Крейда вікі. Опис фізичної властивості крейди - міцності

Головний компонент крейди – карбонат кальцію (CaCO3) – одна з форм вапняку. Вапнякові відкладення формуються з коколітів - панцира крихітних джгутикових пластинок, створених з скелетів планктону, що розклалися. Для виготовлення пастельних крейд за основу береться сульфат кальцію (CaSO4), який видобувається з евапоритового мінералу, який формується із солей океанської води.

Крейда та дегідрований гіпс мають схожі властивості. Пастельна крейда також містить глину і олії, що зв'язують компоненти і надають стійкості кольору. Завдяки цьому складу, крейда має бархатисту структуру, плавно ковзають по поверхні і не кришаться. Хоча на виробництві особливу увагуприділяється очищенню від домішок, все ж таки деяка їх кількість залишається. Основні з них: кремній, алюміній, залізо, фосфор та сірка. У меншій кількості присутні марганець, мідь, титан, оксид натрію, оксид калію, фтор, миш'як та стронцій.

Процес виробництва крейди

Для виробництва крейди розробляється вапняковий кар'єр; зазвичай це відкрита технологія. Потім вапняк кришать і перемелюють разом з водою в кульовій дробарці (стальному барабані, що обертається, всередині якого розбризкується вода). На даному етапііз вапняку вимиваються сторонні домішки, і залишається чистий порошок.

Видобуток гіпсу такий самий, як і вапняку. Різниця в тому, що гіпс необхідно обезводити, щоб отримати сульфат кальцію. Це відбувається в спеціальній камері, де гіпс нагрівається до температури 116-121 градусів за Цельсієм. При кипінні випаровується від 12 до 15 відсотків його маси. Далі гіпс підігрівається до 204 градусів і в такому вигляді дістається із камери. Потім масу поміщають у вібраційний гуркіт, де відсіваються великі частинки. Після цього порошок знову промивається, висушується, пакується в мішки і відправляється виробнику крейди.

На фабриці з виробництва крейди або сульфат кальцію знову перемелюються. Для виробництва шкільних крейд у масу додають воду і доводять її до консистенції глини. Потім масу штампують і ріжуть на бруски близько 60 см завдовжки, які вміщують у спеціальну форму, по п'ять штук на кожну. Цю форму відправляють у піч, де витримують масу протягом чотирьох днів при температурі 85 градусів за Цельсієм. Потім затверділа крейда ріжуть на бруски довжиною 80 мм. Для виготовлення кольорових крейд пігменти змішуються з основою в сухому вигляді, і тільки після цього додається вода і починається описаний вище цикл виробництва.

Крейда - це природний матеріалорганічного походження, гірська порода із категорії осадових. Якщо розбиратися з чого складається крейда, то основу мінералу складають відкладення, утворені багато мільйонів років тому з уламків скелетів тварин, раковин молюсків, вапняних наростів водоростей. Близько 50 відсотків маси становлять дрібнодисперсні частинки кристалічного кальциту, походження якого встановлено.

У хімічному плані офіційно вважається, що формула крейди – це карбонат кальцію СаСО3. Проте насправді склад крейди виглядає дещо інакше:

приблизно половину мінералу становить окис кальцію СаО (47-55%);
близько 43% займає вуглекислий газ СО2;
2% від маси посідає частку окису магнію MgO;
до 4% у складі крейди – це оксид алюмінію Al2O3.

Крім перерахованого, крейда обов'язково містить кварцові включення у дуже малих кількостях. Деякі родовища видають мінерал з червоним відтінком, це означає, що у його складі присутні оксиди заліза.

Сфери використання крейди

Як кладки матеріалу крейда застосовувати недоцільно з-за вкрай низької твердості. Однак приміщення, вирубані в масивах крейдових відкладень століттями зберігаються в первозданному вигляді і цілком придатні для життя.

Як видобувають крейду? Найчастіше – це відкриті кар'єрні розробки. Отримані брили подрібнюють і поміщають у воду. При перемішуванні частинки кальцію виринають. Згодом їх висушують і використовують у різних цілях. Чи не перероблені камені відправляють на випал для отримання вапна.

