Какое свойство воды помогло разрушать камни

Камень – это минерал или твердая горная порода природного происхождения. Эти природные образования кажутся очень твердыми и прочными, из них состоят горы, скалы и утесы. Тем не менее даже камни не вечны и разрушаются под воздействием окружающей среды. Поговорка «вода и камень точит» как нельзя лучше объясняет принцип постоянного влияния влаги, ветра, атмосферных осадков на горную породу. Почему же разрушается горная порода?

Из чего состоят камни и что они собой представляют?

Камень может быть либо минералом, либо горной породой. Горная порода – это агрегат однородных или различных минералов, которые составляют земную кору.

По происхождению они делятся на следующие виды:

Магматические – затвердевший расплав (магма или лава), образовавшийся в результате магматической деятельности. Преобладают в составе земной коры. В зависимости от содержания кремнезема выделяют кислые породы, которые содержат более 65% этого соединения, и основные, содержащие менее 50% SiO2. Самая распространенная магматическая порода на Земле – базальт, он формирует океаническую кору. Гранит – кислая магматическая порода.
Метаморфические горные породы образуются в результате изменения осадочных и магматических пород под воздействием высокой температуры и давления. К ним относятся сланцы, амфиболиты, кварциты, гнейсы. Мрамор – это магматическая порода, состоящая из кальцита СаСО3.
Осадочные породы образуются на поверхности земной коры в результате разрушения других пород. Известняк является осадочным камнем, который так же, как и мрамор, образуется из кальцита СаСО3.

Минерал – однородное химическое соединение, являющееся продуктом геологических процессов. К минералам относятся некоторые полудрагоценные и драгоценные камни.

Почему и при каких условиях камни могут разрушаться?

Разрушение камней – это длительный процесс, который продолжается миллионы лет. Он происходит под воздействием окружающей среды, и чем оно агрессивней, тем быстрее происходит преобразование породы. Процесс разрушения пород и минералов в природе называется выветриванием. От чего же разрушаются кажущиеся вечными скалы? Основной причиной выветривания является совокупность физических, химических и биологических явлений.

Воздействие атмосферных явлений

Чем вызвано изменение земной коры и горных пород? На горную породу воздействуют такие атмосферные явления, как ветра, колебания влажности, осадки, изменения температуры. Больше всего страдают от выветривания те скалы, которые находятся в регионах с большими перепадами температур, например в пустынях. Нагреваясь в дневное время суток, камни расширяются. Ночью, когда температура падает на 20, а в некоторых регионах и на 30 градусов, происходит охлаждение и резкое сжатие тела. Все это приводит к образованию трещин.

В трещины камней попадает вода. В отличие от других веществ, она при замерзании не уменьшается, а, наоборот, расширяется на десятую часть от своего изначального объема. Таким образом замерзшие частицы льда распирают камень изнутри, и рано или поздно он ломается.

Если на глыбу камня постоянно воздействует вода (например, когда скала расположена у моря или реки), то она постепенно обтачивается. Сила тяжести, ветер, ливни, сели, землетрясения тоже играют значительную роль в разрушении породы.

Химическое выветривание – это разрушение камней, которое происходит в результате химических процессов. Основными факторами химического выветривания в природе являются:

вода – растворитель, приводит к гидролизу или гидратации;
углекислый газ – образует карбонаты;
кислород – окисляет минералы.

Влияние биологических организмов

Другим фактором выветривания в природе является воздействие на горные породы биологических организмов. В трещины камней нередко попадают семена растений, которые прорастают внутри камня. Обычно травы, кустарники и деревья, произрастающие в горах, имеют небольшую корневую систему, однако по мере роста растения разрастаются и его корни. Со временем трещины становятся глубже и шире, что приводит к разрушению камня.

В биогенном выветривании значительную роль играют микроорганизмы. В процессе жизнедеятельности они производят метаболиты – химические соединения, которые влияют на структуру камней и минералов. Постепенно происходит преобразование одной породы в другую или ее разрушение.

Разрушаются ли скалы и камни из-за деятельности человека?

Деятельность человека оказывает значительное воздействие на окружающую среду. С древних времен люди пытались изменить ландшафт для собственных нужд: они взрывали горы, изменяли русла рек, прорывали тоннели. На данный момент именно техногенное влияние играет главную роль в изменении земной поверхности.

С античных времен человек занимается добычей полезных ископаемых: руды, строительных материалов, драгоценных камней. Для этого разрабатываются рудники, строятся шахты и карьеры. Многие месторождения за сотни и тысячи лет использования были истощены.

