فرآیند فرسایش و مرمت های حفاظتی سنگ
فهرست
مطالعات اولیه سنگ
سنگ 1
مطالعات مربوط به سنگ 2
بررسی های میدانی 2
نمونه برداری 3 آنالیزهای آزمایشگاهی 3
سنگ شناسی 4
آزمایشات فیزیكی 4
كشش مویینگی 4
میزان تخلخل 5
آنالیز شیمیایی 5
مواد محلول در آب 5
مواد محلول در اسید 6
مواد محلول در سایر حلالها 6
فرآیند فرسایش و فرسودگی سنگ
فرسودگی های ناشی از نحوه استخراج و سنگ تراشی 7
فرسودگی های ناشی از حرارت و گرما 7
فرسودگی های ناشی از یخبندان 8
فرسودگی های ناشی از نمك ها محلول(1) 8
فرسودگی های ناشی از نمك ها محلول(2) 9
فرسودگی های ناشی از شوك حرارتی(آتش سوزی) 9
فرسودگی های ناشی از رطوبت(انبساط رطوبتی) 10
فرسودگی های ناشی از خردگی فلزات 10
فرسودگی های ناشی از رطوبت(آبشویی) 10
فرسودگی های ناشی از رطوبت(تعریق، فیلم آب در سطح) 11
فرسودگی های ناشی از آلاینده های جوی(گازها آلاینده) 11
فرسودگی های ناشی از ذرات معلق(خاك گرفتگی) 12
سنگ 13
سنگ خارا 13
تاریخچه و سیر تحول سنگهای رسوبی 14
مهمترین نمكهای محلول در شوره‌ها 15
نگاهی به مهمترین عوامل تخریب و فرسایش سنگ و سازه‌های
سنگی با تاكید بر سنگهای آهكی
دامنه تغییرات دمای محیط 16
بارش باران های رگباری و برف 16
تبلور نمك در درز سنگها 17
رشد گیاهان بر بدنه سنگها 17
بارانهای اسیدی ناشی از سوختهای فسیلی 17 ترمیم اشاء سنگی 18
مرمت های حفاظتی سنگ
1-خارج كردن نمك های محلول
الف)با غوطه ور ساختن در آب 19
ب)نمك گیری با خمیر كاغذ مرطوب 19
ج)با عبور آب از درون سنگ 20
2-خارج كردن نمك ها نامحلول 20
3-استحكام بخشی
الف)اشباع با موم 21
ب)اشباع با رزین 21
ج)اشباع در خلاء 22
د)اشباع با استرسلیكون 22
مرمر
زدودن چركهای دیرینه 23
زدودن لك ها 24
فرسودگی و استحكام بخشی 25
زنگاره مرمر 26
آزمایش مرمر با پرتوهای ماورای بنفش(تشعشع مهتابی) 27
هوازدگی سنگ 27
بسته بندی مجسمه های مرمر 27
تصاویر سنگهای فرسوده 28
منابع 38
مطالعات اولیۀ
سنگ
سنگ
سنگ که از مواد تشکیل دهنده بخش سطحی کره زمین است به عنوان یکی از قدیمی ترین مصالح ساختمانی است که انسان در خانه سازی،پل سازی،راهسازی و…مورد استفا ده قرارداده.
سنگها از نظرمنشا زمین شنا سی به سه د سته بزرگ تقسیم می شود:
سنگ های آذرین:این سنگ ها از سرد شدن وانجماد مواد مذاب داخل زمین که گاه ماگما نامیده می شود،به وجود می آیند. گاهی مواد مذاب در زیر لایه های مواد قشر جامد زمین مانده و به ان سطح نمی رسند،بنا بر این سنگهای حاصل را سنگ آذرین درونی یا نفو ذی می نامندوگاه نیز مواد مذاب به داخل زمین راه یا فته وهمراه با فورهن از دهانه کوههای آتشفشانی خارج می شوند که در این صورت سنگهای اذرین خروجی یاآتشفشانی نامیده میشوند.
ازمهمترین سنگهای آذرین می توان به آذرین اشاره کرد که سنگی سخت وبا دوام است ودیگر سنگ های آذرین گرانو دیوریت،دیوریت،سینیت و گهبرو هستند.