Будівельним називають крейду, яку раніше використовували для побілки внутрішніх поверхоньприміщень. Тепер ця сфера його застосування зійшла нанівець, тому що з'явилося багато інших, більш досконалих оздоблювальних матеріалів. Де використовується крейда?

Мінерал включають до складу цементних сумішейколи потрібно надати їм м'якість.
У виробництві скла, лакофарбових матеріалів, гуми, пластичних мас, каучуку, при створенні композитних матеріалівна основі ПВХ.
Крейда активно використовують у килимовій та лінолеумній промисловості. Він допомагає регулювати в'язкі властивості латексного клею, надавати виробам міцності та покращувати теплозберігаючі властивості.
Крейда знайшла застосування при виготовленні комбікормів та ґрунтових добрив.
Крейдовий порошок є основою більшості косметичних засобів- губної помади, кремів, пудри.
Без крейди не обходиться паперова та картонна промисловість.

Чи шкідлива крейда? Абсолютно безпечний, та найкращим томуДоказом служить його використання при створенні зубних паст та порошків. Більше того, нестача кальцію в організмі людини викликає бажання з'їсти шматочок крейди. У цьому випадку не слід вживати крейду для побілки або шкільну крейду. В аптеках є спеціальні препарати, наприклад, глюконат кальцію.

Фізико-хімічні показники крейди

Природні характеристики крейди з різних родовищ можуть значно відрізнятися. Понад те, властивості мінералу може бути неоднаковими навіть у різних горизонтах однієї й тієї кар'єра. Це пов'язано з певними умовами його утворення та ступенем вологості. Тому фізико-хімічні властивостікрейди, наведені у наступній таблиці, є показовими.

№ п/п	найменування показника	Од. вимірювання	Показник
	Зовнішній вигляд		Білий порошок
	Масова частина СаСО3+MgCO3 у перерахунку на СаСО3
	Масова частина полуторних оксидів заліза та алюмінію
	Масова частина речовин, нерозчинних у соляній кислоті
	Масова частка водорозчинних речовин
	Масова частина оксиду заліза
	Щільність крейди, у шматках
	Те ж саме, насипна
	Вологість
	Модуль пружності у пухкому стані
	Те саме, у щільному вигляді
	Тимчасовий опір стиску

Великий вплив на матеріал має вологість. Чи розчиняється крейда у воді чи ні? При змішуванні порошку з водою утворюється суспензія, але не розчин. Але наявність води значно змінює фізичні якості матеріалу. Зокрема, показники міцності зменшуються, зате з'являється пластичність. Найчастіше це ускладнює процес видобутку та переробки. Матеріал налипає на ківш екскаватора, кузов автомобіля, стрічку конвеєра. Зайва вологість унеможливлює видобуток породи з нижніх горизонтів.

Морозостійкість у крейди дуже низька. Після розморожування він розпадається на дрібні частки. Однак ця якість виявляється корисною для розкислення ґрунту, де і застосовується крейда. У ґрунт вносять шматки крейдяної породи розміром до 100 мм, які при переорюванні і перезимівлі самі руйнуються, а їхня нейтралізуюча дія триває тривалий час.

Як не переплутати крейду з вапном

Чим відрізняється крейда від вапна? Матеріали хоч і мають спільне коріння, але є різними і за складом, і за властивостями. Крейда містить вуглекислий газ, у складі вапна його немає. Обидва чисті в екологічному плані. Але крейду просто видобувають у кар'єрах, а вапно одержують у результаті випалу природного вапняку.

Як відрізнити крейду від вапна самостійно? Можна користуватися примітивними способами. У матеріалів різна реакція на дію будь-якої кислоти. Достатньо капнути на випробуваний шматок матеріалу оцтом або соком лимона. Крейда зашипить, а взаємодія вапна з кислотою не супроводжуватиметься жодними звуками.

Ще один спосіб. Потрібно взяти дрібку матеріалу, розтерти її і спробувати змити тонким струмком води. Крейда піде разом з водою негайно і без сліду, а вапно відмивається довго, залишаючи враження жирності.

