Chemische Formel von Basalt. Ursprung des magmatischen Basaltgesteins

06.08.2019

Welche Eigenschaften haben Granit und Basalt, wie unterscheiden sie sich? Erstens haben diese Rassen unterschiedliche Ursprünge, und zweitens hat jede von ihnen ihre eigene Struktur, die sofort ins Auge fällt. Drittens sind sowohl Granit als auch Basalt stark, aber Basalt ist noch stärker. Dies bedeutet jedoch nicht, dass es viel einfacher ist. Also, das Wichtigste zuerst.

Herkunft und Aussehen

Außerdem eignen sich fein- und mittelkörnige Mineralien gut. Dadurch behält Granit seine Form und seinen Glanz auch unter erheblicher Belastung und Reibung über mehr als ein Dutzend Jahre, weshalb dieses langlebige Material als Verblendung so beliebt ist.

Basaltgestein ist schwerer als Granit, aber auch haltbarer. Seine Dichte beträgt 2520-2970 kg / m³, die Druckfestigkeit beträgt bis zu 400 MPa. Es ist beständig gegen die Einwirkung fast aller chemischen Stoffe, sei es Säure oder Laugen, sowie Temperaturschwankungen bis 1200 ° C.

Es ist merkwürdig, dass Basalt mit seinen Eigenschaften eine hohe Plastizität aufweist. So lassen sich daraus moderne Akustiksysteme herstellen, die feinste Schwingungen von Schallwellen einfangen. Basalt wird auch häufig für Verkleidungsarbeiten, zur Herstellung von Straßendenkmälern, Mineralwolle zur Isolierung von Gebäuden sowie zur Herstellung von Bauschutt, zur Herstellung von Beton und Steinguss verwendet.

Was ist der Unterschied zwischen Granit und Basalt?

Nach Forschungen von Geologen liegt der Hauptunterschied zwischen ihnen in ihrer Herkunft: Fast der gesamte Boden der Weltmeere ist mit Basaltablagerungen bedeckt, während die Gesteine der Kontinente aus Granit bestehen. Eine sachkundige Person wird sie auch nach Farbe unterscheiden. Basaltgestein ist dunkel gefärbt, eher dünn, aber gleichzeitig schwer. Granit hingegen hat eine helle Farbe, relativ leicht und stark, wie ein Fels.

Bei der Bewegung der lithosphärischen Platten der Erdkruste kollidieren die Kontinente mit dem Meeresboden und zerquetschen ihn durch das kontinentale Gesteinsmassiv. Gleichzeitig schmilzt Basalt bei hohen Temperaturen (über 1450 ° C) und sinkt zu Boden, während Granit dagegen an die Erdoberfläche tritt.

Basalt Ist das am häufigsten vorkommende natürliche Gestein, Vulkangestein, das in Form von interstratalen Körpern oder Lavaströmen gefunden werden kann, die nach einem Vulkanausbruch entstanden sind. Reiche Vorkommen befinden sich in Indien, den Vereinigten Staaten und auf den Hawaii-Inseln. Die bekannteste Basaltvorkommen- dies sind Vulkane auf Kamtschatka und den Kurilen sowie Vesuv und Ätna.

Beschreibung: Basaltgestein mit hervorragenden Eigenschaften

Die Basaltstein hat eine schwarze, rauchige, dunkelgraue oder grünlich-schwarze Farbe. Seine Zusammensetzung basiert auf Augit und Feldspat.

Die Dichte des Steins beträgt 2530-2970 kg / m 2 ;. Die Wasseraufnahme reicht von 0,25 bis 10,2 %. Das Poisson-Verhältnis beträgt 0,20-0,25. Spezifische Wärme 0,85 J / kg K bei 0 ° C. Der Schmelzpunkt liegt im Bereich von 1100-1250 ° C, in einigen Fällen erreicht dieser Wert 1450 ° C. Der Widerstand liegt im Bereich von 60-400 MPa.

Chemische und mineralische Zusammensetzung von Basalt

Ins Mineral Basaltzusammensetzung beinhaltet:

Vulkanisches Glas,
Mikrolithen von Plagioklasen,
Titanomagnetit,
Magnetit und Klinopyroxen.

Die Struktur des Minerals ist porphyrisch, glasig oder kryptokristallin aphyrisch. Gesteine der ersten Sorte zeichnen sich durch das Vorhandensein einer geringen Menge an Verunreinigungen schwarzer Pyroxenprismen sowie isometrischer Olivinkristalle aus, die einen gelb-sumpfigen Farbton haben. Solche Einschlüsse können ein Viertel der Gesamtmasse erreichen.

Darüber hinaus in Basaltzusammensetzung Hornblende und Orthopyroxen können vorhanden sein. Das häufigste Begleitmineral ist Apatit.

Basalt wird hauptsächlich aus vulkanischen Lavaströmen abgebaut. Aus dem oberen Teil abgebaute Stücke können sprudeln, da beim Abkühlen des Vulkangesteins Dämpfe und Gase austreten. In den entstandenen Löchern können dann andere Mineralien abgelagert werden, die häufigsten darunter sind Prehnit, Zeolith, Kalzium und Kupfer. Diese Art von Basalt wird Amygdaloid genannt.

Praktische Anwendung von Basalt

Baustoffe aus diesem Stein werden im Bauwesen häufig verwendet, da sie sich auszeichnen durch:

Abriebfestigkeit,
gegen den Einfluss von Laugen und Säuren,
ausgezeichnete Leistung der Wärmedämmung und Schallabsorption, Festigkeit, Hitzebeständigkeit und Feuerbeständigkeit,
hohe Dielektrizität,
Haltbarkeit,
Dampfdurchlässigkeit und
ebenso wichtig, Umweltfreundlichkeit.

Dieses Mineral wird als Baustein, zur Herstellung von Mineralwolle, Spachtelmasse für Beton und Steinguss verwendet. Auch Straßen- und Verblendsteine werden daraus hergestellt, Schotter und säurebeständiges Pulver werden gewonnen. Gegenwärtig fungieren Verkleidungsplatten gleichzeitig mit dem dekorativen Zweck als Isolatoren. Aufgrund seiner Witterungsbeständigkeit eignet sich Basalt gut für die Außenveredelung von Gebäuden sowie zum Gießen von Außenskulpturen.

