Trong ngành xây dựng, đá vôi là nguyên liệu rất phổ biến và quan trọng. Vậy đá vôi là gì? Thành phần chính của đá vôi là gì? Nêu tính chất và ứng dụng của đá vôi? Để giải đáp những thắc mắc này, mời bạn dành ít phút đọc nội dung bài viết hôm nay.
Đá vôi là gì?
Đá vôi hay canxi cacbonat là một loại đá trầm tích có chứa khoáng chất canxit và các dạng tinh thể khác nhau của canxi cacbonat. Nó ít tồn tại ở dạng nguyên chất mà thường lẫn các tạp chất như đá phiến sét silic, đất sét, bùn, cát, đá macma, silic đioxit… Vì vậy, đá vôi thường có màu trắng, tro, lam. nhạt, đôi khi còn có màu đen hoặc hồng đậm.
Thành phần chính của đá vôi là canxi cacbonat và nó có công thức hóa học là CaCO3.
Đá vôi được hình thành như thế nào?
Đá vôi chủ yếu được tìm thấy trong đá trầm tích, đá lửa và đá biến chất. Theo nghiên cứu, hơn 4% vỏ trái đất có chứa đá vôi và chúng ta có thể tìm thấy nó ở khắp nơi trên thế giới.
- Hầu hết đá vôi được hình thành trong vùng nước biển nông, yên tĩnh và ấm áp.
Đây là môi trường để các sinh vật tạo vỏ và bộ xương canxi cacbonat từ các thành phần cần thiết trong nước biển. Khi những sinh vật này chết đi, các mảnh vụn xương và vỏ của chúng tích tụ thành các trầm tích đá vôi được gọi là đá sinh học.
- Một số loại đá vôi hình thành do kết tủa canxi cacbonat từ nước biển hoặc nước ngọt được gọi là đá trầm tích về mặt hóa học.
- Đá vôi cũng có thể được hình thành từ sự bay hơi của nước.
Trong hang động, nước sẽ thấm từ trên xuống qua các vết nứt hoặc lỗ hổng trên trần hang. Nó có thể bay hơi trước khi rơi xuống nền hang và canxi cacbonat trong nước sẽ đọng lại trên trần hang. Theo thời gian, sự tích tụ canxi cacbonat sẽ tạo thành thạch nhũ. Nếu nước rơi xuống sàn, măng đá có thể mọc ra từ sàn hang. Nhũ đá, măng đá và sự hình thành hang động là những ví dụ điển hình của sự hình thành đá vôi này.
Tính chất của đá vôi
Tính chất vật lý của đá vôi
- Tồn tại ở thể rắn, màu trắng, tro, xanh nhạt, thậm chí là đen hoặc hồng đậm.
- Độ cứng của đá vôi là 3 nên không cứng bằng đá cuội.
- Tỷ trọng: Khoảng 2600 – 2800 kg/m3.
- Cường độ nén: 45 -80 MPa.
- Độ hút nước: 0,2 ÷ 0,5%.
Tính chất hóa học của đá vôi
- Phản ứng với axit mạnh và giải phóng CO2
CaCO3 + 2HCl —> CaCl2 + CO2 + H2O
- Khi nung nóng trên 825 độ C, nó sẽ tạo ra canxi oxit (vôi sống) và giải phóng khí CO2.
CaCO3 —> CaO + CO2
- Phản ứng với nước với carbon dioxide hòa tan để tạo thành canxi bicarbonate hòa tan trong nước:
CaCO3 + CO2 +H2O—> Ca(HCO3)2
Phản ứng này là nguyên nhân gây ra hiện tượng xói mòn núi đá vôi, hình thành hang động và hiện tượng nước cứng.
Các loại đá vôi
Căn cứ vào sự hình thành hay thành phần của đá vôi, người ta phân thành các loại sau:
- Đá vôi silic: Có độ cứng cao và giòn.
- Đá vôi chứa nhiều sét: Ít chịu nước.
- Tufa: Một loại đá vôi xốp được tìm thấy gần thác nước và được hình thành khi các khoáng chất cacbonat kết tủa khỏi nước nóng.
- Đá phấn: Một loại đá vôi rất mịn được hình thành từ tàn dư của vỏ vôi từ các loài sinh vật biển cực nhỏ hoặc tàn tích của canxi trong rong biển.
- Đá vôi đôlômit: Có cơ tính cao hơn đá vôi thường.
- Đá vôi hóa thạch: Được hình thành từ vỏ và xương các sinh vật.
- Đá vôi Travertine: Được hình thành do kết tủa bay hơi trong các hang động hoặc ven suối, đặc biệt nơi có thác nước và suối nước nóng.
Các dạng đá vôi trong tự nhiên
Trong quá trình sản xuất, đá vôi có thể hình thành dưới dạng phấn, vôi sống và vôi bột.
Vôi sống
Vôi sống là sản phẩm của quá trình nung đá vôi ở nhiệt độ cao trên 900 độ C. Nó được dùng trong công nghiệp luyện kim, hóa chất xử lý nước thải, môi trường gia cố đất, điều chỉnh pH của đất, nước, là chất ăn da và hấp thụ khí axit, v.v.
Vôi bột
Vôi bột là dạng tinh thể không màu hoặc có màu trắng, được tạo ra khi cho vôi sống tác dụng với nước. Nó cũng có thể kết tủa khi trộn dung dịch chứa CaCl2 với dung dịch chứa NaOH. Đây là loại vôi bột được sử dụng chủ yếu trong ngành nông nghiệp và sát trùng chuồng trại chăn nuôi.
Phấn
Phấn là một loại đá trầm tích khá mềm, xốp và màu trắng. Nó là một dạng đá vôi tự nhiên, chứa chủ yếu là các ẩn tinh canxit. Loại đá này được khai thác rất nhiều trên thế giới và được sử dụng chủ yếu làm vật liệu xây dựng và bón vôi cho đồng ruộng.
Công dụng của đá vôi
- Đá vôi được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp xây dựng, đá hoa cương và là nguyên liệu chính để sản xuất xi măng hoặc vôi.
- Làm chất độn sơn: Độ mịn và sự phân bố kích thước của các hạt canxi cacbonat ảnh hưởng đến độ trắng của quá trình sơn phủ bề mặt. Ngoài ra, đá vôi có độ sáng cao, độ hút dầu thấp, độ phân tán tốt và rất ổn định trong môi trường, khả năng ăn mòn thấp, ổn định pH ổn định, nâng cao hiệu suất chống ăn mòn của sản phẩm;
- Được sử dụng rộng rãi trong sản xuất sơn gốc nước, góp phần tăng khả năng thấu quang và trọng lượng của sơn.
- Là chất xử lý nước trong nuôi trồng thủy sản
- Canxi cacbonat có khả năng hấp thụ các khí độc tích tụ dưới đáy ao nuôi như amoniac, cacbon dioxit, hydro sunfua… và làm giảm độ chua trong nước, giảm mật độ kim loại nặng trong nước nuôi.
- Phân hủy xác tảo và tạo kết tủa với các chất lơ lửng trong ao nuôi, giúp cân bằng và ổn định môi trường nước.
- Canxi cacbonat giúp ổn định màu nước, làm sạch và tăng lượng oxy hòa tan có trong nước.
- Hạn chế mầm bệnh, diệt vi khuẩn có hại trong nước,…
- Trong lĩnh vực y tế, canxi cacbonat được sử dụng như một chất bổ sung canxi trong chế độ ăn uống và làm chất nền cho nhiều loại dược phẩm.
- Đá vôi được sử dụng làm chất tẩy trắng trong men gốm sứ. Ngoài ra, vôi bột còn được dùng để sản xuất bảng viết phấn.
