Мергель

Использование мергеля

Еще в античные времена мергель, размолотый в крошку, применялся как средство снижения кислотности почвы и повышения урожайности виноградников. Некоторые разновидности мергеля – в особенности, добытые на месте высохших пресноводных водоемов – используются подобным образом и в наши дни. Злаковые культуры особенно охотно растут на полях, удобренных глинистым мергелем.

Пиленый мергель кое-где в Турции, Греции и Британия используется в качестве недорогого строительного материала. Кубометр мергельных блоков стоит 8-10 долларов. Строения, возведенные из мергельного камня сотни лет назад, неплохо сохранились: лишь в нижней части стен наблюдается разрушение поверхностных слоев конструкции.

Более широкому применению природного камня мешает его «нежелание» взаимодействовать с цементным раствором, скрепляющим кладку. Сказывается и относительная непрочность материала: строения высотой более двух этажей из мергеля возводить не рекомендуется.

Известковый мергель является главным сырьевым компонентом в производстве строительного цемента. Вяжущие свойства жженного известняка были обнаружены еще древними римлянами, однако широкое использование мергеля для изготовления цемента началось лишь в Средние века.

Сегодня на производство цемента ежегодно отгружается около пяти миллиардов тонн мергеля.

Мергели представляют собой сравнительно плотные породы светлых тонов окраски. Глинистый мел имеет ограниченное распространение преимущественно в Северном Приаралье. Основная масса его состоит из пелитоморфного кальцита с примесью глинистых частиц. Присутствует до 10 % алевритовых зерен кварца размером 0 02 — 0 1 мм и единичные обломки макрокварцита. Прочностные свойства вышеперечисленных несвязных и полускальных пород формации практически не изучены.

Мергели зеленовато-серые с раковистым изломом. Среди них отмечаются прослои несколько более плотных разностей, переходящих в глинистые известняки, и менее плотные — типа известковистых глин.

Мергели слоистые, часто трещиноватые и загипсованные.

Мергель, обработанный кислотой, дает значительный нерастворимый остаток.

Мергель содержит от 25 до 50 % СаС03, некоторое количество MgC03 и других примесей. Представляет породу, в которой углекислый кальций находится в смеси с глиной, а часто с глиной и песком. Залежи мергеля встречаются в виде рассыпчатой массы и плотной породы. Плотный мергель необходимо вывозить на поле зимой и складывать небольшими кучами. Под влиянием влаги и смены температуры он разрыхляется, превращается в рассыпающуюся на мелкие частицы массу, которую можно вносить в почву. При использовании в эквивалентных по углекислому кальцию количествах мергель не уступает по эффективности известковой муке.

Мергели представляют собой природную смесь кальцита и глинистых минералов.

Мергели отличаются высоким силикатным модулем, который имеет величину 4 и выше.

Мергель — смешанная порода, состоящая из кальцл-та ( 50 — 70 %) и глинистых частиц.

Мергель представляет собой гомогенную смесь кальцита, иногда доломита, глины и тонкого кварцевого песка. Образуется в результате отложения карбонатов и глинистых пород.

Мергели представляют собой природную однородную смесь тончайших частиц известняка и глины, поэтому они являются ценным сырьем для производства портландцемента. Если в мергелях соотношение между углекислым кальцием и глинистым веществом приближается к требуемому для производства портландцемента, то их называют цементными или натуральными. Обжигают их кусками в шахтных печах. Это устраняет необходимость предварительной подготовки сырьевой смеси и снижает стоимость готового продукта. Однако такие мергели крайне редки. Обычно мергели с повышенным по сравнению с требуемым для цемента содержанием извести смешиваются с глинами или мергелями с более низким ее содержанием.

Мергель обжигают, спекшуюся массу ( клинкер) размалывают. Полученный серовато-зеленый порошок, смешанный с песком и водой ( цементный раствор), используют как связывающий материал при строительных работах. Различают цементы воздушные и гидравлические. Первые затвердевают на воздухе, вторые — под водой.

Мергели представляют собой природную смесь частиц кальцита и глинистых минералов.

Породы, переходные между карбонатными и обломочными.

Мергели образуют иногда мощные толщи, в которых чередуются с известняками, доломитами или белым пишущим мелом, реже с песчано-глинистыми породами.

Мергель — осадочная горная порода, состоящая из кальцита ( 40 — 60 %) и глинистого материала.

Месторождения

Ископаемое мергель широко распространено на планете и всегда сопровождается залежами известняка и глины. Породу добывают в Беларуси, России, Украине, различных странах Европы, а также на Американском континенте.

Горная порода образуется в лагунах, на дне морей, соленых и пресноводных озер. Именно поэтому ее находят в местах, где когда-то располагались водоемы. Основное количество мергеля на международном рынке поставляют Англия, Греция и Турция. Крупные месторождения полезного ископаемого находятся также в Италии и Соединенных Штатах Америки. Кроме того, породу добывают на Кавказе, в Крыму, в Амвросиевском районе Донецкого бассейна, в Тацинском районе Ростовской области, в Крымске Краснодарского края, в Белорецком, Тюльменском, Инзерском районах Республики Башкортостан и других месторождениях.

Некрасив и немоден

Внешний вид мергеля зависит от наличия и концентрации примесей – окисей металлов, органики. Встречаются белые и серые, желто-зеленые и красно-бурые, и даже пестрые мергеля. Темный мергель редок; черным мергель не бывает никогда – только темно-серым.

Декоративность мергеля стремится к нулю, и потому предметом коллекционирования он не является. В мергельных залежах, однако, встречаются интересные образования. Кремнеземные отложения в промоинах породы принимают самые причудливые формы. Конкреции и стяжения под плотной мергельной коркой прячут изборожденные трещинами массивы мелкокристаллической зерни – кварцита, кальцита, пирита.

Иногда пласты мергеля скрывают окаменелости древней фауны – как правило, хорошо сохранившиеся. К сожалению, большая часть поистине бесценных артефактов истории планеты перемалывается горнодобывающей техникой.

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.

Области применения мергеля

Мергель относят к списку ценного сырья из которого в дальнейшем изготавливают цементный материал. Используется при строении автомобильных дорог, как подсыпка.

Размолотый крошкой материал широко используется в качестве сельскохозяйственных удобрений, считается что входящие в состав компоненты способны снижать кислотность плодородного слоя почвы, повышать урожай виноградных культур. Часто подобные удобрения используют на полях, где выращивают злаковые культуры. Для удобрения подходит камень, образующийся при высыхании пресноводных водоемов.

Некоторые страны используют резанный мергель, словно кирпич, как основной строительный материал (Британия, Греция, Турция). Подобные сооружения способны простоять при должном уходе сотни лет, однако и без плановых ремонтов, разрушения отмечаются частично, лишь в некоторых местах на поверхности, материал высыпается, откалывается, под воздействием окружающей среды. Однако выше двух этажей, на основе такого материала не сооружают, камень отличается низкой сцепкой с цементом, считается не достаточно надежным.

Производя цемент, природный компонент стал незаменимым ингредиентом. Подобное производство было отмечено уже в Средние века, по сей день, мергель в этом плане остается популярным, востребованным. Поэтому около 5 млрд тонн мергеля добывается именно на изготовление цементных масс.

Современные коллекционеры не обращают никакого внимания на данный камень, в нем нет ничего удивительного, необычного с точки зрения красоты, привлекательности. При этом, мергельные залежи часто отличаются интересными причудливыми формированиями. Нередко под коркой мергеля могут «прятаться» кварцит, пирит, кальцит.

Важным моментом, говоря о данных образованиях, следует считать еще и то, что под понятием «мергель» в разных странах воспринимаются совершенно разные природные формирования.