Herstellung von Basalt und darauf basierenden Produkten

Am häufigsten Basaltproduktion Ist eine Bergbauindustrie. In speziellen Steinbrüchen und Bergwerken wird Gestein abgebaut, auf dessen Basis anschließend verschiedene Produkte hergestellt werden.

In Form von Basaltfasern wird dieses Mineral zur Dämmung von Gebäuden und Dächern, in dreischichtigen Sandwichpaneelen, zur Dämmung von Niedertemperaturgeräten zur Stickstoffgewinnung und zur Bildung von Sauerstoffsäulen, zur Wärme- und Schalldämmung von Rohrleitungen, Öfen, Kaminen verwendet und anderen Kohlenbecken, Kraftwerken und in allgemeinen Gebäuden und Bauwerken für jeden Zweck.

Basalt in geschmolzener Form wird zur Herstellung von Treppenstufen, Formfliesen und anderen Baumaterialien verwendet. Daraus werden Apparate beliebiger Form gegossen, darunter Ständer für Batterien sowie Isolatoren für Netze mit unterschiedlich großen Spannungen. Pulver aus diesem Material wird zur Herstellung von extrudierten verstärkten Produkten verwendet.

Häufige Arten von Basalt

Basaltarten unterscheiden sich vor allem in verschiedenen Indikatoren wie Farbe und Struktur voneinander. Der bekannteste Markenname ist die Sorte namens "Basaltina". Dieses Material ist italienischen Ursprungs, das in der Nähe der Hauptstadt dieses Landes abgebaut wird und seit der Zeit des antiken Roms hauptsächlich für architektonische Zwecke verwendet wird.

Seine Festigkeit ist mit Granit vergleichbar, und seine dekorativen Eigenschaften sind mit denen von Kalkstein vergleichbar. Nach dem Verlegen behält der Stein lange Zeit die Sättigung der Farbpalette. Daher sind die Kosten oft mehr als doppelt so hoch wie der Preis anderer Marken.

Eine andere Sorte ist asiatisch... Es zeichnet sich durch seine dunkelgraue Farbe und den günstigen Preis aus. Es wird häufig für Design- und Architekturzwecke verwendet.

Mauretanischer grüner Basalt hat einen satten dunkelgrünen Farbton mit verschiedenen darin enthaltenen Einschlüssen, die dem Stein ein originelles Aussehen verleihen und gleichzeitig alle physikalischen und mechanischen Eigenschaften beibehalten. Lediglich die Kriterien für Härte und Frostbeständigkeit sind etwas niedriger.

Dämmerungsbasalt wird aus China gebracht. Es ist rauchgrau oder schwarz gefärbt. Es gilt als das stärkste und haltbarste und frostbeständigste unter allen Sorten dieses Minerals. Es ist gut vor negativen atmosphärischen Einflüssen geschützt.

BASALT (lateinische Basalte, Basanite, vom griechischen basanos - Prüfstein; nach einer anderen Version von äthiopischem Basal - eisenhaltiger Stein * englischer Basalt, basaltisches Gestein; deutscher Basalt; französischer Basalt; spanischer Basalt) - ergießendes känotypisches, überschwängliches Analogon. Basaltfarbe ist dunkel bis schwarz. Besteht hauptsächlich aus den Hauptmineralien, monoklinen und akzessorischen Mineralien usw. Basaltstrukturen - intersertal, aphyrisch, seltener hyalopilitisch, Texturen - massiv oder porös, amygdaloid. Je nach Korngröße werden sie unterschieden: die grobkörnig -, die feinkörnig - Anamesit, die feinkörnig - der Basalt selbst. Paläotypische Analoga von Basalt -.

Chemische Zusammensetzung des Basalts

Mittlere chemische Zusammensetzung von Basalt nach P. Daly (%): SiO 2 - 49,06; TiO 2 1,36; Al 2 O 3 - 15,70; Fe 2 O 3 - 5,38; FeO - 6,37; MgO 6,17; CaO 8,95; Na 2 O - 3,11; K 2 O - 1,52; MnO 0,31; P2O5 0,45; H 2 O - 1,62. Der Gehalt an SiO 2 im Basalt reicht von 44 bis 53,5%. Je nach chemischer und mineralischer Zusammensetzung unterscheidet man olivin-ungesättigt mit Kieselsäure (SiO 2 ca. 45%) und Olivin-freie oder mit einem unbedeutenden Gehalt an Olivin, schwach mit Kieselsäure gesättigt (SiO 2 ca. 50%) tholeiitische Basalte.

Physikalische Eigenschaften von Basalt

Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Basalt sind sehr unterschiedlich, was durch die unterschiedliche Porosität erklärt wird. Basaltische Magmen mit niedriger Viskosität sind leicht mobil und zeichnen sich durch eine Vielzahl von Vorkommensformen (, Strömungen, Gesteinsschichten) aus. Basalt zeichnet sich durch säulenförmige, seltener kugelförmige Verbindungen aus. Olivinbasalte sind auf dem Grund der Ozeane, ozeanischen Inseln (Hawaii) bekannt und in gefalteten Gürteln weit verbreitet. Toleitische Basalte besetzen weite Gebiete (Formationen Sibiriens). Erzlagerstätten sind mit den Gesteinen der Fallenformation (Sibirien) verbunden. In den basaltischen Porphyriten aus Mandelstein der Oberseeregion ist eine Lagerstätte bekannt.

Basaltdichte

Basalt 2520-2970 kg / m³. Porositätskoeffizient 0,6-19%, Wasseraufnahme 0,15-10,2%, Druckfestigkeit 60-400 MPa, Abrieb 1-20 kg/m², Schmelzpunkt 1100-1250°C, teilweise bis 1450°C, spezifische Wärme 0,84 J/kg .K bei 0 °C, Youngscher Modul (6,2-11,3) 0,104 MPa, Schermodul (2,75-3,46) 0,104 MPa, Poissonzahl 0,20-0,25. Die hohe Festigkeit von Basalt und der relativ niedrige Schmelzpunkt führten zu seiner Verwendung als Baustein und Rohstoff für Steinguss und Mineralwolle.

