Fysiske egenskaber ved kalksten

Kalksten er et kollektivt udtryk for en gruppe af sedimentære klipper, der består af mindst 50 procent kalcit, et mineral dannet af calciumcarbonat. Hvis noget af calciumet erstattes af magnesium, kaldes den resulterende calciummagnesiumcarbonatrock dolomitisk kalksten. Kalksten har en række oprindelser og kan udfældes i vand eller udskilles af marine organismer som koral; det kan også bestå af skaller fra døde marine organismer.

Clastic og Nonclastic

Der er to hovedtyper af sedimentære sten: clastic eller detrital - som består af små stenfragmenter - og nonclastic, også kaldet kemisk og uorganisk. Clastic kalksten består af biogene kerner eller klaster, snarere end udhulede stenfragmenter, som i tilfælde af sandsten. Sådanne biogene klaster er shell- eller knoglefragmenter fra døde marine organismer og akkumuleres ved at synke til bunden af ​​havet eller en hvilken som helst anden vandmasse. De vokser også i marine miljøer som koralrev. Nonclastic kalksten, såsom travertiner, dannes gennem udfældning af carbonatkrystaller i lavt vand og i grundvand, hvor sidstnævnte danner stalagmitter og stalaktitter i huler.

Kemisk og mekanisk vejrtrækning

Kuldioxid i atmosfæren opløses sammen med svovl- og nitrogenoxider i forurenede by- og industriområder i regnvand og grundvand for at danne svage syrer. Disse syrer reagerer med carbonater i kalksten og opløser klippen, der danner sinkholes og huler. Kalksten er også udsat for mekanisk forvitring, især i tørre klimaer, ved slibende virkning af vindbærende stenfragmenter og andet snavs. Denne kombination af kemisk og mekanisk forvitring gør kalksten meget sårbar over for forringelse, når den udsættes for atmosfæren.

Porøsitet og frakturer

Kalksten dannet gennem ophobning af skaller og skeletmaterialer har en høj indledende porøsitet - - et udtryk der henviser til hulrummene mellem de faste fragmenter. Denne porøsitet falder med komprimering over tid, da mere materiale aflejres og fragmenter cement sammen. Surt vand fra atmosfæren eller jorden opløses noget af dette komprimerede materiale, hvilket skaber en sekundær porøsitet. Jordbevægelsen over geologisk tid får kalksten til at bryde sammen. Acid vandindtræk yderligere udvider brudene. Når den udsættes, vises denne opløsningseffekt på overfladen som et netværk af sprækker og sinkholes kaldet karst.

Tekniske fordele og problemer

Kalkstenformationer som landskaber, huler og koralrev gør spektakulære turistattraktioner . Ved brugen som byggemateriale har kalksten en graciøs og attraktiv aldringsproces gennem århundreder, på trods af sårbarheden for forringelse. Kalkstenens høje porøsitet og hulrum gør det til en effektiv vandforsyning til offentlige vandforsyninger i Texas, Irland og hele verden. Imidlertid udgør kalkstenformationer alvorlige tekniske problemer for vej, tunnel og bygningskonstruktion. Hulrum og stejlt skrånende stenlag kan ikke altid identificeres under en byggepladsundersøgelse og kan aftage, hvilket forårsager en pludselig sammenbrud af fundamenter, bygninger og tunneler.