Зачинення негашеного вапна водою супроводжується сильною реакцією з появою піни. Крейда просто намокає. Вапняна побілка не залишає слідів, якщо по ній провести рукою, на відміну від крейдяної. Крім того, вапно має антисептичні властивості, є гарним захистом, зокрема дерев, від грибкових уражень та комах.

Крейда являє собою осадову гірську породу, Що має органічне походження Структура матеріалу тонкозерниста, розсипчаста та м'яка, слабосцементована. Природна крейда має білий колір. Він не розчиняється у воді. за мінеральному складунагадує вапняк.

Крейда включає:

скелетні уламки;
раковини форамініфер;
фрагменти водоростей;
дрібнодисперсний кальцит;
нерозчинні мінерали.

При уважному аналізі в крейдяних відкладах виявляються домішки як дуже дрібних зерен кварцу. У крейдових покладах можуть зустрічатися скам'янілості, що належать до крейдяного періоду: амоніти та белемніти. Для природної крейди не характерні шаруватість та перекристалізація. У структуру матеріалу включені численні ходи тварин-грунтоїдів.

Кальцит, що домінує у комплексному складі крейди, може мати як аутогенне, так і біогенне походження. До 75% породи складається з органічних залишків. У своїй більшості вони представлені скелетами і оболонками планктону і форамініфер. Скелетні залишки у складі крейди мають дуже невеликі розміри- лише 5-10 мкм. Можуть у цій речовині також скелети мшанок, раковини молюсків, залишки морських їжаків, коралів, кремнієві губки.

До 10% обсягу крейди складають домішки некарбонатного типу:

каолініт;
глауконіт;
польові шпати;
кварц;
пірит;
опал;
халцедон.

Набагато рідше можна зустріти кремінь та фосфорит.

Крейдові товщі нерідко перетинають великі тріщини, заповнені крейдою. Мережа таких тріщин зазвичай згущується ближче до поверхні. На різних рівняхгоризонтальних пластів крейда відрізнятимуться за своїми механічними якостями та хімічним складом.

За структурними властивостями та фізичними ознаками розрізняють три різновиди крейди:

білий пишучий;
мергелистий;
крейдяний вапняк.

Хімічні властивості крейди

Хімічний склад крейди визначається великим змістомкарбонату кальцію із включеннями карбонату магнію. Крейда може містити також і некарбонатну частину, включаючи оксиди металів. Прийнято вважати, що хімічна формулацієї речовини відповідає відомою формулоюкарбонату кальцію (CaCO3). Але реальний склад крейди складніший. У цьому мінералі близько половини окису кальцію. До 43% складу крейди посідає вуглекислий газ; він знаходиться в пов'язаному стані. Приблизно 2% від загальної маси речовини становить окис магнію. Обов'язкові, хоч і не надто значні, включення кварцу. Крейда з порівняно високим вмістом кремнію має більшу щільність. Крейда містить незначну кількість оксиду алюмінію, а оксиди заліза досить часто забарвлюють крейдяні пласти червоного кольору.

Карбонатна частина крейди розчиняється в соляній та оцтовій кислотах. Некарбонатна частина включає кварцовий пісок, глини, оксиди металів. Деякі з цих компонентів у кислотах не розчиняються. У незначній кількості в крейду входять частинки магнезіального кальциту, а також доломіту та сидериту.

Молекулярній формулі крейди відповідає кілька типів кристалічних сполук, які містять у вузлах ґрат іони.

Фізичні властивості крейди

Крейда вважається напівскельною породою жорсткого типу. Міцність цього мінералу визначається вологістю. При дії на крейду води характеристики міцностікрейди знижуються. Зміни відбуваються нерідко вже за 2% вологості. При 35% вологості міцність на стиск зростає приблизно в 2-3 рази, крейда стає пластичною. Ця фізична властивість ускладнює переробку речовини. Крейда починає активно налипати на робочі частини машин. В'язкість і пластичність крейди часто не дозволяють видобувати його з нижніх горизонтів.