Basaltanwendung

Die Verwendung von Basalt - Basalt wird häufig verwendet, um Straßen- (Seiten- und Pflastersteine) und Verblendsteine, säurebeständiges und alkalibeständiges Material zu erhalten. Die Industrieanforderungen an die Qualität von Basalt als Rohstoff für Schotter sind die gleichen wie für andere magmatische Gesteine. Zur Herstellung von Mineralwolle wird meist Basalt im Batching verwendet. Es wurde festgestellt, dass die Schmelztemperatur der Rohstoffe 1500 ° C nicht überschreiten sollte und die chemische Zusammensetzung der Schmelze durch die folgenden Grenzen (%) geregelt wird: SiO 2 - 34-45, Al 2 O 3 - 12-18, FeO bis 10, CaO - 22-30, MgO - 8-14, MnO - 1-3. Basaltsteingießereiwerkstoffe haben eine hohe Chemikalien- und Abriebbeständigkeit, eine hohe Dielektrizitätskonstante und werden in Form von Boden- und Verkleidungsplatten, Rohrleitungsauskleidungen, Zyklonen sowie verschiedenen Isolatoren verwendet.

B für Schotter 50 mit Industriereserven von 40 Mio. m³ erkundet. Zwei Basaltvorkommen mit kommerziellen Reserven von 6,5 Mio. m³ wurden für Verblendsteine erkundet (,). Die jährliche Basaltproduktion beträgt über 3 Mio. m³. Im CCCP konzentrieren sich Basaltvorkommen hauptsächlich in Armenien, Ostsibirien und im Fernen Osten. Basaltdecken in den östlichen Regionen der Vereinigten Staaten bilden große Vorkommen in den Bundesstaaten New York, New Jersey, Pennsylvania, Connecticut (die größten und Steinbrechanlagen).

BASALT, ein keramisches Material mit hohen mechanischen, physikalischen, elektrischen und chemischen Eigenschaften, das durch thermische Bearbeitung des gleichnamigen Gesteins gewonnen wird.

1. Basalt als Gestein... Basalt bzw. Basalte sind typische magmatische (effusive) Grundgesteine tiefen Ursprungs und jungen, überwiegend tertiären Alters. Basalt ist weithin bekannt für die malerischen Ablösungen, die er in Form von 6-seitigen (und manchmal 3- oder 5-seitigen) Prismen von 3-4 m Länge mit senkrecht zu den Seiten verlaufenden Ebenen bildet (Abb. 1); es findet sich auch in Form von natürlichen Steinplattentreppen, muschelförmigen Kugelfugen und anderen äußerst malerischen Felsen.

Basalt ist ein dunkles Gestein, manchmal grauschwarz, manchmal bläulich; manchmal ist es grünlich oder rötlich. Schon der Name "Basalt" ist alten Ursprungs und bedeutet in der äthiopischen Sprache "dunkel", "schwarz". Diese Rasse ist in ihrer zarten Konstitution sehr homogen. Dicht und extrem hart, hat es in verschiedenen Fällen eine unterschiedliche Kornreihenfolge. Grob- und mittelkörnige Sorten werden als Dolerite, feinkörnig - Anamesite und sehr feinkörnig - Basalt selbst bezeichnet. Der Unterschied in der Textur von Basalt bei gleicher Schüttzusammensetzung erklärt sich durch die Bedingungen für die Erstarrung von magmatischem Magma (Abkühlgeschwindigkeit, Druck usw.). Die petrographische Zusammensetzung von Basalt kann stark variieren, jedoch werden die Mineralien, aus denen der Basalt besteht, durch petrographische Äquivalente ersetzt, wodurch der Basalt als Gestein seinen Habitus sehr konstant beibehält. Unter dem Mikroskop erscheint Basalt als glasige Grundmasse ("Basis") mit mikrofluidischer Zugabe. Die Basis enthält zahlreiche Kristalle von Feldspat, Olivin, magnetischem Eisenerz und anderen weniger charakteristischen Mineralien. Je nach Gehalt an mineralischen Einschlüssen, die durch die Basis zementiert sind, werden Basalte unterschieden: Plagioklas, Leuzit, Nephelin und Melilit. Tatsächlich ist es üblich, die ehemaligen Basalte, also solche, die kalkhaltiges Feldspat, Augit und Olivin enthalten, zu nennen. Basalt ist chemisch mit Gabbro (G.) und Diabas (D.) verwandt. Die chemische Massenanalyse von plateaubildendem Basalt ist laut Washington durch folgende Daten gekennzeichnet:

Basalt zeichnet sich durch eine erhebliche Radioaktivität aus: Er enthält 0,46 10 -3 bis 1,52 ∙ 10 -3% Thorium und 0,77 10 -10 bis 1,69 ∙ 10 -10% Radium. Flachere Basaltsorten sind saurer und gehen allmählich zu Daziten, Trachyten usw. über. Nach neuesten Erkenntnissen ist Basalt ein Material, das eine harte Schale der Erde bildet: unter den Kontinenten 31 km dick und unter den Ozeanen - ab 6 km oder mehr; diese Hülle schwimmt auf einer viskos-flüssigen darunterliegenden Basaltschicht ("Substrat"). Daher wird angenommen, dass Basalt überall ist. Was die Erdoberfläche selbst betrifft, so sind die Aufschlüsse dieses Gesteins sehr zahlreich. Außerhalb der UdSSR gibt es sie: in der Auvergne, am Rheinufer, in Böhmen, Schottland und Irland, auf der Insel Island, in den Anden, auf den Antillen, auf der Insel St. Elena und in verschiedenen anderen Ortschaften. Im Norden, Westen und Südosten der Mongolei gibt es viele Basaltvorkommen. Innerhalb der UdSSR ist Basalt im Kaukasus und Transkaukasien sowie im Norden Sibiriens im Einzugsgebiet des Flusses verbreitet. Vitim. In naher Zukunft könnten die folgenden Lagerstätten von größtem Interesse sein: Berestovetskoye - Bezirk Volyn der Ukrainischen SSR, Isachkovsky - Poltava District der Ukrainischen SSR, Mariupol - Mariupol District der Ukrainischen SSR, Tschiaturskoje, Beloklyuchinskoye, Manglisskoye und Saganlugskoye, Ajaris -Tskhalskoye - Georgische SSR, Erivan SSR Olonets Diabas vom Ufer des Onega-Sees.

