اثر چرخه انجماد - ذوب بر چقرمگي شكست و پارامترهاي مقاومتي سنگ تراورتن

در ﺣﺎل ﺣﺎﺿﺮ، ﺑﺎ ﺗﻮﺳﻌﻪ ﻣﺪاوم اﻗﺘﺼﺎد در ﻣﻨﺎﻃﻖ ﺳﺮدﺳﯿﺮ در ﺳﺮاﺳﺮ ﺟﻬﺎن، ﺑﺴﯿﺎري از ﭘﺮوژهﻫﺎي ﺳﻨﮕﯽ از ﻗﺒﯿﻞ اﺳﺘﺨﺮاج ﻣﻌﺎدن و اﮐﺘﺸـﺎف  ﻧﻔـﺖ و ﮔـﺎز در اين ﻣﻨﺎﻃﻖ در ﺣﺎل اﺟﺮا اﺳﺖ. در اﺳﺘﺎن‌ﻫﺎي ﺷﻤﺎل ﻏﺮب و ﻏﺮب اﯾﺮان ﮐﻪ داراي ﺗﺎﺑﺴﺘﺎنﻫﺎي ﻣﻌﺘﺪل و زﻣﺴﺘﺎن‌ﻫﺎي ﺳﺮد مي‌‌باشند، ﺑﺎرﻧـﺪﮔﯽ زﯾـﺎد و ﺑـﺮودت ﻫـﻮا از ﻣﺸﺨﺼﺎت زﻣﺴﺘﺎن‌ﻫﺎي اﯾﻦ ﻣﻨﺎﻃﻖ ﺑﻪ ﺷﻤﺎر ﻣﯽ‌آﯾﺪ. در اﯾﻦ ﺷﺮاﯾﻂ ﺳﻨﮓ ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﯾﺨﺒﻨﺪان‌ﻫﺎي ﻃﻮﻻﻧﯽ و چرخه هاي ﻣﺘﻌﺪد ﯾﺨﺒﻨﺪان ذوب ﻗﺮار مي‌گيرد. ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ در ﻣﻨﺎﻃﻘﯽ ﮐﻪ اﺣﺘﻤﺎل رخ دادن اﯾﻦ ﻓﺮآﯾﻨﺪ اﺳﺖ ﺿﺮوري اﺳﺖ ﺗﺎ ﺗﺄﺛﯿﺮ چرخه هاي ﻣﺘﻌﺪد ﯾﺨﺒﻨﺪان ذوب ﺑﺮ روي وﯾﮋﮔﯽﻫﺎي ﻓﯿﺰﯾﮑﯽ و ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽ ﻣﺼﺎﻟﺢ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد. در اين پژوهش به بررسي تاثير فرآيند يخبندان ذوب روي چقرمگي شكست مود Ι و II و پارامترهاي مقاومتي سنگ تراورتن پرداخته شده است. بدين منظور، براي بررسي اثر چرخه هاي يخبندان ذوب بر چقرمگي شكست مود Ι و II، نمونه‌ها تحت 0، 1، 4، 8، 16، 32 و 64 چرخه يخبندان ذوب قرار گرفته، و چقرمگي شكست مود Ι و II در چرخه‌هاي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺮرﺳﯽ ﺷﺪه اﺳﺖ. براي بررسي اثر يخبندان ذوب روي پارامترهاي مقاومتي سنگ تراورتن، نمونه‌ها تحت فشار محصور كننده 0،  2/5 و 5 مگاپاسكال قرار گرفته‌اند. همچنين براي بررسي و ارزيابي دقيق تر تغييرات ساختاري نمونه‌ها در اثر اعمال چرخه هاي يخبندان ذوب مطالعات ميكروسكوپي نيز انجام گرفت. نتايج نشان مي‌دهد كه با افزايش تعداد چرخه هاي يخبندان ذوب چقرمگي شكست مود Ι و II به صورت نمايي كاهش مي‌يابد. چقرمگي شكست مود I تراورتن سفيد و قهوه اي بعد از 64 سيكل نسبت به سيكل صفر به ترتيب 35/48 و 37 درصد و چقرمگي شكست مود II تراورتن سفيد و قهوه اي بعد از 64 سيكل نسبت به سيكل صفر به ترتيب 45/75 و 50 درصد كاهش يافت. مقاومت فشاري سه محوري، مقاومت فشاري تك محوري، چسبندگي و زاويه اصطكاك داخلي با افزايش تعداد سيكل يخبندان ذوب نسبت به سيكل صفر  نيز كاهش مي‌بايد. مطالعات ميكروسكوپي نشان مي‌دهد، ميكروترك‌هاي موجود در سنگ در اثر چرخه هاي يخبندان ذوب گسترش يافته و ترك‌هاي جديد به وجود آمده است.