Formule chimique du basalte. Origine de la roche basaltique ignée

Quelles caractéristiques ont le granit et le basalte, en quoi diffèrent-ils les uns des autres? Premièrement, ces races ont des origines différentes, et deuxièmement, chacune d'entre elles a sa propre structure, qui attire immédiatement l'attention. Troisièmement, le granit et le basalte sont tous deux forts, mais le basalte est toujours plus fort. Cependant, cela ne signifie pas que c'est beaucoup plus facile. Alors, tout d'abord.

Origine et apparence

De plus, les minéraux à grains fins et moyens s'y prêtent bien. Ceux-ci permettent au granit de conserver sa forme et son éclat même sous des charges et des frottements importants pendant plus d'une douzaine d'années, c'est pourquoi ce matériau durable est si populaire comme revêtement.

La roche basaltique est plus lourde que le granit, mais aussi plus durable. Sa densité est de 2520-2970 kg / m³, la résistance à la compression peut atteindre 400 MPa. Il résiste à l'action de presque toutes les substances chimiques, qu'elles soient acides ou alcalines, ainsi qu'aux fluctuations de température, jusqu'à 1200 ° C.

Il est curieux de constater que, avec ses caractéristiques, le basalte a une grande plasticité. Cela permet d'en fabriquer des systèmes acoustiques modernes, capturant les vibrations les plus subtiles des ondes sonores. Le basalte est également souvent utilisé pour les travaux de parement, la fabrication de monuments de rue, la laine minérale pour l'isolation des bâtiments, ainsi que pour obtenir des gravats, faire du béton et couler de la pierre.

Quelle est la différence entre le granite et le basalte?

Selon les recherches des géologues, la principale différence entre eux réside dans leur origine : presque tout le fond des océans du monde est recouvert de dépôts de basalte, tandis que les roches des continents sont formées de granit. Une personne bien informée les distinguera également par la couleur. La roche basaltique est de couleur sombre, plutôt mince, mais en même temps lourde. Le granit, en revanche, est de couleur claire, relativement léger et résistant, comme une roche.

Lors du mouvement des plaques lithosphériques de la croûte terrestre, les continents entrent en collision avec le fond océanique, l'écrasant sous eux-mêmes par le massif continental de roches. Dans le même temps, lorsqu'il est exposé à des températures élevées (plus de 1450 °C), le basalte fond et coule au fond, tandis que le granit, au contraire, ressort à la surface de la terre.

Basalte C'est la roche naturelle la plus courante, la roche volcanique que l'on peut trouver sous la forme de corps interstrataux ou de coulées de lave apparues après une éruption volcanique. De riches gisements sont situés en Inde, aux États-Unis et dans les îles Hawaï. Le plus connu gisements de basalte- ce sont des volcans situés au Kamtchatka et aux îles Kouriles, ainsi qu'au Vésuve et à l'Etna.

Description : Roche basaltique aux excellentes caractéristiques

le pierre de basalte a une couleur noire, fumée, gris foncé ou noir verdâtre. Sa composition est à base d'augite et de feldspath.

La densité de la pierre est de 2530-2970 kg / m 2;. L'absorption d'eau varie de 0,25 à 10,2 %. Le coefficient de Poisson est de 0,20-0,25. Chaleur spécifique 0,85 J/kg K à 0°C. Le point de fusion est de l'ordre de 1100-1250 ° C, dans certains cas, ce chiffre atteint 1450 ° C. La résistance est comprise entre 60 et 400 MPa.

Composition chimique et minérale du basalte

Dans le minéral composition de basalte comprend :

• verre volcanique,
• microlithes de plagioclases,
• titanomagnétite,
• magnétite et clinopyroxène.

La structure du minéral est porphyrique, vitreuse ou aphyrique cryptocristalline. Les roches de la première variété se distinguent par la présence d'une petite quantité d'impuretés de prismes de pyroxène noirs, ainsi que de cristaux isométriques d'olivine, qui a une teinte jaune marécageuse. De telles inclusions peuvent atteindre un quart de la masse totale.

De plus, dans composition de basalte de la hornblende et de l'orthopyroxène peuvent être présents. Le minéral accessoire le plus courant est l'apatite.

Le basalte est extrait principalement des coulées de lave volcanique. Les morceaux extraits de la partie supérieure peuvent être pétillants, car lors du refroidissement de la roche volcanique, des vapeurs et des gaz s'en échappent. Ensuite, d'autres minéraux peuvent être déposés dans les trous résultants, les plus courants d'entre eux sont la préhnite, la zéolite, le calcium et le cuivre. Ce type de basalte est appelé amygdaloïde.

Application pratique du basalte

Les matériaux de construction fabriqués à partir de cette pierre sont largement utilisés dans la construction car ils se caractérisent par :

• résistance à l'abrasion,
• à l'influence des alcalis et des acides,
• excellentes performances d'isolation thermique et d'absorption du bruit, de résistance, de résistance à la chaleur et de résistance au feu,
• haute diélectricité,
• durabilité,
• perméabilité à la vapeur et,
• tout aussi important, le respect de l'environnement.