Виды мергелей

Мергель ангидрито-доломитовый — термин, применённый Писарчик (1963) для сильно ангидритоносных доломитовых мергелей и глинистых ангидрито-доломитов, которые по содержанию глинистого вещества соответствуют мергелям.
Мергель гипсовый — мергель, содержащий гипс, рассеянный или образующий желвачки, тонкие пропластки и т. п. Разновидностью М. г. является гипсо-доломитовый мергель.
Мергель гипсово-доломитовый — то же, что мергель ангидрито-доломитовый, но соли кальция представлены гипсом, а не ангидритом.
Мергель глинистый — содержит от 50 до 70 % (Теодорович, 1950) или от 50 до 75 % (Пустовалов, 1940; Вишняков 1940; Рухин, 1953) глинистых частиц.
Мергель доломитовый — глинисто-карбонатная осадочная горная порода, в которой карбонатный породообразующий м-л представлен доломитом, составляющим от 50 до /5% всей породы (Вишняков, 1940; Пустовалов, 1940; Рухин, 1953). М. д. могут быть связаны переходами с доломитами, глинами, аргиллитами и ангидрито-доломитовыми мергелями.
Мергель доломитовый глинистый , Вишняков, 1933, — доломитовый мергель, содержат от 50 до 75 % глинистого вещества.
Мергель известковый — глинисто-карбонатная порода, содержит от 50 до 75 % СаCO₃ (Вишняков, 1940; Пустовалов, 1940; Рухин, 1953). Используется в цементной промышленности.
Мергель мелоподобный — порода, содержащая 10 — 30 % глинистого материала и 35 — 90 % кальцита, представленного мельчайшими скелетами организмов и микрозернистым кальцитом, тонко перемежающихся с глинистыми частицами. Сравнительно мягкая, растирающаяся, обычно светлоокрашенная горная порода.
Опока (мергель пламенный) — микропористые породы, сложенные аморфным кремнезёмом (опалом) с примесью глинистого вещества, скелетных частей организмов (диатомей, радиолярий и спикул кремневых губок), минеральных зёрен (кварца, полевых шпатов, глауконита). Содержание SiO₂ достигает 92—98 %. Термин является синонимом франц. «гёзов» , немецких «пламенных мергелей». В русской литературе О. первоначально называлась кремнистым мергелем и кремнистой глиной. Одни авторы считают О. продуктом изменения диатомитов, спонголитов, трепелов; др. относят их к морским химическим образованиям. О. широко распространены среди меловых и нижне-палеогеновых отложений (Поволжье, вост. склон Урала, В. европейской части СССР и др.).
Мергель пресноводный — рыхлая, рассыпчатая, порошкообразная масса углекислого кальция, отложенная в водоёмах озёрно-болотного типа в результате выпадения [[СаСО₃]] из раствора, обогащённая глинистой примесью (свыше 30 %). Применяется для выжига извести и производства цемента. Синонимы: мергель озёрный, мергель торфяной.
Мергель руинный , Hausler, 1965, — известковая порода, структура которой напоминает обломочную. В М. р. участки четырёхугольной формы, сохраняющие первичный серый цвет породы, окружены пространством, окрашенным окислами железа в красный цвет. М. р. отмечен среди верхнемеловых флишевых отложений Австрии и во флишевых зонах Италии.
Мергель цементный — естественный известковый мергель, пригодный для производства портландцемента; для этого он подвергается обжигу до спекания. Состав М. ц. колеблется, особенно изменчиво отношение кремнезёма к сумме полуторных окислов (Аl₂О₃ + Fe₂O₃). Поэтому при приготовлении шихты для цементного клинкера в М. ц. вводятся известковистая или глинистая добавки. В природе встречаются т. н. натуральные разности М. ц. (СаСО₃ 75 — 80 %, R₂O₃ + SiO₂ 20 — 25 %), пригодные для обжига без добавок (например, новороссийская группа месторождений).

