Что представляет собой камень базальт. Камень базальт: свойства этой горной породы с фото Где применяют базальт

БАЗАЛЬТ , керамический материал, обладающий высокими механическими, физическими, электрическими и химическими свойствами и получаемый тепловой переработкой горных пород того же наименования.

1. Базальт как горная порода . Базальт, или, вернее, базальты, относятся к числу характерных изверженных (эффузивных) основных пород глубинного происхождения и молодого, преимущественно третичного, возраста. Свою широкую известность базальт получил за образуемые им живописные отдельности в виде 6-гранных (а иногда 3- или 5-гранных) призм длиной 3-4 м с перпендикулярными к граням плоскостями (фиг. 1); он встречается также в виде плитняковых естественных лестниц, скорлуповатых шаровых отдельностей и других чрезвычайно живописных скал.

Базальт - порода темного цвета, то серовато-черная, то с синеватым отливом; иногда она бывает зеленоватой или красноватой. Само название «базальт» - древнего происхождения и на эфиопском языке означает «темный», «черный». Порода эта весьма однородна по своему тонкому сложению. Плотная и чрезвычайно твердая, она имеет в разных случаях зернистость разного порядка. Грубо- и среднезернистые разности называются долеритами, мелкозернистые - анамезитами, а весьма тонкозернистые - собственно базальтом. Различие текстуры базальта при тождественном валовом составе объясняется условиями застывания изверженной магмы (быстрота охлаждения, давление и пр.). Петрографический состав базальта может значительно изменяться, но входящие в состав базальта минералы замещаются петрографическими эквивалентами, вследствие чего базальт как порода сохраняет свой habitus весьма устойчиво. Под микроскопом базальт представляется стекловатой основной массой («базис») с микрофлюидальным сложением. В базисе содержатся многочисленные кристаллики полевого шпата, оливина, магнитного железняка и других менее характерных минералов. В зависимости от содержания минеральных включений, цементированных базисом, различают базальты: плагиоклазовые, лейцитовые, нефелиновые и мелилитовые. Собственно, базальтом принято называть первые, т. е. содержащие известковонатровый полевой шпат, авгит и оливин . Химически базальт родственен габбро (Г.) и диабазу (Д.). Валовой химический анализ платообразующего базальта характеризуется, по Вашингтону, следующими данными:

Базальту присуща значительная радиоактивность: он содержит от 0,46∙10 -3 до 1,52∙10 -3 % тория и от 0,77∙10 -10 до 1,69∙10 -10 % радия . Менее глубинные разности базальта кислее и постепенно переходят к дацитам, трахитам и т. д. По новейшим воззрениям, базальт - материал, образующий твердую оболочку земли: под материками толщиной 31 км, а под океанами - от 6 км и более; эта оболочка плавает на вязко-жидком подстилающем слое базальта («субстрат»). Таким образом предполагают, что базальт находится всюду. Что касается самой поверхности земли, то выходы этой породы весьма многочисленны. Вне СССР они имеются: в Оверни, по берегам Рейна, в Богемии, Шотландии и Ирландии, на острове Исландия, в Андах, на Антильских островах, на острове св. Елены и в разных других местностях. Много месторождений базальта в северной, западной и юго-восточной частях Монголии. В пределах СССР базальт распространен на Кавказе и по Закавказью, а также по северу Сибири, в бассейне р. Витима. В ближайшее время практически могут представлять наибольший интерес месторождения: Берестовецкое - Волынского округа УССР, Исачковские - Полтавского округа УССР, Мариупольские - Мариупольского округа УССР, Чиатурское, Белоключинское, Манглисское и Саганлугское, Аджарис-Цхальское - Грузинская ССР, Эриванское - Армянская ССР, а также олонецкий диабаз с берегов Онежского озера.

2. Свойства натурального базальта . Непосредственное применение натурального базальта и дальнейшая переработка его предполагают достаточное знание механических, физических и химических свойств его. Однако свойства эти существенно связаны с составом и текстурой базальта и потому значительно изменяются в зависимости от месторождения. Если говорить о базальте вообще, то свойства его м. б. охарактеризованы лишь пределами соответственных констант. Приводимые ниже данные для базальта отчасти сопоставлены с данными для диабаза и габбро. Кажущийся удельный вес (куска): 2,94-3,19 (Б.), 3,00 (Д.), 2,79-3,04 (Г.). Истинный удельный вес (порошка) около 3,00 (Б.). Пористость в % объема: 0,4-0,5 (Б.), 0,2-1,2 (Д.), 3,0 (Г.). Поглощение воды: 0,2-0,4% по весу и 0,5-1,1% по объему (Б.). Масса 1 м 3 сухого базальта около 3 т. Прочность на сжатие в кг/см 2: 2000-3500 (Б.), 1800-2700 (Д.), 1000-1900 (Г.). Если прочность на сжатие сухого базальта больше 3000, то мокрого - более 2500, а при морозе в 25° она более 2300. Прочность на износ («твердость», вычисляемая по формуле: р = 20-w/3, где w - масса, потерянная в нормированных условиях при 1000 оборотах истирающего диска) характеризуется числами 18-19 (Б., Д., Г.). Прочность на удар («компактность») при испытании нормированных образцов: 6-30 (Б., Д.) и 8-22 (Г.). По твердости базальт превосходит сталь. Модуль Юнга в (D см -2)х10 -11 равен 11 (Г.) и 9,5 (Д.). Коэффициент объемного сжатия на 1 кг при давлении 2000 кг/см 2 составляет 0,0000018 (Б.) и 0,0000012 (Д.), а при давлении 10000 кг/см 2 составляет 0,0000015 (Б.) и 0,0000012 (Д.). Начало плавления нормального оливинового базальта - при температуре около 1150°, а жидко-плавкое состояние начинается при температуре около 1200°. Расплавленная порода перестает быть текучей при охлаждении до 1050°. Более кислые породы имеют температуру плавления более высокую, причем она повышается с содержанием кремнекислоты. В частности, базальт Аджарис-Цхальского месторождения (дацитобазальт - по Абиху или трахиандезит - по новым определениям) размягчается при 1180°, имеет консистенцию густого меда при 1260° и вполне разжижается при 1315° (опыты автора в отделе материаловедения ГЭЭИ). Удельная теплоемкость базальта сиракузского для различных температур показана в следующей таблице:

