تابع مدل‌های ریاضی برای ارزیابی دوام طولانی مدت و مقایسه تاثیر چرخه‌های یخبندان و تبلور نمک روی خصوصیات مکانیکی تراورتن طوسی آذرشهر، آذربایجان شرقی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار زمین شناسی مهندسی، بخش زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه لرستان

2 دانشیار دانشگاه تربیت مدرس

3 استاد دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

در تحقیق حاضر، دو تابع مدل ریاضی نمایی و خطی بر اساس تغییرات خصوصیات مکانیکی تراورتن طوسی آذرشهر در چرخه­های یخبندان و تبلور نمک ارائه شده است. از این توابع، پارامترهای ثابت زوال پذیری و نیمه عمر خصوصیات مکانیکی تعیین شده است که در ارزیابی دوام طولانی مدت و مقایسه تاثیر چرخه های یخبندان و تبلور نمک مفید و کارآمد می باشند. برای رسیدن به این اهداف، تراورتن طوسی از معادن آذرشهر تهیه و  آزمایش های یخبندان و تبلور نمک تا 60 چرخه انجام شد. بعد از هر 10 چرخه یخبندان و 5 چرخه تبلور نمک خصوصیات مکانیکی شامل مقاومت فشاری تک محوری، کششی برزیلین، بار نقطه ای و سرعت موج P اندازه گیری شد. تجزیه و تحلیل نتایج نشان می­دهد پارامترهای ثابت زوال پذیری و نیمه عمر که از تابع مدل های نمایی و خطی تعیین می شوند دارای دقت مناسب برای ارزیابی دوام و مقایسه تاثیر چرخه­های یخبندان و تبلور نمک هستند. در نهایت با استفاده از این پارامترها می­توان از انجام آزمایش­های زمانبر، طاقت فرسا و هزینه­بر چرخه­های یخبندان و تبلور نمک که نیاز به تهیه تعداد زیادی نمونه دارد صرفنظر کرد. 
 

کلیدواژه‌ها


 

ذلولی.ا.، خامه چیان. م.، نیکودل. م.ر.، 1393 ، دماسنجی و شرایط فیزیکی و شیمیائی محلول کانه‌دار بر مبنای کلریت وسیالات دیگر، مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته، شماره 12، ص 14-24.

 Akin.A., Ozsan.A., 2011, Evaluation of the long-term durability of yellow travertine using accelerated weathering tests, Bull Engineering Geology Environmental, Vol:70, p:101–114.

 Altindaga.R., Alyildizb.I.S., Onarganc.T., 2004, Mechanical property degradation of ignimbrite subjected to recurrent freeze–thaw cycles, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, Vol:41, p:1023–1028.

 Angeli.M., Bigas. J.P., Benavente.D., Menendez.B., Hebert.R., David.C., 2007, Salt crystallization in pores: quantification and estimation of damage, Environmental Geology, Vol:52, p:205–213. 

 Anon., 1979, Classification of rocks and soils for engineering geological mapping, part 1: Rock and soil materials. Bulletin Association Engineering Geology, Vol:19, p:355–371.

 Bayram.F., 2012, Predicting mechanical strength loss of natural stones after freeze-thaw in cold regions, Cold Regions Science and Technology, Vol:83-84, p:98-102.

 Bell. F.G., 2000, Engineering Properties of Soils and Rocks, 2st Edition, Blackwell Science, London.

 Benavente.D., Garcia del Cura.M.A., Bernabeu.A., Ordonez.S., 2001, Quantification of salt weathering in porous stones using experimental continuous partial immersion method, Engineering Geology, Vol:59, p: 313–25.

 Benavente.D., García del Cura. M.A., Fort, R., Ordóñez, S., 2004, Durability estimation of porous building stones from pore structure and strength, Engineering Geology, Vol:74, p:113-127.

 Benavente.D., Martinez.J., Cueto.N., Cura.M.A, 2007a, Salt weathering in dual-porosity building dolostones, Engineering Geology, Vol:94, p:215-226.

 Benavente.D., Martinez-Martinez.J., Garcia del Cura.M.A., Can averas.M.A., 2007b, The influence of petrophysical properties on the salt weathering of porous building rocks, Environmental Geology, Vol: 52, p:215-224.