Щільність крейди досягає 2700 кг/куб. м; пористість – до 50%. Вологість у природних умовсередовища коливається не більше від 19 до 33%. Якщо крейда налагодити, його міцність помітно знижується. При вологості близько 30% крейда виявляє свої пластичні властивості. Крейда, що зустрічається в природі, не відрізняється стійкістю до морозів. Після множинних циклів заморожування та розморожування крейда зазвичай розпадається на дрібні шматочки.

При аналізі фізичних властивостей крейди особлива увага приділяється поведінці породи під час подрібнення. В технологічному процесіприйнято встановлювати показник розпуску крейди у вологому середовищі при регульованому механічному впливі. Модуль пружності крейди для пухкого стану становить 3000 МПа, для ущільненого – 10000 МПа. Тимчасовий опір стиску: 1000-4500 МПа.

Карбонат кальцію, перебуваючи у подрібненому вигляді, має високу дисперсність. Присутність крейди у виробі зменшує його абразивність. Фізичні властивості цієї речовини допомагають підвищити термічну стійкість виробів, їх механічну міцність, стійкість при вивітрюванні та дії реагентів.

Раніше вважалося, що хімічні та фізичні властивості мали однакові для всіх родовищ. Проте практика показала, що це негаразд. Властивості крейдових покладів відрізняються навіть у межах одного родовища. Тому при видобутку мінералу промисловим способомвиконується технологічне картування. Хімічні властивостікрейди та його Фізичні характеристикививчаються різних ділянках родовищ. На карти наносять місця скупчення якісної крейдяної породи.

Родовища крейди

Найбагатші родовища крейди розташовані у Європі. Його можна зустріти від Західного Казахстану Британських островів. Потужність крейдових пластів сягає сотень метрів. У районі Харкова виявлено відкладення із потужністю пластів до 600 м. Величезний крейдяний пояс тягнеться через усю Європу, захоплюючи північну частину Франції, південь Англії, Польщу, Україну, Росію. Частину відкладень зміщено в Азію; запаси крейди є в Лівійській пустелі та в Сирії.

У США родовища крейди відзначені лише у південних та центральних штатах. Проте крейда там низької якості; тому його доводиться ввозити до США з Данії, Великобританії та Франції.

Запаси крейди розподіляються дуже нерівномірно. До половини якісної крейди з добрим вмістом карбонату кальцію зосереджено в Російської Федерації. В абсолютних цифрах запаси крейди в Росії оцінюються в 3300 млн. т. Необмежені прогнозні родовища крейди розташовані в Білгородській області. Дуже якісна крейда з низьким вмістом домішок некарбонатного типу видобувають у Воронежській області.

Практичне значення крейди

Практичне застосування крейди визначається його хімічними та фізичними властивостями. У промисловості його використовують для виробництва цементу, вапна, соди, скла та шкільних крейд. Крейда служить також наповнювачем для пластмас, паперу, гуми, лакофарбових матеріалів. Він входить у рецептуру зубних паст та порошків.

Знаходить крейду застосування і в сільському господарстві: його застосовують для вапнування ґрунту та як підживлення для тварин, для захисту стовбурів дерев від сонячних опіків.

Крейда є необхідним компонентомпри виробництві крейдованого паперу. Її широко використовують у поліграфічній галузі для виготовлення ілюстрованих видань. Успішно застосовується крейда як основний наповнювач і пігмент при виготовленні картону.

Знаходить крейду застосування і в будівництві. Дешеву мелену крейду використовують для побілки, ґрунтовки, фарбування стін.

КАРПЕНКО ЮЛІЯ

Об'єкт

Предмет дослідження – крейда.

Ціль

Гіпотеза

1. Вивчити літературу про крейду.

2. Вивчити інформацію про застосування крейди у побуті та на виробництві.

3. Провести анкетування.

4. Опрацювати результати анкетування.

5. Підбити підсумки.

Завантажити:

Попередній перегляд:

Дослідницька робота

« Крейда »

Роботу виконала

учениця 4-а класу

МОУ «ЗОШ р.п.Озинки»

Карпенка Юлія

Керівник: Паницька Т.І.

Озинки 2015

Вступ ……………………………………………………………………...

Актуальність роботи, проблема, методи дослідження………………….

Мета, завдання…………………………………………………………………..

Походження, властивості та застосування крейди............................................ .