Теплота кристаллизации базальта при переходе из аморфного состояния в кристаллическое 130 Cal. При кристаллизации происходит уменьшение объема на 12% сравнительно с объемом базальта при температуре 1150°. Удельная теплопроводность базальта в грамм-калориях - около 0,004. Коэффициент теплового расширения базальта: 0,0000063 (при 20-100°), 0,000009 (при 100-200°) и 0,000012 (при 200-300°).

В химическом отношении базальты представляют породы стойкие: атмосферные деятели, в опытах Гари, выветрили за 18 месяцев от 1,5 до 0,8 мг/см 2 базальта, тогда как серый известняк в тех же условиях потерял 22,7 мг/см 2 . Ход процесса выветривания базальта и диабаза представлен сравнительной диаграммой (фиг. 2).

Число, стоящее на верхней горизонтальной линии, показывает число грамм выветренной породы, которое надо взять, чтобы в ней содержалось составной части, соответствующей обозначению рассматриваемой горизонтали, столько же, сколько этой части содержится в 100 г свежей породы. Т. о. все точки, стоящие справа от вертикали 100, означают обеднение соответствующей частью, а стоящие слева - обогащение. Следовательно, при выветривании базальт обогащается кремнеземом и глиноземом и беднеет щелочами, щелочными землями и железом во всех видах, тогда как диабаз обогащается окисным железом и натрием. Это обстоятельство говорит, по-видимому, против диабаза как материала изоляционного.

3. Основания переработки базальта . Свойства натурального базальта делают его превосходным строительным материалом, более надежным, чем гранит. Применять базальт стали давно. Однако чрезвычайная трудность обработки базальта и деление его на сравнительно узкие призмы заставили придумать особый способ придания ему геометрических форм.

Естественно было подумать о сплавлении этой породы, поскольку она сама происхождения огненного. Но недостаточно расплавить базальт: при быстром охлаждении отливки из него дают стекловидную массу, аналогичную природным гиалобазальтам, хрупкую и технически неприменимую (фиг. 3 и 4).

Основная задача базальтового производства - восстановление мелкозернистости у переплавленного базальта, так называемая регенерация (фиг. 5).

Мысль о возможности переплавления и восстановления в первоначальном виде горных пород возникла в 18 в. Шотландец Джемс Голл уже в 1801 г. добился переплавки базальта и в частности установил, что базальт и лавы, будучи расплавленными и быстро охлажденными, дают стекло, тогда как при медленном охлаждении их получается масса каменистая, со следами кристаллической структуры; это - основное положение огненной переработки лав. Особенно замечательны опыты шотландца Грегори Уатта, который расширил масштаб плавки. Плавление глыбы базальта более 3 т продолжалось 6 ч., а охлаждение под покровом медленно горевшего угля потребовало 8 дней. Уатт описал продукты этого медленного охлаждения: на поверхности - черное стекло; по мере углубления в застывшую массу появляются сероватые шарики, группирующиеся в связки; затем структура делается лучистой; еще глубже вещество имеет каменистый и затем зернистый характер, и, наконец, масса пронизывается кристаллическими пластинками. Т. о. была выяснена возможность переплавлять и регенерировать изверженные породы. Но из-за отсутствия достаточно большой потребности в переплавленном базальте для промышленности описываемые опыты были забыты. В 1806 г. Добре и затем в 1878 г. Ф. Фуке и Мишель Леви вернулись к процессу плавки и регенерации. Им удалось воспроизвести почти все породы огненного происхождения и выяснить, что для этого не требуется ни чрезвычайных температур, ни таинственных агентов, а все дело - в установлении надлежащего режима плавки и отжига. После охлаждения расплавленный силикат превращается в стекло, температура плавления которого ниже температуры плавления исходного минерала. Чтобы восстановить последний, необходимо отжечь стекловидную массу при температуре, превышающей температуру плавления стекловидного тела, но лежащей ниже температуры плавления минерала кристаллического. Температурный промежуток этих точек плавления и есть та область, в которой возможна регенерация силиката или алюмосиликата; промежуток этот м. б. довольно незначительным. Когда дело идет не об одном минерале, а о совокупности 5-6 минералов, слагающих кристаллическую породу, то режим отжига надо было бы установить с рядом ступеней, причем каждому минералу отвечала бы своя остановка хода охлаждения. Однако на практике эти ступени оказываются так близки между собой, что можно ограничиться двумя остановками. В отношении базальта первый отжиг, при красно-белом накале, дает кристаллизацию закиси железа и перидота, а второй, при вишнево-красном, - кристаллизацию прочих минералов породы.

