Los efectos de las diferentes temperaturas sobre la piedra se manifiestan principalmente en los siguientes aspectos:
1. Efecto de expansión y contracción térmica:
- La piedra, al ser un material poroso, se expandirá y contraerá cuando cambie la temperatura. Cuando se calienta la piedra, el volumen se expandirá; cuando se enfría, el volumen se reducirá. Este cambio de volumen provocará tensión en el interior de la piedra. Si la tensión excede la tolerancia de la piedra, provocará que la piedra se agriete.
2. Presión interna provocada por la evaporación del agua:
- El agua de la piedra puede evaporarse a altas temperaturas, haciendo que la presión interna aumente, provocando así que la piedra se agriete, especialmente cuando hay agua en la superficie o en el interior de la piedra.
3. La influencia de la composición mineral:
- La composición mineral de la piedra es sensible a la temperatura en distintos grados. Algunas piedras sufrirán cambios de fase o reacciones químicas después de calentarse, lo que provocará cambios en la estructura de la piedra, provocando grietas y erosión.
4. Cambios en las características de resistencia y deformación:
- Bajo altas temperaturas, las características de resistencia y deformación de la piedra cambiarán. Por ejemplo, las propiedades mecánicas del mármol no cambian mucho desde la temperatura ambiente hasta una temperatura alta de 200 grados; pero entre 400 grados y 800 grados, su resistencia máxima, módulo elástico y módulo de deformación disminuyen al aumentar la temperatura, mientras que la deformación máxima aumenta.
5. Cambios en la densidad aparente y las propiedades de los poros:
- Después del tratamiento a alta temperatura, la densidad aparente y las propiedades de los poros de las rocas de diferentes litologías cambiarán. Por ejemplo, la magnitud del cambio en las propiedades de los poros de la arenisca y la lutita después del tratamiento a alta temperatura variará según el tipo de roca. El esquisto tiene más espacio poroso debido a la combustión de materia orgánica, lo que resulta en cambios más obvios en las propiedades de sus poros.
6. Cambios en las propiedades acústicas y parámetros elásticos dinámicos:
- A medida que aumenta la temperatura, el coeficiente de atenuación de la roca sigue aumentando, y otros parámetros acústicos siguen disminuyendo. Al mismo tiempo, todos los parámetros elásticos dinámicos, excepto el índice de Poisson, muestran una tendencia a la baja, especialmente para el esquisto que se ve más gravemente dañado por el calor.
7. Diferencias de refractariedad:
- Diferentes piedras tienen diferente refractariedad y algunas piedras sufrirán descomposición química a altas temperaturas. Por ejemplo, el yeso se descompone a temperaturas superiores a 107 grados, la piedra caliza y el mármol se descomponen a temperaturas superiores a 910 grados y el granito se agrieta a 600 grados debido al calentamiento desigual de sus minerales constituyentes.
En resumen, la temperatura tiene muchos efectos sobre la piedra, incluidos cambios en las propiedades físicas, reducción de las propiedades mecánicas y daño estructural. Estos cambios son de gran importancia para la protección y uso de la piedra.