2. Eigenschaften von natürlichem Basalt... Die direkte Nutzung von Naturbasalt und seine Weiterverarbeitung setzen ausreichende Kenntnisse seiner mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften voraus. Diese Eigenschaften hängen jedoch stark von der Zusammensetzung und Textur des Basalts ab und variieren daher je nach Lagerstätte stark. Wenn wir allgemein über Basalt sprechen, dann sind die Eigenschaften seines m. B. sind nur durch die Grenzen der entsprechenden Konstanten gekennzeichnet. Die unten aufgeführten Daten für Basalt werden teilweise mit den Daten für Diabas und Gabbro verglichen. Scheinbares spezifisches Gewicht (Stück): 2,94-3,19 (B.), 3,00 (D.), 2,79-3,04 (G.). Wahres spezifisches Gewicht (Pulver) ca. 3,00 (B.). Porosität in Volumen-%: 0,4-0,5 (B.), 0,2-1,2 (D.), 3,0 (G.). Wasseraufnahme: 0,2-0,4 Gew.-% und 0,5-1,1 Vol.-% (B.). Die Masse von 1 m 3 trockenem Basalt beträgt etwa 3 Tonnen Druckfestigkeit in kg / cm 2: 2000-3500 (B.), 1800-2700 (D.), 1000-1900 (G.). Wenn die Druckfestigkeit von trockenem Basalt mehr als 3000 beträgt, beträgt die Druckfestigkeit von trockenem Basalt mehr als 2500 und bei einem Frost von 25 ° mehr als 2300. Verschleißfestigkeit ("Härte", berechnet nach der Formel: p = 20-w / 3, wobei w die Masse ist, die unter normierten Bedingungen bei 1000 Umdrehungen der Schleifscheibe verloren geht) ist durch die Zahlen 18-19 (B., D., G.) gekennzeichnet. Schlagzähigkeit ("Kompaktheit") beim Testen von standardisierten Proben: 6-30 (B., D.) und 8-22 (G.). Basalt hat eine höhere Härte als Stahl. Der Elastizitätsmodul in (D cm –2) × 10 –11 beträgt 11 (G.) und 9,5 (D.). Das volumetrische Kompressionsverhältnis pro 1 kg bei einem Druck von 2000 kg/cm 2 beträgt 0,0000018 (B.) und 0,0000012 (D.) und bei einem Druck von 10000 kg/cm 2 beträgt 0,0000015 (B.) und 0,0000012 (D. ). Der Beginn des Schmelzens von normalem Olivinbasalt liegt bei einer Temperatur von etwa 1150°, und der flüssige Schmelzzustand beginnt bei einer Temperatur von etwa 1200°. Das geschmolzene Gestein hört beim Abkühlen auf 1050 ° auf zu fließen. Saure Gesteine haben einen höheren Schmelzpunkt, und dieser steigt mit dem Kieselsäuregehalt. Insbesondere der Basalt der Lagerstätte Adjaris-Tskhal (Dacitobasalt - nach Abikh oder Trachyandesit - nach neuen Definitionen) erweicht bei 1180 °, hat bei 1260 ° die Konsistenz von dickem Honig und verflüssigt sich bei 1315 ° vollständig (die Versuche des Autors in der Materialwissenschaftlichen Abteilung des SEEI). Die spezifische Wärmekapazität von Syrakus-Basalt für verschiedene Temperaturen ist in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Kristallisationswärme von Basalt beim Übergang vom amorphen in den kristallinen Zustand 130 Cal. Während der Kristallisation verringert sich das Volumen um 12% im Vergleich zum Volumen des Basalts bei einer Temperatur von 1150°. Die spezifische Wärmeleitfähigkeit von Basalt in Gramm-Kalorien beträgt etwa 0,004. Wärmeausdehnungskoeffizient des Basalts: 0,0000063 (bei 20-100°), 0,00009 (bei 100-200°) und 0,00012 (bei 200-300°).

Basalte sind chemisch widerstandsfähige Gesteine: atmosphärische Agenzien verwitterten in Garys Experimenten in 18 Monaten von 1,5 bis 0,8 mg / cm 2 Basalt, während grauer Kalkstein unter den gleichen Bedingungen 22,7 mg / cm 2 verlor. Der Verwitterungsverlauf von Basalt und Diabas ist in einem Vergleichsdiagramm dargestellt (Abb. 2).

Die Zahl auf der oberen waagerechten Linie gibt die Grammzahl des verwitterten Gesteins an, die entnommen werden muss, damit sie die Komponente enthält, die der Bezeichnung der betreffenden waagerechten Linie entspricht, so viel wie dieser Teil in 100 g frischem Gestein enthalten ist . Dass. alle Punkte rechts von der Senkrechten 100 bezeichnen eine Erschöpfung des entsprechenden Teils und die links davon eine Anreicherung. Folglich wird Basalt während der Verwitterung an Kieselsäure und Aluminiumoxid angereichert und wird an Alkalien, Erdalkalien und Eisen in allen Formen ärmer, während Diabas an Eisenoxid und Natrium angereichert wird. Dieser Umstand spricht offenbar gegen Diabas als Dämmstoff.

3. Gründe für die Verarbeitung von Basalt... Die Eigenschaften von natürlichem Basalt machen ihn zu einem hervorragenden Baumaterial, das haltbarer als Granit ist. Basalt wird seit langem verwendet. Die extreme Schwierigkeit, Basalt zu verarbeiten und in relativ schmale Prismen zu teilen, zwang jedoch zu einer besonderen Art der geometrischen Formgebung.

Es lag nahe, darüber nachzudenken, dieses Gestein zu verschmelzen, da es selbst feurigen Ursprungs ist. Aber es reicht nicht, den Basalt zu schmelzen: Beim schnellen Abkühlen ergeben Abgüsse daraus eine glasige Masse, ähnlich den natürlichen Hyalobasalten, brüchig und technisch nicht anwendbar (Abb. 3 und 4).