Первые опыты промышленной плавки базальта были предприняты в 1909 г. Риббом, а различные применения плавленому базальту найдены инженером Л. Дреном. В 1913 г. для промышленного осуществления процессов плавки была образована в Париже «Compagnie generate du Basalte», а в Германии - «Der Schmelzbasalt A.-G.», в Линце на Рейне; затем оба общества объединились под общим названием «Schmelzbasalt A.-G.», или «Lе Basalte Fondu». В настоящее время во Франции имеются два завода, выпускающие гл. обр. электротехнические и строительные изделия, а в Германии - один, обслуживающий химическую промышленность.

4. Производство плавленого базальта . Ломка . Залегание базальта бывает различное, и потому ломка его не всегда однообразна. Плитообразный базальт покровов или скал добывается подрывной работой. Призмы столбчатого базальта могут быть отделяемы посредством клиньев и рычагов. Разработку ведут ярусами, снимая последовательные слои рядами естественных расслоений.

Дробление . Наломанный базальт хранится на открытом воздухе. Для плавки он дробится на дробилках Блека или Гетса. Затем куски сортируются по размерам, а мелочь идет на бетонные массы.

Переплавление . Раздробленный базальт поступает в плавильные горны, в которых применяются различные способы нагрева. Наиболее подходят печи электрические, газовые (газогенераторные или с осветительным газом) и печи с мазутовыми форсунками. Электроплавильная установка состоит из неподвижной электродной печи и передвижного приемника на колесах, служащего для развозки расплавленного базальта по отливочной мастерской; этот приемник тоже представляет небольшую электродную печь. Оба типа печей питаются двухфазным током. Дно печи делается из огнеупорного материала и имеет сбоку сопло для выпуска расплавленной массы, из приемника же она спускается в формы или в изложницы для отливки простым наклонением приемника. В других печах под горла делается наклонным, так что загрузка горна и спуск расплавленной массы ведутся непрерывным процессом. Производительность описываемых печей - от 3 до 50 т в день. Парижский завод - крупно-кустарного типа - имеет 4 печи емкостью в 80 кг каждая, действующие непрерывно и отапливаемые городским газом; плавка ведется при 1350°. Другой французский завод, в Пюи, работает на электрической энергии. Мощность непрерывного производства - 8 т в сутки.

Отливка . Расплавленный базальт льется в формы или в изложницы непосредственно из печей или же увозится в отливочные мастерские. Для отливки применяются либо песочные фермы, либо стальные изложницы. Первые гораздо дешевле, но применимы не во всех случаях, т. к. изделия выходят из них матовыми и грубоватыми. Стальные изложницы придают изделиям блестящую поверхность, но стоят сравнительно дорого. При тщательной отливке литье получается чистое; в противном случае видны затеки и неровности, во многих случаях не препятствующие, однако, использованию изделия.

Тепловая обработка . Почти тотчас после отливки изделия, еще вишнево-красные, извлекаются из изложниц и переносятся в отжигательные подовые печи, подобные обычным закалочным. В зависимости от своего назначения и размеров изделия выдерживаются в печи от нескольких часов до нескольких дней. Начальная температура отжига около 700°. Печь замазывается и медленно охлаждается; томление в печи длится, смотря по размерам изделий и требуемым их качествам, от нескольких часов до 10-14 дней. Таких печей на парижском заводе до 35.

Отделка . По охлаждении изделия готовы к употреблению. Для придания им надлежащего вида с них счищают налет стальными щетками. Если требуется большая точность плоскостных граней, то производится отделка на кругах, имеющих базальтовое основание.

Стоимость производства . Производство плавленого базальта не требует ни высококвалифицированной рабочей силы, ни дорогого оборудования. Главные расходы производства в наших условиях - на доставку материала, если его привозить с Кавказа, и на энергию. При работе с газом на 1 кг готовых базальтовых изделий требуется около 900 Cal, т. е. около 1 / 4 - 1 / 3 м 3 газа; при работе с электрической энергией на 1 кг изделий расходуется примерно 1 kWh. Т. о. себестоимость базальтовых изделий, например, изоляторов, значительно ниже, чем фарфоровых. Во Франции продажная цена базальтовых изоляторов на 10-15% меньше, чем фарфоровых, а для более значительных по размерам - на 25-30%. Чем крупнее изделия, тем больше расхождение цен между базальтом и фарфором. Однако есть основания считать вышеуказанные расхождения продажных цен значительно преуменьшенными за счет увеличения прибыли базальтового производства как дела нового.