Описание горной породы

Образование мергеля происходит после выпадения осадком глинистых частиц, кальцита, при соединении глинистых частиц после истирания раковин на озерах, морях. Находясь в естественном виде, горная порода представляет собой обычный монолит, камень, часто слоистый. Частички минералов, подвергшиеся эрозии определены мелкими фракциями, между собой под давлением верхних осадков, сильно спрессованы. Образуются залежи миллиардами лет, но при этом природный компонент не отличается долговечностью, залежи часто под воздействием геологических, климатических процессов переформируются.

Оттенок тонкозернистой, скрытокристаллической структуры, довольно-таки разнообразный, начинает варьироваться от светло-серого, до бурого, черного. Цвет зависит от цвета глинистого вещества, входящего в состав. Текстура слоистая, однородная. На участках, где отмечено скопление горной породы мергеля, находятся плодородные почвы, которые быстро впитывают влагу. Постепенно рендзин зарастает густыми зелеными лугами, порослью злаковых культур.

Свойства и применение камня

Плотность и структура породы зависит от ее минерального состава. Чем больше в составе глины, тем менее плотным будет мергель. Если в камне до 50 % этого вещества, содержится достаточно влаги, то он будет плотным.

Ископаемое отличается хрупкостью. Оно легко разрушается под действием ветров и осадков. Находят как в камнеподобном состоянии, так и в виде землистой или порошкообразной массы. Встречаются слоистые и неслоистые экземпляры. По шкале Мооса твердость оценивают на 3 балла.

Мергель используют в строительных целях. Он является основным компонентом цементных составов. Скрепляющие смеси, сделанные на его основе, отличаются долговечностью и надежностью.

В некоторых странах применяются строительные блоки из мергеля. 1кв. м такого материала обойдется покупателю в среднем в 8 долларов. Стоит отметить, что этот недорогой материал не отличается высокой прочностью, поэтому не нашел широкого применения в данной сфере.

Почвы на основе мергеля (они образуются естественным путем возле месторождений) хорошо впитывают, долго удерживают влагу. На них хорошо растут злаковые культуры, полевые травы.

Мергель – некрасивая и немодная порода, которая не используется в качестве элементов бижутерии, ювелирных украшений, отделочных материалов. Камень нашел применение в строительной и сельскохозяйственной сферах. Его используют для изготовления цементных составов, строительных блоков, составов для понижения кислотности грунта.

Что такое мергель

Мергель – это горная порода, которая встречается в разных странах. Образуется на протяжении нескольких миллионов (или миллиардов) лет под действием осадков, считается одним из самых распространенных ископаемых. Залежи найдены в местах, где раньше были водоемы.

Преимущественно состоит из глины и карбоната кальция, но попадаются породы с другими включениями. От них зависит цвет ископаемого. Встречаются желтые, серые, бурые, белые экземпляры.

Структура зависит от состава, количества жидкости. Чем выше содержание глины, тем более рыхлой получается порода (иногда она выглядит как земля). Камни с низким содержанием глины и влаги имеют плотную, твердую структуру.

Выделяют следующие разновидности мергеля:

Глинистый. Содержит в составе от 50 до 70 % глины.
Гипсовый. В составе присутствует большое количество гипса, который расположен в породе в виде прослоек.
Доломитовый. Карбонат в породе представлен доломитом, соотношение которого составляет 50–75 %.
Известковый. В составе от 50 до 75 % карбоната кальция. Применяется для создания цемента.
Мелоподобный. Включает до 30 % глины, до 90 % кальцита (мела). Это мягкая порода, которую легко перетереть в порошок.
Пламенный. Содержит до 98 % кремния. В составе присутствует мел, остатки скелетов древних организмов, например, панцирей ахатина.
Руинный. Известковая порода с обломочной структурой. Окрашена в серый цвет с красноватыми участками, включающими железо.
Пресноводный. Преимущественно состоит из углекислого кальция. Включает до 30 % глинистой массы. Имеет порошкообразную структуру. Применяется для производства цементных составов.

Встречаются промежуточные типы представленных разновидностей. Например, доломитово-глинистый, доломитово-гипсовый мергель.

Добыча ископаемого ведется по всему миру. Его крупные месторождения находятся в Греции, России, Англии, Украине, США, Белоруссии, Турции, Италии.

