений. Ископаемое быстро деформируется под действием подземных вод, растворяется, образуя пещеры в местах залегания. Хрупкость, небольшой удельный вес и малая плотность не позволяют использовать его в строительстве в качестве базового компонента. Рухляк действительно обладает низкой твердостью, – всего 3 балла из 10 по шкале Мооса.
Разновидности мергеля с фото
Существует несколько разновидностей рухляка, отличающихся по плотности, пористости, пластичности, консистенции, способности к сжатию и набуханию, влажности. Разновидности мергеля имеют разный состав:
Если содержание глины не превышает 10%, рухляк носит название «мергелистый известняк». Самым востребованным видом является цементный (см. фото). Его используют для производства портландцемента, предварительно подвергая обжигу. Состав цементного мергеля изменчив: концентрация кремнезема и окислов нестабильна. Эта особенность вынуждает добавлять в цемент глину и известь. В новороссийском месторождении встречается цементный рухляк, который можно подвергать обжигу без добавления примесей.
Где добывают мергель?
Мергель распространен по всему миру. Его залежи образуются на дне пресноводных и соленых водоемов и соседствуют с месторождениями известняка и глины. Ископаемое добывают в местах, где миллионы лет назад располагались моря, озера или реки. Крупными поставщиками мергеля являются Англия, Турция, Италия, Греция, США. Месторождения породы (нередко в сочетании с мелом) есть в России, Украине и Беларуси. Залежи ископаемого обнаружены в нефтегазоносной области «Акита».
Карьеры горной породы представлены горизонтальными ступенчатыми террасами с уступами высотой до 20 м. Камни поступают в продажу в виде монолитов или каменной крошки. Добыча рухляка ведется с помощью специальной техники для резки камня, после чего его грузят в машины и транспортируют.
Преобразование монолитов в щебень происходит с применением роторных либо щековых дробильных аппаратов. Для производства портландцемента породу измельчают в специальной мельнице и подвергают обжигу.
Область применения
Большая часть добываемого известкового мергеля (около 5 млрд тонн) используется для производства цемента. Измельченную породу применяют для строительства зданий и сооружений, автомобильных дорог.
Мергель используют в качестве базового строительного материала при возведении построек высотой до 2-х этажей. Применение мергеля для строительства более высоких зданий не рекомендуется ввиду невысокой прочности камня и плохого сцепления его цементом. Низкие постройки из рухляка способны простоять десятки лет при условии защиты материала от внешних воздействий и предварительной геологии грунта. Толщина стен из мергеля должна быть не менее 1,4 м из-за малой прочности камня. Небольшие постройки из глинистого известняка делают в Турции, Великобритании, Греции.
Для каких целей еще применяют рухляк? Мергелистая крошка служит в качестве удобрения в сельском хозяйстве. Для этой цели подходит осадочная порода, образовавшаяся на дне пресных водоемов. Она содержит углеизвестковую соль, что положительно влияет на урожайность винограда, злаковых растений. При этом важно учитывать особенности почвы, грунта (рухляк оказывает благоприятное воздействие на почву с повышенной кислотностью). При удобрении грунта рухляком последнего понадобится больше, чем при удобрении известняком.
Визуально мергель не слишком привлекательный, поэтому коллекционеры на него не обращают внимания. Иногда встречаются экземпляры причудливой формы и необычного цвета. Месторождения мергелистого известняка нередко соседствуют с минеральными залежами кварцита, пирита, кальцита. Такие минералы являются более ценными и используются в ювелирном деле. Кварц входит в состав фарфора, применяемого для изготовления посуды и декоративных изделий. Стоимость рухляка невысока из-за его распространенности и невысоких показателей прочности и плотности.