Производство плавленого базальта в СССР . Имея за собой огромные технические и экономические преимущества и в некоторых случаях, как, например, при электрификации железных дорог, будучи почти незаменимой, базальтовая промышленность вызвала к себе внимание технических и промышленных кругов. Опыты с плавкой базальта и других пород, предпринятые по поручению Главэлектро ВСНХ в отделе материаловедения ГЭЭИ и затем в ГЭТ, опыты над плавкой диабаза в Горнометаллургической лаборатории и интерес ВСНХ Грузии и Армении к этой промышленности могут считаться предвестниками скорого развития базальтового дела. С экономической точки зрения д. б. отмечено весьма выгодное естественное сочетание благоприятных факторов: возможность добычи базальта весьма часто территориально совпадает с наличием источников гидроэлектрической энергии для его переработки, т. е. с районной силовой установкой, для которой необходимы базальтовые изоляторы, и с центрами электрохимических производств, которым необходимо огне- и кислотоупорное базальтовое оборудование. Указываемое совпадение, в связи с выгодностью мелких базальтовых заводов и сравнительной дороговизной транспорта, дает основание предвидеть в будущем сеть небольших базальтовых заводов по всей территории страны.

5. Свойства переработанного базальта . Переплавленный и регенерированный базальт в общем имеет свойства натурального, но в улучшенном виде (см. фиг. 3 и 5).

Механические свойства : а) прочность на сжатие - около 3000 кг/см 2 ; б) прочность на износ, испытанная с помощью мельницы Дерри, припудренной песком, оказалась в среднем 0,9 мм после 1000 оборотов; в) обладая большой вязкостью, базальт бьется нелегко, и базальтовые изоляторы и прочие изделия практически можно считать небьющимися. Сравнительно с фарфором базальт обладает хрупкостью в 2-4 раза меньшей; различные значения этой величины зависят от режима отжига; наличием примесей хрупкость м. б. весьма повышена; г) прочность на разрыв испытывалась на базальтовых поддержках для третьей шины электрических ж. д., причем для сравнения были испытаны такие же поддержки из песчаника; разрыв изделий из базальта наблюдался при 3700-4700 кг, а разрыв таких же изделий из песчаника - при 1200 кг.

Термические свойства : а) переплавленный базальт противостоит изменениям температуры, даже резким; пластинка базальта в 8 мм толщины, погружаемая попеременно в кипящую воду и в холодную, не дала никаких признаков растрескивания; изоляторы, выставленные на солнце и затем попадавшие под грозовой ливень, а также изоляторы, испытанные согласно правилам Французского союза электрических синдикатов (внезапный перенос из воды при 65° в воду при 14°), не показали никакого изменения электрических свойств; верхний предел теплового интервала может быть еще повышаем; б) в момент затвердевания базальт допускает заштамповку или иное введение в него железных частей любого объема и крепко пристает к ним, не требуя цементировки; в) базальт стойко выдерживает значительные нагревы, не обнаруживая разрывов, трещин, «утомления» или «постарения»; г) по малой теплопроводности базальт может служить тепловым изолятором.

Гигроскопичность . Будучи вполне компактным и облитым автогенной глазурью, базальт вполне водоупорен и негигроскопичен.

Электрические свойства : а) базальт обладает значительной электрической крепостью: у мостового базальта она оказалась около 32 kV/cм при толщине пластин в 18 мм, а у специального электротехнического базальта, как подвергавшегося термической обработке, так и у остеклованного, - от 57 до 62 kV/см при той же толщине; б) когда происходит пробой и образуется мощная дуга, базальтовый изолятор все-таки этим не повреждается, ибо по прекращении дуги место пробоя заплывает, и изолятор залечивается бесследно; в) базальтовые изоляторы при обработке сами собою покрываются стеклоподобной базальтовой глазурью в 1,5-2 мм толщины, постепенно переходящей внутрь к базальту зернистому; эта глазурь представляет превосходное препятствие поверхностным электрическим утечкам и предохраняет изоляторы и прочие изделия от гигроскопичности и от действия атмосферных агентов; имея состав, тождественный с составом самого изолятора, глазурь держится на нем как однородное тело и потому не подвергается опасности растрескаться или облупиться. Кроме того, при насильственном повреждении этой глазури обнажается вещество того же состава, так что указанное повреждение не бывает для изолятора гибельным.

Химические свойства . В химическом отношении изделия из базальта, по французским сведениям, весьма стойки; в табл. 1 приводятся данные о действии различных реагентов на переработанный базальт.

Данные дальнейших испытаний приведены в табл. 2.

Внешний вид . Переплавленный, но неотожженный базальт напоминает стекло: он обладает блестящим изломом, буро-черным цветом и хрупок. После отжига переплавленный базальт получает черный или темный цвет, матовый мелкозернистый излом и вязкость натуральной породы. Наружный вид изделий зависит от материала формы и изложницы (см. п. 4).

Итак, по механической прочности, термической и химической стойкости, высоким и своеобразным электрическим свойствам, дешевизне и сравнительно легкой обрабатываемости переработанный базальт должен быть признан одним из наиболее замечательных материалов электротехники.

