ВЫВЕТРИВАНИЕ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕРЫ БОРЬБЫ С ЭТИМ ЯВЛЕНИЕМ

Факторы выветривания каменных материалов, можно разделить натри группы: 1) физические; 2) химические; 3) биологические.

Физические факторы выветривания — это колебания температуры, давление воды, расширяющейся при замерзании, и растворяющее действие воды.

Колебания температуры обусловливают возникновение и постепенное развитие трещин в каменных материалах. В полиминеральных породах гранитной и особенно порфировидной структуры это объменяется несовместимостью температурных деформаций минералов, различающихся цветом и коэффициентом линейного температурного расширения (КЛТР). Проявление подобной несовместимости в моно- минеральных породах связано с анизотропностью кристаллов, т. е. различием КЛТР в разных направлениях. Суточные колебания температуры, кроме того, приводят к возникновению температурных перепадов, усугубляющих действие вышеупомянутых факторов. Устойчивость пород в отношении колебаний температуры возрастает с уменьшением зернистости и увеличением однородности зерен по размеру, цвету и КЛТР.

Давление замерзающей воды в порах и трещинах камня является одним из самых существенных факторов разрушения. О морозном разрушении и морозостойкости материалов мы уже говорили в п. 2.3.

Растворяющее действие воды не проявляется в заметной степени для большинства пород, однако гипс и ангидрит обладают определенной растворимостью.

Факторы химического выветривания — это в основном гидролитическое действие воды, химическое растворение пород и воздействие природных и промышленных газов.

Гидролитическое действие воды проявляется в отношении, например, полевых шпатов. Несмотря на чрезвычайно малую растворимость, в воде, в присутствии углекислоты, они распадаются на нерастворимый каолинит (алюмокремневую кислоту) и легко растворимые углекислый калий и аморфный кремнезем:

Химическое растворение известняков, доломитов, магнезита (пород, сложенных углекислым кальцием или углекислым магнием) происходит в воде, содержащей свободную углекислоту. Соответствующая реакция с пояснениями была приведена выше, при рассмотрении процессов образования известкового туфа (см. п. 4.3).

Растворение каменных материалов может происходить также при наличии в воде органических и неорганических кислот.

Воздействие газов, главным образом кислорода и сернистого газа (S03), играют важнейшую роль в выветривании каменных материалов. Оба газа могут образовать серную кислоту, кислород — при действии на пирит (FeS2), а сернистый газ — при растворении в воде. Разрушительное действие серной кислоты на большинство минералов известно, так, например, мрамор на открытом воздухе легко перерождается в гипс.

Биологическое выветривание, обусловленное жизнедеятельностью некоторых низших организмов (грибов, лишайников, мхов), наиболее часто наблюдается на северных, как правило, шероховатых стенах зданий и сооружений. Разрушению камня способствует выделение растениями органических кислот и потребление ими минеральных веществ, переходящих в раствор. В то же время заселение камня низшими растениями препятствует его просыханию, обусловливая, тем самым, морозное разрушение.

Полировка камня значительно повышает его долговечность, однако, полностью не исключает биологическое выветривание.

Меры борьбы с выветриванием могут быть конструктивными и кон- сервационными.

Конструктивные меры заключаются в создании рациональных конструкций (отсутствии выступов, карнизов, на которых могла бы задерживаться вода, шлифовка и полировка камня и т. п.)

Консервирование камня заключается в пропитке его на достаточную глубину специальными составами.

Флюатирование — способ, применяемый в отношении известняков. При пропитывании их раствором флюатов Кесслера (солей кремнефтористоводородной кислоты) получается целый ряд трудно растворимых в воде соединений. Например:

Лванфлюатирование применяется по отношению к камням, не содержащим СаС03. В этом случае камень перед флюатировани- ем пропитывают составом, содержащим известковую или иную соль, с которой флюат дает нерастворимые соединения.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >