Wpływ wybranych procesów niszczących na trwałość piaskowców godulskich z Brennej

• Autorzy: Łukasiak D.

Warianty tytułu

EN

The influence of the selected deterioration processes on durability of the Godula sandstones from Brenna

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł podejmuje problematykę trwałości piaskowców godulskich z Brennej, które wykorzystywane są jako elementy konstrukcyjne w licznych obiektach budowlanych na terenie Europy. Tak szerokie wykorzystanie tego surowca skalnego wymusza ocenę jego odporności na działanie czynników niszczących w danych warunkach klimatycznych i funkcjonalnych. Pozwala to rozpoznać trwałość materiału skalnego w długiej skali czasowej oraz przeciwdziałać procesowi deterioracji, czyli pogarszaniu jakości i właściwości fizyko-mechanicznych danego surowca skalnego. Ocenę trwałości przeprowadzono na materiale pozyskanym z kamieniołomu Głębiec z dwóch stref rozpoznanego profilu wietrzeniowego. Były to piaskowce o charakterystycznym dla tego kamieniołomu, szaroniebieskim i szarozielonym zabarwieniu. W warunkach laboratoryjnych przeprowadzono modelowanie oddziaływania wybranych procesów niszczących na strukturę analizowanego materiału skalnego. Rozpoznano wpływ roztworów wodnych, zamrozu, krystalizacji soli oraz dwutlenku siarki. Dodatkowo podjęto próbę oceny odporności tego materiału na proces ścierania. Przeprowadzone badania pozwalają stwierdzić, iż eksploatacja analizowanych piaskowców powinna być prowadzona z selektywnym doborem ich przeznaczenia, gdyż charakteryzują się one zróżnicowaną odpornością na deteriorację, zależnie od stopnia zwietrzenia. Jednocześnie uwzględniać należy podatność analizowanego materiału skalnego na destrukcyjne działanie krystalizujących minerałów siarczanowych, co szczególnie widoczne jest w przypadku piaskowców szarozielonych. Powstałe w tym procesie spękania przebiegają najczęściej równolegle do powierzchni stropowej warstw piaskowców. Powyższe uwagi powinny być zatem uwzględniane podczas projektowania przeznaczenia badanych surowców skalnych jako elementów konstrukcyjnych, funkcjonujących w zmiennych warunkach geośrodowiskowych.

EN

The article deals with durability problems of the Godula sandstones from Brenna, which are used as construction elements in numerous building objects in Europe. So extensive use of this rock material forces evaluation of its resistance to destructive factors under given climatic and functional conditions. This allows to recognize the durability of rock material in a long time scale as well as prevent the process of deterioration that worsens the quality and physio-mechanical properties of the given rock material. The durability evaluation was carried out on the material acquired from the quarry Głębiec, from two zones of recognized weathering profile. The sandstones had typical colors for this quarry – grey-blue and grey-green. The modeling of the influence of selected deterioration processes on the structure of the analyzed rock material was carried out under laboratory conditions. The influence of water solutions, frost, crystallization of salt and sulfur dioxide were recognized. In addition, attempts to assess the resistance of the material to the process of attrition were taken. The studies lead to a conclusion that the use of the analyzed sandstones should include selective choice of their destination, because they are characterized by variable resistance to deterioration depending on the weathering degree. At the same time the susceptibility of the analyzed rock material to destructive actions of crystallizing sulfate minerals should be taken into account, which is particularly evident in the case of grey-green sandstones. The cracks resulting from this process usually run parallel to the top tills’ surface of the sandstone layers. Therefore the abovementioned observations should be taken into account in the design of the destination of studied rock materials as construction elements, functioning under variable geo-environmental conditions.

Słowa kluczowe

PL

Brenna; piaskowce godulskie; deterioracja

EN

Brenna; Godula sandstones; deterioration

• Wydawca: Instytut Górnictwa Odkrywkowego "Poltegor-Instytut"
• Czasopismo: Górnictwo Odkrywkowe
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 54, nr 1
• Strony: 56--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz.

Twórcy

autor

Łukasiak D.

• Wydział Geologii, Instytut Hydrogeologii i Geologii Inżynierskiej, Zakład Geomechaniki, Uniwersytet Warszawski