Ce minéral est utilisé comme pierre de construction, pour la production de laine minérale, de charge pour le béton et la coulée de pierre. On en fabrique également des pierres de chaussée et de parement, de la pierre concassée et de la poudre résistante aux acides sont obtenues. À l'heure actuelle, les plaques de parement, en même temps que le but décoratif, fonctionnent comme des isolants. En raison de sa résistance aux intempéries, le basalte est bien adapté pour la finition de l'extérieur des bâtiments, ainsi que pour le moulage de sculptures extérieures.

Production de basalte et de produits à base de celui-ci

Le plus souvent production de basalte Est une industrie minière. Dans les carrières et les mines spéciales, la pierre est extraite, sur la base de laquelle divers produits sont ensuite fabriqués.

Sous forme de fibre de basalte, ce minéral est utilisé pour l'isolation des bâtiments et des toitures, dans les panneaux sandwich à trois couches, l'isolation des équipements basse température pour l'extraction d'azote et la création de colonnes d'oxygène, pour l'isolation thermique et phonique des canalisations, poêles, cheminées et autres braseros, groupes électrogènes et en général bâtiments et structures à toutes fins utiles.

Le basalte sous forme fondue est utilisé pour créer des marches d'escalier, des tuiles façonnées et d'autres matériaux de construction. Des appareils de formes arbitraires en sont coulés, notamment des supports pour batteries, ainsi que des isolateurs pour réseaux avec des tensions de différentes tailles. La poudre de ce matériau est utilisée pour la production de produits renforcés extrudés.

Types courants de basalte

Types de basalte diffèrent les uns des autres par divers indicateurs, principalement, tels que la couleur et la structure. La marque la plus connue est la variété appelée "Basaltine". Ce matériau est d'origine italienne, qui est extrait près de la capitale de ce pays et a été utilisé principalement à des fins architecturales depuis l'époque de la Rome antique.

Sa résistance est comparable à celle du granit, et ses qualités décoratives sont comparables à celles du calcaire. Après la pose, la pierre conserve longtemps la saturation de la palette de couleurs. Par conséquent, son coût est souvent plus du double du prix des autres marques.

Une autre variété est asiatique... Il se distingue par sa couleur gris foncé et son prix raisonnable. Il est largement utilisé à des fins de conception et d'architecture.

Le basalte vert mauritanien a une riche teinte vert foncé, avec diverses inclusions présentes, qui donnent à la pierre un aspect original tout en conservant toutes les caractéristiques physiques et mécaniques. Seuls les critères de dureté et de résistance au gel sont légèrement inférieurs.

Le basalte crépusculaire est importé de Chine. Il est de couleur gris fumé ou noir. Il est reconnu comme le plus solide, le plus durable et le plus résistant au gel parmi toutes les variétés de ce minéral. Il est bien protégé des influences atmosphériques négatives.

BASALTE (basaltes latins, basanites, du grec basanos - pierre de touche ; selon une autre version, de basal éthiopien - pierre contenant du fer * basalte anglais, roches basaltiques ; basalte allemand ; basalte français ; basalto espagnol) - effusion cénotypique, analogue effusif. La couleur du basalte est foncée à noire. Se compose principalement des minéraux principaux, monocliniques et accessoires -, etc. Structures basaltiques - intersertes, aphyriques, moins souvent hyalopilitiques, texture - massive ou poreuse, amygdaloïde. Selon la taille des grains, on les distingue : les gros grains -, les fins - anamesite, les fins - le basalte lui-même. Analogues paléotypiques du basalte -.

Composition chimique du basalte

Composition chimique moyenne du basalte selon 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 ; Na20-3.11; K 2 O - 1,52; MnO 0,31 ; P2O5 0,45 ; H 2 O - 1,62. La teneur en SiO 2 du basalte varie de 44 à 53,5%. Selon la composition chimique et minérale, on distingue l'olivine insaturée en silice (SiO 2 environ 45%) et sans olivine ou à teneur insignifiante en olivine, légèrement saturée en silice (SiO 2 environ 50%) des basaltes tholéiitiques.

Propriétés physiques du basalte

Les propriétés physiques et mécaniques du basalte sont très différentes, ce qui s'explique par la porosité différente. Les magmas basaltiques, de faible viscosité, sont facilement mobiles et se caractérisent par une variété de formes d'occurrence (, coulées, dépôts strates). Le basalte se caractérise par des joints colonnaires, moins souvent sphériques. Les basaltes à olivine sont connus au fond des océans, des îles océaniques (Hawaï) et sont largement développés dans les ceintures plissées. Les basaltes toléitiques occupent de vastes étendues sur (formations de Sibérie,). Des gisements de minerais sont associés aux roches de la formation piège (Sibérie). Un gisement est connu dans les porphyrites basaltiques amandiers de la région du lac supérieur.

Densité de basalte

Basalte 2520-2970 kg/m³. Coefficient de porosité 0,6-19%, absorption d'eau 0,15-10,2%, résistance à la compression 60-400 MPa, abrasion 1-20 kg/m², point de fusion 1100-1250 °C, parfois jusqu'à 1450 °C, chaleur spécifique 0,84 J/kg .K à 0°C, module de Young (6,2-11,3) 0,10 4 Mpa, module de cisaillement (2,75-3,46) 0,10 4 Mpa, coefficient de Poisson 0,20 -0,25. La haute résistance du basalte et le point de fusion relativement bas ont conduit à son utilisation comme pierre de construction et matière première pour la coulée de pierre et la laine minérale.

Application de basalte

L'utilisation de basalte - basalte est largement utilisée pour obtenir des pierres de chaussée (pavés et pavés) et de parement, un matériau résistant aux acides et aux alcalis. Les exigences de l'industrie pour la qualité du basalte comme matière première pour la pierre concassée sont les mêmes que pour les autres roches ignées. Pour la production de laine minérale, le basalte est généralement utilisé en lot. Il a été constaté que la température de fusion des matières premières ne doit pas dépasser 1500 ° C, et la composition chimique de la masse fondue est régulée par les limites suivantes (%) : SiO 2 - 34-45, Al 2 O 3 - 12-18, FeO jusqu'à 10, CaO - 22-30, MgO - 8-14, MnO - 1-3. Les matériaux de fonderie de pierre de basalte ont une grande résistance aux produits chimiques et à l'abrasion, une diélectricité élevée et sont utilisés sous forme de dalles et de revêtements de sol, de revêtement de pipeline, de cyclones, ainsi que de divers isolants.

B pour la pierre concassée 50 explorée avec des réserves industrielles de 40 millions de m³. Deux gisements de basalte avec des réserves commerciales de 6,5 millions de m³ ont été explorés pour la pierre de parement (,). La production annuelle de basalte dépasse les 3 millions de m³. Dans le CCCP, les gisements de basalte sont concentrés principalement en Arménie, en Sibérie orientale et en Extrême-Orient. Les couvertures de basalte dans les régions orientales des États-Unis forment d'importants gisements dans les États de New York, New Jersey, Pennsylvanie, Connecticut (les plus grandes usines de concassage de pierres).

BASALTE, un matériau céramique aux propriétés mécaniques, physiques, électriques et chimiques élevées et obtenu par traitement thermique des roches du même nom.

1. Le basalte comme roche... Le basalte, ou plutôt les basaltes, sont des roches basiques ignées (effusives) typiques d'origine profonde et d'âge jeune, principalement tertiaire. Le basalte est largement connu pour les détachements pittoresques qu'il forme sous la forme de prismes à 6 côtés (et parfois à 3 ou 5 côtés) de 3 à 4 m de long avec des plans perpendiculaires aux côtés (Fig. 1); on le trouve également sous la forme d'escaliers en dalles naturelles, de joints sphériques coquilliers et d'autres rochers extrêmement pittoresques.

Le basalte est une roche de couleur sombre, parfois noir grisâtre, parfois avec une teinte bleuâtre; parfois il est verdâtre ou rougeâtre. Le nom même de « basalte » est d'origine ancienne et signifie en langue éthiopienne « sombre », « noir ». Cette race est très homogène dans sa constitution délicate. Dense et extrêmement dur, il a un ordre de grain différent selon les cas. Les variétés à grain grossier et moyen sont appelées dolérites, à grain fin - anamesites et à grain très fin - basalte lui-même. La différence de texture de basalte de même composition en vrac s'explique par les conditions de solidification du magma igné (vitesse de refroidissement, pression, etc.). La composition pétrographique du basalte peut varier considérablement, mais les minéraux qui composent le basalte sont remplacés par des équivalents pétrographiques, de sorte que le basalte en tant que roche conserve très régulièrement son habitus. Au microscope, le basalte apparaît comme une masse de base vitreuse ("base") avec addition microfluidique. La base contient de nombreux cristaux de feldspath, d'olivine, de minerai de fer magnétique et d'autres minéraux moins caractéristiques. Selon la teneur en inclusions minérales, cimentées par la base, on distingue les basaltes : plagioclase, leucite, néphéline et mélilite. En fait, il est d'usage d'appeler les anciens basaltes, c'est-à-dire ceux contenant du feldspath calcaire, de l'augite et de l'olivine. Chimiquement, le basalte est apparenté au gabbro (G.) et à la diabase (D.). L'analyse chimique globale du basalte formant un plateau est caractérisée, selon Washington, par les données suivantes :

Le basalte est caractérisé par une radioactivité importante : il contient de 0,46 10 -3 à 1,52 ∙ 10 -3 % de thorium et de 0,77 10 -10 à 1,69 ∙ 10 -10 % de radium. Les variétés de basalte moins profondes sont plus acides et passent progressivement aux dacites, trachytes, etc. Selon les dernières vues, le basalte est un matériau qui forme une coquille dure de la terre : sous les continents de 31 km d'épaisseur, et sous les océans - à partir de 6 km ou plus; cette coquille flotte sur une couche de basalte sous-jacente visqueuse-liquide ("substrat"). Ainsi, le basalte est supposé être partout. Quant à la surface de la terre elle-même, les affleurements de cette roche sont très nombreux. En dehors de l'URSS, ils existent : en Auvergne, le long des rives du Rhin, en Bohême, en Ecosse et en Irlande, sur l'île d'Islande, dans les Andes, aux Antilles, sur l'île de St. Elena et dans diverses autres localités. Il existe de nombreux gisements de basalte dans les parties nord, ouest et sud-est de la Mongolie. Au sein de l'URSS, le basalte est distribué dans le Caucase et la Transcaucasie, ainsi que dans le nord de la Sibérie, dans le bassin du fleuve. Vitim. Dans un avenir proche, les gisements suivants pourraient présenter le plus grand intérêt : Berestovetskoye - District de Volyn de la RSS d'Ukraine, Isachkovsky - District de Poltava de la RSS d'Ukraine, Marioupol - District de Mariupol de la RSS d'Ukraine, Chiaturskoye, Beloklyuchinskoye, Manglisskoye et Saganlugskoye, Ajaris -Tskhalskoye - SSR géorgienne, Erivan SSR Olonets diabase des rives du lac Onega.