6. Применение переработанного базальта . Базальтовая промышленность еще слишком молода, чтобы можно было в настоящее время предвидеть все виды применения нового материала. Пока наметились следующие: а) в сетях сильных токов высокого и низкого напряжений - линейные изоляторы на открытом воздухе (фиг. 6),

опорные изоляторы, изоляторы третьей шины электрических ж. д. и метрополитенов (фиг. 7), выводные изоляторы на высоком напряжении;

б) в сетях слабого тока и в радиосвязи - телеграфные и телефонные изоляторы, оттяжные изоляторы и прочие изоляционные части для антенн; в) в электрохимической промышленности - изоляторные подставки для аккумуляторов, посуды, ванн и пр.; г) в общей химической промышленности - кислотоупорное оборудование, в том числе всевозможная посуда, ванны, краны, пропеллеры и т. д., оборудование на температуру до 1000°; д) в строительстве - изоляционные мостики (фиг. 8), мостовые, лестничные ступени, облицовка стен и полов, особенно когда имеются кислые испарения, и т. д.

Линейные изоляторы . В виду исключительного интереса, представляемого базальтом в электротехнике, приводим данные испытаний в Парижской центральной электрической лаборатории десяти изоляторов с залитыми в них железными штырями, причем пять из них были предварительно подвергнуты тепловому испытанию (см. п. 5). При сухом испытании первые скользящие по изолятору искры появлялись при 32,5-38 kV, дуга образовывалась при 35-43 kV, пробой юбки получался при 40 kV, а шейки – при 37,5-39,5 kV. Мокрое испытание под искусственным дождем дало образование дуги при 18-20 kV, после чего через 30 сек. изолятор пробивался. Испытание под маслом установило пробивное напряжение при 35-58 kV. Испытание оттяжных изоляторов переменным напряжением, которое поднимали до пробоя и затем, немедленно после пробоя, начинали снова поднимать до нового пробоя, и так 4 раза, дало результаты, представленные в табл. 3.

Изоляторы телеграфного типа . Испытанием базальтовых изоляторов сильного тока, по типу приближающихся к телеграфным, произведен, на Московской научно-испытательной телеграфной станции, установлено поверхностное электрическое сопротивление базальтовых изоляторов значительно более высокое, чем у соответственных фарфоровых; но при испытании под дождем сопротивление базальта восстанавливалось несколько медленнее, чем у фарфора. Вероятно, это зависело от грубой поверхности испытывавшихся сильноточных изоляторов, для которых не были приняты во внимание требования телеграфии.

7. Другие применения базальта . Кроме применения натурального базальта в качестве строительного материала и щебня, и применения термически переработанного базальта в различных отраслях промышленности, базальт и родственные ему породы идут также в качестве составной части при керамическом и стекольном производстве. Так, боржомский андезит уже несколько лет применяется при варке стекла для бутылок под боржомскую минеральную воду, придавая ему прочность и темную окраску. Английский фарфоровый завод Веджвуда издавна выпускает глиняную посуду с черным неглазурованным по массе и легко полирующимся черепком, т. н. «базальтовую» (Basalt) или «египетскую» (Egyptian), - масса для нее содержит базальт.

Если утверждать о том, что базальт - владыка Вселенной, то такое утверждение будет очень близко к правде, потому что этот натуральный камень есть не только на нашей планете, его залежи широко распространены и на Луне, Марсе, Венере и других планетах.
- экструзивная магматическая порода камня с мелкозернистой и плотной структурой. Он создается в вершинах подвоздушных потоков лавы и пепла, поэтому происхождение базальта вулканическое, и его цветовые колебания видимы в темно-серых, темно-зеленых, коричневых, красноватых или черных оттенках, какими обладает лава. Базальт в основном состоит из таких полезных ископаемых, как плагиоклаз и пироксен.
Мелкие кристаллы на базальте образуются, когда магма быстро остывает и затвердевает, это, как правило, происходит на поверхности земной коры, особенно такие образования часты в случаях спрединга на дне океана, так как контакт с морской водой стремительно охлаждает магму. Базальт является основой океанической коры, и его значительное количество производится выше океанических горячих точек. При извержении вулкана огромное количество базальтовой лавы проходит через континентальную кору и доходит до поверхности Земли, вот так и образуется этот материал.

Подробнее о свойствах базальта

- очень тяжелый и прочный камень, физические свойства которого весьма привлекательны. Этот камень имеет высокую прочность на растяжение и не менее высокий модуль упругости, изменения температуры не влияют на базальт, он устойчив к кислотам и щелочам, и не впитывает влагу. Базальт может похвастаться еще одним своим преимуществом: он устойчив к коррозии, у него низкая стоимость и полное отсутствие проводимости и индуктивности поля при воздействии радиочастотной энергии. Этот материал экологичен, ведь он чистый продукт матери-земли.

Интересные факты : гибкость базальта сегодня на пике популярности, и чего только не изготавливают из него современные производители, это и теннисные ракетки, и революционно новые базальтовые акустические системы с отличным восприятием колебаний, а также лыжи, сноуборды, скейтборды, и даже базальтовая ткань, легкая как перышко, и крепкая как скала!

Крепость базальта - строения на века

Базальт в строительстве используется для самых различных целей. Чаще всего его применяют в качестве наполнителя в строительных проектах. Базальтовый щебень используется для дорожного основания, бетона, асфальта, железнодорожного балласта, и для других целей. Тонкие отполированные базальтовые плитки очень востребованы в качестве напольной плитки, строительного шпона, для декоративной облицовки стен, памятников и других объектов.
В тех местностях, которые изобилуют базальтом, он используется вместо известняка в качестве общей базы для строительства. А в железобетонных конструкциях этот материал особенно ценен, так как арматура из непрерывного базальтового волокна, которое находится в составе этих конструкций, делает их еще прочнее и гибче, что немаловажно для обеспечения высокой сейсмостойкости.

