Geomechaniczne badania DETERIORACJI materiału skalnego

Geomechaniczne badania
DETERIORACJI
materiału skalnego
Charakterystyka deterioracji materiału skalnego
KOMPLEKSOWE BADANIA
WŁAŚCIWOŚCI SKAŁ
DERERIORACJA
SKAŁ
czynniki deterioracji
efekty deterioracji
modelowanie procesu
deterioracji
Geologia stosowana III- GEOMECHANIKA
Charakterystyka deterioracji materiału skalnego
zewnętrzne (klimat, antropopresja)
wewnętrzne (właściwości skały)
Deterioracja - proces prowadzący
do pogorszenia się bądź
zmniejszenia jakości, właściwości
materiału skalnego.
Efekty niszczenia kamienia
Modelowanie procesu deterioracji
Badanie wpływu temperatur
(zamrażanie, nasłonecznienie)
Badanie wpływu zmian wilgotności
(proces pęcznienia i skurczu)
Badanie wpływu roztworów soli
(krystalizacja soli)
Badanie wpływu SO2 w obecności wilgoci
(zanieczyszczona atmosfera)
(ICOMOS 2010)
ocena deterioracji na podstawie
właściwości geomechanicznych
rozpad ziarnisty
łuszczenie, pękanie
rozpad mrozowy
naloty i wykwity
DETERIORACJA
inne…
Geologia stosowana III- GEOMECHANIKA
redukcja właściwości i jakości skał
Czynniki niszczenia kamienia
Charakterystyka deterioracji materiału skalnego
zewnętrzne (klimat, antropopresja)
wewnętrzne (właściwości skały)
Deterioracja - proces prowadzący
do pogorszenia się bądź
zmniejszenia jakości, właściwości
materiału skalnego.
Efekty niszczenia kamienia
Modelowanie procesu deterioracji
Badanie wpływu temperatur
(zamrażanie, nasłonecznienie)
Badanie wpływu zmian wilgotności
(proces pęcznienia i skurczu)
Badanie wpływu roztworów soli
(krystalizacja soli)
Badanie wpływu SO2 w obecności wilgoci
(zanieczyszczona atmosfera)
(ICOMOS 2010)
ocena deterioracji na podstawie
właściwości geomechanicznych
rozpad ziarnisty
łuszczenie, pękanie
rozpad mrozowy
naloty i wykwity
DETERIORACJA
inne…
Geologia stosowana III- GEOMECHANIKA
redukcja właściwości i jakości skał
Czynniki niszczenia kamienia
Czynniki niszczenia materiału skalnego
Czynniki niszczenia kamienia
CZYNNIKI Zewnętrzne
(klimat, antropopresja)
NATURALNE
temperatura (dodatnia, ujemna)
wilgotność
wiatr
opady atmosferyczne
WYMUSZONE
ANTROPOGENICZNE
zanieczyszczenia
zła konserwacja
wandalizm
CZYNNIKI Wewnętrzne
(właściwości skały)
Skład mineralny
monomineralna
polimineralna
Struktura
skały
Tekstura
skały
Geologia stosowana III- GEOMECHANIKA
Procesy niszczenia materiału skalnego
INSOLACJA
niszczenie skał na skutek promieni
słonecznych, wykorzystujące rozszerzalność
cieplną minerałów budujących skały
Piaskowiec
monomineralny
Piaskowiec
polimineralny
Geologia stosowana III- GEOMECHANIKA
Procesy niszczenia materiału skalnego
ODDZIAŁYWANIE ROZTWORÓW WODNYCH
(podsiąkanie kapilarne)
Geologia stosowana III- GEOMECHANIKA
Procesy niszczenia materiału skalnego
ZAMRÓZ
niszczenie skał w wyniku ciśnienia
wytworzonego przez wodę wielokrotnie
zamarzającą i rozmarzająca w porach i
szczelinach skał
Geologia stosowana III- GEOMECHANIKA
Procesy niszczenia materiału skalnego
NISZCZENIE SOLNE
niszczenie skał w wyniku ciśnienia
wytworzonego przez krystalizujące minerały
w porach i szczelinach skał
Geologia stosowana III- GEOMECHANIKA
Procesy niszczenia materiału skalnego
Istnieje wiele różnych form niszczenia
kamienia, tak jak wiele jest ich
przyczyn. Zróżnicowanie form jest
wynikiem właściwości kamieni oraz
działania czynników niszczących.
Geologia stosowana III- GEOMECHANIKA
Charakterystyka deterioracji materiału skalnego
zewnętrzne (klimat, antropopresja)
wewnętrzne (właściwości skały)
Deterioracja - proces prowadzący
do pogorszenia się bądź
zmniejszenia jakości, właściwości
materiału skalnego.