Пик выработки приходится на ХХ век. Если раньше добыча производилась с помощью использования труда людей и животных, то в прошлом веке стали применять взрывчатку и различные механизмы. Появились буровые установки, машины, которые позволяют значительно увеличить объемы производства, а следовательно, и ускорить разрушение гор.

Экологи бьют тревогу, ведь такое быстрое изменение ландшафта ведет к уничтожению экосистем. Многие виды животных и растений оказались под угрозой исчезновения, потому что их место обитания изменилось. Вырубка лесов и разработка полезных ископаемых приводят к увеличению опасности схождения лавин и селей, обрушения гор.

Однако человек не только разрушает горы, но и создает новые. Так называемые антропогенные горы, терриконы – это отвалы пустых пород, извлеченных при добыче полезных ископаемых в шахтах или карьерах. Терриконы рекультивируют, засаживают деревьями, делают из них культурные объекты, и наиболее старые из них уже трудно отличить от естественных холмов.

Источник

Природа – это удивительный, загадочный внешний мир, подчиняющийся законам, сформировавшимся на протяжении многих миллионов лет. Определение слова «природа» трактуется учеными по-разному, но его суть первична. Не человеком создана природа, и ее следует воспринимать как данность. А еще короче, природа – это удивительный и многогранный окружающий мир.

Как разрушаются камни и почему это происходит? Ответы на эти вопросы можно найти, ознакомившись с данной статьей.

Общая информация

Большая часть изменений окружающего ландшафта заметна не сразу. Процесс разрушения в естественных условиях происходит очень медленно, но он обязательно существует. Что только не происходит в природе! Процессы самые удивительные и разнообразные, среди которых есть и необъяснимые.

В природе со временем буквально все разрушается, в том числе и камни, являющиеся, казалось бы, такими твердынями. В результате все превращается в совершенное иное состояние и в другие формы.

Как разрушаются камни

О камнях

Прежде чем будет дан ответ на вопрос, почему разрушаются камни, следует знать, что такое камень и какими свойствами он обладает.

Камни – это твёрдые тела. Они раскиданы повсюду, их можно видеть везде. Причем есть камни маленькие и большие, правильной формы и неопределенной, гладкие и с грубой поверхностью. Покрывают они практически всю земную поверхность, в том числе и подводную часть.

Как разрушаются камни, окружающий мир

Влияние на камни окружающей среды

Как разрушаются камни в природе?

В солнечные теплые дни камни нагреваются, а ночью они остывают. Соответственно, периодически расширяются и сжимаются. Причём в некоторых местах нагрев происходит сильный, в других – слабее. Выходит, что и расширение, и сужение неравномерное. По этим причинам в камнях появляются трещины, куда попадает вода, которая в морозы замерзает, и еще больше расширяется. Лёд давит на стенки трещин с огромной силой, и камни раскалываются на более мелкие куски, в которых тот же самый процесс повторяется. Под воздействием этого фактора чаще всего происходит разрушение камня.
Как разрушаются камни под воздействием ветра? Ветер, особенно сильный, способен выдувать с поверхности твердых камней мелкие частички. В период сильных бурь ветер с собой несет огромное множество мелких частичек песка, которые, ударяясь о камни, обрабатывают их поверхность наподобие наждачной бумаги. Также в трещины могут попадать семена растений, вырастающие в итоге прямо в них. Разрастающиеся корни еще больше расширяют существующие трещины и разламывают камни. Через многие сотни и тысячи лет и у самого подножия огромных скал возникают россыпи более мелких камней. Все это результат ветровой эрозии. Воздействие ветра – самый слабый фактор, влияющий на разрушение камня.
Как разрушаются камни водой? После дождей и таяния снега, да и в реках и речках, потоки воды подхватывают камни и перекатывают их, перенося на разные расстояния. Камни перетираются между собой и о землю и измельчаются. Они могут превратиться постепенно и в глину, и в песок.

Почему разрушаются камни

Прочие процессы, влияющие на разрушение камней

Как разрушаются камни под воздействием прочих природных явлений? Существует в природе и химическое выветривание – реакции, возникающие между химическими элементами, которые могут повредить камни. Основной силой является вода и кислород, образующиеся при взаимодействии щелочи и кислоты.

Существует и биологическое выветривание. Оно обусловлено действием животных и растений. Они либо личным участием (например, едят росток, пробивающийся сквозь камень), либо благодаря участию продуктов их метаболизма (добавляются химические активные вещества, и их последующее действие подпадает под другое определение – химическое выветривание) оказывают воздействие на скорость разрушения камней.

Как разрушаются камни в природе

Заключение

Как разрушаются камни? Все это происходит благодаря действию воды, солнца, ветра, перепада температур, растений и прочим биологическим и химическим веществам.

