1. ELEMENTY SKŁADU CHEMICZNEGOM MINERALOGICZNEGO I STRUKTURY MATERIAŁÓW 7

1.1. ATOMY I MOLEKUŁY W MATERIAŁACH 7
1.1.1. Oddziaływanie między atomami 10

1.2. SKŁAD CHEMICZNY I FAZOWY MATERIAŁÓW 11

1.3. WIĄZANIA CHEMICZNE 15
1.3.1. Wiązanie kowalencyjne 15
1.3.2. Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane 17
1.3.3. Wiązanie wodorowe 19
1.3.4. Wiązanie jonowe 19
1.3.5. Wiązanie metaliczne 20

1.4. WIĄZANIE SIŁAMI VAN DER WAALSA 20
1.5. PORÓWNAWCZA CHARAKTERYSTYKA WIĄZAŃ 22

1.6. STRUKTURA MATERIAŁÓW 23
1.6.1. Struktura materiałów w fazie gazowej 23
1.6.2. Struktura materiałów w fazie ciekłej 26
1.6.3. Struktura materiałów w fazie krystalicznej 28

1.6.3.1. Elementy krystalografii i krystalochemii 29
1.6.3.2. Struktura krystaliczna kowalencyjna 34
1.6.3.3. Struktura krystaliczna jonowa 35
1.6.3.4. Struktura krystaliczna krzemianów 36
1.6.3.5. Struktura krystaliczna metaliczna 38
1.6.3.6. Struktura krystaliczna cząsteczkowa 39
1.6.4. Defekty struktury krystalicznej w materiałach 40
1.6.4.1. Defekty punktowe 42
1.6.4.2. Defekty liniowe 44
1.6.4.3. Defekty płaskie 46
1.6.4.4. Wpływ defektów struktury krystalicznej na właściwości materiałów 47
1.6.5. Struktura amorficzna 48
1.6.5.1. Struktura szkła 49
1.6.5.2. Struktura polimerów 50

1.6.6. Struktura ąuasi-krystałiczna 52
1.6.7. Udział wody w strukturach materiałów 54
1.6.8. Powierzchnia materiałów w stanie stałym 56
1.6.9. Przemiany i procesy fazowe w materiałach 58
1.6.10. Podstawowe właściwości materiałów wynikające z ich struktury.... 60

2. PODSTAWOWE CECHY MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH... 63

2.1. DEFINICJA i PODZIAŁ MATERIAŁÓW 63
2.2. WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZANE z GĘSTOŚCIĄ MASY 65
2.3. WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZANE z OBECNOŚCIĄ WODY w MATERIAŁACH 66

2.4. WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE 69
2.4.1. Lepkość materiałów 78

2.5. WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZANE ZE ZJAWISKIEM CIEPŁA 79
2.6. WŁAŚCIWOŚCI ELEKTRYCZNE 81
2.7. WŁAŚCIWOŚCI MAGNETYCZNE 87
2.8. WŁAŚCIWOŚCI MATERIAŁÓW ZWIĄZANE ZE ZJAWISKIEM PROMIENIOWANIA I PROMIENIOTWÓRCZOŚCI 92

3. ŚRODOWISKO I WARUNKI PRACY MATERIAŁÓW 99

3.1. CZYNNIKI ŚRODOWISKOWE 99

3.2. POWIETRZE (ATMOSFERA) 101
3.2.1. Chemiczna aktywność składników atmosfery 104
3.2.2. Powietrze w kopalni 107

3.3. WODA (HYDROSFERA) 111
3.3.1. Właściwości wody wynikające z jej składu i struktury 111
3.3.2. Woda jako rozpuszczalnik 7/5
3.3.3. Skład chemiczny wód naturalnych 118

3.3.3.1. Składniki gazowe 120
3.3.3.2. Ważniejsze kationy 124
3.3.3.3. Ważniejsze aniony 126

3.3.4. Odczyn wód naturalnych 75/
3.3.5. Twardość, mineralizacja ogólna i zasolenie wody 132
3.3.6. Ocenawyników analizy wody 135
3.3.7. Wody kopalniane 138

