تاثیر باران های اسیدی بر خواص فیزیکی و مکانیکی سنگ تراورتن

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مهندسی معدن، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین

2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی معدن، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین

چکیده

یکی از مشکلات ناشی از آلودگی هوا، بارش باران اسیدی است. توسعه جوامع شهری و به دنبال آن استفاده بیشتر از وسایل نقلیه آلاینده هوا از یک سو و استفاده گسترده از سنگ تراورتن در نمای ساختمان در ایران از سوی دیگر بررسی اثر باران اسیدی بر روی خواص سنگ تراورتن را دو چندان کرده است. در این پژوهش سه نوع سنگ تراورتن مورد مطالعه قرار گرفته است. این مقاله به بررسی اثر باران در چهار پی اچ (pH) (5/2، 4، 5/5 و 7) روی خواص فیزیکی آن شامل تخلخل موثر، سرعت امواج طولی و نفوذپذیری و خواص مکانیکی آن شامل مقاومت کششی و مقاومت تراکمی تک محوری می‌پردازد. نتایج نشان می‌دهد که در اثر کاهش پی اچ، تخلخل موثر و نفوذپذیری افزایش و سرعت امواج طولی، مقاومت کششی و مقاومت تراکمی تک محوری کاهش می‌یابد. بیشترین افزایش تخلخل موثر در اثر کاهش پی اچ مربوط به تراورتن B و کمترین افزایش مربوط به تراورتن R است. بیشترین کاهش سرعت امواج طولی، مقاومت کششی و مقاومت تراکم تک محوری در اثر کاهش پی اچ مربوط به تراورتن B و کمترین کاهش مربوط به تراورتن R است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effects of Acid Rain on Physical and Mechanical Properties of Travertine

نویسندگان [English]

  • M. Hosseini 1
  • D. Fakhri 2
1 Associate Professor, Dept. of Mining Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
2 M.Sc Student, Dept. of Mining Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
چکیده [English]

One of the problems caused by air pollution is acid rain. The development of urban communities and subsequent use of air polluting vehicles on the one hand and the widespread use of travertine in building facades in Iran on the other hand have doubled the study of the effect of acid rain on the properties of travertine. In this study, three types of travertine (Travertine B, Travertine D and Travertine R) were studied. This paper investigates the effect of the rain at four pH (2.5, 4, 5.5 and 7) on its physical properties including effective porosity, longitudinal wave velocity and permeability, and its mechanical properties including tensile strength and uniaxial compressive strength. The results showed that as the pH decreases, the effective porosity increased and the longitudinal wave velocity, tensile strength and uniaxial compressive strength decreased. The highest increase in effective porosity due to decreasing pH was related to travertine B and the lowest increase was related to travertine R. The highest decrease in longitudinal wave velocity, tensile strength, and uniaxial compressive strength due to decreasing pH was related to travertine B and the lowest decrease was related to travertine R.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Acid rain
  • physical properties
  • Mechanical properties
  • Travertine
  • Building stone

مراجع

[1] Winkler, E. M. (1994). “Stone in Architecture”. 3nd Edition, Springer-Verlag, pp. 313.
[2] Bell, F. G. (2004). “Engineering Geology and Construction”. 1nd Edition, Spon Press, pp. 797.
[3] Moreiras, S., Paraguassu, A., and Ribeiro, R. (2008). “Dimension stone for building facades: methodology for structural design”. Bull Engineering Geology Environmental, 67: 53-57.
[4] Sunil, B. M., Nayak, S., and Shrihari, S. (2006). “Effect of pH on the geotechnical properties of laterite”. Engineering Geology, 85: 197-203.
[5] نیکودل، م.، جمشیدی، ا.، حافظی مقدس، ن.؛ 1389؛ "بررسی انحلال و زوال پذیری نمونه هایی از سنگ های ساختمانی در محلولهای اسید سولفوریک و اسید نیتریک". نشریه علوم زمین، سال بیستم، شماره 80 ، ص 135-142.
[6] Singh, T. N., Sharma, P. K., and Khandelwal, M. (2007). “Effect of pH on the physico-mechanical properties of marble”. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 66(1): 81-87.
[7] Vazquez, P., Carrizo, L., Thomachot-Schneider, C., Gibeaux, S., and Alonso, F. J. (2016). “Influence of surface finish and composition on the deterioration of building stones exposed to acid atmospheres”. Construction and Building Materials, 106: 392-403.
[8] Gibeaux, S., Vázquez, P., De Kock, T., Cnudde, V., and Thomachot-Schneider, C. (2018). “Weathering assessment under X-ray tomography of building stones exposed to acid atmospheres at current pollution rate”. Construction and Building Materials, 68: 187-198.
[9] Zeng, X., Li, Y., Ran, Y., Yang, K., Qu, F., and Wang, P. (2018). “Deterioration mechanism of CA mortar due to simulated acid rain”. Construction and Building Materials, 168: 1008-1015.
[10] Mahdikhani, M., Bamshad, O., and Shirvani, M. F. (2018). “Mechanical properties and durability of concrete specimens containing nano silica in sulfuric acid rain condition”. Construction and Building Materials, 167: 929-935.
[11] Zhou, C., Zhu, Z., Zhu, A., Zhou, L., Fan, Y., and Lang, L. (2019). “Deterioration of mode II fracture toughness, compressive strength and elastic modulus of concrete under the environment of acid rain and cyclic wetting-drying”. Construction and Building Materials, 228: 116809.
[12] ISRM, (2007). “Suggested methods prepared by the commission on testing methods”. In: Ulusay, Hudson (Eds.), International Society for Rock Mechanics, ISRM Turkish National Group, Ankara, Turkey.
[13] Boulin, P. F., Bretonnier, P., Gland, N., and Lombard, J. M. (2012). “Contribution of the steady state method to water permeability measurement in very low permeability porous media”.Oil & Gas Science and Technology–Revue d’IFP Energies Nouvelles, 67(3): 387-401.
[14] Zappia, G., Sabbioni, C., Riontino, C., Gobbi, G., and Favoni, O. (1998). “Exposure tests of building materials in urban atmosphere”. The Science of the Total Environment, 224: 235-244.
[15] Giavarini, C., Santarelli, M. L., Natalini, R., and Freddi, F. (2008). “A non-linear model of sulphation of porous stones: Numerical simulations and preliminary laboratory assessments”. Journal of Cultural Heritage, 9: 14-22. 

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 07 دی 1398
  • تاریخ بازنگری: 19 خرداد 1399
  • تاریخ پذیرش: 23 بهمن 1398

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار