نکاتی در مورد فرسایش سنگ و علل آن

زوال سنگ ها (علل فرسایش سنگ ها)

اگرچه مصنوعات سنگی ممکن است توسط عوامل مختلفی مانند خرابکاری، سیل، فشارهای گردشگری و حتی زلزله آسیب ببینند، اما این عوامل در این قسمت با جزئیات مورد بررسی قرار نخواهند گرفت. سایر عوامل مهم فرسایش سنگ مانند موارد زیر مورد بررسی قرار خواهند گرفت:

• عوامل هوازدگی و فرسایش (خورشید، باد و باران)؛

• آلودگی؛

• آلودگی نمکی؛

• فعالیت بیولوژیکی

سنگ های آذرین مانند گرانیت سخت، غیر متخلخل و نسبتاً پایدار هستند. حتی در این صورت، سطح یک بنای تاریخی گرانیتی زمانی که در معرض عوامل جوی و آلودگی قرار می گیرد، خراب می شود. ممکن است توسط دوده پوشیده شود یا در اثر رشد بیولوژیکی آسیب ببیند.

سنگ های رسوبی مانند ماسه سنگ ها و آهک ها نسبتاً نرم، متخلخل و دارای سطوح شکننده هستند. ماتریکسی که ذرات مختلف را به هم متصل می کند، به آسانی در اثر هوا، آلودگی یا نمک آسیب می بیند. سطح سنگ ضعیف شده و متلاشی شدن به دنبال دارد.

ویژگی ها و دوام سنگ های دگرگونی متغیر است. به عنوان مثال سنگ مرمر دارای سختی متوسط است که می تواند صیقلی و متخلخل باشد. وقتی در معرض شرایطی قرار می گیرد که هوا را افزایش می دهد، به راحتی لکه می شود و خراب می شود. گرما، آلاینده ها و شرایط اسیدی مضر هستند. تخته سنگ یک سنگ ریزدانه و برگ‌دار است که مستعد هوازدگی و تقسیم شدن به صفحات نازک است.

در حالی که ترکیب شیمیایی سنگ ها ممکن است مشابه باشد، فرسایش سنگ ممکن است بسته به عوامل دیگری مانند تخلخل سنگ ها و اندازه و توزیع دانه های آنها متفاوت باشد. هر چیزی که باعث ایجاد تفاوت در رفتار سطح بیرونی سازه های سنگی نسبت به نواحی داخلی شود، می تواند منجر به تنش هایی شود که در نهایت باعث ترک خوردگی و لایه برداری سطوح بیرونی می شود.

تمام سطوح سنگی متخلخل یا ناهموار در اثر رسوب ذرات معلق در هوا مانند گرد و غبار و دود کثیف می شوند. متراکم شدن رطوبت روی سطح سنگ باعث افزایش میزان رسوب می شود. بقایای انباشته شده علاوه بر تغییر شکل سنگ، می تواند به حملات شیمیایی و بیولوژیکی کمک کند.

دی اکسید کربن و دی اکسید گوگرد در محیط در بارش های ریزشی که به نام باران اسیدی شناخته می شوند، ترکیب می شوند. باران اسیدی ، کلسیت را در سنگ آهک، مرمر و ماسه سنگ حل می کند. آب باران اسیدی شده ،به آهستگی کلسیت موجود در بناهای سنگ آهک را حل می کند و لکه های سفید رنگی به جا می گذارد. در مناطقی که از باران مستقیم محافظت می شود، خاک به صورت پودر یا پوسته گچ سیاه انباشته می شود. مطالعات نشان داده است که سیاهی این پوسته ها عمدتاً به دلیل منابع انسانی، به ویژه احتراق سوخت های فسیلی است  .همچنین نگرانی در مورد نقشی که تغییرات آب و هوایی ممکن است در فرسایش سنگ ایفا کند ابراز شده است.