Die Hauptaufgabe der Basaltproduktion ist die Wiederherstellung des feinkörnigen Gehalts des umgeschmolzenen Basalts, die sogenannte Regeneration (Abb. 5).

Die Idee der Möglichkeit, Gesteine zu schmelzen und in ihre ursprüngliche Form wiederherzustellen, entstand im 18. Jahrhundert. Schon 1801 gelang dem Schotten James Goll das Umschmelzen von Basalt und stellte insbesondere fest, dass Basalt und Laven beim Schmelzen und schnellen Abkühlen Glas ergeben, während beim langsamen Abkühlen eine steinige Masse mit Spuren einer kristallinen Struktur entsteht ; das ist das grundprinzip der feurigen lavaverarbeitung. Besonders bemerkenswert sind die Erfahrungen des Schotten Gregory Watt, der das Ausmaß der Verhüttung erweitert hat. Das Schmelzen eines Basaltklumpens von mehr als 3 Tonnen dauerte 6 Stunden und das Abkühlen unter dem Schutz langsam brennender Kohle dauerte 8 Tage. Watt beschrieb die Produkte dieser langsamen Abkühlung: schwarzes Glas auf der Oberfläche; wenn man tiefer in die erstarrte Masse vordringt, erscheinen gräuliche Kugeln, die sich zu Bündeln gruppieren; dann wird die Struktur strahlend; noch tiefer hat die Substanz einen steinigen und dann körnigen Charakter, und schließlich wird die Masse von Kristallplättchen durchdrungen. Dass. die Möglichkeit des Schmelzens und Regenerierens von magmatischen Gesteinen wurde festgestellt. Aber mangels einer ausreichend großen Nachfrage nach umgeschmolzenem Basalt für die Industrie gerieten die beschriebenen Versuche in Vergessenheit. 1806 Dobre und dann 1878 kehrten F. Fouquet und Michel Levy zum Schmelz- und Regenerationsprozess zurück. Sie haben es geschafft, fast alle Gesteine feurigen Ursprungs zu reproduzieren und fanden heraus, dass dies keine extremen Temperaturen oder mysteriösen Mittel erfordert, sondern es geht darum, die richtige Art des Schmelzens und Glühens zu finden. Nach dem Abkühlen verwandelt sich das geschmolzene Silikat in Glas, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als der Schmelzpunkt des ursprünglichen Minerals. Um letzteres wiederherzustellen, ist es erforderlich, die Glasmasse bei einer Temperatur zu glühen, die über dem Schmelzpunkt des Glaskörpers, jedoch unterhalb des Schmelzpunktes des kristallinen Minerals liegt. Der Temperaturbereich dieser Schmelzpunkte ist der Bereich, in dem die Regenerierung von Silikat oder Alumosilikat möglich ist; dieses Intervall m. b. eher unbedeutend. Wenn es nicht um ein einzelnes Mineral geht, sondern um einen Satz von 5-6 Mineralien, die ein kristallines Gestein bilden, dann müsste der Glühmodus mit mehreren Stufen eingestellt werden, und jedes Mineral hätte seinen eigenen Stopp im Abkühlungsprozess. In der Praxis liegen diese Schritte jedoch so nah beieinander, dass Sie sich auf zwei Stationen beschränken können. In Bezug auf Basalt ergibt die erste Glühung mit rot-weißem Glühen die Kristallisation von Eisenoxid und Peridot und die zweite mit kirschroter Kristallisation anderer Mineralien des Gesteins.

Die ersten Versuche zur industriellen Verhüttung von Basalt wurden 1909 von Ribb unternommen, und der Ingenieur L. Dren fand verschiedene Anwendungen für Schmelzbasalt. Zur industriellen Umsetzung von Schmelzprozessen wurde 1913 die Compagnie Generate du Basalte in Paris und in Deutschland - Der Schmelzbasalt A.-G., in Linz am Rhein; dann fusionierten beide Gesellschaften unter dem gemeinsamen Namen "Schmelzbasalt A.-G.", oder "Le Basalte Fondu". Derzeit gibt es in Frankreich zwei Fabriken, die hl produzieren. arr. Elektro- und Bauprodukte sowie in Deutschland für die chemische Industrie.

4. Herstellung von Schmelzbasalt... Brechen. Das Vorkommen von Basalt ist unterschiedlich und daher ist sein Brechen nicht immer gleichmäßig. Bei Abbrucharbeiten wird plattenartiger Basalt aus Decken oder Felsen abgebaut. Säulenförmige Basaltprismen können mittels Keilen und Hebeln gelöst werden. Die Entwicklung erfolgt in Stufen, wobei aufeinanderfolgende Schichten in Reihen natürlicher Schichten entfernt werden.

Sich trennen . Gebrochener Basalt wird im Freien gelagert. Zum Schmelzen wird es in Black oder Gets Brechern zerkleinert. Dann werden die Stücke nach Größe sortiert und der Feinanteil geht an die Betonmasse.

Umschmelzen. Der zerkleinerte Basalt wird Schmelzschmieden zugeführt, die verschiedene Erhitzungsmethoden anwenden. Die am besten geeigneten Öfen sind Elektro-, Gas- (Gasgenerator oder mit Zündgas) und Öfen mit Öldüsen. Die Elektroschmelzanlage besteht aus einem stationären Elektrodenofen und einem mobilen Auffangbehälter auf Rädern, der dem Transport von flüssigem Basalt durch die Gießerei dient; dieser Receiver ist auch ein kleiner Elektrodenofen. Beide Ofentypen werden mit zweiphasigem Strom betrieben. Der Ofenboden ist aus feuerfestem Material und hat seitlich eine Düse zum Austrag der Schmelze, die von der Vorlage in die Kokillen oder zum Gießen durch einfaches Kippen der Vorlage absinkt. Bei anderen Öfen wird die Kehle geneigt ausgeführt, so dass die Beschickung des Herdes und das Austragen der Schmelze in einem kontinuierlichen Verfahren erfolgen. Die Produktivität der beschriebenen Öfen beträgt 3 bis 50 Tonnen pro Tag. Das Pariser Werk - ein handwerklicher Großbetrieb - verfügt über 4 Öfen mit einer Kapazität von jeweils 80 kg, die kontinuierlich betrieben und mit Stadtgas beheizt werden; das Aufschmelzen erfolgt bei 1350°. Ein weiteres französisches Werk in Puy wird mit Strom betrieben. Kontinuierliche Produktionskapazität - 8 Tonnen pro Tag.

