چکیده: هدف از مطالعه حاضر، بررسی تأثیرات حرارتی و بررسی تغییرات در خصوصیات سنگ‌های ساختمانی انتخاب شده شامل؛ شش نمونه سنگ آهک فرانسوی و یک نمونه ماسه سنگ، تحت شرایط آزمایشگاهی می باشد. آزمایشاتی از قبیل تجزیه و تحلیل حرارتی، گرماسنجی افتراقی و همچنین آزمایشهای انبساط خطی حرارتی به منظور تعیین رفتار حرارتی-شیمیایی-مکانیکی تحت شرایط دمای بالا بر روی نمونه ها صورت گرفته است. همچنین آزمایشهای تعیین خصوصیات نمونه، تست های آزمایشگاهی در شرایط فشار بالا و چرخه های حرارتی-سرمایی انجام پذیرفتند و نمونه های تهیه شده در معرض چهار چرخه گرمایشی _سرمایشی مختلف (۲۰۰، ۴۰۰، ۶۰۰، ۸۰۰ درجه سانتیگراد) قرار گرفتند. سپس تست های مکانیکی برای مشخص کردن تغییرات مقاومت فشاری، مقاومت کششی و مدول الاستیک دینامیکی انجام شد. نتایج حاصل نشان می دهد ترکیب کانی¬شناسی، پارامترهای ذاتی پترو فیزیکی از قبیل (اندازه دانه، بافت، تخلخل اولیه) و خواص مکانیکی تأثیر شدیدی بر رفتار حرارتی سنگ‌ها دارد و تغییرات تدریجی خواص مکانیکی در ۸۰۰ درجه سانتیگراد ثابت می¬شود. علاوه بر این، سنگ‌هایی با بافت درشت دانه (EUV) حساس‌تر از سنگ‌هایی با توزیع همگن دانه‌های ریز با ماتریس میکریتی (MI) نشان می‌دهند.
در طی آزمایش¬های انجام شده، نمونه سنگ آهکی۴۴ درصد کاهش جرمی را به دلیل دیکربنیشن کلسیت در دمای ۷۵۰ درجه سانتیگراد تا ۹۳۰ درجه سانتیگراد نشان داد. وجود مقادیر کمی مواد آلی در یک سنگ آهک مشخص منجر به کاهش جرم اولیه در دمای ۳۷۰ درجه سانتیگراد شد. وجود کوارتز که در پیک های حرارتی در دمای ۵۷۳ درجه سانتیگراد شناسایی شده است، منجر به از دست دادن جرمی در نمونه نشده است.
سنگ‌های چند فازی متشکل از کلسیت-دولومیت (MA) یا کلسیت-کوارتز (MX) که در برابر تغییر شکل جزء به جزء حرارتی ناشی از رفتارهای حرارتی مختلف آسیب‌پذیرتر بودند، با ایجاد تنش‌های داخلی که عموماً در امتداد مرزهای دانه‌ها رخ می‌دهد، منجر به توسعه ریزترکها و تجزیه گرانول می-شوند. تغییر شکل‌های مشاهده‌شده، خصوصا در سنگ آهک با بافت درشت دانه، تاثیرات غیرقابل برگشتی پس از یک سیکل گرمایش-سرمایش در دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد نشان می‌دهد.
جز در سنگ های با بافت درشت دانه با افزایش دما تا کمتر از ۴۰۰ درجه سانتیگراد، تغییر قابل توجهی در خواص مکانیکی وجود ندارد. با این وجود، قرار گرفتن در معرض دماهای بالاتر افت قابل توجهی در استحکام مکانیکی به همراه دارد. در نهایت، ماسه سنگ GRکه تحت تغییرات حرارتی-شیمیایی برگشت ناپذیر شدید قرار نمی گیرد، پایداری مکانیکی خوبی پس از خنک شدن از خود نشان داد.
برای دریافت متن کامل مقاله به کانال انجمن سنگ ایران به نشانی@iranstoneassociation مراجعه نمایید.