3.4. SKAŁY I GRUNTY 145
3.4.1. Grunty /50

4. SUROWCE NATURALNE WYKORZYSTYWANE DO PRODUKCJI MATERIAŁÓW 159

4.1. WSPÓŁCZESNE POJĘCIE ODPADÓW POWSTAJĄCYCH w GÓRNICTWIE 159

4.2. GIPS 1 ANHYDRYT 161
4.2.1.Gips i anhydryt jako fazy układu CaS04- H20 161
4.2.2. Przemiany fazowe w układzie CaS04 - H20 166
4.2.3. Niektóre właściwości skał gipsowych i anhydrytowych 170

4.3. SKAŁY PŁONNE TOWARZYSZĄCE WĘGLOM KAMIENNYM 171
4.3.1. Piaski 174
4.3.2. Piaskowce 175
4.3.3. Skały ilaste 177
4.3.4. Mułowce 182
4.3.5. Tufyitufity 184
4.3.6. Zlepieńce (żwirowce) 184
4.3.7. Wapienie 186
4.3.8. Dolomity 188
4.3.9. Margle 188
4.3.10. Skały metamorficzne 189

4.4. KOPALINY TOWARZYSZĄCE WĘGLOM BRUNATNYM I ICH UTYLIZACJA 189
4.4.1. Skaty ilaste - iły 192
4.4.1.1. Iły turoszowskie 192
4.4.1.1.1 Iły turoszowskie - wykorzystanie w gospodarce 198
4.4.1.2. Iły belchatowskie 203
4.4.1.2.1 Iły bełchatowskie - wykorzystanie w gospodarce 208
4.4.1.3. Iły z rejonu Konina i Turku 215
4.4.1.3.1 Iły z rejonu Konina i Turku - wykorzystanie gospodarcze 217
4.4.1.4. Zasoby i przydatność w przemyśle iłów towarzyszących węglom brunatnym 218
4.4.2. Gliny zwałowe 221
4.4.3. Piaski 223

4.4.3.1. Piaski w rejonie Konina i Turku 223
4.4.3.2. Piaski w KWB "Bełchatów" 224

4.4.4. Kruszywo krzemienne 226"
4.4.5. Granitowe głazy narzutowe 227
4.4.6. Kreda jeziorna 228
4.4.7. Wapienie 229
4.4.8. Utylizacja kopalin towarzyszących węglom brunatnym w złożach lokalnych 230
4.4.9. Zestawienie kopalin towarzyszących węglom brunatnym w złożach Polski i wykorzystanie ich w gospodarce 232

5. ODPADY UCIĄŻLIWE DLA ŚRODOWISKA WYKORZYSTANE DO PRODUKCJI MATERIAŁÓW I DO ROBÓT INŻYNIERYJNYCH 236

5.1. SUROWCE NIEPRZEPALONE ZE ZWAŁÓW KOPALNICTWA WĘGLA KAMIENNEGO 237
5.2. SUROWCE PRZEPALONE ZE ZWAŁÓW KOPALNICTWA WĘGLA KAMIENNEGO 238
5.3. MUŁ WĘGLOWY 242

5.4. ODPADY ELEKTROWNIANE ZE SPALANIA WĘGLI KAMIENNYCH I BRUNATNYCH.... 244
5.4.1. Składniki szkodliwe dla środowiska w węglach kamiennych i brunatnych 246
5.4.2. Zapopiełenie węgli kamiennych i brunatnych 250
5.4.3 Zasiarczenie węgli kamiennych i brunatnych 265
5.4.4. Emisja S02 do atmosfery 269
5.4.5. Żużle ze spalania węgli 275
5.4.6. Pucolanowośćpopiołów lotnych 277

5.5. EKOLOGICZNE SKUTKI SKŁADOWANIA SKAŁ PŁONNYCH I ODPADÓW ELEKTROWNIANYCH 280
5.5.1. Zwały kopalnictwa węgla kamiennego 280
5.5.2. Muł węglowy 283
5.5.3. Popioły ze spalania węgla kamiennego 284
5.5.4. Popioły ze spalania węgla brunatnego 287
5.5.5. Żużle paleniskowe 289
5.5.6. Uwagi dotyczące składowania odpadów górniczych i elektrownianych 290
5.6. PRODUKTY ODSIARCZANIA SPALIN WĘGLOWYCH 296
5.6.1. Metody odsiarczania oraz redukcji NOx 298
5.6.2. Gips syntetyczny (REA-GIPS) 304
5.6.3. Popioły pozostałe po odsiarczaniu spalin węglowych 309

LITERATURA 312