Gießen. Der geschmolzene Basalt wird direkt aus den Öfen in Formen oder Formen gegossen oder in die Gießereien gebracht. Zum Gießen werden entweder Sandbinder oder Stahlformen verwendet. Die ersten sind viel billiger, aber sie sind nicht in allen Fällen anwendbar, da die Produkte stumpf und rau herauskommen. Stahlformen verleihen Produkten eine glänzende Oberfläche, sind aber relativ teuer. Bei sorgfältigem Guss ist der Guss sauber; ansonsten sind Schlieren und Unregelmäßigkeiten sichtbar, die jedoch in vielen Fällen die Verwendung des Produkts nicht verhindern.

Wärmebehandlung... Fast unmittelbar nach dem Gießen werden die noch kirschroten Produkte aus den Formen entnommen und in Glühherdöfen, ähnlich wie bei herkömmlichen Härteöfen, überführt. Je nach Verwendungszweck und Größe bleiben die Produkte mehrere Stunden bis mehrere Tage im Ofen. Die anfängliche Glühtemperatur beträgt etwa 700°. Der Ofen wird bestrichen und langsam abgekühlt; das schmachten im ofen dauert je nach größe der produkte und ihrer gewünschten qualitäten mehrere stunden bis 10-14 tage. Bis zu 35 solcher Öfen gibt es im Werk Paris.

Abschluss. Nach dem Abkühlen sind die Produkte gebrauchsfertig. Um ihnen das richtige Aussehen zu verleihen, werden sie mit Stahlbürsten von der Plakette gebürstet. Wenn eine höhere Genauigkeit der ebenen Kanten erforderlich ist, wird die Schlichtung an Kreisen mit Basaltbasis durchgeführt.

Produktionskosten... Die Herstellung von geschmolzenem Basalt erfordert keine hochqualifizierten Arbeitskräfte oder teure Ausrüstung. Die Hauptproduktionskosten in unseren Bedingungen sind für die Lieferung von Material, wenn es aus dem Kaukasus gebracht wird, und für Energie. Beim Arbeiten mit Gas werden pro 1 kg Basaltfertigprodukte ca. 900 Cal benötigt, also ca. 1/4 - 1/3 m 3 Gas; Beim Arbeiten mit elektrischer Energie wird pro 1 kg Produkte etwa 1 kWh verbraucht. Dass. Die Kosten für Basaltprodukte, beispielsweise Isolatoren, sind viel niedriger als bei Porzellan. In Frankreich ist der Verkaufspreis von Basaltisolatoren 10-15% niedriger als der von Porzellanisolatoren und für größere - 25-30%. Je größer die Artikel, desto größer die Preisdifferenz zwischen Basalt und Porzellan. Allerdings gibt es Anlass, die oben genannten Abweichungen bei den Verkaufspreisen aufgrund des gestiegenen Gewinns der Basaltproduktion als Neugeschäft als deutlich unterschätzt zu betrachten.

Schmelzbasaltproduktion in der UdSSR... Die Basaltindustrie hat mit ihren enormen technischen und wirtschaftlichen Vorteilen und teilweise, wie beispielsweise bei der Elektrifizierung von Eisenbahnen, fast unersetzlich, die Aufmerksamkeit der Fach- und Industriekreise auf sich gezogen. Experimente mit dem Schmelzen von Basalt und anderen Gesteinen, durchgeführt im Auftrag des Glavelektro VSNKh in der Abteilung für Materialwissenschaften des SEEI und dann am Staatlichen Elektrotechnischen Institut, Experimente zum Schmelzen von Diabas im Bergbau- und Metallurgielabor, und im Interesse des Obersten Ökonomischen Der Rat von Georgien und Armenien in dieser Branche kann als Vorbote der schnellen Entwicklung des Basaltgeschäfts angesehen werden. Aus wirtschaftlicher Sicht ist d. B. Es wurde eine sehr günstige natürliche Kombination von günstigen Faktoren festgestellt: Die Möglichkeit des Basaltabbaus fällt geografisch sehr oft mit der Verfügbarkeit von Wasserkraftquellen für seine Verarbeitung zusammen, dh mit einem regionalen Kraftwerk, für das Basaltisolatoren benötigt werden, und mit Zentren von elektrochemische Produktion, die feuersäurebeständige Basaltausrüstung benötigt. Der angedeutete Zufall in Verbindung mit der Rentabilität kleiner Basaltfabriken und den vergleichsweise hohen Transportkosten lässt in Zukunft ein Netz kleiner Basaltfabriken im ganzen Land voraussehen.

5. Eigenschaften von recyceltem Basalt... Umgeschmolzener und aufgearbeiteter Basalt hat im Allgemeinen die Eigenschaften von natürlichem, jedoch in verbesserter Form (siehe Abb. 3 und 5).

Mechanische Eigenschaften: a) Druckfestigkeit - etwa 3000 kg / cm 2; b) Die mit einer sandbestäubten Derry-Mühle getestete Verschleißfestigkeit betrug im Mittel 0,9 mm nach 1000 Umdrehungen; c) Basalt weist eine hohe Viskosität auf, bricht nicht leicht und Basaltisolatoren und andere Produkte können praktisch als unzerbrechlich angesehen werden. Im Vergleich zu Porzellan ist Basalt 2-4 mal weniger zerbrechlich; unterschiedliche Werte dieser Menge hängen vom Glühmodus ab; das Vorhandensein von Verunreinigungen Zerbrechlichkeit m. b. stark erhöht; d) Die Zugfestigkeit wurde an Basaltträgern für den dritten Bus der elektrischen Eisenbahnen getestet. und zum Vergleich wurden die gleichen Sandsteinträger getestet; der Bruch von Basaltprodukten wurde bei 3700-4700 kg beobachtet und der Bruch derselben Produkte aus Sandstein - bei 1200 kg.

