Описание камня мергель. Технология строительства из мергеля — характеристики и надежность материала Мергель свойства применение

30.07.2023

Название горной породы Мергель, немецкое. Камень объединяет в себе слои осадочных пород, состоящих их карбонатов, глины. Качественные характеристики определяются точным соотношением доломита, глины, известняка. По составу природный элемент относится к карбонатным, полускальный.

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.

Месторождение и добыча

Внешне, природное образование не имеет никакой привлекательности, особой ценности нет. Однако, материал широко используется в промышленности, строительстве при изготовлении строительных материалов, сельском хозяйстве, как удобрение. Так как основными компонентами считаются известняк и глина, подобные образования широко распространены, залежи находят практически во всем мире. Самый высокий показатель добычи камня отмечается в Соединенных Штатах, Греции, Турции, Англии, Италии. Добычи ведутся разными масштабами, с помощью специальной техники.

Виды мергеля

Учитывая состав, пропорции, вводимых компонентов, мергельные смеси отличаются разнообразностью видов, которых насчитывают около двенадцати. Каждый вид делят на несколько категорий, семейств, групп. Специалисты выделяют следующие виды мергелей:

ангидритодоломитовый. Породы сильно ангидритоносных, доломитовых мергелей, глинистые ангидрито-доломиты;
гипсовый. Слои отличаются содержанием рассеянного гипса, который может образовывать желвачки, пропластки;
гипсово-доломитовый, отличаясь от ангидритодоломитовой породы, характеризуется не ангидритом, а солями кальция, представленными гипсом;
глинистый, отличается высоким содержанием частиц глины;
доломитовый, состоит из доломита, представляет собой глинисто-карбонатную осадочную массу;
доломитовый глинистый, характеризуется большим количеством глины, содержащейся в доломитовой среде;
известковый, глинистый карбонат, чаще всего используется при изготовлении цемента;
мелоподобный, содержит глину (до 30%), кальцит (до 90%). Мягкий, светлый образуется мельчайшими скелетами организмов, при многовековом истирании, мелкозернистым кальцитом;
пламенный, сложен опалом, включает примеси глины, скелеты организмов, небольшие частички минералов;
пресноводный, углекислый, порошкообразный кальций, представляет собой рыхлую структуру, образующуюся на озерах, водоемах, обогащен большим осадком глинистых веществ. Широко используется для изготовления цемента, извести;
цементный, известковый материал, образующийся естественными природными путями. Используется при производстве портландцемента.
руинный, сероватая порода, окруженная при формировании красноватыми элементами из-за содержания окиси железа.

Каждый вид природных образований уникален. Отличается индивидуальностью состава, структурой, качественными показателями. Материал находит
широкое применение в разных сферах, учитывая химический состав, физические свойства, содержащихся примесей.

Физические и химические свойства

Мергель включает в себя большое количество кальцита, часто показатель доходит до 50%. Иногда минеральный состав включает доломит, разные глинистые минералы. Вещество вступает в реакцию с соляной кислотой. Особенный состав, позволяет выявить несколько отличительных свойств, присущих только мергель:

Если небольшой кусочек породы согреть своим дыханием, то при легком увлажнении природный элемент начнет источать легкий запах глины.
Прислонив вещество на язык оно сразу же прилипнет.
Рассматривая кусок, на нем легко можно увидеть остатки фауны, флоры, остатки других горных пород, минералов.

О том, что в состав природного элемента входит гидроокись железа, свидетельствует желто-коричневый и даже бурый окрас. При реакции с соляной кислотой, на поверхности происходит образование грязно-бурого налета. Компонент отличается высоким уровнем распада, быстро трескается, выветривается, становится рыхлым и распадается на дресву, угловатый щебень. Способен быстро растворятся под воздействием подземных вод, образуя под землей пустоты, пещеры. Поэтому как основное вещество при строительстве сооружений не используется.

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.

Приняв решение строить дом и определившись с проектом, первое с чем приходится сталкиваться – это выбор строительных материалов. Причём учитывать нужно много факторов, например, надёжность, экологичность, ценовой показатель и многое другое.

Многие считают каменный дом предпочтительнее деревянного или каркасного, а кто-то готов оспаривать такое предпочтение исходя из доступности и стоимости материала.

Конечно же, кирпич и природный камень весьма дороги, поэтому приходится выбирать менее дорогостоящие аналоги – пенобетон (газобетон) и мергель. Последний вариант особенно интересен, поскольку являет собой доступный природный строительный материал, обладающий массой полезных качеств. Рассмотрим его подробнее.

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%;

Читайте также: Жидкие обои: виды, преимущества и недостатки, требования к поверхности, нанесение жидких обоев

— 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.

Кроме этого, существует ещё около 17 специфичных разновидностей мергеля, применяющихся в различных производствах и строительствах.

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.

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! В местах, где стены покрывались штукатуркой из глины, мергелевые блоки вовсе не подверглись деструкции!

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.

Особенности использования мергеля в строительстве

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

Читайте также: Деревянные стеновые панели - роскошь, достойная лордов

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.

3. Для возведения зданий, особенно цокольного и подвального этажа следует применять мергелевые блоки с контактной площадью для фиксации не менее аналогичного параметра 2-х стандартных силикатных кирпичей.

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.

Мергель кормит, мергель строит...

Мергель – ни в коем случае не минерал. Мергель – это горная порода (вроде аргиллита, или сланца), представляющая собой смесь алюмосиликатов (глинистых продуктов распада полевого шпата) и карбоната кальция (в любой его минеральной форме).

Состав и пропорции мергельных смесей варьируются в самых широких пределах. Наука различает не менее двенадцати видов мергеля, и каждый вид богат подкатегориями, семействами и группами.

Все мергели находят применение в промышленности.

О мергеле поподробней

В залежах мергель чаще всего представляет собой камень, иногда слоистый, но в большинстве случаев монолитный. Продукты эрозионного разрушения минералов в мергелях представлены частицами мелких фракций, плотно спрессованных давлением вышележащих осадков.

Так называемый озерный мергель рыхл – вплоть до порошкообразного состояния. Фактически это мел, на треть смешанный с глинистым остатком. Уменьшение процентного содержания глин до десятой части объема смеси дает мелоподобный мергель – мягкий камень кремового или коричневатого тона.

Большая часть мергелей представляет собой смесь глин с доломитом (в том числе с примесью гипса) или известняком. Известковый мергель – главное сырье цементной промышленности.

Встречаются мергели, большая часть состава которых приходится на глины или силикаты. Глинистые мергели содержат до трех четвертей алюмосиликатов. В кремнистых мергелях до 98% объема приходится на SiO2.

Происхождение мергеля

Образование мергельных отложений идет непрерывно на протяжении по меньшей мере миллиарда лет. Однако сами по себе мергели не особенно долговечны: химическая активность составляющих породы, геологические процессы и климатические девиации ведут к переформированию залежей и трансформации минералов.

Исследователям доступны лишь относительно молодые мергели. Установлено, что глинистые разновидности породы образованы донными осадочными отложениями. Известковый, доломитный, силикатный и иные каменные мергели – продукт эрозионного разрушения горных обнажений.

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.

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.

Без путаницы не обошлось

В каждой из стран мира термин «мергель» понимают чуточку по-своему. В английский marl помимо собственно мергеля входит еще и ракушечник. В российской строительной практике мергелем могут называть песчаниковый плитняк, используемый для мощения дорожек и облицовки стен. Впрочем, кремнистый мергель действительно похож на песчаниковый сланец.

Мергель

Мергель - осадочная камнеподобная горная порода смешанного глинисто-карбонатного состава: 50 - 75 % карбонат (кальцит , реже доломит), 25 - 50 % - нерастворимый остаток (SiO 2 + R 2 O 3). В зависимости от состава породообразующих карбонатных минералов мергели делятся на известковые и доломитовые. У обычных мергелей в нерастворимом осадке содержание кремнезёма превышает количество полуторных окислов не более чем в 4 раза. Мергели с соотношением SiO 2: R 2 O 3 > 4 относятся к группе кремнезёмистых.

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 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 % СаCO 3 (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 SiO 2 достигает 92-98 %. Термин является синонимом франц. «гёзов» ["гезов"], 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 [[СаСО 3 ]] 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 четырехугольной 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 (Аl 2 О 3 + Fe 2 O 3). Поэтому при приготовлении шихты для цементного клинкера в М. ц. вводятся известковистая или глинистая добавки. В природе встречаются т. н. натуральные разности М. ц. (СаСО 3 75 - 80 %, R 2 O 3 + SiO 2 20 - 25 %), пригодные для обжига без добавок (например, новороссийская группа месторождений).