2. Propriétés du basalte naturel... L'utilisation directe du basalte naturel et son traitement ultérieur supposent une connaissance suffisante de ses propriétés mécaniques, physiques et chimiques. Cependant, ces propriétés sont significativement liées à la composition et à la texture du basalte et varient donc de manière significative selon le gisement. Si nous parlons de basalte en général, alors les propriétés de son m. B. ne sont caractérisés que par les limites des constantes correspondantes. Les données présentées ci-dessous pour le basalte sont partiellement comparées aux données pour la diabase et le gabbro. Densité apparente (pièce) : 2,94-3,19 (B.), 3,00 (D.), 2,79-3,04 (G.). Densité réelle (poudre) d'environ 3,00 (B.). Porosité en % volume : 0,4-0,5 (B.), 0,2-1,2 (D.), 3,0 (G.). Absorption d'eau : 0,2-0,4% en poids et 0,5-1,1% en volume (B.). La masse de 1 m 3 de basalte sec est d'environ 3 tonnes Résistance à la compression en kg / cm 2: 2000-3500 (B.), 1800-2700 (D.), 1000-1900 (G.). Si la résistance à la compression du basalte sec est supérieure à 3000, alors le basalte humide est supérieur à 2500 et à un gel de 25 °, il est supérieur à 2300. Résistance à l'usure ("dureté", calculée par la formule: p = 20-w / 3, où w est la masse, perdue dans des conditions normalisées à 1000 tours du disque abrasif) est caractérisé par les nombres 18-19 (B., D., G.). Résistance aux chocs (« compacité ») lors du test d'échantillons standardisés : 6-30 (B., D.) et 8-22 (G.). Le basalte a une dureté supérieure à l'acier. Le module de Young en (D cm -2) x10 -11 est de 11 (G.) et de 9,5 (D.). Le coefficient de compression volumétrique pour 1 kg à une pression de 2000 kg / cm 2 est de 0,0000018 (B.) et 0,0000012 (D.), et à une pression de 10000 kg / cm 2 est de 0,0000015 (B.) et 0,0000012 (D .). Le début de la fusion du basalte à olivine normal se situe à une température d'environ 1150 ° et l'état de fusion liquide commence à une température d'environ 1200 °. La roche en fusion cesse de s'écouler lorsqu'elle est refroidie à 1050°. Les roches plus acides ont un point de fusion plus élevé et il augmente avec la teneur en acide silicique. En particulier, le basalte du gisement Adjaris-Tskhal (dacitobasalte - selon Abikh ou trachyandésite - selon les nouvelles définitions) se ramollit à 1180°, a la consistance d'un miel épais à 1260° et se liquéfie complètement à 1315° (expériences de l'auteur en le département des sciences des matériaux de la SEEI). La capacité thermique spécifique du basalte de Syracuse pour différentes températures est indiquée dans le tableau suivant :

Chaleur de cristallisation du basalte lors du passage de l'état amorphe à l'état cristallin 130 Cal. Lors de la cristallisation, le volume diminue de 12% par rapport au volume de basalte à une température de 1150°. La conductivité thermique spécifique du basalte en grammes-calories est d'environ 0,004. Coefficient de dilatation thermique du basalte : 0,0000063 (à 20-100°), 0,000009 (à 100-200°) et 0,000012 (à 200-300°).

Chimiquement, les basaltes sont des roches résistantes : les agents atmosphériques, dans les expériences de Gary, ont altéré de 1,5 à 0,8 mg/cm 2 de basalte en 18 mois, tandis que le calcaire gris perdait 22,7 mg/cm 2 dans les mêmes conditions. Le déroulement du processus d'altération du basalte et de la diabase est présenté par un schéma comparatif (Fig. 2).

Le chiffre sur la ligne horizontale supérieure indique le nombre de grammes de roche altérée qu'il faut prélever pour qu'elle contienne la composante correspondant à la désignation de la ligne horizontale en question, la même quantité que cette partie est contenue dans 100 g de roche fraîche . Cette. tous les points à droite de la verticale 100 désignent l'épuisement de la partie correspondante, et ceux à gauche désignent l'enrichissement. Par conséquent, lors de l'altération, le basalte s'enrichit en silice et en alumine et s'appauvrit en alcalis, alcalino-terreux et fer sous toutes ses formes, tandis que la diabase s'enrichit en oxyde de fer et de sodium. Cette circonstance parle apparemment contre la diabase en tant que matériau isolant.

3. Motifs de traitement du basalte... Les propriétés du basalte naturel en font un excellent matériau de construction, plus durable que le granit. Le basalte est utilisé depuis longtemps. Cependant, l'extrême difficulté de traiter le basalte et de le diviser en prismes relativement étroits a obligé à trouver une manière particulière de lui donner des formes géométriques.