Анкета для вчителів та учнів…………………………………………...

Аналіз анкет…………………………………………………………………

Заключение…………………………………………………………………...

Список джерел…………………………………………………………..

Вступ

Хто з нас не знає крейди? Чиї кишені та пальці в дитинстві не забруднили шматочок легкого каменю кольору снігу? Кому не відомо щастя художньої творчості«крейдяного» періоду? Хто, будучи підлітком, не досліджував властивості крейди в «бухтарих» дослідах, не розглядав крейдяний мазок під мікроскопом?

Які таємниці зберігає крейда? Іноді шматочок крейди раптом починав дряпати дошку, а Тетяна Іванівна нам казала, що це залишки стародавніх черепашок. І ось такий простий шматочок зацікавив мене.

Об'єкт мого дослідження – корисні копалини.

Предмет дослідження – крейда.

Ціль дослідження: вивчити крейду як корисну копалину, з'ясувати її походження, де зустрічається у природі, де використовується у побуті та на виробництві.

Гіпотеза мого проекту полягає в тому, що крейда у нашому житті відіграє важливу роль.

Для себе я визначила етапи дослідницької діяльності:

Вивчити літературу про крейду.
Вивчити інформацію про застосування крейди у побуті та на виробництві.
Провести анкетування.
Опрацювати результати анкетування.
Підвести підсумки.

Завдання:

1. Зібрати достовірну інформацію про походження, склад, властивості та застосування шкільного крейди.

2. Провести соціологічне опитування виявлення дії крейди на організм людини.

Сучасний спосіб життя дуже впливає на здоров'я людини. Все частіше можна зустріти людей, які страждають на авітаміноз і недостатню кількість корисних речовинв організмі. Саме тому останнім часом великою популярністю користується крейда для їжі.

Хочеться крейди, що це означає?

Багато хто вважає потребу в мілині дуже дивним явищем, ненормальним для пересічного людського організму

У побуті зазвичай бажання погризти крейду пов'язують із вагітними жінками, вони справді нерідко мають такі смакові уподобання. Це зумовлено тим, що в період формування та зростання плоду жіночому організмупотрібні подвійні порції вітамінів та мікроелементів.

Особливо важлива достатня кількість кальцію, який містить шматкову крейду для їжі. Він служить будівельним матеріаломдля більшості тканин, нервових клітин, скелета, хрящових тканин, волосся, нігтів, внутрішніх органівта шкіри маленької людини.

Однак нестача кальцію може супроводжувати абсолютно будь-яку людину, зазвичай вона характеризується такими симптомами.:

Ломке та тьмяне волосся;
Карієс, крихкість кісток (часті переломи);
Ломкі нігті, схильні до розшарування;
Тьмяний відтінок шкіри;
Втрата еластичності шкіри;
Судоми у м'язах;

Подібні стани характеризують виражене порушення кальцієвого обміну, впоратися з яким допоможе природна крейда для їжі.

З чого складається крейда

Склад крейди для їжі представлений комбінацією неорганічних солей (карбонатів). Головним елементом таких сполук вважається Ca(кальцій). Багато хто впевнений, що природна шматкова крейда – це ніщо інше, як відомий усім зі шкільної лави карбонат CaCO3.

Однак поглиблене вивчення даного питання дозволяє переконатися в тому, що крейда для їжі включає інші елементи таблиці Менделєєва:

Безумовно, окис кальцію займає майже половину компонентного складу речовини. Зміст СаО в мінералі сягає 55%.
Другу позицію у списку складових займає вуглекислий газ або CO2. Його частка у складі крейди часом досягає позначки 43%.
Окис такого металу, як магній (MgO), займає дуже незначний обсяг, який зазвичай не перевищує 2%.
Кварцова складова впливає щільність крейди для їжі як прямої пропорції. Чим більше SiO2 містить речовину, тим вища його щільність. Масова частка кварцу від загального обсягу часом сягає 6%.
Al2O3 зовсім небагато поступається об'ємному змісті кварцовим включенням. Загальний обсяг оксиду алюмінію у вапняній породі відповідає 4%.

