Известняк — весьма распространенная осадочная горная порода. Фактически это целый класс горных пород обозначаемый одним словом. К известнякам относятся и ракушечник, и доломит и мрамор. Теоретический состав известняка: 56% СаО и 44% СО2; [...]]]> Немного о широко распространенном и полезном для жизни строительном материале. Ну и о том, что из него можно еще сделать.

Известняк — весьма распространенная осадочная горная порода. Фактически это целый класс горных пород обозначаемый одним словом. К известнякам относятся и ракушечник, и доломит и мрамор.
Теоретический состав известняка: 56% СаО и 44% СО2; как примеси в Известняке присутствуют: МgО,SiO2, Аl2О3, окислы железа, МnО, Р2О5, Na2О, К2О, V2О3, S, SО3, ТiO2, Cl, Н2S и другие более редкие элементы.

При содержании MgO более 18% переходит в доломит.
При содержании глинистых частиц (Al, Si, Fe) более 25% — называется мергелем.

При полном завершении кристаллизации становится мрамором.
В зависимости от содержания примесей может иметь желтый, красноватый, бурый, серый или даже зеленоватый цвет. При большом количестве битумных остатков может быть черного цвета. При содержании битума более 3% называется асфальтовым и является исходным продуктом при выработке асфальта. Битумные известняки являются прекрасными коллекторами нефти. Z.B. Уральские месторождения нефти.
Основные залежи: В России — повсеместно. Московская, Ленинградская область, Карелия, Архангельская область, берега Белого моря, Вятская и Пермские области, Костромской и Нижегородские районы, Татарская АССР, Чувашия, Урал, Поволжье, Крым.
В строительстве используется как облицовочный материал, в качестве бута для фундамента, как тротуарные плитки, ступени. Южный ракушечник имеет коэффициент теплопроводности в 2-3 раза меньше чем красный кирпич.

Практика современного южного строительства (Керчь, Одесса) показала, что стоимость кладки ниже на 50-60%, чем из кирпича.
Широко применяются в цементном производстве при производстве портланд-цемента. В основном используются глинистые известняки и мергеля.
В черной металлургии используются в качестве флюсов, для облегчения образования легкоплавких шлаков и удаления примесей. При этом нельзя использовать известняки с большим количеством фосфора (зеленоватые по цвету).

В основной химической промышленности применение Известняка также весьма разнообразно:

1) для получения СО2, 2) при содовом процессе по способу Сольвея и Леблана, 3) в производстве белильной (хлорной) извести, 4) в азотнокальциевом производстве (норвежская селитра) и др.
В сельском хозяйстве Известняк применяется как один из факторов поднятия урожайности, уменьшения кислотности почвы.

Строительство:
Известняк непосредственно для получения строительных блоков может обрабатывается топором, пилой.
Для получения негашеной извести обжигается при температуре около 900 гр. Цельсия, на практике 1200 гр. Цельсия. Выход извести по массе после обжига составляет примерно 60% учитывая примеси. Обжиг доломитов ведется при меньших температурах.
При использовании короткопламенного угля (в частности древесного) Известняк пересыпают угольными слоями. При использовании длиннопламенного топлива (торф, дрова) его сжигают в топках расположенных по кругу от известняка. При выходе из печи кипелка сохраняет форму кусков известняка чуть уменьшившись в размерах (не более 14%). Если известняк был чистым, то кипелка имеет белый цвет. Мергельные сорта дают серый или желтоватый оттенок. По объему 1л ~ 0,77-1 кг. После гашения водой объем увеличивается в 3 — 3,5 раза. Из 1 кг кипелки получается 2,8-3,2 кг известкового теста. При добавлении большого количества воды получается известковое молоко.
При сильном (до спекания) обжиге смеси молотого известняка с частью глины (желательно каолин) получаем заготовку портланд-цемента. После отжига полученный клинкер вылеживается до стабилизации гидрации и затем мелется. http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/cement-2/

Получение красок:
Известковая синяя приготовляется из растворов медного купороса, нашатыря и известкового молока; 1б ч. медного купороса, 121 ч. нашатыря и 30 ч. гашеной извести растворяют в 1 300 ч. воды; выделенный осадок отфильтровывают, высушивают до кашеобразного состояния, пропускают через краскотерку для лучшего перемешивания краски с оставшейся известью и окончательно высушивают для превращения в порошок.
Белая известковая получается гашением извести водой, прибавляемой в избытке. Применяется она для окраски жилых помещений и вообше строений. При окраске поверхность стен предварительно смачивают водой, чтобы краска ложилась ровными слоями. При окраске деревянных строений, для лучшего приставания краски, к известковой белой прибавляют связывающие вещества — молоко, кровь, казеин.