Il était naturel de penser à fusionner cette roche, puisqu'elle est elle-même d'origine ardente. Mais il ne suffit pas de faire fondre le basalte : lors d'un refroidissement rapide, les moulages de celui-ci donnent une masse vitreuse, semblable aux hyalobasaltes naturels, fragile et techniquement inapplicable (fig. 3 et 4).

La tâche principale de la production de basalte est de restaurer la teneur en grains fins du basalte refondu, ce qu'on appelle la régénération (Fig. 5).

L'idée de la possibilité de faire fondre et de restaurer les roches dans leur forme d'origine est née au XVIIIe siècle. L'Écossais James Goll a déjà réalisé en 1801 la refusion du basalte et, en particulier, a établi que le basalte et les laves, en fondant et en refroidissant rapidement, donnent du verre, tandis que lorsqu'ils sont lentement refroidis, une masse pierreuse avec des traces d'une structure cristalline est obtenue ; c'est le principe de base du traitement de la lave ardente. Les expériences de l'Écossais Gregory Watt, qui ont élargi l'échelle de la fonte, sont particulièrement remarquables. La fonte d'un bloc de basalte de plus de 3 tonnes a duré 6 heures, et le refroidissement sous le couvert de charbon à combustion lente a pris 8 jours. Watt a décrit les produits de ce refroidissement lent : du verre noir à la surface ; au fur et à mesure que l'on s'enfonce dans la masse solidifiée, des boules grisâtres apparaissent, se regroupant en faisceaux ; alors la structure devient rayonnante ; encore plus profondément, la substance a un caractère caillouteux puis granuleux, et, enfin, la masse est traversée par des plaques de cristal. Cette. la possibilité de fondre et de régénérer des roches ignées a été découverte. Mais en raison de l'absence d'une demande suffisamment importante de basalte refondu pour l'industrie, les expériences décrites ont été oubliées. En 1806 Dobre puis en 1878 F. Fouquet et Michel Lévy reprennent le processus de fonte et de régénération. Ils ont réussi à reproduire presque toutes les roches d'origine ardente et ont découvert que cela ne nécessite pas de températures extrêmes ni d'agents mystérieux, mais le tout est d'établir le bon mode de fusion et de recuit. Après refroidissement, le silicate fondu se transforme en verre dont le point de fusion est inférieur au point de fusion du minéral d'origine. Pour restaurer cette dernière, il est nécessaire de recuire la masse vitreuse à une température supérieure à la température de fusion du corps vitreux, mais inférieure à la température de fusion du minéral cristallin. La plage de température de ces points de fusion est la zone dans laquelle la régénération du silicate ou de l'aluminosilicate est possible ; cet intervalle m. b. plutôt insignifiant. Lorsqu'il ne s'agit pas d'un seul minéral, mais d'un ensemble de 5-6 minéraux qui composent une roche cristalline, alors le mode de recuit devrait être réglé avec un certain nombre d'étapes, et chaque minéral aurait son propre arrêt dans le processus de refroidissement. Cependant, en pratique, ces marches sont si proches les unes des autres que vous pouvez vous limiter à deux arrêts. Par rapport au basalte, le premier recuit, avec une lueur rouge-blanc, donne la cristallisation de l'oxyde de fer et du péridot, et le second, avec un rouge cerise, la cristallisation d'autres minéraux de la roche.

Les premières expériences de fusion industrielle du basalte ont été entreprises en 1909 par Ribb, et diverses applications du basalte fondu ont été trouvées par l'ingénieur L. Dren. En 1913, pour la mise en œuvre industrielle des procédés de fusion, la Compagnie Générer du Basalte est constituée à Paris, et en Allemagne - Der Schmelzbasalt A.-G., à Linz sur le Rhin ; puis les deux sociétés ont fusionné sous le nom commun "Schmelzbasalt A.-G.", ou "Le Basalte Fondu". Il existe actuellement en France deux usines produisant de l'hl. arr. produits électriques et de construction, et en Allemagne, il y en a un au service de l'industrie chimique.

4. Production de basalte fondu... Rupture. L'occurrence du basalte est différente, et donc sa rupture n'est pas toujours uniforme. Le basalte en forme de dalle de couvertures ou de roches est extrait par des travaux de démolition. Les prismes colonnaires de basalte peuvent être détachés au moyen de coins et de leviers. Le développement s'effectue en gradins, en supprimant les couches successives en rangées de marcottage naturel.

Se séparer . Le basalte brisé est stocké à l'extérieur. Pour la fonte, il est broyé dans des broyeurs Black ou Gets. Ensuite, les morceaux sont triés par taille, et les fines vont à la masse de béton.

Refusion. Le basalte broyé est acheminé vers des forges de fusion, qui utilisent diverses méthodes de chauffage. Les fours les plus appropriés sont les fours électriques, au gaz (générateur de gaz ou avec éclairage au gaz) et les fours avec buses à mazout. L'installation de fusion électrique se compose d'un four à électrodes fixe et d'un récepteur mobile sur roues, qui sert à transporter le basalte fondu à travers l'atelier de coulée ; ce récepteur est aussi un petit four à électrodes. Les deux types de fours sont alimentés par un courant biphasé. Le fond du four est en matériau réfractaire et comporte une buse sur le côté pour évacuer la masse fondue, du récepteur elle descend dans les moules ou les moules de coulée par simple basculement du récepteur. Dans d'autres fours, le col est incliné, de sorte que le chargement du foyer et l'évacuation de la masse fondue s'effectuent en continu. La productivité des fours décrits est de 3 à 50 tonnes par jour. L'usine parisienne - de type artisanal à grande échelle - dispose de 4 fours d'une capacité de 80 kg chacun, fonctionnant en continu et chauffés au gaz de ville ; la fusion est réalisée à 1350°. Une autre centrale française, au Puy, est alimentée en électricité. Capacité de production continue - 8 tonnes par jour.

