Deterioracja materiałów kamiennych 1300-WDTP-GES

W ramach wykładu prezentowana jest szeroko rozumiana tematyka związana z procesami niszczenia materiałów skalnych wykorzystywanych w różnych dziedzinach budownictwa i architektury. Procesy deterioracji materiałów kamiennych są w coraz szerszym zakresie uwzględnianie i analizowane w kontekście praktycznego wykorzystania surowców skalnych i ich zabezpieczenia przed niszczącym działaniem atmosfery, roztworów wodnych i czynników antropopresyjnych. Jest to szczególnie istotne w odniesieniu do środowisk silnie zurbanizowanych i o wysokim stopniu uprzemysłowienia, gdzie agresywność oddziaływań jest wyraźnie zwiększona. Procesy deterioracji znacząco obniżają jakość materiałów kamiennych, zarówno pod względem estetyki jak i właściwości fizyczno-chemicznych, obniżających ich wytrzymałość. Rozpoznanie tych zjawisk, umiejętność przewidzenia skutków w zależności od rodzaju skały oraz ocena tempa niszczenia, a także wiedza w zakresie ochrony są niezbędnymi elementami praktycznej działalności w zakresie ochrony i renowacji zabytkowych obiektów kamiennych oraz przy projektowaniu nowych obiektów architektonicznych.
Tematyka wykładu w szczególny sposób obejmuje zagadnienia geologiczne, związane z powstawaniem i diagenezą różnych rodzajów skał znajdujących zastosowanie praktyczne. Dlatego istotnym wątkiem prowadzonych zajęć jest charakterystyka właściwości geomechanicznych materiałów kamiennych, nawiązująca przede wszystkim do cech wytrzymałościowych, podatności na pękanie i uwarunkowań litologicznych kształtujących przebieg deterioracji i jej dynamikę.
Zajęcia prowadzone są w postaci tradycyjnych wykładów z prezentacją treści za pomocą slajdów, zajęć o charakterze praktikum w laboratorium oraz terenowych wycieczek mających na celu bezpośrednie obserwacje skutków deterioracji architektonicznych obiektów kamiennych.
Szczegółowy program zajęć obejmuje:
* Geologiczne uwarunkowania podatności skał na deteriorację, związane z ich powstawaniem, diagenezą, procesami tektonicznymi i odprężeniowymi. Tematyka ta bezpośrednio związana jest z wiedzą na temat podstawowych procesów geologicznych kształtujących właściwości skał, a tym samym ich odporność na działanie czynników niszczących. (2 godz.)
* Charakterystykę środowiskowych przyczyn niszczenia materiałów skalnych i mechanizmów deterioracji. W tej części przedstawiane są czynniki powodujące niszczenie materiałów kamiennych i warunkujące tempo tego procesu (4 godz.). Omawiane są:
- przyczyny mechaniczne naruszające strukturę skały,
- czynniki atmosferyczne związane z zanieczyszczeniem powietrza w środowisku miejskim i przemysłowym wywołujące przeobrażenia chemiczne minerałów skałotwórczych;
- wpływ wody i roztworów wodnych generujących procesy korozyjne oraz powodujących krystalizację soli w przestrzeniach porowych materiału skalnego,
- czynniki biologiczne, związane z działalnością mikroorganizmów (bakterii i grzybów) na powierzchniach zewnętrznych jak i wewnątrz materiału skalnego.
* Omówienie metod jakościowej i ilościowej oceny tempa procesów deterioracji i mierzalnych jej skutków. W tej części przedstawiane są metody badań terenowych i laboratoryjnych mające na celu przede wszystkim ustalenie wskaźników deterioracji dla różnych czynników niszczących (2 godz.),
* Przedstawienie geomechanicznych uwarunkowań procesu pękania skał sprzyjającego rozwojowi deterioracji. Prezentowane są zagadnienia z zakresu wytrzymałości materiałów skalnych, ich podatności na cyklicznie zmienne, destrukcyjne naprężenia oraz przebieg procesu pękania więźby skalnej w różnych odmianach litologicznych. (4 godz.)
* Wizytę w laboratorium i omówienie laboratoryjnych metod wykorzystywanych w ocenie przebiegu deterioracji spowodowanej najczęściej występującymi czynnikami: zamrozem, krystalizacją soli, działaniem siarczanów oraz mgły solnej. W trakcie zajęć studenci przygotowują próbki badawcze i oceniają przebieg deterioracji w kolejnych cyklach pomiarowych. (8 godz.).
* Prezentację metod ochrony materiałów kamiennych przed skutkami oddziaływania agresywnego środowiska atmosferycznego, wody i jej roztworów oraz sposobów odnawiania i renowacji uszkodzonych elementów kamiennych. Omawiana jest również skuteczność stosowanych metod w odniesieniu do rodzaju materiału skalnego, bezpośrednio związanego z geologicznymi uwarunkowaniami jego genezy (4 godz.),
Przewiduje się terenowe prezentacje przykładowych obiektów architektonicznych w aspekcie ich podatności na działanie czynników deterioracyjnych. (6 godz.)