Стекловарение:
При варке стекла мелко размолотый и просеянный известняк (лучше мел или даже мрамор, для уменьшения количества примесей) вводится в состав начальной шихты до 20% от общей массы. Хотя ради уменьшения примесей в стекле и увеличения его прозрачности лучше использовать полученную из него же и уже очищенную известь.

Получение пищевой соды (Na2CO3) по русско-французскому методу Лаксмана(1764г)-Леблана(1791г) достаточно простого для попадуна:
1) получаем Глауберову соль (Na2SO4) (неплохое слабительное, так же способствует выводу токсинов из организма) :
NaCl (пищевая соль) + H2SO4 (Серная кислота она же купоросное масло) → Na2SO4 + 2 Cl (Хлор отводим в реторту с водой и получаем соляную кислоту). Операцию следует сопровождать нагревом реактивов до 400-500 гр. Цельсия.
2) Спекаем полученный продукт с мелом или известняком и углем при температуре ~ 1000 гр. Цельсия. В описании изобретения указывалось: «Над поверхностью плавящейся массы вспыхивает множество огоньков, похожих на огни свечей. Получение соды завершается, когда эти огоньки исчезают».
Na2SO4 + 2C → Na2S + 2 CO2
Na2S + CaCO3 → Na2CO3 + CaS
Полученную фигню охлаждаем, растворяем в воде и фильтруем.
Раствор выпариваем и получаем нужную нам(для кулинарии, стекловарения, медицинских целей и, особенно важно для попаданца, лечения алкоголизма (а то большая часть попадает по пьяни или с резкого будуна )и курения) соду. Дальше можно ее просушить при температуре 100-150 градусов. К сожалению, в своей стране пророка нет, и метод был переоткрыт французом через 30 лет и получил только его имя.
Ненужный оставшийся CaS нагреваем на отрытом воздухе при температуре 800 гр Цельсия. И получаем CaS + 2O2 → Ca2SO4
Слегка бодяжим водичкой и у нас есть отличный гипс. Можно специально и не бодяжить, все равно насосет из воздуха. Если процесс считать идеальным 🙂 то из пуда соли и 13,5 кг серной кислоты получается 14,5 кило соды и 12 кг гипса. (Но это в недостижимом идеале)
Полученной в первом этапе соляной кислотой можно обработать тот же самый известняк и получить хлорную известь (она же хлорка) для отбеливания тканей или дезинфекции.

По просьбам радиослушателей форумчан попробую приложить хоть какие-то временные рамки к вышеизложенному:

1. Строительство. В принципе, знания достаточно актуальны и сильно востребованы с каменного века до VIII-IX веков нашей эры (если только товарищ попал не в Средиземноморье или Крым, там с известняком начали плотно работать значительно раньше). Вот только в каменном веке тяжело будет убедить товарищей поработать в каменоломне для постройки небольшого дома, пусть даже и теплого. А вот применению известкового молочка, даже до начала XX века, ничего не мешает. Например, использовать его для пропитки бревен при строительстве срубов. Выглядит конечно фантастично и по срокам выдержки бревен в растворе, да и по самой организации сего действия. Но за то получится не гниющий и противопожарный дом. В качестве дешевой альтернативы серьезной пропитке, можно попытаться сначала просто покрыть сруб известкой, а затем полностью отштукатурить его. В любом случае, даже побелка стен внутри дома и потолка поспособствует дезинфекции и изгнанию паразитов, что актуально до XX века. Так же довольно часто использовались насыпные сооружения.  Для укрепления в долговременной перспективе, их так же можно проливать известковым молочком. Тут даже представить себе не могу временные рамки. Да и само данной действие выглядит достаточно сомнительно. Конечно, если не использовать землебитные сооружения. Тут это оправданно и Гатчинский дворец Мальтийского ордена тому доказательство.
2. В металлургии применение известняка как флюса будет актуально с момента начала получения жидкого железия и чугуния. То есть требуется доменная печь. Для Китая это примерно II-III век, для Европы конец XV — начало XVI веков. Тут можно попрогрессничать, но это уже к заметкам о металлургии :-).
3. В сельском хозяйстве использовать известняк и его производные можно от каменного века и по нонешний день. Здесь и известкование почвы дробленым мелом, известняком или доломитом. И добавления дробленого мела в рацион животных и птиц. И запарка сена известковым молочком. И окраска птичника или сарая для дезинфекции. И даже, покраска стволов плодовых деревьев. В общем, все актуально по текущий день. И все приводит к повышению урожая, качеству почвы, яйценоскости кур, повышению удоев и личного благосостояния 🙂
4. Стекловарение. Тут, на мой взгляд актуальность опять от каменного века, до примерно середины XVIII. Может даже только до начала XVIII века. Позднее уже был наработан довольно обширный технический и технологический опыт и попаданцу будет довольно сложно конкурировать с местными.
5. Получение соды. Тут определяющей датой становится 1764 год. Когда Лаксман открыл свой метод. Может еще до 1791 можно было спокойно извлекать прибыль из данной реакции, но позднее уже на одинаковых со всеми основаниями.
6. Хлорная известь, как дезинфектор актуальна по нынешний день. В средние века цены ей не будет. Вопрос только в том, как приучить аборигенов к чистоте. И как только это произойдет тогда все насладятся мерзким больничным запахом. За то с эпидемиями будет полегче.

1. Попаданцу очень неплохо быть в курсе того, что и как делают аборигены. Кроме общего понимания какой продукт получит [...]]]> Сначала я не хотел писать о таких вещах, как керамика. Слишком уж они известны в любом времени и аборигены наверняка знают об этом больше, чем попаданец.
Но с другой стороны на мое решение повлияли два пункта:

1. Попаданцу очень неплохо быть в курсе того, что и как делают аборигены. Кроме общего понимания какой продукт получит попаданец, нужно хотя бы вчерне разбираться что тебе продают, тебя обведут вокруг пальца и не всучат некондиционный товар.

2. Копирайт — изобретение сравнительно недавнее. Но идея витала в воздухе с каменного века и все мало-мальские нестандартные приемы секретились. Даже если они примитивные до абсурда — все равно, знать их будут только посвященные. Знание таких простых (с нашей точки зрения) вещей даст попаданцу если и не статут члена тайного общества, но хотя бы продажа таких секретов пополнит финансы, пусть даже такая продажа очень рискована для попаданца…

Итак, керамика.
Древнейшая вещь после каменного инструмента. Человек овладел огнем — и появилась керамика.
Однако, как и везде — проблема получить именно те свойства, что были задуманы.
Тут я попытаюсь рассказать общие свойства главного материала керамики — глины.

Вообще, глина — это в любом случае смесь всего трех веществ — оксида кремния (SiO₂), оксида алюминия (Al₂О₃) и воды (H₂O). Однако, даже такой состав может отличаться не только процентным составом, но и кристаллической решеткой, так как глина имеет в себе химически связанную воду и связи эти могут быть очень разными.

Если у нас в глине почти ничего другого нет, мы имеем оксида кремния — примерно 47%, оксида алюминия примерно 39%, воды примерно 14%.
Это лучшая белая глина, каолинит. Он не слишком пластичен из-за достаточно крупных кристаллов, поэтому лепить из него трудно. Зато он — качественная тугоплавкая глина, что ценно для других областей промышленности — например, для стеклодувного дела.
Но вместе с каолинитом часто идет галлуазит с мелкодисперсными частицами — вот он уже отлично лепится.
Но и это не все, как всегда в реале — «имеются варианты».

Главное различие между глинами — в примесях.
А они могут быть просто фантастически разными.
Во-первых это кварцевый песок (SiO₂).
Кварцевый песок — это даже не примесь, это необходимый компонент, его может быть в глине до 60%. И он будет в глине всегда — пусть несколько процентов, но будет.
Глина, в которой мало этого мельчайшего кварцевого песка — «жирная» глина. Она липнет к рукам, плохо держит форму, сохнет долго и при этом растрескивается (потому что усадка большая), а при обжиге легче деформируется.
Глина, в которой много кварцевого песка — «тощая» глина. Она нормально не лепится, при попытке изогнуть слепленное глина трескается и куски плохо приклеиваются друг к другу. Кроме того — прочность изделий снижается.