Мергель образуется на дне водоемов, как пресноводных, так и соленых. Ископаемое находят на участках, где много лет назад располагались моря, озера.

Карьеры по добыче мергеля представлены в виде ступенчатых террас высотой до 20 м. Куски камня откалывают с помощью специальной техники, поставляют в продажу в виде крошки или монолитных плит.

Смотрите, как выглядит минерал:

Физические и химические свойства

Горная порода мергель окрашена в светлые оттенки. Обычно она имеет бурый, красноватый или бело-желтый цвет. Гораздо реже встречаются черные, темно-серые и пестрые оттенки. Структура породы тонкозернистая или скрытокристаллическая, по своей структуре она может быть однородной цельной или же слоистой.

Так же как известняк и мел, мергель реагирует с соляной кислотой. При этом на его поверхности появляется темное глинистое пятно, что отличает его от других пород. Мергель хорошо размокает в воде, приобретая запах глины. Слегка намокая, он может немного прилипать к языку. В большом количестве жидкости теряет прочность и растворяется в ней, как и мел. Однако это происходит только при высоком содержании глины. Если в мергеле много кремния или карбоната, то влиянию воды он поддается гораздо хуже.

Кроме основных составляющих полезное ископаемое может содержать соединения железа, которые придают ему красноватый оттенок. Частыми компонентами породы являются фракции кварца, песчано-алевритовых частиц, а также окаменелые останки древних растительных и животных организмов.

Все виды мергеля обладают разными свойствами, которые зависят от состава породы. Основные характеристики, по которым их сравнивают и классифицируют:

Пластичность.
Плотность.
Пористость.
Влажность.
Способность к набуханию.
Консистенция.
Способность к сжатию.

Где его применяют?

Горная порода не обладает никакой декоративной ценностью, да и широким спектром применения тоже. Тем не менее люди знают и используют ее с древних времен. Так, в античности мергель служил в качестве удобрения для почв. Насыщенный им грунт избавляется от лишней кислотности и отлично впитывает влагу. На таком фундаменте замечательно растут травы, злаки и виноград, поэтому это простую технологию применяют и в наши дни.

Кроме того, мергель – это распространенный строительный материал. В основном его применяют не самостоятельно, а в качестве компонента для цементных растворов. В некоторых странах его применяют как кирпич для возведения различных конструкций. Однако материал не является очень прочным и надежным, со временем он может слегка осыпаться или откалываться от воздействия ветра и осадков. Из-за этих особенностей высоких домов из него не сооружают, а строят лишь здания до двух этажей максимум.

Мергель – что это за материал?

Сам по себе, мергель абсолютно не знаком большинству людей, не имеющих отношение к геологии. А в регионах, имеющих его месторождения, такой строительный материал известен с давних времён. В этих местах столетние постройки из мергеля встречаются нередко.

Мергель – это древняя осадочная порода, напоминающая по структуре известняк. Казалось бы, он не годится для возведения строений, поскольку подобные породы не славятся твёрдостью и устойчивостью к разрушающим факторам, но действительность не так однозначна.

В составе мергеля присутствует глина, определяющая его основные характеристики и процентное содержание которой подразделяет мергель на несколько видов. Этот связной минерал классифицируют на:

— мергелистый известняк – массовая доля глины равна 5,5–9,8%;

— мергель известняковый – в минерале её 9,9–24,5%;

— пресноводный мергель – глинистые примеси от 29,1 до 40%;

— «чистый» глинистый мергель – содержит до 74,8% глиняных частиц.

Важно! К другим важным составляющим, влияющим на характеристики мергеля, относятся кальцит, карбонатные минералы и доломит!

Цвет материала определяется количеством и видом содержащихся примесей, поэтому гамма широко варьирует от бурого, зеленоватого оттенка до светло-жёлтого варианта.

Полезное ископаемое мергель

Название «мергель» происходит из немецкого языка. По-другому его называют «рухляк» и «глинистый известняк». Мергель очень похож на сланец, аргеллит, алевролит. В зависимости от соотношения главных компонентов и состава дополнительных примесей он обладает различными свойствами и характеристиками. Так, выделяют более двадцати его видов: гипсовый, глинистый, мелоподобный, известковый, цементный, пресноводный и другие.

Мергель – это не минерал. Он представляет собой именно горную породу, сложенную в основном глинистыми частицами и карбонатом кальция в любых минеральных формах. В большинстве случаев он состоит из смеси глин, доломитов и гипсов в различных пропорциях, иногда – из глины и силикатов.

В зависимости от минерального состава карбонатов, которые входят в мергель, его разделяют на известняковый, доломитовый или гипсово-доломитовый. По составу примесей он бывает углистый, песчанистый, кремнеземистый, слюдистый и т. д.

Особенности использования мергеля в строительстве

Если в качестве основного материала для строительства выбран мергель, то нужно знать важные нюансы работы с этой минеральной породой:

1. Поверхность камня не содержит поровых каверн, поэтому применение цементных растворов бессмысленно – они не смогут связать все элементы кладки. В качестве кладочного состава можно использовать глину с различными наполнителями или современные смеси на основе органических фиксаторов.

2. Разумеется, когда в строительстве используются глиняные смеси, кладочная целостность может гарантироваться только статичностью конструкции. По этой причине, стены из мергеля тонкими быть не могут. Как правило, минимальная толщина всех стен в строении равна более 1,4 метра.

4. Если использовать для постройки аккуратно обработанный камень (ровные, правильные размеры), скрепляемый в кладке глиняным раствором, можно возвести надёжное здание в 4 этажа.

5. Классический штукатурный раствор не связывается с мергелевыми блоками из-за гладкой поверхности. Отделку необходимо проводить только по стенам, покрытым штукатурной сеткой, закреплённой дюбелями.

6. Перед обустройством кровли необходимо по верхнему поясу стен сделать монолитный армпояс из бетона. С этой целью в каждом камне пробуривается в нескольких местах 0,7–1,3 см каналы, куда вбиваются металлические арматурные прутья. Выступающие концы густо обвязываются проволокой и заливаются бетонным раствором.

Рекомендация! Армированный пояс следует делать максимально аккуратно и качественно, потому что он необходим для равномерного распределения общей нагрузки, формируемой кровлей, по каждой стене!

8. Для строений из мергеля оптимальным вариантом является четырёхскатная крыша вместо двух- и одноплоскостных вариантов. Такая кровля обеспечит равномерную нагрузку на все стены в отличие от других аналогов.

9. Максимально пролонгировать эксплуатацию постройки из мергеля можно путём полной изоляции стен от окружающей атмосферы. Как вариант – создание системного комплекса «мокрый фасад», при которой производится:

— крепление к стенам минераловатных плит посредством дюбелей;

— нанесение достаточного слоя армирующего клеевого состава;

— погружение в клей специальной металлической сетки;

— оштукатуривание.

Таким путём получается красивое декоративное оформление, дополнительное утепление и надёжная защита от природных воздействий.

Можно ли строить дома из мергеля?

Когда место строительства располагается вблизи мергелевых разработок или финансовые возможности невелики, то вполне актуально использовать этот минерал.

Специальные исследования продемонстрировали великолепную сохранность стеновых камней из мергеля в старинных постройках. Больше всего пострадали нижние, околоземные части стен, где материал разрушался до 3,0 см в глубину. На всех вышерасположенных уровнях выветривание не превышало 2,1–3,0 мм, отсутствовали растрескивания и потери прочностных свойств.

Внимание!

По этой весомой причине, мергелю во многих регионах и странах отдаётся предпочтение. Однако нужно уточнить, что обязательным условием длительной эксплуатации является надёжная, качественная изоляция минерала от воды.

Мергель характеризуется очень низкой теплопроводностью, абсолютной безвредностью и стоит в разы дешевле обычного кирпича.