سنگ های رسوبی: این سنگها در اثر ته نشینی مواد محلول وشناوردراب دریا،رودخانه ها،یخچال ها و هوا در محیط گازی، مایع و جامد به وجود می آیند.سنگ های رسوبی معمولاٌ ازیک قسمت آواری مثل، قلوه سنگ، شن، ماسه و دانه های ریز که در اثر خرد شدن سنگ های دیگر به وجود آمده اند و قسمت دیگر اجزای شیمیایی یا زیستی از قبیل کلسیت و ژیپس که باعث چسبیدن اجزای آواری به یکدیگر می شوند تشکیل شده اند. ازسنگ های رسوبی غیرآواری می توان به آهک و دولومیت، سنگ گچ و نمک اشاره کرد. مهمترین سنگ های رسوبی آواری عبارتند از: کنگلومرا ماسه سنگ ها شیل ها و سنگ های رسوبی.
سنگ های دگرگونی:این سنگ ها در اثر تغییر شکل ساخت و ترکیب کانی شناسی سنگ با تبلور مجدد سنگ های رسوبی یا خروجی آذرین تحت تأثیر عواملی مثل دما و فشار زیاد به وجود آمده اند. از مهمترین سنگ های دگرگونی که در عملیات ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرند، می توان به کوارتزیت و مرمر اشاره کرد.
هر کدام از این سنگ ها دارای خواص عمومی از قبیل نوع و شکل عناصر سازنده (بلوری یا غیر بلوری و...) سختی، چگالی، رنگ، جلا، جذب آب و... هستند که براساس محل، شکل و نحوۀ مصرف در ساخت بنا انتخاب و استفاده می شوند.
مطالعات مربوط به سنگ
هدف از مطالعات مربوط به سنگ در بنا می تواند تعیین منشاً آن ، جایگزینی آن با سنگ جدید، چگونگی پاکسازی آلودگی های سطحی و یا نحوۀ استحکام بخشی آن باشد.
شرایط محیطی یکسان می تواند منجر به رسوبگذاری و تشکیل انواع مختلف سنگ ها با ظاهری مشابه شود که در اینصورت تشخیص درست آنها نیازمند استفاده از ابزار دقیق و علمی است. از طرفی دیگر درک فرایند فرسودگی و تخریب سنگ و جایگزینی آن با نمونه مشابه فقط بر اساس یک شناخت ظاهری و کلی نادرست است که می توانند منجر به اسیب های شدیدتر شود. برای مثال تشخیص ماسه سنگ به تنهایی در مورد سنگ مورد نظر می تواند اصطلاح کلی برای تمامی سنگ هایی باشد که یک بخش آواری غنی از کوارتز با دانه بندی 0625/0-2 میلی متر دارند واین نمی تواند تنوع وسیع مشخصات شیمیایی، کانی شناسی و فیزیکی آن ها را منعکس کند در حالی که سنگ جایگزین باید از نظر ساختار زمین شناسی با سنگ اصلی هماهنگ باشد نه فقط از نظر شکل و رنگ ظاهری.
عدم شناخت و آشنایی با ویژگی هایی سنگ، نوع آلودگی های سطحی ، مرمت های قبلی و... به هنگام تمیز کردن آن، می تواند منجر به تغییر رنگ، بالا بردن سرعت تخریب و غیره شود.
بررسی های میدانی
بررسی های میدانی می بایست برای بدست آوردن اطلاعات بصری از ظاهر انواع سنگ های موجود باشد که این لزوماً براساس مشخصاتی است که با چشم غیرمسلح ویا استفاده از یک عدسی ذره بین دستی با بزرگنمایی 25 قابل مشاهده باشند. به کمک این عدسی احتمال تشخیص اینکه سنگ گرانول، متراکم، بلوری، درشت دانه یا ریزدانه است،وجود دارد.حتی در برخی موارد تعیین نوع سنگ آذرین،رسوبی یا دگرگونی نیز احتمال دارد. در برخی موارد موادی مثل انواع موم ها، ورنی، چرکینه های قدیمی موجب پوشیده شدن سطح سنگ وغیرقابل مشاهده شدن آنها می شود.استفاده از ابزاری مثل چاقوی جیبی با تیغه سخت که با احتیاط روی سطح سنگ کشیده شود می تواند نشانه ای از نوع سنگ به ما بدهد:سنگ های آهکی با تیغه چاقو خراشیده، اما ماسه سنگ های آذرین خراشیده نمی شوند.
علاوه بر این، هرگونه تغییر یا دگرگونی ناشی از فعالیت های بیولوژیکی: جلبک، گلسنگ، آلاینده ها، شوره و... که همراه با ترک خوردگی، تاول، پوسته شدن و ... باشد، می بایست مورد توجه قرار گیرد.