Efekty niszczenia kamienia
Modelowanie procesu deterioracji
Badanie wpływu temperatur
(zamrażanie, nasłonecznienie)
Badanie wpływu zmian wilgotności
(proces pęcznienia i skurczu)
Badanie wpływu roztworów soli
(krystalizacja soli)
Badanie wpływu SO2 w obecności wilgoci
(zanieczyszczona atmosfera)
(ICOMOS 2010)
ocena deterioracji na podstawie
właściwości geomechanicznych
rozpad ziarnisty
łuszczenie, pękanie
rozpad mrozowy
naloty i wykwity
DETERIORACJA
inne…
Geologia stosowana III- GEOMECHANIKA
redukcja właściwości i jakości skał
Czynniki niszczenia kamienia
Efekty niszczenia materiału skalnego
Łuszczenie
Naloty
i wykwity
Rozpad ziarnisty
KOMPLEKSOWE BADANIA
WŁAŚCIWOŚCI SKAŁ
Naskorupienia
DERERIORACJA
SKAŁ
Spękania
Zarysowania powierzchni
Działanie
roślin i zwierząt
Wandalizm
INSOLACJA
ODDZIAŁYWANIE ROZTWORÓW
WODNYCH
ZAMRÓZ
Niewłaściwa konserwacja
Zmiany barwy
NISZCZENIE SOLNE
INNE…
Geologia stosowana III- GEOMECHANIKA
Efekty niszczenia materiału skalnego
Łuszczenie
Naskorupienia
Naloty
i wykwity
Rozpad ziarnisty
Spękania
Zarysowania powierzchni
Działanie
roślin i zwierząt
Wandalizm
Niewłaściwa konserwacja
Zmiany barwy
http://www.international.icomos.org/publications/monuments_and_sites/15/
Geologia stosowana III- GEOMECHANIKA
http://www.fokus-gmbh-leipzig.de
Charakterystyka deterioracji materiału skalnego
zewnętrzne (klimat, antropopresja)
wewnętrzne (właściwości skały)
Deterioracja - proces prowadzący
do pogorszenia się bądź
zmniejszenia jakości, właściwości
materiału skalnego.
Efekty niszczenia kamienia
Modelowanie procesu deterioracji
Badanie wpływu temperatur
(zamrażanie, nasłonecznienie)
Badanie wpływu zmian wilgotności
(proces pęcznienia i skurczu)
Badanie wpływu roztworów soli
(krystalizacja soli)
Badanie wpływu SO2 w obecności wilgoci
(zanieczyszczona atmosfera)
(ICOMOS 2010)
ocena deterioracji na podstawie
właściwości geomechanicznych
rozpad ziarnisty
łuszczenie, pękanie
rozpad mrozowy
naloty i wykwity
DETERIORACJA
inne…
Geologia stosowana III- GEOMECHANIKA
redukcja właściwości i jakości skał
Czynniki niszczenia kamienia
Modelowanie procesu deterioracji
nasłonecznienie
Modelowanie procesu
deterioracji
temperatura suszenia: 70 C
czas suszenia: do stałej masy
nawodnienie
temperatura wody: 20 C
czas nasączania: do stałej masy
PN-85/B-04101
zamróz
1 cykl:
25 cykli
temperatura mrożenia: -25 C
czas mrożenia: 4 h
czas odmrażania w wodzie: 6 h
Pobranie
oddziaływanie dwutlenku siarki
krystalizacja soli
Obróbka
‘’
,,
PN-85/B-04102
roztwór: kwas siarkowy (IV) + woda demineralizowana
temperatura: 20 C
czas oddziaływaniu oparów roztworu: 21 dni
PN-EN 13919:2004
Transport
Przygotowanie
15 cykli
roztwór: Na2SO4 x 10H2O (14g) woda dejonizowana (86g)
1 cykl: czas nasączania: 2h temp. roztworu: 20oC
czas suszenia: 12h
temp. suszenia: do 105oC
PN-EN 12370:2001
Geologia stosowana III- GEOMECHANIKA
Badanie
Rejestracja
i obróbka
danych
Modelowanie procesu deterioracji
nasłonecznienie
nawodnienie
zamróz
oddziaływanie SO2 krystalizacja soli
Badania makroskopowe
Badania mikroskopowe
Badania ultradźwiękowe
Badania wytrzymałościowe
Geologia stosowana III- GEOMECHANIKA
Modelowanie procesu deterioracji
Wskaźnik integrity (I)
( X x )2
I x
( X ps ) 2
I  1 dla materiału niezniszczonego
X x  parametr po działaniu czynnika
X ps - parametr w stanie powietrznosuchym
Geologia stosowana III- GEOMECHANIKA