Если попаданец нашел глину, но она «тощая» — хорошей посуды не получится. Конечно, можно придумать технологию вымывания кварцевого песка, но много проще найти место с более «жирной» глиной. А вот если вы нашли только «жирную» глину, то можете в качестве отощителя добавить размолотый речной песок — и все получится.

Следующая примесь — соединения железа. Они бывают и в виде пирита FeS₂ и чаще всего — в виде окислов (фактически — ржавчины). В глине легко может быть железа до 5-8%, как правило — в виде очень мелкодисперсных частиц. Именно они дают привычный красный цвет глиняным горшкам. Если железа в глине много — даже снижается температура плавления глины. До обжига такая глина — зеленовато-коричневатая, самая распространенная глина на этой планете, я думаю нет человека, который ее не видел.

Еще одна примесь — карбонаты кальция и магния. Они уже не такие безобидные, как железо. Они считаются вредной примесью. Они дают трещины после обжига, изделия получаются очень пористые и непрочные. Но если брать обычный красный кирпич — там этих карбонатов может набраться до 30%. Кирпич при этом получается такой себе потрескавшийся (знакомо, верно?), но вполне пригодный для постройки. Сейчас их присутствие определяют по выделению углекислого газа при действии на глину соляной кислотой.
Если вы нашли глину, где много карбонатов кальция и магния — вы не получите из нее хорошей посуды. Только кирпич.

Остальные примеси настолько на качество изделий не влияют. Например, если в глине содержится гипс — он дает выплавки в виде прозрачных капелек зеленоватого стекла. Или, например, сульфаты дают после обжига белесоватые гладкие пятна. Соли ванадия — желтовато-зеленоватые пятна.
Соединения натрия и калия резко снижают температуру плавления глины.
Еще попадаются органические примеси, вроде мельчайших частиц угля, которые дают глине черно-серый цвет и выгорают при обжиге. При этом случается так, что после выгорания органики обожженная глина становится белой.
В общем — вполне юзабельная глина, пусть даже не такая прочная и не такая красивая.

Глину найти не так трудно (ну, если вы не в Сахаре, где вокруг песок или не в тундре, где вечная мерзлота).
Чтобы найти глину, первым делом надо… расспросить местное население. Не факт, что они скажут, но попытаться стоит.
Если это не получается или если они сами не в курсе (ситуация вполне обыденная), тогда следует приступать к самостоятельным поискам.

Глина — порода осадочная и вымывается водой. Поэтому глину и стоит искать у воды:
1. В заболоченных местностях.
2. Где много ручьев и родников по берегам рек и в оврагах.
3. Где низкий уровень воды в колодцах (то есть — низкий уровень подпочвенных вод).

Идеальнее всего — смотреть обрывы по берегам рек и в оврагах, где геологические слои уже вскрыты и лежат как слоеный пирог.
Но, боюсь, без лопаты в любом случае не обойтись.
Глину распознать просто. Достаточно растереть в пальцах образец и добавить немного воды. Как при этом ведет себя глина известно каждому. В конце концов мы все в раннем детстве научились различать в песочнице песок от собачьих экскрементов — и это умение нам сейчас и пригодится.
В данном случае главное — записывать как можно точнее где был взят образец, при этом ценными будут данные о толщине слоя глины и о толщине покрывающих пород, ведь попаданцу придется много копать.

Также некоторые свойства найденной глины можно определить на месте.
Например, рекомендуется тут же развести глину водой, слепить из нее колбаску толщиной с палец и попытаться ее согнуть — до тех пор, пока она не треснет. Пластичность глины определяется по радиусу изгиба. Если глина плохо гнется и белая — это каолин, можно задумывать химические производства.
А количество песка столетиями пробовали «на язык». Если в глине мало песка, то он на зубах не скрипит.
В общем — в любом случае для окончательного вердикта необходим пробный обжиг.

Скажу сразу — лично я глину сам не намешивал, а получал готовую, приготовленную механическим способом (очень удобно знаете ли — в ней гарантировано нет пузырьков, из-за которых изделие в печи лопается). Но даже в этом случае были ошибки — однажды мне подсунули глину, рассчитанную на более низкую температуру, в результате блюда «поплыли» и стали похожи на мягкие часы с картины Сальвадора Дали.

Каждый, кто сталкивался с минералогией, знает что это злостная мозголомка, информации не меньше чем в истории, при такой же мутной структирированности. [...]]]> Все новшества, которые будет вводить попаданец, требуют сырья. Причем, как правило, сырья минерального.
Именно поэтому очень ценится, когда попаданец — геолог. У он-то все знает и раскопает чего требуется!
Давайте посмотрим на это поближе…

Каждый, кто сталкивался с минералогией, знает что это злостная мозголомка, информации не меньше чем в истории, при такой же мутной структирированности.
Хорошо было в средневековье, когда знали семь металлов и с десяток других минералов. Уже Ломоносову было сложнее — в его списке минералов было 58. Но на сегодняшний момент количество минералов уже подползает к пяти тысячам. Конечно, попаданцу все эти минералы помнить не надо, нужно иметь представление всего лишь о сотне-другой самых важных. Но если геолог все время после института занимался грунтовыми водами, то что он может сказать о признаках оловянной руды? В его институтском конспекте это, несомненно, было записано, но где попаданец, а где конспект?

Такая свалка в количестве минералов связана именно с происхождением Земли. Сначала, когда планета была горячей, все тяжелые минералы утонули в мантии, только потом на поверхность всплыл весь легкий шлак, который и затвердел в современные горы и долины.
Все, что есть в коре Земли тяжелее железа (а часто и само железо) — это то, что нападало с метеоритами в те древние времена, после первичного остывания «корочки». Соответственно — где есть свинец, а где не повезло.

Но и это было только началом.
Нам досталась беспокойная планета, с плавающими в мантии континентами, которые гуляют как хотят и сминаются в самых неожиданных местах. Кроме того — наша планета очень нестабильная из-за наличия воды, наматывающей свои круговороты в природе. Вода вымывает одни минералы и откладывает другие. А наличие жизни со свободным кислородом за миллиарды лет окислило все, что могло и даже все, что только теоретически поддается окислению. И это все отложилось по слоям, сплавилось и смялось в непонятный «пирог».
Мусорная свалка по сравнению с этим — аптека в Германии.

Естественно, есть наука стратиграфия, которая изучает сминание и переворот геологических слоев. Но как в древнем мире попаданцу-геологу составить стратиграфическую карту местности? Ударно-канатное бурение не дает кернов из скважины, попаданцу придется помучится.

Особенно весело то, что за многими минералами приходится лезть глубоко под землю. Шахты же тогда строить умели не то, чтобы совсем негожие, но лезть в них следовало только под страхом смерти.

Ну, допустим, заставили аборигенов пошевелится и они нанесли геологу-попаданцу много разных минералов. Нет, ну золото от кварца он отличит всегда. А отличит ли он галенит от сфалерита (то есть свинцовый блеск от свинцовой обманки), если об их существовании он знает только из лекции 10-летней давности? Конечно, существуют реактивы, которые определят, что лежит в основе минерала — свинец или цинк, но где эти реактивы взять? Тут твердость измерить не на чем, да и след нарисовать затруднительно (для этого сейчас используют «бисквит» — фарфоровую пластинка без глазури). Да о чем говорить! Хотя бы лупа будет? Шлифовка линз — то еще занятие, для которой требуется оптическое стекло, для производства которого нужен свинец и поташ, которые должен найти геолог…

В этом отношении лучший попаданец — это седой профессор-геолог, который наизусть читает студентам лекции по требуемому предмету. Жаль только, что по статистике в прошлое проваливаются молодые программеры, которые золото от серебра отличают по ценнику.

Вообще геология — задача крайне нетривиальна для одного человека. Геология оперирует таким количеством фактов (которые не хотят высчитываться один из другого), и рассматривает такие большие и разнообразные площади (которые, бывают, на глазах меняются), что эту информацию человечеству пришлось нарабатывать тысячелетиями и наработка эта до сих пор не остановилась. И даже если попаданцем окажется профессор геологии с ноутбуком на солнечных батареях, в котором собрана вся возможная литература и геологические карты — даже этого может оказаться мало, чтобы добыть из земли требуемое.

Мы попробуем здесь дать основные понятия о минералогии — боюсь, только самый-самый краешек.
Но хоть самые основные, самые нужные минералы попаданец будет знать.