Применение базальта в строительстве

Поразительная структура и фактура классического серого базальтового строительного камня, позволяет создавать огромное разнообразие форм и стилей в сооружениях. Стены, колонны, виниры, лестницы, водные объекты, пешеходные дорожки, патио, окантовка... Перечислять все объекты с его применением займет довольно много времени, достаточно только сказать, что универсальность базальта уникальна!

Базальт - очень популярный камень, который повсеместно встречается не только в странах СНГ, но и за рубежом. Независимо от этого большинство людей не знают, что такое базальт. Данная статья даст ответ на этот вопрос.

Базальт - это магматическая горная порода. Имеет основной состав. Название происходит от эфиопского "basal" - кипяченный, что подразумевается как "камень, содержащий железо". В природе можно найти в виде камней различной формы или в виде потока лавы.

Чаще всего он имеет тёмно-серый, чёрный или зеленовато-чёрный цвет. Именно в зелёном цвете чаще всего встречается базальт фото. Структура тоже бывает разная: стекловатая, скрытокристаллическая афировая и порфировая . В случае с порфировой структурой можно заметить вкрапления кристаллов оливина зеленовато-жёлтого цвета, плагиоклаза светлого цвета или пироксенов, имеющих форму призм чёрного цвета. Вкрапления составляют от 15% до 30% от массы магматической породы. Размер вкрапленников – несколько сантиметров в длину.

Камни могут иметь плотную массивную, миндалекаменную и пористую текстуру. Миндалины могут быть заполнены кальцитом, хлоритом, плагиоклазом и другими минералами. Камни с миндалинами называются мандельштейнами.

Камень выделяется своими уникальными свойствами. Среди камней он считается самым упругим и пластичным. Он хорошо растягивается, что позволяет использовать его при изготовлении вещей маленьких размеров.

Температура плавления камня колеблется от 100 до 1500 градусов Цельсия . Такая температура плавления даёт ему возможность выдерживать сильные перепады температур.

Учитывая его прочность, устойчивость к ударам и перепадам температуры, можно понять почему он так часто используется в дизайне помещений общественных мест и на улице.

Как и где образуется базальт

Основной способ образования камня – застывание магмы , излившаяся из нижних слоёв Земли. В расчёт берётся также силикатный магматический расплав базальтового состава. Происхождение самой магмы происходит из горных пород мантии Земли. Вид получившегося базальта определяется составом исходного вещества (породы), из которого он образуется. А также на это влияют условия, при которых он плавится и механизм ухода расплава.

Базальт – магматическая порода, которая встречается на большой части Земли и других планет. Почти вся океаническая кора планеты Земля состоит из него. Месторождения этого камня образуются в виде траппов – структур, которые похожи на лестницу. Эти траппы расположены на 150 000 квадратных километрах бассейнов рек Енисея и Лены. И также камень добывается в восточной Сибири.

Помимо стран СНГ, он добывается в Америке, Бразилии, Гренландии, Исландии и Австралии . Среди зарубежных стран самой богатой залежами этого камня считается Индия.

Добыча камня производится на рудниках и карьерах. Добытый базальт отправляется на предприятия, занимающиеся изготовлением вещей с использованием этого камня.

Сфера использования камня

Сфер применения - множество. Этот камень очень распространён благодаря тому, что имеет отличные характеристики:

Одна из главных сфер применения базальта – архитектурное строительство. Благодаря хорошим техническим характеристикам он может быть использован для облицовки зданий и оформления помещений. Характеристики позволяют устанавливать изделия из базальта даже на открытой местности под воздействием внешних негативных факторов.

Также он может использоваться в строительстве. Например, для создания качественных стройматериалов и утеплителей. Помимо этого, его прочности достаточно, чтобы строить из него колонны и арки . При производстве армированных сооружений, порошок базальта добавляется в изделие для увеличения его прочности и надёжности.

Базальт – камень, который пользуется большой популярностью как в строительстве, так и в архитектуре. Помимо этого, существует огромное количество фото базальта в отделке помещений которые говорят о его популярности в дизайнерском искусстве.

Камень базальт

Базальт – это наиболее распространённый природный камень, порода вулканического происхождения, которую можно обнаружить в виде межпластовых тел или потоков лавы, возникших после извержения вулкана. Богатые залежи расположены в Индии, США и на Гавайских островах. Наиболее известные месторождения базальта - это вулканы, расположенные на Камчатке и Курильских островах, а также Везувий и Этна.

Описание: базальт горная порода с отличными характеристиками

Данный камень базальт имеет чёрный, дымчатый, тёмно-серый или зеленовато-чёрный цвет. Основу его состава образуют авгит и полевой шпат.

Плотность камня составляет 2530-2970 кг/м 2 ;. Водопоглощение варьируется в пределах от 0,25 до 10,2 %. Коэффициент Пуассона составляет 0,20-0,25. Удельная теплоёмкость 0,85 Дж/кг К при 0°C. Температура плавления находится в пределе 1100-1250 °C, в некоторых экземплярах этот показатель доходит до 1450 °C. Сопротивление находится в пределах 60-400 МПа.