 Cardell.C., Delalieuxa.F., Roumpopoulosb.K., Moropouloub.A., Augerc.F., Grieken.R.V., 2003, Salt-induced decay in calcareous stone monuments and buildings in a marine environment in SW France, Construction and Building Materials, Vol:17, p:165-179.

 Chen.T.C., Yeung.M.R., Mori.N., 2004, Effect of water saturation on deterioration of welded tuff due to freeze-thaw action, Cold Regions Science and Technology, vol:38, p:127-136.

 Cultrone.G., Luque.A., Sebastián.E., 2012, Petrophysical and durability tests on sedimentary stones to evaluate their quality as building materials, Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, Vol:45,p: 415-422.

 EN 12370., 1999, Natural stone test methods - Determination of resistance to salt crystallization, (FOREIGN STANDARD).

 ISRM., 1981, Rock characterization, Testing and Monitoring. In: Brown ET. editor. ISRM suggested methods. Oxford, Pergamon Press., 211p.

 Jamshidi.A., Nikudel.M.R., Khamehchiyan.M,. 2013a, Predicting the long-term durability of building stones against freeze-thaw using a decay function model, Cold Regions Science and Technology, Vol:92, p:29–36.

 Jamshidi.A., Nikudel.M.R., Khamehchiyan.M,. 2013b, Estimating the durability of building stones against Salt crystallization: considering the physical properties and strength characteristics, Journal of Geopersia, Vol: 3, p:35-48.

 Karaca.Z., Deliormanli.A.H., Elci.H., Pamukcu.C., 2010, Effect of freeze–thaw process on the abrasion loss value of stones, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, v Vol:47, p:1207-1211.

 Martínez.M.J., Benavente.D., Gomez-Heras.M., Marco-Castaño.L.,  García-del-Cura.M.A., 2013, Non-linear decay of building stones during freeze–thaw weathering processes, Construction and Building Materials, vol:38, p:443–454.

 Molina.E., Cultrone.G., Sebastián.E., Alonso.F.J., Carrizo.L., Gisbert.J., Buj.O., 2011, The pore system of sedimentary rocks as a key factor in the durability of building materials, Engineering Geology, Vol:118, p: 110–121.

 Nicholson.D., 2001, Pore properties as indicators of breakdown mechanisms in experimentally weathered limestone, Earth Surface Processes and Landforms, Vol:26, p:819–838.

 Rodriguez-Navarroa.C., Doehnea.E., Sebastianb.E., 2000, How does sodium sulfate crystallize? Implications for the decay and testing of building materials, Cement and Concrete Research, Vol:30, p:1527- 1534.

 Ruedrich.J., Siegesmund.S., 2007, Salt and ice crystallisation in porous sandstones, Environmental Geology, Vol:52, p:225-249.

 Takarli.M., Prince.W., Siddique.R., 2008, Damage in granite under heating/cooling cycles and water freeze–thaw condition, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol:45, p:1164-1175.

 Topal.T., Doyuran.V., 1998, Analyses of deterioration of the Cappadocian tuff, Turkey, Environmental Geology, Vol:34, Research article.

 Topal.T., Sözmen.B., 2000, Freeze-thaw resistance of the Yazılıkaya tuffs, Proc. 9th Int. Cong. on the Deterioration and Conservation of Stone, Venice, Italy, Elsevier, Vol:1, p:275-281.

 Tsui.N., Flatt.R., Scherer.G., 2003, Crystallization damage by sodium sulfate, Journal of Cultural Heritage, Vol:4, p:109–115.

 Yavuz.A.B., 2006, Deterioration of the volcanic kerb and pavement stones in a humid environment in the city centre of Izmir, Turkey, Environmental Geology, Vol:51, p:211-227.

 Yavuz.A.B., 2012, Durability assessment of the Alacati tuff (Izmir) in western Turkey, Environmental Earth Scinces, Vol:67, p:1909-1925.

 Yavuz.A.B., Topal.T., 2007, Thermal and salt crystallization effects on marble deterioration: Examples from Western Anatolia, Turkey, Engineering Geology, Vol:90, p:30-40.

 Ulusoy.M., 2007, Different igneous masonry blocks and salt crystal weathering rates in the architecture of historical city of Konya, Building and Environment, Vol:42, p:3014-3024.

 Zedef.V., Kocak.K., Doyen.A., Ozsen.H., Kekec.B., 2007, Effect of salt crystallization on stones of historical buildings and monuments, Konya, Central Turkey, Building and Environment, Vol:42, p:1453-1457.