Абсолютно все в природе подвергается воздействию вышеперечисленных явлений. Горы, скалы, утесы, глыбы, камни и даже пески со временем меняют формы и размеры. Но самым разрушительным в природе является все же время. Лишь оно властно над всем этим, а силы природы – только инструмент. Конечно, нельзя исключать и хозяйственную деятельность человека, что является основной искусственной причиной разрушения горных пород, в том числе и камней.

Источник

В современном мире строительства широко используется как природный камень, так и искусственный.

Природный камень — это ракушняк, песчаник, известняк и другие разновидности.
Искусственный камень – это общее название материалов, которые имитируют природный камень.

Разновидности камня Разновидности натурального и искусственного камней Разновидности натурального и искусственного камней

Данные материалы подвержены многим разрушительным факторам окружающей среды. Без защиты срок их службы будет достаточно недолгим.

Как это сделать и от каких именно факторов защитить ракушняк, песчаник и известняк?

В настоящее время, проведя много собственных испытаний, мы смело можем рекомендовать средство для пропитки этих материалов – гидрофобизатор FOB-F7, который препятствует влиянию следующих факторов:

1. Влияние воды

Вода способствует химическому, биологическому, физико-биологическому разрушению природного камня. Она действует на камень вне зависимости от его расположения. Одинаково в случае, когда камень подвергается воздействию прямых осадков или изолирован от их влияния.

Пути попадания воды в камень:

дождевая вода;
снег, град и туман;
через капилляры с грунта;
с кладочными растворами, в ремонтных или реставрационных работах;
вода наносится ветром на объект в районе больших водоемов (море, озеро, река);
вода проникает в некоторые камни из-за их сорбционных свойств (гигроскопичность);
при конденсации водяного пара, происходящего при переменной температуре и влажности.

Существует очень много причин для увлажнения объектов. Поэтому крайне сложно защитить их от воды. Под воздействием воды камни разрушаются из-за растворения, набухания и выщелачивания компонентов. Вода является одним из самых универсальных растворителей, даже с очень низкой способностью растворять некоторые минералы. Благодаря частому и длительному действию, может привести к образованию больших разрушений.

Гидрофобная пропитка FOB-F7 защитит ракушняк, песчаник и известняк от влаги и воды.

Водоотталкивающее средство для пропитки камня FOB-F7

2. Гранулированная дезинтеграция

Гранулированная дезинтеграция — это распад породы, который не вызывает каких-либо химических изменений. Это включает в себя:

разрушение, вызванное инсоляцией или расширением минералов под воздействием температуры;
разрушение, вызванное расширением воды при замораживании;
механическое воздействие живых организмов на камне. Это косвенно связано с наличием воды и набуханием некоторых глинистых минералов под действием воды.

При химическом выветривании разрушение связано с изменением ее химического состава. Первый из этих процессов или инсоляция обусловлен альтернативным нагревом и охлаждением камня. Когда солнечные лучи будут долго нагревать камень, а затем резко пойдет ливень — повышается риск образования трещин. Они вызваны разным тепловым расширением минералов.

3. Мороз

Мороз — это процесс повторного замораживания и оттаивания воды в поровом пространстве. Этот вид воздействия воды на камень происходит в основном в начале весны и поздней осенью. И зимой, с частыми колебаниями суточных температур, когда вода замерзает и оттаивает в порах камня.

Влияние мороза

Влияние мороза будет наиболее заметно на камне, который находится с южной стороны, из-за частого изменения температуры. На протяжении дня на камень воздействует солнце, вода тает. Ночью температура опускается ниже нуля и замерзает. Вода увеличивает объем затвердевания примерно на 9%. Увеличение объема вызывает большее давление на стенки пор. Давление зависит от температуры, в случае когда поры заполнены полностью жидкостью. Ниже 0 ° C оно увеличивается, с понижением температуры.

Вода, находящаяся в камне, может увеличивать свой объем при опасности замерзания без ущерба для камня тогда, когда поры очень мелкие, не связанные друг с другом и не полностью заполнены водой. В этих условиях образующийся лед может постепенно заполнять поры и не разрушать камень. Разрушающее воздействие льда может привести в камне к взрыву поры или расширению узких щелей.

Камень зимой Разрушающее воздействие льда на камень

Опасность зимы

Каждая зима опасна, если камень не защищен от воздействия воды. Это часто доходит до значительных разрушений поверхности объектов. Разрушительно на камень также влияет вода при положительных температурах, где происходит само впитывание, без процесса замерзания. Давление водяного пара увеличивается в капиллярах, насыщенных водой после нагрева воды. Она вызывает давление на стенки капилляров и разрушает материал. Компоненты камня смягчаются и наступает распад камня. Он становится более пористым и, следовательно, сильнее подвержен образованию полостей.

