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風(fēng)化(huà)是指石材在大氣、水和生物等外力的長期聯合作用下發生破壞或化學分解(jiě)的現象。
按作用性(xìng)質的不同可分為物理風化(huà)、化學風(fēng)化和生物風化,總稱風化作(zuò)用。風化作用的直接結果是(shì)石材表麵失光、粉(fěn)化(huà)和剝落。粉化和剝落(luò)是石(shí)材風化作用的嚴(yán)重後果。
(一)物理風(fēng)化(huà)
1.冰凍(dòng)作用
溫度下降到0t以(yǐ)下時(shí),石材中吸收水分凍結成冰而膨脹,使石材發生破(pò)損。
凍損(sǔn)現象主要發生(shēng)在北方等天氣比較寒冷的地方。當石材毛細孔吸收足夠的水分後,
一旦氣溫降到0丈(zhàng)以下.,石材中的水分就開始結冰,體積發生膨脹。當冰塊的膨脹力大於石材的結構力時,石材就會產生損壞(huài),這就是凍損現象。
一般來說,物質都是遵守“熱脹冷縮”規律(lǜ)的,而水恰恰相反。當1m3的水結成(chéng)冰後,其體積會增加(jiā)至1.11m3,因(yīn)此當水進入石材毛孔或縫隙後遇冷結冰,體積(jī)增大,從而(ér)增大(dà)石材的內部應力,經(jīng)反複冰凍,石材的內部結構便受到破壞,當冰的膨(péng)賬力大於石材結構(gòu)應力時(shí),石材就會破碎(suì)。
2.紫外線照射
石材本身具有許多毛細孔,且毛(máo)細管越小毛細現象越顯著。因此,石材吸水後,在陽光(紫外線)的輻射下,水分(fèn)在石材的毛細孔中的蒸發速度隨之加快,水分中帶有對石材有侵燭(zhú)作用的物質對石材的侵燭速(sù)度也會(huì)加劇,從而引起石材的老化。
3.風沙粉塵侵蝕
風沙的吹打會造(zào)成石材表麵的(de)失光和磨損,細(xì)小的粉塵滲人到石材的毛孔會汙染石材。
(二)化學(xué)風化
1.氧化作用
石材(cái)中的礦(kuàng)物質元素在自然界發生氧(yǎng)化反應,造成石材損傷。
2.酸雨作用
空氣中的二氧化碳(tàn)、二氧化硫等氧化物和雨水結合(hé)形成酸雨,對石材造成腐(fǔ)燭而使其表麵失(shī)光或損壞(huài)。
3.水解作用
石材中的某些礦物(wù)鹽通過水解(jiě)作用從石材中滲出,使石材遭到破壞。
4.水合作用
.有些大理石中所含的結晶水合物在幹燥的空氣中失去一(yī)部分或全部結晶水,其原有結晶形(xíng)態被轉變或破壞(huài),使石材表麵出現粉(fěn)末狀覆蓋(gài)層(粉化現象);而有些大(dà)理石中(zhōng)的吸濕性鹽堿成分比較高,在潮濕的環境下發生水合反應而膨賬,
滲出石材的表麵而(ér)產生粉末狀覆蓋層(céng)(粉化現象),或當水(shuǐ)合膨脹力大於石材的結構力時,引起石材的表麵部(bù)分脹裂而剝落(見圖(tú)3-14)。
(三}生物風化
圖(tú)344石材的粉化剝落
1.生(shēng)物繁殖
在有水和溫度適宜的條件下,自然界中某些生物,如菌類(見圖3-15)、苔蘚(見圖3-16)、爬山虎(見圖3-17)、樹木(見圖3-18)等植(zhí)物附著於石材的表麵(miàn)生長發育,從而使(shǐ)石(shí)材表(biǎo)麵遭到破壞。
2.有機質腐(fǔ)蝕
有些微生物和植(zhí)物在生長繁殖的過(guò)程中(zhōng)能(néng)分泌出一些有機酸(suān),另外,.有些(xiē)微生物死後也會腐爛分解(jiě)出(chū)有機酸,這些有(yǒu)機酸會使(shǐ)石材產生剝燭的現象。
各種風化過程往往並非獨立發生,而是多種風化過程同(tóng)時進行(見圖349)。
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