Химический и минеральный состав базальта

В минеральный состав базальта входит:

• вулканическое стекло,
• микролиты плагиоклазов,
• титаномагнетита,
• магнетита а также клинопироксена.

Структура минерала – порфированая, стекловатая или скрытокристаллическая афировая. Породы первой разновидности отличаются наличием небольшого количества примесей призм пироксенов чёрного цвета, а также изометричных кристаллов оливина, имеющего жёлто-болотный оттенок. Подобные вкрапления могут достигать четверти всей массы.

Помимо этого, в составе базальта может присутствовать роговая обманка и ортопироксен. Самым распространенным акцессорным минералом считается апатит.

Базальт добывают преимущественно из потоков лавы вулканов. Куски, добытые из верхней части, могут быть пузыристыми, так как во время остывания вулканической породы, из неё выходят пары и газы. Затем в получившихся отверстиях могут откладываться иные минералы, наиболее распространенными среди них является пренит, цеолит, кальций и медь. Такого вида базальт именуется миндалекаменным.

Практическое применение базальта

Строительные материалы, изготовленные из этого камня, широко используются в строительстве, поскольку им присущи:

• устойчивость к истиранию,
• к влиянию щелочей и кислот,
• отличные показатели теплоизоляции и шумопоглощения, прочность, термоустойчивость и огнеупорность,
• высокая диэлектричность,
• долговечность,
• паропроницаемость и,
• что не менее важно, экологичность.

Данный минерал используют в качестве строительного камня, для производства минеральной ваты, наполнителя для бетона и каменного литья. Из него также делают дорожные и облицовочные камни, получают щебень и кислотоупорный порошок. Облицовочные плиты на данный момент одновременно с декоративной целью выполняют функцию изоляторов. Благодаря устойчивости к атмосферным воздействиям, базальт хорошо подходит для отделки внешней части строений, а также для отливания уличных скульптур.

Производство базальта и продукции на его основе

Чаще всего производство базальта – это горнодобывающая отрасль. В специальных карьерах и рудниках добывается камень, на основе которого в последствии производится разная продукция.

В виде базальтового волокна этот минерал применяется для утепления зданий и крыш, в трехслойных панелях-сэндвичах, изоляции низкотемпературных агрегатов оборудования при извлечении азота и создании кислородных колонн, для тепло- и звукоизоляции трубопроводов, плит, каминов и других жаровен, энергетических агрегатов и в целом зданий и сооружений любого назначения.

Базальт в расплавленном виде применяется для создания ступеней лестниц, фасонных плиток и других строительных материалов. Из него отливают аппараты произвольных форм, среди которых подставки для аккумуляторов, а также изоляторы для сетей с напряжением различной величины. Порошок из такого материала используется для производства прессованных армированных изделий.

Распространенные виды базальта

Виды базальта отличаются друг от друга различными показателями, в первую очередь, такими как цвет и структура. Самой известной торговой маркой является разновидность под наименованием «Базальтина». Это материал итальянского происхождения, который добывают недалеко от столицы этой страны и используют в основном в архитектурных целях ещё со времён Древнего Рима.

Его прочность сравнима с прочностью гранита, а декоративные качества с декоративными качествами известняка. Камень после укладки долго сохраняет насыщенность цветовой палитры. Поэтому его стоимость нередко превышает цену иных торговых марок более в чем в два раза.

Другая разновидность – азиатская . Её отличает тёмно-серая окраска и умеренная цена. Его широко используют в дизайнерских и архитектурных целях.

Мавританский зелёный базальт имеет насыщенный тёмно-зелёный оттенок, с присутствующими в нем различными вкраплениями, которые придают камню оригинальный внешний вид при сохранении всех физико-механических характеристик. Только критерии твёрдости и морозостойкости несколько ниже.

Сумеречный базальт привозят из Китая. Он имеет дымчато-серый или чёрный цвет. Его признают самым крепким и износо- и морозостойким среди всех разновидностей данного минерала. Он хорошо защищён от негативного атмосферного воздействия.

Природные камни и породы давно вышли из категории только отделочных или балластных материалов. Благодаря новым технологиям и химическим процессам такие классические камни, как базальт или гранит, подвергаются глубокой переработке с получением искусственных каменных структур, обладающих стойкостью и твердостью горной породы.

Что такое минерал базальт

С точки зрения химии и минералогии, природный материал базальт представляет собой сложную структуру, в которой переплелись кристаллические образования и мелкозернистые включения магнетита, сложных силикатов и оксидов металлов. Базальтовая порода имеет магматическое происхождение, поэтому структура его больше напоминает сложную смесь аморфного вулканического стекла, микронных кристаллов полевого шпата, кварца, карбонатов, сульфидных руд.

Камень базальт легко отличить от других вулканических пород, в первую очередь, благодаря его черному, дымчато-черному, зеленоватому цвету. Широкое использование в строительстве и производстве специальных материалов для химической промышленности этот камень нашел благодаря целому ряду специфических свойств:

• Материал очень тяжелый и твердый, плотность базальтовой породы может колебаться от 2,5 до 3 кг на дм 3 , высокая твердость обеспечивает хорошую стойкость к истиранию, в том числе под действием абразивов и потоков воды.
• Высокая температура плавления обеспечивает в некоторых случаях возможность использовать породы, которые входят в базальт, для получения огнестойких и огнеупорных материалов.

Важно ! Самым простым использованием является нарезка массивов из базальта в облицовочный камень и плиты. Благодаря специфическому природному цвету породы отделка черного или черно-зеленого цвета широко используется для облицовки стен цокольных этажей, крыльца.

Основные направления применения базальта

Наиболее нерациональным способом является использование базальта в качестве балласта, щебня для дорожного строительства, наполнителя для бетонных отливок, заделки фундаментов. В отдельных месторождениях базальтовый камень обладает относительно высоким коэффициентом водопоглощения, благодаря чему отсевы из такого камня могут использоваться для изготовления исключительно прочных бетонных фундаментов, стен, арок, несущих колонн.

Продукты глубокой переработки базальта

Наиболее известными материалами из базальта, получаемыми переплавом породы, являются теплоизоляторы, различные марки волоконного материала, войлока. Минеральные волокна из базальтовой породы обладают очень большой стойкостью к высоким температурам и открытому пламени. Например, теплоизоляционный мат из базальтового волокна толщиной всего в 5 см выдерживает прямой нагрев газовой горелки без разрушения и прогара, при этом температура с обратной стороны теплоизолятора не поднимается выше 50 о С.

Кроме того, волокно из базальта не дает острых сколов, как стекловолокно и стекловата, поэтому оно безопаснее для кожных покровов человека, и любая пыль из базальтового утеплителя легко удаляется водой. Тем не менее при обращении с любыми теплоизоляторами из базальта необходимо использовать респираторы, защитные очки. Волоконный материал толщиной в несколько микрон производит большое количество пыли, которая обладает ярко выраженным раздражающим эффектом. После окончания работ необходимо тщательно вымыть лицо, руки и другие открытые участки тела, чтобы избавиться от базальтовой пыли, легко проникающей даже через защитные перчатки.

Войлок из базальта считается наиболее подходящим и долговечным материалом для обустройства защиты и термоизоляции дымовых труб, дымоходов, топок для каминов и печей. Ранее для подобных целей использовали асбестовое волокно, от которого отказались в пользу базальта. Из-за высокой температуры плавления базальта производство волокна требует значительных затрат, поэтому теплоизоляция на его основе выделяется относительно высокой ценой.

Переплав базальтовой породы дает не только волокно для производства тепло и термоизоляции, подобным способом высокотемпературного литья из расплава производят:

1. Фасонные детали и элементы, плитку, напольное покрытие нестандартных форм, предназначенное для укладки в местах с высокой интенсивностью движения людей. Благодаря высокой твердости и износостойкости срок службы таких покрытий значительно превышает параметры износа клинкерной плитки, различного рода спеченных материалов из керамики, доломитов, мрамора, кальцита и других видов декоративного камня и горной породы.
2. Высокая плотность базальтового камня позволяет отливать из расплава специфическую разновидность изделий для электросетей высокого напряжения. Изоляторы на основе базальтовой породы имеют диэлектрические характеристики значительно выше, чем керамические или стеклянные. Но подобными свойствами обладают не все виды базальтового камня, в качестве сырья пригодна горная порода с исключительно высокой плотностью, до 3 тонн на метр кубический. Добывать такую породу приходится с глубин не менее 70 метров пласта в руднике.
3. Кроме механических свойств, продукция из плавленого базальта отличается высокой стойкостью к щелочам и кислотам при высокой температуре, поэтому нередко из базальта изготавливают фасонные отливки для постройки различного рода аппаратов, продуктопроводов, емкостей в химической промышленности.

Отделочные декоративные формы базальта

Кроме промышленного использования, базальт все чаще применяется в виде декоративного камня из-за своего черного с оттенками серого, дымчатого, иногда зеленоватого цвета. Самым известным видом базальтового декора принято считать облицовочную плитку итальянского производства. Базальтовая плитка специфической текстуры с красивым рисунком может стоить на уровне отделки из мрамора или мраморовидного известняка.

С недавних пор на рынке появились отделочные материалы из природного базальтового камня со специфическим дымчатым оттенком поверхности. Благодаря характерной текстуре природный камень из Китая находит все больший спрос в отделке лестниц и создания памятников, скульптур, облицовке фонтанов. Более дешевые разновидности базальтового камня используются для постройки декоративных ограждений, колонн, входных групп, веранд. Все чаще базальтовый камень используется в качестве материала для постройки памятников, стелл, элементов надгробий и склепов.

Высокая стойкость к истиранию дает возможность использовать базальт в виде брусчатки для мощения пешеходных зон и проезжей части улиц. При этом срок службы такого покрытия может достигать десятков лет. Кроме брусчатки, используются литые плиты, которыми в ряде случаев успешно заменяют отделку лестниц и ступеней из керамогранита, природного гранита, габбро и более дорогих отделочных материалов.

Заключение

Несмотря на все достоинства базальта, не рекомендуется использовать его для отделки внутренних помещений, поскольку эта горная порода, как и другие тяжелые горные породы магматического происхождения, может иметь повышенный радиационный фон. Поэтому требуется тщательная проверка и контроль уровня радиоактивности этого отделочного материала перед его использованием.