Gli effetti delle diverse temperature sulla pietra si manifestano principalmente nei seguenti aspetti:
1. Effetto di dilatazione e contrazione termica:
- La pietra, essendo un materiale poroso, si espande e si contrae al variare della temperatura. Quando la pietra viene riscaldata, il volume si espande; quando si raffredda, il volume si ridurrà. Questo cambiamento di volume causerà stress all'interno della pietra. Se lo stress supera la tolleranza della pietra, la pietra si romperà.
2. Pressione interna causata dall'evaporazione dell'acqua:
- L'acqua nella pietra può evaporare ad alte temperature, provocando un aumento della pressione interna e provocando la rottura della pietra, soprattutto quando è presente acqua sulla superficie o all'interno della pietra.
3. L'influenza della composizione minerale:
- La composizione minerale della pietra è sensibile alla temperatura a diversi gradi. Alcune pietre subiranno cambiamenti di fase o reazioni chimiche dopo essere state riscaldate, con conseguenti cambiamenti nella struttura della pietra, causando fessurazioni e agenti atmosferici.
4. Cambiamenti nelle caratteristiche di resistenza e deformazione:
- A temperature elevate, le caratteristiche di resistenza e deformazione della pietra cambieranno. Ad esempio, le proprietà meccaniche del marmo non cambiano molto dalla temperatura ambiente alla temperatura elevata di 200 gradi; ma tra 400 gradi e 800 gradi, la sua resistenza massima, il modulo elastico e il modulo di deformazione diminuiscono con l'aumentare della temperatura, mentre la deformazione massima aumenta.
5. Cambiamenti nella densità apparente e nelle proprietà dei pori:
- Dopo il trattamento ad alta temperatura, la densità apparente e le proprietà dei pori delle rocce di diverse litologie cambieranno. Ad esempio, l’entità del cambiamento nelle proprietà dei pori dell’arenaria e dello scisto dopo il trattamento ad alta temperatura varierà a seconda del tipo di roccia. Lo scisto ha più spazio dei pori a causa della combustione della materia organica, con conseguenti cambiamenti più evidenti nelle sue proprietà dei pori.
6. Cambiamenti nelle proprietà acustiche e nei parametri elastici dinamici:
- All'aumentare della temperatura, il coefficiente di attenuazione della roccia continua ad aumentare e gli altri parametri acustici continuano a diminuire. Allo stesso tempo, tutti i parametri dinamici elastici, ad eccezione del coefficiente di Poisson, mostrano una tendenza al ribasso, soprattutto per lo scisto che è più gravemente danneggiato dal calore.
7. Differenze di refrattarietà:
- Pietre diverse hanno refrattarietà diverse e alcune pietre subiranno una decomposizione chimica ad alta temperatura. Ad esempio, il gesso si decompone a temperature superiori a 107 gradi, il calcare e il marmo si decompongono a temperature superiori a 910 gradi e il granito si rompe a 600 gradi a causa del riscaldamento non uniforme dei suoi minerali costituenti.
In sintesi, la temperatura ha molti effetti sulla pietra, inclusi cambiamenti nelle proprietà fisiche, riduzione delle proprietà meccaniche e danni strutturali. Questi cambiamenti sono di grande importanza per la protezione e l’utilizzo della pietra.