Thermische Eigenschaften: a) umgeschmolzener Basalt widersteht Temperaturschwankungen, auch scharfen; eine 8 mm dicke Basaltplatte, die abwechselnd in kochendes Wasser und in kaltes Wasser getaucht wurde, zeigte keine Anzeichen von Rissen; Isolatoren, die der Sonne ausgesetzt und dann einem Gewitter ausgesetzt waren, sowie Isolatoren, die nach den Regeln der französischen Union der elektrischen Syndikate getestet wurden (plötzlicher Übergang von Wasser bei 65 ° zu Wasser bei 14 °) zeigten keine Änderung der elektrischen Eigenschaften; die Obergrenze des thermischen Intervalls kann weiter erhöht werden; b) im Moment der Erstarrung ermöglicht der Basalt das Stanzen oder andere Einbringen von Eisenteilen jeglichen Volumens und haftet fest an ihnen, ohne dass eine Zementierung erforderlich ist; c) Basalt kann erheblicher Hitze standhalten, ohne Brüche, Risse, "Ermüdung" oder "Alterung" zu zeigen; d) Basalt kann aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit als Wärmeisolator dienen.

Hygroskopizität... Basalt ist ziemlich kompakt und mit autogener Glasur bedeckt, absolut wasserfest und nicht hygroskopisch.

Elektrische Eigenschaften: a) Basalt hat eine signifikante elektrische Festigkeit: Für Brückenbasalt stellte sich heraus, dass sie etwa 32 kV / cm bei einer Plattendicke von 18 mm betrug, und für speziellen Elektrobasalt, sowohl wärmebehandelt als auch verglast, von 57 bis 62 kV / cm bei gleicher Dicke; b) wenn ein Durchbruch auftritt und sich ein starker Lichtbogen bildet, wird der Basaltisolator dadurch immer noch nicht beschädigt, da nach dem Erlöschen des Lichtbogens die Durchbruchstelle schwimmt und der Isolator spurlos heilt; c) Basaltisolatoren werden, wenn sie selbst verarbeitet werden, mit einer glasartigen Basaltglasur von 1,5 bis 2 mm Dicke bedeckt, die sich allmählich nach innen zu körnigem Basalt umwandelt; Diese Glasur ist eine ausgezeichnete Barriere gegen elektrische Leckage an der Oberfläche und schützt Isolatoren und andere Produkte vor Hygroskopizität und atmosphärischen Einflüssen; Da die Zusammensetzung identisch mit der Zusammensetzung des Isolators selbst ist, haftet die Glasur wie ein homogener Körper und ist daher nicht riss- oder abblätterungsgefährdet. Außerdem wird bei einer gewaltsamen Beschädigung dieser Glasur eine Substanz gleicher Zusammensetzung freigelegt, so dass die angegebene Beschädigung für den Isolator nicht tödlich ist.

Chemische Eigenschaften... Chemisch sind Basaltprodukte französischen Quellen zufolge sehr stabil; im Tisch. 1 zeigt Daten zur Wirkung verschiedener Reagenzien auf verarbeiteten Basalt.

Weitere Testdaten sind in der Tabelle angegeben. 2.

Aussehen . Umgeschmolzener, aber ungeglühter Basalt ähnelt Glas: Er hat einen glänzenden Bruch, eine braun-schwarze Farbe und ist zerbrechlich. Nach dem Glühen erhält der umgeschmolzene Basalt eine schwarze oder dunkle Farbe, einen matten feinkörnigen Bruch und die Viskosität von natürlichem Gestein. Das äußere Erscheinungsbild der Produkte ist abhängig vom Material der Form und der Form (siehe Punkt 4).

In Bezug auf mechanische Festigkeit, thermische und chemische Beständigkeit, hohe und besondere elektrische Eigenschaften, Billigkeit und relativ einfache Verarbeitbarkeit sollte verarbeiteter Basalt als eines der bemerkenswertesten Materialien in der Elektrotechnik anerkannt werden.

6. Die Verwendung von recyceltem Basalt... Die Basaltindustrie ist derzeit noch zu jung, um alle Anwendungen des neuen Materials vorauszusehen. Bisher wurde Folgendes skizziert: a) in Netzen mit hohen Strömen von Hoch- und Niederspannung - lineare Isolatoren im Freien (Abb. 6),

Stützisolatoren, Isolatoren des dritten Strombusses w. usw. und U-Bahnen (Abb. 7), Ausgangsisolatoren bei Hochspannung;

b) in Schwachstromnetzen und im Funkverkehr - Telegraphen- und Telefonisolatoren, Abziehisolatoren und andere Isolierteile für Antennen; c) in der elektrochemischen Industrie - Isolatorständer für Batterien, Geschirr, Bäder usw.; d) in der allgemeinen chemischen Industrie - säurebeständige Geräte, einschließlich aller Arten von Geschirr, Bädern, Wasserhähnen, Propellern usw., Geräte für Temperaturen bis 1000°; e) im Bauwesen - Isolierbrücken (Abb. 8), Brücken-, Treppen-, Wand- und Bodenverkleidungen, insbesondere bei Säuredämpfen usw.

Leitungsisolatoren... Angesichts des außerordentlichen Interesses von Basalt in der Elektrotechnik präsentieren wir die Testdaten im Pariser Zentralen Elektrolabor von zehn Isolatoren mit darin eingebetteten Eisenstiften, von denen fünf zuvor einem thermischen Test unterzogen wurden (siehe Abschnitt 5). . Im Trockentest traten die ersten über den Isolator gleitenden Funken bei 32,5-38 kV auf, der Lichtbogen wurde bei 35-43 kV gebildet, der Durchschlag der Schürze wurde bei 40 kV und der Halsdurchschlag bei 37,5-39,5 kV erreicht. Ein Nasstest unter künstlichem Regen erzeugte einen Lichtbogen bei 18-20 kV, gefolgt von 30 Sekunden später. der Isolator brach durch. Ein Test unter Öl ergab eine Durchbruchspannung von 35-58 kV. Die Prüfung von Abzugsisolatoren mit Wechselspannung, die vor dem Durchschlag angehoben wurde und dann unmittelbar nach dem Durchschlag bis zu einem erneuten Durchschlag wieder anzusteigen begann, und damit 4-mal, ergab die in der Tabelle aufgeführten Ergebnisse. 3.

Telegraphen-Isolatoren... Durch das Testen von Hochstrom-Basalt-Isolatoren, ähnlich denen von Telegraphen, die an der Moskauer wissenschaftlichen Test-Telegraphenstation hergestellt wurden, ist der elektrische Oberflächenwiderstand von Basalt-Isolatoren deutlich höher als der der entsprechenden Porzellanisolatoren; aber bei Regentests erholte sich die Beständigkeit von Basalt etwas langsamer als die von Porzellan. Dies lag wahrscheinlich an der rauen Oberfläche der getesteten Hochstromisolatoren, für die die Telegrafenanforderungen nicht berücksichtigt wurden.

7. Andere Verwendungen von Basalt... Neben der Verwendung von Naturbasalt als Baustoff und Schotter und der Verwendung von thermisch aufbereitetem Basalt in verschiedenen Industrien werden Basalt und verwandte Gesteine auch als fester Bestandteil in der Keramik- und Glasherstellung verwendet. So wird Borjomi-Andesit seit mehreren Jahren zur Herstellung von Glas für Flaschen unter Borjomi-Mineralwasser verwendet, was ihm Festigkeit und dunkle Farbe verleiht. Die englische Wedgwood Porzellanmanufaktur produziert seit langem Steingut mit einer nach Gewicht schwarz unglasierten und leicht polierbaren Scherbe, der sogenannten. "Basalt" oder "Ägypter" - die Masse dafür enthält Basalt.

Basalt (von griechisch βασικός - basisch) ist ein überschäumendes Eruptivgestein basischer Zusammensetzung. Die Basaltgesteinsschicht ist in der Erdkruste isoliert und erstreckt sich sowohl auf die kontinentale als auch auf die ozeanische Kruste. Basalt ist ein überschwängliches Analogon von Gabbro.

Dunkle Farbe: schwarz, dunkelgrau. Struktur: dicht, feinkörnig. Die Textur ist porös, amygdala oder massiv. Der Bruch ist ungleichmäßig. Rau im Griff. Spezifisches Gewicht 2,6-3,11 g / cm 3. Härte auf der Mohs-Skala von 5 bis 7. Schmelztemperatur 1100 - 1450 ° C. Die Druckfestigkeit des Gesteins erreicht 400 MPa. Die Form der Gesteinsbettung ist am häufigsten: Bäche, Abdeckungen, Kuppeln, Deiche. Trennformen sind Säulen- oder Kalkstein.

Merkmale... Basalt zeichnet sich durch eine dichte, feinkörnige Struktur, ungleichmäßigen Bruch, dunkle (meist schwarze) Farbe, hohe Dichte aus.

Basaltzusammensetzung

Mineralogische Zusammensetzung von Basalt. Die Zusammensetzung ist ohne Mikroskop schwer zu bestimmen. Unter dem Mikroskop wird eine Zusammensetzung ähnlich der von Gabbro beobachtet. Basalt besteht aus Olivin, Augit und Feldspat (Plagioklas).

Chemische Zusammensetzung... SiO 2 45-52%, Al 2 O 3 15-18%, Fe 3 O 4 8-15%, CaO 6-12%, MgO 5-7% usw.

Sorten und Fotos von Basalt

Fangen- Basalt mit Nahttrennung.
Dolerit- grobkörniger Basalt.

Herkunft der Basalte

Basaltbildung findet beim Ausgießen und Erstarren basischer Lava (SiO 2 -Gehalt 45-52 %) sowohl an der Oberfläche der Kontinente als auch in den Tiefen der Ozeane statt. Basalte sind das am häufigsten vorkommende Eruptivgestein auf dem Planeten, dessen Großteil in den Ozeanen in den mittelozeanischen Rücken gebildet wird und die Basis ozeanischer tektonischer Platten (ozeanischer Kruste) bildet.

Basalte durchlaufen nach ihrer Entstehung praktisch keine Sekundärprozesse, da sie ein typisches kainotypisches Vulkangestein sind. Bei hydrothermalen Prozessen wird Olivin durch Serpentin und Plagioklas durch Serizit ersetzt, das Gestein wird chloriert und bekommt einen grünlichen Farbton. Solche Veränderungen sind hauptsächlich für Basalte typisch, die in mittelozeanischen Rücken gebildet werden.

Durch Metamorphose verwandeln sich Basalte je nach Bedingungen in Amphibolite, Grün- und Blauschiefer.

Basaltanwendung

Basalt wird als Bau-, Verkleidungs-, säurebeständiges Material sowie als Rohstoff für den Steinguss verwendet. Die Zugabe von Basaltfasern (Späne) erhöht die Schlagzähigkeitseigenschaften von Betonprodukten um das 5-fache.

Das Gestein wird zur Herstellung eines weit verbreiteten wärmedämmenden Materials verwendet - Steinwolle oder, wie es auch genannt wird, Basaltfaser. Für die Herstellung von Basaltwolle wird Basaltschotter in den Zustand flüssiger Lava zurückgeführt - er wird geschmolzen und mit Hilfe eines einfachen Mechanismus wird flüssiger Basalt in dünne Fäden umgewandelt, aus denen Steinwolle besteht.

Basaltvorkommen

Basalte sind in allen vulkanischen Gesteinen verbreitet. In Russland findet man Basalt in Kamtschatka, Altai (Sinyukhinskoe), Transbaikalien (Angara-Ilimskoe, Zandinskoe), Chabarowsk-Territorium (Kholdaminskoe, Marusinskoe).

Große Vorkommen gibt es in Armenien (Jermuk, Moz und Kogbek), der Ukraine (Ivanchinskoe, Ivano-Dolinskoe, Berestovetskoe), Äthiopien, Indien (Jakan-Plateau).