Вплив різних температур на камінь в основному проявляється в наступних аспектах:
1. Ефект теплового розширення та стиснення:
- Камінь, як пористий матеріал, розширюється і стискається при зміні температури. При нагріванні каменю обсяг розшириться; при охолодженні обсяг зменшиться. Ця зміна обсягу спричинить напругу всередині каменю. Якщо напруга перевищує допуск каменю, це призведе до тріщини каменю.
2. Внутрішній тиск, викликаний випаровуванням води:
- Вода в камені може випаровуватися при високій температурі, спричиняючи підвищення внутрішнього тиску, що спричиняє розтріскування каменю, особливо якщо вода є на поверхні або всередині каменю.
3. Вплив мінерального складу:
- Мінеральний склад каменю різною мірою чутливий до температури. Деякі камені зазнають фазових змін або хімічних реакцій після нагрівання, що призводить до змін у структурі каменю, викликаючи розтріскування та вивітрювання.
4. Зміна характеристик міцності та деформації:
- Під впливом високої температури міцність і деформаційні характеристики каменю зміняться. Наприклад, механічні властивості мармуру не сильно змінюються від кімнатної температури до високої температури 200 градусів; але між 400 градусами та 800 градусами його пікова міцність, модуль пружності та модуль деформації зменшуються зі збільшенням температури, тоді як пікова деформація збільшується.
5. Зміни об'ємної щільності та властивостей пор:
- Після високотемпературної обробки зміниться об'ємна щільність і пористість порід різної літології. Наприклад, величина зміни властивостей пор пісковику та глинистого сланцю після високотемпературної обробки буде змінюватись залежно від типу породи. Сланці мають більше пористого простору завдяки спалюванню органічної речовини, що призводить до більш очевидних змін у властивостях пор.
6. Зміни акустичних властивостей і динамічних пружних параметрів:
- Зі збільшенням температури коефіцієнт ослаблення породи продовжує зростати, а інші акустичні параметри продовжують зменшуватися. У той же час, всі динамічні пружні параметри, крім коефіцієнта Пуассона, демонструють тенденцію до зниження, особливо для сланців, які більш сильно пошкоджені теплом.
7. Відмінності вогнетривкості:
- Різні камені мають різну вогнетривкість, і деякі камені піддаються хімічному розкладанню під дією високої температури. Наприклад, гіпс розкладається при температурі вище 107 градусів, вапняк і мармур розкладаються при температурах вище 910 градусів, а граніт тріскається при 600 градусах через нерівномірне нагрівання мінералів, що входять до його складу.
Таким чином, температура має багато впливів на камінь, включаючи зміни фізичних властивостей, зниження механічних властивостей і пошкодження структури. Ці зміни мають велике значення для охорони та використання каменю.