В основном, действие воды проявляется на камне в виде полосок с цветом, четко отличающимся от остальной части фактуры. Часто возникает выцветание, камень легко шелушится и падающие чешуйки камня раскрывают порошкообразные его части, подвергая ее все более сильному воздействию воды.

Как защитить камень?

Чтобы продлить их срок эксплуатации существует эффективное водоотталкивающее средство для пропитки – гидрофобизатор FOB-F7, которая имеет необычные качества. Гидрофобная пропитка имеет свойство повышать теплоизоляционные свойства. Благодаря этому свойству создается защитный слой от влаги, который и дает возможность успешно изолировать микротрещины, что увеличивает срок эксплуатации здания. Попадая на стены, вода будет просто стекать вниз, не проникая внутрь.

Гидрофобная пропитка для камня Гидрофобная пропитка FOB-F7

4. Биологические факторы

Биологические факторы – они одинаково опасны для камня. Живые организмы появляются на поверхности камня в присутствии воды. К организмам, влияющих на разрушение породы, относятся: растения, грибы и бактерии. Они атакуют только влажный камень.

Их действие основано на разрушении породы механически и химически:

Механическое воздействие. Мхи и водоросли имеют корневую систему, которая расположена в порах камня. Корни растут и рассаживают камень.
Химическое воздействие. Осуществляется с помощью органических кислот, вырабатываемых животными и растениями. Лишайники очень часто встречается на камне. Одним из продуктов метаболизма этих организмов является щавелевая кислота. Влажная среда, созданная водорослями, является хорошей основой для последующего нарастания лишайников и грибов. Грибы также можно встретить на многих камнях. Пористость камня обеспечивает достаточный доступ воздуха и влаги для грибов.

5. Химические факторы

Химические факторы – за транспорт воды в камне отвечает капиллярное подтягивание. В мелкопористых скалах (с небольшими капиллярами) вода поднимется на более высокий уровень. В камне с большими порами (капиллярами) — ниже. Вода также проникает вглубь структуры камня на значительную глубину.

Влияние солей и газов, содержащихся в воде, на камень

Сама вода не влияет так негативно на разрушение породы. А содержащиеся в ней растворенные вещества, газы, солевые растворы проникают вместе с ней вглубь камня. В следствии очень сильно разрушают его. Разрушающее воздействие влаги в камне зависит от воды. Чем больше она содержит вредных химических веществ, преимущественно растворимые в воде соли, тем больше разрушение. Перемещаясь в пористое пространство камня, вызывают всевозможные изменения в минеральном составе. Соли и другие соединения попадая в пористое пространство вместе с водой, разрушают камень. Такое разрушение гораздо больше, чем при замерзании самой воды в пористом пространстве.

Разрушительное действие растворенных солей

Оно заключается в том, что во время увлажнения и высыхания песчаника, ракушняка и известняка образуются гидраты и вторичные вещества. А их объем превышает первичный объем растворенных продуктов. Они образуются через биологическую и химическую коррозию камня. А так же в следствии разложения минералов, в которых главную роль играет вода. После испарения воды с поверхности камня происходит концентрация солевого раствора, пересыпка и в заключительной фазе кристаллизация соли в зоне испарения. Во время кристаллизации соли могут увеличивать свой объем. Такой процесс связан с кристаллизационным давлением, которое растет с повышением.

Одной из самых опасных солей, которые могут встречаться в камне, является сульфат натрия Na2SO4. Её объем увеличивается примерно в пять раз при переходе от безводной формы к декагидрату. Происхождение растворимых солей в песчаниках может быть очень различным.

Хлориды могут попасть в камень двумя способами:

Первый процесс — перенос соединений морским бризом и связан только с региональным процессом. Он требует непосредственной близости от каменного объекта с морем.
Второй процесс, в котором хлориды попадают в песчаник, заключается в вытягивании влаги из субстрата вместе с солями. Этот процесс обычно проявляется в городах, где зимой большие тротуары города посыпаются солью.

FOB-F7 - защита от разрушительных свойств воды FOB-F7 — защита от разрушительных свойств воды

Гидрофобная пропитка FOB-F7 защитит не только от негативного влияния воды и накопления ее в глубоких слоях натурального камня (ракушняк, песчаник, известняк), но еще и от грибка, плесени, высолов, солей.

Покупайте водоотталкивающее средство на сайте https://gidrofob.com.ua/ и будьте спокойны за сохранность вашего камня.

Источник