نمک ها ممکن است از آلاینده های موجود در هوا (به ویژه سولفات ها و نیترات ها) در سنگ تشکیل شوند یا توسط باد از دریا به سازه های سنگی دمیده شوند. سنگ متخلخل در تماس با زمین نیز در نهایت دچار آسیب نمک می شود. پایه سنگ ،آب و املاح محلول را جذب می کند که با عمل مویرگی بالا می روند. چرخه خیس شدن و خشک شدن با فشار اعمال شده توسط نمک های متبلور و در نهایت سنگ را مختل می کند. خرابی در ناحیه ای از سنگ رخ می دهد که رطوبت نوسانی را تجربه می کند، نه جایی که سنگ دائماً خیس است. آسیب قابل مشاهده شامل حفره، پوسته شدن، خرد شدن و لایه برداری است و با شکوفه نمک همراه است. مقدار نمک موجود در سنگ با شدت آسیب موجود در سنگ مرتبط است. علاوه بر آسیب ناشی از کریستالیزاسیون، نمک ها به دلیل نرخ های متفاوت انبساط حرارتی بین نمک های ترکیب شده و کریستال های سنگی نیز می توانند به سنگ آسیب وارد کنند. به عنوان مثال نمک هایی مانند کلرید سدیم سرعت انبساط بسیار بالاتری نسبت به بلورهای کلسیت در همان دما دارند. نمونه های متعددی از آسیب نمک را می توان بر روی سنگ قبرها و بناهای تاریخی ماسه سنگ، مرمر و تخته سنگ مشاهده کرد (شکل زیر).

رطوبت همچنین به خوردگی اجزای فلزی روی بناهای سنگی کمک می کند. لکه‌های سبز، سیاه یا قهوه‌ای ناشی از خوردگی فلز می‌توانند سنگ را تغییر شکل دهند و رولپلاک‌های آهنی می‌توانند باعث شکستگی شوند.

فعالیت بیولوژیکی روی سنگ توسط ترکیبی از عوامل از جمله نور، دمای بالا، سطوح رطوبت بالا و وجود مواد آلی (ناشی از آلودگی یا روغن‌ها و …) انجام می‌شود. نوع ارگانیسمی که احتمالاً روی یک بستر سنگی رشد می کند، با شرایط خاص مرتبط با مکان تعیین می شود. برای مثال جلبک ها برای رشد به نور، چند ترکیب معدنی و کمی آب نیاز دارند. آنها ممکن است در مکان های نسبتا خشک یافت شوند. رشد جلبک به محض ایجاد می تواند آب را به دام بیاندازد و محیطی مناسب برای رشد موجودات دیگر مانند باکتری ها، گلسنگ ها، خزه ها و سرخس ها ایجاد کند. آسیب به سنگ هم شیمیایی و هم فیزیکی است. فرآیند رشد باعث آزاد شدن مواد شیمیایی مانند اسیدها و مواد کیلیت می شود که به سنگ حمله می کنند. نفوذ ارگانیسم به سطح سنگ باعث ایجاد فشار می شود که ممکن است منجر به شکستگی سطح سنگ شود .

شکل بالا: سنگ قبر از جنس سنگ آهک که فرسایش و تغییر رنگ ناشی از گلسنگ را نشان می دهد.

اگرچه آسیب به اشیاء سنگی فقط یک مشکل در فضای باز نیست، اما اشیاء متحرک ممکن است با جابجایی آنها در داخل خانه از شرایط شدید و آلودگی محافظت شوند. حتی در این صورت عواملی مانند گرما، رطوبت، اسیدیته، نمک و گرد و غبار همچنان می توانند مشکلاتی را ایجاد کنند. به عنوان مثال، گرمای نورافکن ها و شومینه ها می تواند صدمات جبران ناپذیری به سنگ مرمر وارد کند. بلورهای کلسیت مرمر دارای ضرایب جهت انبساط حرارتی متفاوتی هستند. گرمایش حتی تا 100 درجه سانتیگراد باعث انبساط بیشتر کریستالها در یک جهت نسبت به جهت دیگر می شود. این موارد باعث ایجاد تنش و ترک بر روی سطح مرمر می شود که ممکن است ظاهری سفید “مانند شکر” ایجاد کند.

بخارات اسیدی می توانند در ویترین های چوبی یا مکان های ذخیره سازی، به ویژه در دماهای بالا و رطوبت نسبی ایجاد شوند و به سنگ های آهکی مانند سنگ آهک و مرمر آسیب برسانند.برخورد بی دقت می تواند منجر به شکستن، لکه شدن یا خراشیدن سنگ های نرم تر شود.

تجزیه و تحلیل سنگ مهم است، به طوری که مکانیسم های زوال و نرخ را می توان تعیین کرد. تحلیل‌ها از ساده‌ترین بازرسی‌های بصری و مستندات عکاسی گرفته تا تکنیک‌های پرقدرت‌تر مانند اسکن لیزری سه‌بعدی، تشخیص نور فلورسانس و رادار (LIDAR)، اسکن‌های اولتراسونیک، تصویربرداری تشدید مغناطیسی، ترموگرافی و حتی رادار نفوذ به زمین را شامل می‌شود. در حالی که تکنیک‌های قبلی (به LIDAR) برای ویژگی‌های سطحی مناسب هستند، تکنیک‌های دوم قادر به ارائه اطلاعات در مورد فضای داخلی سنگ‌ها هستند. با این حال، برای بسیاری از موقعیت ها، ظواهر بیرونی اطلاعات کافی در مورد فرسایش سنگ برای هدایت درمان های حفاظتی و اجرای استراتژی های حفاظت پیشگیرانه فراهم می کند.

محفاظت پیشگیرانه از آسیب های احتمالی به سنگ

اقدامات پیشگیرانه برای حفاظت از اشیاء سنگی باید حداقل مداخله را در بر داشته باشد. سعی کنید کاری برای بهبود محیط قرار گیری جسم سنگی انجام دهید و استفاده از موارد حفاظتی را که ممکن است به سنگ یا محیط زیست آسیب برساند ،محدود کنید. علاوه بر کنترل دما و رطوبت نسبی مرتبط با سازه‌های سنگی، سایر اقدامات پیشگیرانه می‌تواند بر دور نگه داشتن آب از سنگ، کنترل آلودگی و آب‌های زیرزمینی، مدیریت بازدیدکنندگان، ساخت پناهگاه‌ها و بادگیرها و … متمرکز باشد .

• محیط و فرسایش سنگ

از تغییرات ناگهانی یا زیاد در دما و رطوبت نسبی برای سنگ در نمایشگاه یا در انبار خودداری کنید. اگرچه شرایط محیطی ترجیحی بسته به نوع خاص سنگ متفاوت خواهد بود، در صورت امکان دمای کمتر از 20 درجه سانتیگراد و سطح رطوبت نسبی را در محدوده 45 تا 55 درصد با حداکثر تغییرات به ترتیب 4 درجه سانتیگراد و 5 درصد در هر 24 ساعت حفظ کنید.

سنگ مرمر یا سنگ آهک را در معرض حرارت مستقیم نورهای قوی، نور خورشید، رادیاتورها و موارد مشابه قرار ندهید.

سنگبری پارس با به کارگیری و راه اندازی خط تولید تمام اتوماتیک و هم چنین استفاده از مواد اولیه و ابزارآلات خاص در جهت تولید سنگ باکیفیت توانسته تا حد زیادی از فرسایش سنگ جلوگیری کرده و با ارائه ضمانت پس از فروش برای محصولات وخدمات خود ، این اطمینان را برای مشتریان داخلی و خارجی خود فراهم نموده است که سنگ ها در طی فرآوری بدون مشکل هستند و با استحکام قابل توجه ارائه میشود.