ارزيابي اثر هوازدگي نمك و ذوب - انجماد بر مقاومت و دوام پذيري ماسه سنگ‌هاي سازند قرمز بالايي

The Assessment of Salt Weathering and Freeze-thaw Effect on Strength and Durability of Upper Red Formation Sandstones

مقاومت و دوام‌پذيري ماسه‌سنگ‌ها و ميزان تاثيرپذيري آن‌ها از شرايط طبيعي مهم‌ترين عواملي هستند كه هنگام استفاده به‌عنوان سنگ‌هاي ساختماني بايد به‌ آن توجه شود. در اين پژوهش، اثر پديده ذوب-انجماد و فرايند تبلور نمك بر مقاومت و دوام‌پذيري ماسه سنگ‌هاي سازند قرمز بالايي در جنوب استان قزوين (محدوده آوج-آبگرم) بررسي شد. تعداد 9 نمونه ماسه‌ سنگ (مشخص شده با حروف A، B، C، CG، S، S1، Tr، Min و Sh) از بخش‌هاي مختلف منطقه مذكور جمع‌آوري شده و خصوصيات فيزيكي و مكانيكي آن‌ها بررسي شد. به‌منظور ارزيابي اثر پديده ذوب- انجماد بر خصوصيات فيزيكي و مكانيكي نمونه‌هاي سنگي، آزمايش ذوب- انجماد طي 60 دور انجام شده است. هم‌چنين براي بررسي اثر پديده تبلور نمك بر مقاومت ماسه سنگ‌ها، آزمايش تبلور سولفات سديم (محلول اشباع 100% وزني Na2SO4) نيز طي 20 دور انجام گرفته است. خصوصيات فيزيكي و مكانيكي ماسه سنگ‌هاي بررسي شده از قبيل افت وزني، شاخص بار نقطه‌اي، مقاومت كششي برزيلي و سرعت عبور موج (Vp) در دور‌هاي مختلف تعيين شد. به‌منظور ارزيابي اثر فرايندهاي ذوب- انجماد و تبلور سولفات‌سديم بر دوام‌پذيري، آزمايش دوام‌پذيري بعد از فرايندهاي مذكور روي نمونه‌هاي ماسه سنگي انجام شده و تغييرات شاخص دوام شكفتگي در 15 دور بررسي شد. بر اساس نتايج حاصل از اين بررسي‌ها مشخص شد كه تبلور نمك در مقايسه با ذوب- انجماد، به‌طور چشم‌گيري مي‌تواند ميزان مقاومت و دوام‌پذيري ماسه سنگ‌ها را كاهش داده و آن‌ها را تخريب كند. هم‌چنين مشخص شد كه مي توان رفتار ماسه سنگ‌ها را طي چرخه‌هاي ذوب- انجماد و تبلور نمك براساس نتايج حاصل از آزمايش‌هاي شاخص بار نقطه‌اي، مقاومت كششي برزيلي، تعيين سرعت عبور موج و افت وزني پيش‌بيني كرد.

Strength and durability of sandstones and their influences from natural conditions, are the most important factors which should be considered as engineering materials. In this study, the effect of freeze-thaw and salt crystallization phenomena on strength and durability of upper red formation sandstones collected from southern part of Qazvin province was investigated. Nine specimens of sandstones (specified by A, B, C, CG, S, S1, Tr, Min and Sh) were collected from different part of studied area, then their physical and mechanical characteristics were determined. In order to assessing the effect of freeze-thaw on physical and mechanical characteristics of sandstones, 60 cycles of freeze-thaw test was performed. Also in order to investigate the effect of salt crystallization on strength of studied sandstone, sodium sulphate crystallization test (100% weight solution of Na2SO4) was carried out in 20 cycles. Physical and mechanical characteristics of sandstones such as point load index, Brazilian tensile strength, wave velocity (Vp) and weight loss were computed after different cycles. To evaluate the effect of freeze-thaw and salt crystallization phenomena on durability of sandstones, slake durability test was conducted on specimens subjected to mentioned processes and changes occurred in slake durability index in 15 cycles were investigated. Based on results obtained from current study, it could be concluded that in comparison to freeze-thaw, salt crystallization can considerably reduce the strength and durability of sandstones and deteriorate them. Also it was found that index tests such as point load index, Brazilian tensile strength, wave velocity (Vp) and weight loss can predict the behavior of sandstones in different cycles of freeze-thaw and salt crystallization tests.