Bibliografia

• [1] Angeli M., Multiscale study of stone decay by salt crystallization. Université de Cergy-Pontoise Département des Sciences de la Terre et Environnement. PhD. 2008
• [2] Bromowicz J., Zmiany właściwości fizyczno-mechanicznych piaskowców magurskich wywołane procesem kruszenia w: Metodyka rozpoznawania i dokumentowania złóż kopalin oraz geologicznej obsługi kopalń. Kraków. 1998
• [3] Bromowicz J., Gucik S., Magiera J., Moroz-Kopczyńska M., Nowak T. W., Peszat Cz., Piaskowce karpackie, ich znaczenie surowcowe i perspektywy wykorzystania. Zeszyty Naukowe Akademii Górniczo-Hutniczej. Geologia. t. 2, z.2. 1976
• [4] Buciak R., Wietrzenie piaskowców w środowisku miejskim na przykładzie obserwacji okładzin ścian w wyjściach z metra warszawskiego. Przegląd Geologiczny, vol. 60, nr 10, 2012
• [5] Burtan, J., Objaśnienia do szczegółowej mapy geologicznej Polski w skali 1 50 000. Arkusz Wisła. Warszawa. 1973
• [6] Drągowski A., Glazer Z., Kaczyński R., Pinińska J., Właściwości geotechniczne wybranych gruntów Polski. Przegląd Geologiczny Nr 2, Warszawa, 1989
• [7] Fahey B. D., A comparative laboratory study of salt crystallization and salt hydration as potential weathering agents in deserts. Geografiska Annaler Vol. 68A, Stockholm, 1968
• [8] Flatt R. J., Salt damage in porous materials: how high supersaturations are generated. Journal of Crystal Growth. 242. 2002
• [9] Jarząbkiewicz A., Deterioration processes of historical stone elements and methods of conservation of monuments based on the example of the Powązki Cementery in Warsaw. W: Proceedings of the International Symposium Stone consolidation in culture heritage research and practice. Lisbon, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, 2008
• [10] Jonczy I., Uwagi o charakterystyce petrograficznej piaskowców godulskich ze złóż w Brennej. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej: Górnictwo 2000
• [11] Kamieński M., Peszat C., Rutkowski J., O wykształceniu i własnościach technicznych piaskowców godulskich. Zeszyt naukowy nr 12, Kraków AGH, 1968
• [12] Kasperowicz E., Słaby E., Kościński M., Wstępne wyniki badań nad pochodzeniem siarki z wykwitów gipsowych powstających w budowlach zabytkowych Warszawy. Przegląd Geologiczny Tom 52, Nr 3, 2004
• [13] Kłopotowska A., Łukasiak D., Zmienność wytrzymałościowa piaskowców w warunkach krystalizacji siarczanu sodu oraz oddziaływania dwutlenku siarki. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego Tom 446 (2), 2011
• [14] Kozłowski S., Surowce skalne Polski. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1986
• [15] Labus M., Zastosowanie metod modelowania hydrochemicznego w ocenie wietrzenia skał klastycznych na przykładzie piaskowca kredowego ze złoża Radków. Gospodarka surowcami mineralnymi Tom 26, Nr 1, 2010
• [16] Labus M., Metody geologiczne w ocenie stanu zachowania kamiennych elementów budowlanych. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2008
• [17] Łukasiak D., Zmienność wytrzymałościowa piaskowców godulskich z Brennej w warunkach jednoosiowego ściskania. Kwartalnik Akademii Górniczo-Hutniczej. Górnictwo i Geoinżynieria, rok 34, zeszyt 2, 2010
• [18] Łukasiak D., Geomechaniczne właściwości margli górnokredowych w rejonie Rejowca Fabrycznego. W: Budowa geologiczna regionu lubelskiego i problem ochrony litosfery. Wydawnictwo Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej, Lublin 2007
• [19] Łukasiak D., Geomechaniczna ocena osuwiskowości skał fliszowych w rejonie zbiornika Wisła-Czarne. Geotechnika w budownictwie i górnictwie, Wrocław 2007
• [20] Łukaszewicz J. W., Badania i zastosowanie związków krzemoorganicznych w konserwacji zabytków kamiennych. Wydawnictwo Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Toruń 2002
• [21] Natkaniec-Nowak L., Heflik W., Kamienie szlachetne i ozdobne Polski. Wydawnictwo AGH, Kraków 2000
• [22] Peszat C., Własności techniczne i przydatność przemysłowa piaskowców karpackich. Gór. Odkryw. 1976
• [23] Pinińska J., Właściwości wytrzymałościowe i odkształceniowe skał. Część IV, Karpaty fliszowe. Zakład Geomechaniki Wydział Geologii UW, Warszaw 2003
• [24] Pinińska J., Attia H.R., Use of geomechanical researches in the conservation of the stone monuments (Madi Town Temple, Fayoum, Egypt). Geol. Quart. 47, 2003.
• [25] Polska Norma PN-EN 13919. Metody badań kamienia naturalnego. Oznaczanie odporności na starzenie spowodowane działaniem SO2 w obecności wilgoci. PKNiM Warszawa
• [26] Polska Norma PN-EN 12370. Metody badań kamienia naturalnego. Oznaczanie odporności na krystalizację soli. PKNiM, Warszawa
• [27] Polska Norma PN-85/B-04101, Materiały kamienne. Oznaczenie nasiąkliwości wodą
• [28] Polska Norma PN-85/B04102 Materiały kamienne. Oznaczenie mrozoodporności metodą bezpośrednią
• [29] Polska Norma PN-84/B-04111, Oznaczanie ścieralności na tarczy Boehmego
• [30] Rajchel J., Z czego zbudowano Kraków. Wszechświat, t. 108, nr 4-6/2007, Kraków 2007
• [31] Rembiś M., Smoleńska A., Odporność wybranych piaskowców karpackich na krystalizację soli i zmiany ich mikrostruktur. Gospodarka surowcami mineralnymi. Tom 26. Nr 1, 2010
• [32] Rembiś M., Smoleńska A., Wpływ antropogenicznych zanieczyszczeń atmosfery na zmiany skał użytych do budowy wybranych obiektów zabytkowych Krakowa. Biul. Inform. Konserwatorów Dzieł Sztuki 9, 3, (34), 1998
• [33] Siegesmund S., Snethlage R., Stone in Architecture. Springer, 2011
• [34] Słaby E., Galbarczyk-Gąsiorowska L., Trzciński J., Górka H., Łukaszewski P., Dobrowolska A., Mechanizm rozpadu piaskowców wywołany krystalizacją soli. Przegl. Geol. 49. 2, 2001
• [35] Tołkanowicz E., O brenioku zdań kilka. Świat Kamienia. nr 6 (31), 2004
• [36] Wilczyńska-Michalik W., Michalik M., Deterioracja materiałów skalnych w budowlach Krakowa. Przegląd Geologiczny Tom 43. Nr 3, 1995