Fonderie. Le basalte fondu est coulé dans des moules ou moules directement des fours ou acheminé vers les ateliers de coulée. Pour la coulée, des fermes de sable ou des moules en acier sont utilisés. Les premiers sont beaucoup moins chers, mais ils ne sont pas applicables dans tous les cas, car les produits en sortent ternes et rugueux. Les moules en acier donnent aux produits une surface brillante, mais sont relativement chers. Avec une coulée soignée, la coulée est propre ; sinon, des stries et des irrégularités sont visibles, ce qui dans de nombreux cas n'empêche cependant pas l'utilisation du produit.

Traitement thermique... Presque immédiatement après la coulée, les produits, encore rouge cerise, sont démoulés et transférés dans des fours à sole de recuit, similaires aux fours de trempe conventionnels. Selon leur destination et leur taille, les produits sont conservés au four de plusieurs heures à plusieurs jours. La température de recuit initial est d'environ 700°. Le four est étalé et refroidi lentement; la languissement au four dure, selon la taille des produits et leurs qualités requises, de quelques heures à 10-14 jours. L'usine de Paris compte jusqu'à 35 fours de ce type.

Finition. Après refroidissement, les produits sont prêts à l'emploi. Pour leur donner le bon aspect, ils sont brossés de la plaque avec des brosses en acier. Si une plus grande précision des bords plans est requise, la finition est effectuée sur des cercles à base de basalte.

Coût de production... La production de basalte fondu ne nécessite pas de main-d'œuvre hautement qualifiée ni d'équipement coûteux. Les principaux coûts de production dans nos conditions sont pour la livraison de matériel, s'il est apporté du Caucase, et pour l'énergie. Lorsque vous travaillez avec du gaz, environ 900 Cal sont nécessaires pour 1 kg de produits de basalte finis, c'est-à-dire environ 1/4 - 1/3 m 3 de gaz; lorsque vous travaillez avec de l'énergie électrique, environ 1 kWh est consommé pour 1 kg de produits. Cette. le coût des produits de basalte, par exemple les isolants, est bien inférieur à celui de la porcelaine. En France, le prix de vente des isolateurs en basalte est de 10 à 15 % inférieur à celui des isolateurs en porcelaine, et pour les plus gros de 25 à 30 %. Plus les articles sont gros, plus l'écart de prix entre le basalte et la porcelaine est important. Cependant, il y a lieu de considérer les écarts ci-dessus dans les prix de vente sous-estimés de manière significative en raison de l'augmentation des bénéfices de la production de basalte en tant que nouvelle entreprise.

Production de basalte fondu en URSS... Avec ses énormes avantages techniques et économiques et dans certains cas, comme dans l'électrification des chemins de fer, étant presque irremplaçable, l'industrie du basalte a attiré l'attention des milieux techniques et industriels. Expérimentations de fusion de basalte et autres roches menées pour le compte du Glavelectro VSNKh au Département des sciences des matériaux de la SEEI puis à l'Institut électrotechnique d'État, expérimentations sur la fusion de diabase au Laboratoire des Mines et intérêt du Suprême Économique Le Conseil de Géorgie et d'Arménie dans cette industrie peut être considéré comme le signe avant-coureur du développement rapide de l'activité du basalte. D'un point de vue économique, d. B. une combinaison naturelle très favorable de facteurs favorables a été constatée : la possibilité d'extraction de basalte coïncide très souvent géographiquement avec la disponibilité de sources d'énergie hydroélectrique pour son traitement, c'est-à-dire avec une centrale électrique régionale, pour laquelle des isolateurs de basalte sont nécessaires, et avec des centres de production électrochimique, qui nécessite un équipement de basalte résistant aux acides et au feu. La coïncidence indiquée, en rapport avec la rentabilité des petites usines de basalte et le coût relativement élevé des transports, permet d'entrevoir dans l'avenir un réseau de petites usines de basalte à travers le pays.

5. Propriétés du basalte recyclé... Le basalte refondu et récupéré a généralement les propriétés du naturel, mais sous une forme améliorée (voir Fig. 3 et 5).

Propriétés mécaniques: a) résistance à la compression - environ 3000 kg / cm 2; b) La résistance à l'usure testée avec un broyeur Derry saupoudré de sable était de 0,9 mm en moyenne après 1000 tours ; c) ayant une viscosité élevée, le basalte ne se brise pas facilement et les isolants en basalte et autres produits peuvent pratiquement être considérés comme incassables. Comparé à la porcelaine, le basalte est 2 à 4 fois moins fragile ; différentes valeurs de cette quantité dépendent du mode de recuit ; la présence d'impuretés fragilité m. b. fortement augmenté; d) la résistance à la traction a été testée sur des supports en basalte pour le troisième bus des chemins de fer électriques. et à titre de comparaison, les mêmes supports en grès ont été testés ; la rupture des produits de basalte a été observée à 3700-4700 kg, et la rupture des mêmes produits de grès - à 1200 kg.