Іноді можна зустріти природну крейду з рожевим або навіть червонуватим відтінком. Такою особливістю порода має завдяки підвищеного змістуоксидів заліза. У звичайному білому мілині вміст Fe2O3 не перевищує порога в 0,5%.

Де добувають крейду

Бажаючим заповнити дефіцит кальцію слід знати, яка крейда для їжі і звідки він надходить у продаж.

На території Російської Федерації розташовано понад 100 родовищ природної крейди. У тому числі виділяються три зони, у яких зосередженість карбонатних запасів сягає високих показників.

Велику частку в цій цифрі займає Волгоградська область, на частку її кар'єрів випадає до 26% запасів країни. Кускова крейда з цих родовищ відрізняється відмінною якістю, вона містить мінімальну кількість домішок. Число сторонніх включень не перевищує 2%. Однак Волгоградська крейда досить водонасичена, показник вмісту води в сухій мілині перевищує задані норми практично на 10-15%. Цей факт ускладнює його видобуток.

Наступну позицію займає Білгородська область, тут зосереджено до 24% крейдяних запасів. Смачна крейда, що видобувається на місцевій території, на 99% складається з карбонатів, що є чудовим свідченням високої якості.

Саратовська область володіє 11%-ної часткою в загальному обсязі крейдового багатства Російської Федерації.

Шкода та користь крейди при вживанні в їжу

Все більшої популярності набуває крейда шматкової для їжі, шкода і користь цієї речовини обговорюються фахівцями до цього дня. Оцінити однозначно осадовий мінерал неможливо, адже він має як негативне, так і позитивний впливна організм людини.

Користь природної крейди для їжі полягає в наступному:

Зміцнює крихкі кістки та служить профілактикою проти карієсу;
Допомагає підтримувати здоров'я та красу волосся, нігтів, зубів та шкіри;
У невеликих кількостях допомагає налагодити роботу системи травлення;
Забезпечує рухливість суглобів та еластичність м'язів;
Сприяє правильної роботисерцево-судинної системи;
Бере участь у обмінних процесах на міжклітинному рівні;
Впливає на згортання крові та на рівень гемоглобіну (непрямо).

Негативний вплив смачна крейда для їжі виявляє лише при надлишку його в організмі.

Надмірне вживання кальцію призводить до наступних побічних явищ.:

Підвищення згортання крові;
Зниження міцності кісткової тканини та зубної емалі;
Виникнення ризику захворювань ендокринної системи;
Стенокардія;
Зниження м'язового тонусу;
Поява нирково-кам'яної хвороби;
Підвищення кислотності шлункових соків, що сприяє розвитку хвороб шлунково-кишкового тракту(гастрит та виразка);
Подагра;
Кальциноз (відкладення солей Ca у тканинах внутрішніх органів).

Розмірковуючи про негативні наслідкиВживання крейди для їжі, можна дійти невтішного висновку у тому, що вони викликані кількістю і якістю споживаного мінералу.

Який крейда краще для їжі

Люди з нестачею кальцію в організмі часто цікавляться, де купити крейду для їжі, яка краще. Також вони займаються вивченням питання, яка найсмачніша крейда для їжі.

За бажання погризти шматкова крейда зазвичай на думку спадає шкільна крейда для дошки. Однак цей продукт не тільки не принесе користі, але й здатний завдати шкоди через наявність у ньому хімічних добавок. Такі речовини отруюють організм, токсини, що утворилися, порушують роботу внутрішніх органів і псують здоров'я в цілому.

Доведено, що шкільні крейди сушать дихальні шляхи, осідаючи на епітелії гортані. Також вони забивають судини, відбувається вапнування, що призводить до збоїв у функціонуванні серцево-судинноїсистеми.

Тверді частинки, які містять такий вид крейди, здатні подряпати емаль зуба, що неминуче призведе до карієсу. Аналогічно вони діють і на слизову оболонку рота, створюючи в ній мікроскопічні ранки, які непомітні людському погляду. Ці тріщини - прямий шлях до появи запальних процесів та проникнення інфекції в організм.

Потрапляючи в шлунок, шкільна крейда викликає реакцію, схожу на процес гасіння. Така крейда менш смачна порівняно з природним аналогом.