Влияние окружающей среды на природный камень

камень, используемый при строительстве Санкт-Петербурга.

использован при строительстве Санкт-Петербурга.
2. Провести опыты и сравнить влияние факторов

окружающей среды на разные виды камня.
3. Выявить возможные пути для сокращения влияния окружающей среды и способы защиты природного камня.

– выветривание камня под воздействием физико-химических и биогенных факторов. Наиболее

подверженным к разрушению является известняк и мрамор, что связано с особенностями свойств этой породы.

Гипотеза

физического разрушения памятников из-за вандализма, пожаров, умышленного сноса и особенно

неблагоприятных природных условий. Важнейшей причиной старения и разрушения камня в городской среде являются неблагоприятные климатические условия, которые усугубляются сложной экологической обстановкой.

Актуальность

Исаакиевский собор

преимущественно из карбоната кальция (CaCO3) (примесями в известняке являются доломит,

кварц, глинистые минералы, окислы и гидроокислы железа и марганца, а также пирит, марказит, фосфаты, гипс, органическое вещество )

Известняк

Рис.3 Берег реки Лава.
Река разрушает выходы известняка.

Пудостское.

Путиловская плита. Берег реки Лава. Панцири трилобитов, раковина

гастроподы, цистоидея

Пудосткий камень
Известковый туф – травертин

Известняк активно используется в Санкт-Петербурге для сооружения колонн и других архитектурных элементов, украшения интерьера и скульптур в парковых ансамблях.

Наиболее известен каррарский мрамор Италии, но в строительстве Петербурга применялся

и местный камень. Мрамор обладает высокими показателями морозостойкости и износоустойчивости, не подвержен воздействию плесени и грибковых образований, относится к классу огнестойких материалов, отличается отличными декоративными свойствами.

Мрамор

Исаакиевский собор

вид мрамора использовался при украшении очень многих архитектурных шедевров Петербурга,

Царского Села, Гатчины. Только с 1769 по 1830 год здесь наломали 200 тыс. тонн мрамора. Им облицован Исаакиевский собор, выложены полы собора Казанского собора, изготовлены подоконники Эрмитажа, обрамлены окна Мраморного дворца и фасад Михайловского замка, а также подземные залы станций Петербургского метрополитена «Приморская» и «Ладожская».

Рускеальский мрамор

Колонны из этого камня украшают также Иорданскую лестницу Зимнего дворца,

залы Нового Эрмитажа.

Гранит в убранстве Петербурга

Рис.6 Гранит рапакиви

Гранит – самая распространенная магматическая порода. Гранит является одной из самых плотных, твёрдых и прочных пород, имеет высокую устойчивость к морозу и загрязнениям. В интерьере зданий Санкт-Петербурга гранит применяется также для отделки стен, лестниц, создания столешниц и колонн, украшение лестничных маршей.

объектов наследия связаны с процессами естественного старения, которые ускоряют:
-Неблагоприятные

климатические условия
-стихийные бедствия
-геологические и гидрологические особенности дельты Невы
-атмосферные загрязнения
- неконтролируемая урбанизация и движение автотранспорта
-неуместное новое строительство в исторической среде
-неправильный режим эксплуатации зданий
-пожары; вандализм и другие агрессивные действия

статуй, от кислотных дождей, использование материалов при строительстве, которые устойчивы

к воздействию кислот: гранит славится своей устойчивостью к воздействию кислых веществ.
2. Реставрация
3. Покрывать памятники защитным слоем органических веществ. (силиконовые эмали или фторэпоксидный лак)

Как сохранить памятники архитектуры

к ним раствор серной кислоты.

А. Реакции с известняком:
Фото до

реакции Фото протекания реакции

Влияние химических факторов окружающей среды на природные камни

Фото протекания реакции

В результате реакции выделяется газ, на стенках пробирки появляются капельки воды.
Уравнение данной реакции: СаСО3+Н2SO4→CaSO4+CO2↑+H2O
Вывод: С известняком реакция идет наиболее интенсивно, так как по сравнению с мрамором имеет более пористую структуру. Следовательно, этот минерал будет разрушаться быстрее.

Возьмем небольшой кусочек гранита и прильем нему смесь растворов серной

и азотной кислоты.
Фото до реакции Фото протекания реакции






Вывод: Мы наблюдаем очень медленное протекание реакции (выделение пузырьков газа), следовательно, разрушение гранита происходит постепенно.

С. Реакции с гранитом

следующие покрытия: ацетонсодержащий лак, водорастворимый акриловый лак, клей ПВА, фторсодержащую

пасту. Опустим в пробирки с серной кислотой.
По оси абсцисс указано время .
Вывод: Из графика видно, что наиболее хорошо сохраняет исследуемый материал от разрушения акриловый водорастворимый лак.

на плитке, а затем резко охлаждать холодной водой.


Влияние физических

факторов (резкая смена температур) на природный камень

и гранит (справа) после проведения эксперимента
Вывод: На гранит и мрамор

влияет резкая смена температур. Но для того, чтобы разрушился кусочек гранита, нам нужно было нагревать и охлаждать гранит гораздо дольше.

мрамора и синим маркером нарисуем крестик на поверхности камней. А

затем попробуем удалить рисунок с помощью воды или жидким мылом.

Гранит, испачканный маркером

Гранит после обработки жидким мылом

Гранит после обработки ватным тампоном, смоченным водой

после обработки жидким мылом

восстановить причиненное камню разрушение (промоем водой и пошлифуем кусочком ткани).

Фото мрамора с повреждениями

Фото мрамора после повреждений

с помощью жидкого мыла. На мраморе также легко оставить след

маркером, но вот убрать загрязнения практически невозможно.
На граните очень трудно нацарапать гвоздем черточку, изменений практически не видно. Провести царапину на мраморе оказалось гораздо легче, но убрать повреждения с помощью воды и кусочка ткани не удалось.
Если использовать твердые шлифовочные материалы, то в итоге мы сотрем верхний слой природного камня. Следовательно гранит более стоек к механическим воздействиям человека.

дожей, избыточно влажных климатических условий, биогенных факторов, а так же

деятельности человека. Известняк и мрамор, состоящие из карбоната кальция, более подвержены химическому, физическому воздействию исходя из своего химического состава и более пористой структуры, в отличие от гранита, в состав которого входят полевой шпат (K [AlSi3O8]), кварц и слюда, придающие камню прочность, плотность и твердость.
Сохранить памятники архитектуры, можно, если покрывать их защитным слоем и осуществлять экологический контроль.
Многим постройкам Петербурга около 300 лет, им требуется реставрация и постоянный уход, которые должны осуществляться под строгим контролем специалистов. Многие архитектурные памятники разрушаются и поныне от рук человека, природного и химического воздействий.

ВЫВОД