Efectele diferitelor temperaturi asupra pietrei se manifestă în principal în următoarele aspecte:
1. Efect de dilatare și contracție termică:
- Piatra, ca material poros, se va extinde și se va contracta atunci când temperatura se schimbă. Când piatra este încălzită, volumul se va extinde; când se răcește, volumul se va micșora. Această modificare de volum va provoca stres în interiorul pietrei. Dacă stresul depășește toleranța pietrei, aceasta va provoca crăparea pietrei.
2. Presiunea internă cauzată de evaporarea apei:
- Apa din piatră se poate evapora la temperaturi ridicate, determinând creșterea presiunii interne, provocând astfel crăparea pietrei, mai ales când există apă la suprafață sau în interiorul pietrei.
3. Influența compoziției minerale:
- Compoziția minerală a pietrei este sensibilă la temperatură în diferite grade. Unele pietre vor suferi schimbări de fază sau reacții chimice după ce au fost încălzite, ducând la modificări ale structurii pietrei, provocând crăpare și intemperii.
4. Modificări ale caracteristicilor de rezistență și deformare:
- La temperaturi ridicate, caracteristicile de rezistență și deformare ale pietrei se vor schimba. De exemplu, proprietățile mecanice ale marmurei nu se schimbă mult de la temperatura camerei la temperatura ridicată de 200 de grade; dar între 400 de grade și 800 de grade, rezistența sa de vârf, modulul elastic și modulul de deformare scad odată cu creșterea temperaturii, în timp ce deformarea maximă crește.
5. Modificări ale densității în vrac și ale proprietăților porilor:
- După tratarea la temperatură înaltă, densitatea în vrac și proprietățile porilor rocilor de diferite litologii se vor modifica. De exemplu, amploarea modificării proprietăților porilor gresie și șist după tratarea la temperatură înaltă va varia în funcție de tipul de rocă. Șisturile au mai mult spațiu de pori din cauza arderii materiei organice, ceea ce duce la modificări mai evidente ale proprietăților sale porilor.
6. Modificări ale proprietăților acustice și ale parametrilor elastici dinamici:
- Pe măsură ce temperatura crește, coeficientul de atenuare al rocii continuă să crească, iar alți parametri acustici continuă să scadă. În același timp, toți parametrii elastici dinamici, cu excepția raportului lui Poisson, arată o tendință descendentă, în special pentru șisturile care sunt mai grav deteriorate de căldură.
7. Diferențele de refractare:
- Pietre diferite au refractarie diferită, iar unele pietre vor suferi descompunere chimică la temperaturi ridicate. De exemplu, ghipsul se descompune la temperaturi de peste 107 de grade, calcarul și marmura se descompun la temperaturi de peste 910 de grade, iar granitul crăpă la 600 de grade din cauza încălzirii neuniforme a mineralelor sale constitutive.
Pe scurt, temperatura are multe efecte asupra pietrei, inclusiv modificări ale proprietăților fizice, reducerea proprietăților mecanice și daune structurale. Aceste modificări sunt de mare importanță pentru protecția și utilizarea pietrei.