Propriétés thermiques: a) le basalte refondu résiste aux changements de température, même brusques ; une plaque de basalte de 8 mm d'épaisseur, immergée alternativement dans l'eau bouillante et dans l'eau froide, ne présentait aucun signe de craquelures ; les isolateurs exposés au soleil puis exposés à un orage, ainsi que les isolateurs testés selon les règles de l'Union française des syndicats électriques (transfert brutal de l'eau à 65° à l'eau à 14°) n'ont montré aucune modification des propriétés électriques ; la limite supérieure de l'intervalle thermique peut être encore augmentée ; b) au moment de la solidification, le basalte permet l'emboutissage ou autre introduction de pièces de fer de tout volume dans celui-ci et y adhère fermement, sans nécessiter de cémentation ; c) le basalte peut supporter une chaleur importante sans présenter de ruptures, de fissures, de "fatigue" ou de "vieillissement" ; d) le basalte peut servir d'isolant thermique en raison de sa faible conductivité thermique.

Hygroscopicité... Étant assez compact et recouvert d'une glaçure autogène, le basalte est complètement imperméable et non hygroscopique.

Propriétés électriques: a) le basalte a une résistance électrique importante : pour le basalte de pont, il s'est avéré être d'environ 32 kV/cm avec une épaisseur de plaque de 18 mm, et pour le basalte électrique spécial, à la fois traité thermiquement et vitrifié, de 57 à 62 kV / cm à la même épaisseur ; b) lorsqu'un claquage se produit et qu'un arc puissant se forme, l'isolateur de basalte n'en est toujours pas endommagé, car après l'arrêt de l'arc, le site de claquage flotte et l'isolateur guérit sans laisser de trace ; c) les isolants en basalte, lorsqu'ils sont traités seuls, sont recouverts d'une glaçure de basalte semblable à du verre de 1,5 à 2 mm d'épaisseur, se transformant progressivement en basalte granulaire; Cette glaçure est une excellente barrière contre les fuites électriques de surface et protège les isolants et autres produits de l'hygroscopicité et des agents atmosphériques ; ayant une composition identique à la composition de l'isolant lui-même, la glaçure y adhère comme un corps homogène et ne risque donc pas de se fissurer ou de se décoller. De plus, en cas d'endommagement violent de cette glaçure, une substance de même composition est exposée, de sorte que l'endommagement spécifié n'est pas fatal pour l'isolant.

Propriétés chimiques... Chimiquement, les produits de basalte, selon des sources françaises, sont très stables ; en tableau. 1 montre des données sur l'effet de divers réactifs sur le basalte traité.

D'autres données d'essai sont données dans le tableau. 2.

Apparence. Le basalte refondu mais non recuit ressemble au verre : il a une cassure brillante, une couleur brun-noir et il est fragile. Après recuit, le basalte refondu prend une couleur noire ou foncée, une fracture mate à grain fin et la viscosité de la roche naturelle. L'aspect extérieur des produits dépend de la matière du moule et du moule (voir point 4).

Ainsi, en termes de résistance mécanique, de résistance thermique et chimique, de propriétés électriques élevées et particulières, de faible coût et d'ouvrabilité relativement facile, le basalte traité devrait être reconnu comme l'un des matériaux les plus remarquables en génie électrique.

6. L'utilisation de basalte recyclé... L'industrie du basalte est encore trop jeune pour prévoir toutes les utilisations du nouveau matériau à l'heure actuelle. Jusqu'à présent, les éléments suivants ont été décrits: a) dans les réseaux de courants élevés de haute et basse tension - isolateurs linéaires à l'air libre (Fig. 6),

isolateurs de support, isolateurs du troisième bus de w électrique. etc. et les métros (Fig. 7), les isolateurs de sortie à haute tension ;

b) dans les réseaux à faible courant et dans les radiocommunications - isolateurs télégraphiques et téléphoniques, isolateurs à traction et autres pièces isolantes pour antennes ; c) dans l'industrie électrochimique - l'isolateur représente les batteries, les plats, les bains, etc. ; d) dans l'industrie chimique générale - équipements résistants aux acides, y compris toutes sortes de plats, bains, robinets, hélices, etc., équipements pour des températures allant jusqu'à 1000 °; e) dans la construction - ponts isolants (Fig. 8), pont, escalier, revêtement de mur et de sol, surtout lorsqu'il y a des vapeurs acides, etc.

Isolateurs de ligne... Compte tenu de l'intérêt exceptionnel que représente le basalte en génie électrique, nous présentons les données d'essais au Laboratoire Central d'Électricité de Paris de dix isolateurs avec des broches en fer noyées, et cinq d'entre eux ont été préalablement soumis à un essai thermique (voir article 5) . Dans l'essai à sec, les premières étincelles glissant sur l'isolant sont apparues à 32,5-38 kV, l'arc s'est formé à 35-43 kV, le claquage de la jupe a été obtenu à 40 kV, et le claquage du col à 37,5-39,5 kV. Un essai humide sous pluie artificielle a produit un arc à 18-20 kV, suivi de 30 secondes plus tard. l'isolant était en train de percer. Un essai sous huile a établi une tension de claquage à 35-58 kV. L'essai d'isolateurs à tension alternative, qui a été relevé avant le claquage puis, immédiatement après le claquage, a recommencé à monter jusqu'à un nouveau claquage, et donc 4 fois, a donné les résultats présentés dans le tableau. 3.

Isolateurs télégraphiques... En testant des isolateurs en basalte à courant élevé, similaires à ceux du télégraphe, produits à la station télégraphique d'essai scientifique de Moscou, la résistance électrique de surface des isolateurs en basalte est nettement supérieure à celle des isolateurs en porcelaine correspondants ; mais lors d'un essai sous la pluie, la résistance du basalte s'est rétablie un peu plus lentement que celle de la porcelaine. Cela était probablement dû à la surface rugueuse des isolateurs à courant élevé testés, pour lesquels les exigences télégraphiques n'avaient pas été prises en compte.

7. Autres utilisations du basalte... Outre l'utilisation de basalte naturel comme matériau de construction et de pierre concassée, et l'utilisation de basalte traité thermiquement dans diverses industries, le basalte et les roches connexes font également partie intégrante de la production de céramique et de verre. Ainsi, l'andésite de Borjomi est utilisée depuis plusieurs années pour la fabrication de verre pour bouteilles sous eau minérale de Borjomi, lui conférant force et couleur sombre. L'usine de porcelaine anglaise Wedgwood a longtemps produit de la faïence avec un tesson noir non émaillé au poids et facilement poli, ce qu'on appelle. "Basalte" ou "égyptien" - la masse car il contient du basalte.

Le basalte (du grec βασικός - basique) est une roche ignée effusive de composition basique. La couche basaltique des roches est isolée dans la croûte terrestre et s'étend à la fois à la croûte continentale et océanique. Le basalte est un analogue effusif du gabbro.

Couleur foncée : noir, gris foncé. Structure : dense, à grain fin. La texture est poreuse, amygdale ou massive. La fracture est inégale. Rugueux au toucher. Densité 2.6-3.11 g / cm 3. Dureté sur l'échelle de Mohs de 5 à 7. Température de fusion 1100 - 1450 ° C. La résistance à la compression de la roche atteint 400 MPa. La forme de litage de la roche est le plus souvent : ruisseaux, couvertures, dômes, digues. Les formes de séparation sont colonnaires ou calcaires.

Caractéristiques... Le basalte se caractérise par une structure dense à grain fin, une fracture inégale, une couleur sombre (principalement noire), une densité élevée.

Composition de basalte

Composition minéralogique du basalte. La composition est difficile à déterminer sans microscope. Une composition similaire à celle du gabbro est observée au microscope. Le basalte est composé d'olivine, d'augite et de feldspath (plagioclase).

Composition chimique... SiO 2 45-52%, Al 2 O 3 15-18%, Fe 3 O 4 8-15%, CaO 6-12%, MgO 5-7%, etc.

Variétés et photos de basalte

1. Piège- basalte avec séparation des coutures.
2. dolérite- basalte à gros grains.

Origine des basaltes

La formation de basalte se produit lors de l'effusion et de la solidification de lave basique (teneur en SiO 2 45-52%), à la fois à la surface des continents et dans les profondeurs des océans. Les basaltes sont la roche ignée la plus répandue sur la planète, dont la majeure partie se forme dans les océans, dans les dorsales médio-océaniques, formant la base des plaques tectoniques océaniques (croûte océanique).

Les basaltes ne subissent pratiquement aucun processus secondaire après la formation, étant une roche volcanique kainotypique typique. Au cours des processus hydrothermaux, l'olivine est remplacée par la serpentine, et le plagioclase par la séricite ; la roche est chloritisée et acquiert une teinte verdâtre. De tels changements sont typiques principalement pour les basaltes formés dans les dorsales médio-océaniques.

Par métamorphisme, selon les conditions, les basaltes se transforment en amphibolites, schistes verts et bleus.

Application de basalte

Le basalte est utilisé comme matériau de construction, de revêtement, résistant aux acides, ainsi que comme matière première pour la coulée de pierre. L'ajout de fibres de basalte (copeaux) augmente de 5 fois les caractéristiques de résistance aux chocs des produits en béton.

La roche est utilisée pour la fabrication d'un matériau d'isolation thermique largement utilisé - la laine de roche ou, comme on l'appelle aussi, la fibre de basalte. Pour la fabrication de la laine de basalte, la pierre concassée de basalte est ramenée à l'état de lave liquide - elle est fondue et, à l'aide d'un mécanisme simple, le basalte liquide est converti en fils minces qui composent la laine de roche.

Dépôts de basalte

Les basaltes prédominent dans la distribution parmi toutes les roches volcaniques. En Russie, le basalte se trouve au Kamchatka, dans l'Altaï (Sinyukhinskoe), en Transbaïkalie (Angara-Ilimskoe, Zandinskoe), dans le territoire de Khabarovsk (Kholdaminskoe, Marusinskoe).

Il existe d'importants gisements en Arménie (Jermuk, Moz et Kogbek), en Ukraine (Ivanchinskoe, Ivano-Dolinskoe, Berestovetskoe), en Éthiopie, en Inde (plateau de Jakan).