다양한 온도가 석재에 미치는 영향은 주로 다음과 같은 측면에서 나타납니다.
1. 열팽창 및 수축 효과:
- 돌은 다공성 물질이므로 온도가 변하면 팽창하고 수축합니다. 돌을 가열하면 부피가 팽창합니다. 냉각되면 부피가 줄어듭니다. 이러한 부피 변화는 돌 내부에 응력을 유발합니다. 응력이 돌의 허용 오차를 초과하면 돌에 균열이 발생합니다.
2. 수분 증발로 인한 내부 압력:
- 돌 속의 수분이 고온에서 증발하여 내부 압력이 증가하여 돌에 균열이 생길 수 있으며, 특히 돌 표면이나 내부에 물이 있는 경우 돌이 깨질 수 있습니다.
3. 광물 구성의 영향:
- 돌의 미네랄 성분은 온도에 따라 정도가 다릅니다. 일부 돌은 가열된 후 상 변화나 화학 반응을 거쳐 돌 구조가 변화되어 균열과 풍화 현상이 발생합니다.
4. 강도 및 변형 특성의 변화:
- 고온에서는 석재의 강도와 변형 특성이 변합니다. 예를 들어, 대리석의 기계적 성질은 실온에서 200도의 고온까지 크게 변하지 않습니다. 그러나 400도에서 800도 사이에서는 온도가 증가함에 따라 피크 강도, 탄성 계수 및 변형 계수가 감소하는 반면 피크 변형률은 증가합니다.
5. 부피 밀도 및 기공 특성의 변화:
- 고온 처리 후 다양한 암석의 암석의 부피 밀도와 기공 특성이 변경됩니다. 예를 들어, 고온 처리 후 사암과 셰일의 기공 특성 변화 크기는 암석 유형에 따라 달라집니다. 셰일은 유기물의 연소로 인해 더 많은 기공 공간을 가지게 되어 기공 특성에 더욱 뚜렷한 변화를 가져옵니다.
6. 음향 특성 및 동적 탄성 매개변수의 변화:
- 온도가 증가함에 따라 암석의 감쇠계수는 계속 증가하고, 기타 음향변수는 계속 감소합니다. 동시에 포아송 비를 제외한 모든 동적 탄성 매개변수는 감소하는 경향을 보이며, 특히 열에 의해 더 심하게 손상되는 셰일의 경우 더욱 그렇습니다.
7. 내화성의 차이:
- 돌마다 내화도가 다르며 일부 돌은 고온에서 화학적 분해를 겪습니다. 예를 들어, 석고는 107도 이상의 온도에서 분해되고, 석회석과 대리석은 910도 이상의 온도에서 분해되며, 화강암은 구성 광물의 불균일한 가열로 인해 600도에서 균열이 발생합니다.
요약하면, 온도는 물리적 특성의 변화, 기계적 특성의 감소, 구조적 손상 등 석재에 많은 영향을 미칩니다. 이러한 변화는 석재의 보호와 사용에 있어 매우 중요한 의미를 갖습니다.
