phần mềm quản lý rác thải thông minh

nguyên nhân gây hư hại và Biện pháp xử lý bảo vệ đá thiên nhiên

#1
An toàn hóa chất | an toàn lao động | Sự cố tràn dầu | Bộ ứng cứu tràn đổ 25L
Về nguyên nhân gây hư hại và Biện pháp xử lý bảo vệ đá thiên nhiên

GS.TS. Nguyễn Mạnh Kiểm



--------------------------------------------------------------------------------

Hiện nay và trong tương lai chúng ta đã và sẽ phát triển sử dụng nhiều đá thiên nhiên để ốp, lát trang trí và xây dựng công trình, vì nguồn tài nguyên đá thiên nhiên của ta phong phú về khối lượng và chủng loại, có bản chất bền vững về cấu trúc, khả năng chịu lực và có màu sắc. Song không thể có vật liệu bền vững tuyệt đối vĩnh cửu với tác động đổi thay của khí hậu thiên nhiên, môi trường theo thời gian tồn tại của nó.

Thật vậy, vật liệu đá thiên nhiên đặt trong không khí tự do dưới tác dụng của khí hậu thời tiết, sau một thời gian dài cũng chịu những biến đổi đáng kể, đó là những tác động vật lý, hoá học, sinh vật học, và cơ học...

I. Nguyên nhân gây hư hại đá thiên nhiên

1. Những tác động vật lý


- Yếu tố vật lý làm giảm chất lượng của các nham thạch là sự biến động lớn của nhiệt độ đồng thời với sự có mặt của nước.

Với tác động này, nếu như loại đá không đủ bền chắc, không có sức liên kết lớn thì chúng phải chịu những nội ứng suất lớn do dãn nở vì nhiệt, hoặc hiện tượng trương nở do nước đóng băng và tự tăng thể tích, gây nên sự nứt vỡ bề mặt, bóc tách mảnh làm hư hại dần vật liệu đá dùng trên công trình.

2. Những tác động hoá học

- Các yếu tố xâm thực hoá học trong thiên nhiên như khí cacbonic và khí sulfua trong khí quyển. Nó có tác dụng như những axit xâm thực mạnh đối với các khoáng vật tính kiềm trong nham thạch và nhất là đối với đá vôi. Khi khí cacbonic với sự có mặt của nước sẽ chuyển cacbonát canxi không hoà tan thành bicacbonat canxi hoà tan, chất này bị nước làm trôi cuốn đi khi mưa gió. Khi khí sulfua với sự có mặt của nước sẽ chuyển thành axit sulfuaric, chất này cũng tác dụng trên đá vôi và tạo thành sulfit axit canci dễ hoà tan. Từ hai hiện tượng đó gây nên hiện tượng đá bị xâm thực, bề mặt đá bị sùi, nhám, mủn dần.

3. Những yếu tố khác

- Gây phá hoại đá là các sinh vật, thực vật: trong bầu không khí của các thành phố lớn và những trung tâm công nghiệp có chứa những bụi bẩn khác nhau (bụi đất cát, bụi than, bụi khói...) nó có thể bị ứ đọng lại ở những bộ phận công trình phẳng ngang hoặc hơi nghiêng, các lớp bụi này giữ ẩm, gió có thể đem đến những mầm sinh vật, thực vật, chúng tụ đọng và sinh sôi phát triển ở đó nhờ độ ẩm và gây nên ở đây vật chất tính axit do quá trình tạo thành axit humic, có tác dụng xâm thực tính axit đối với vật liệu đá.

- Độ ẩm trong nền đất cũng gây tác hại đối với đá xây dựng, nhất là đối với những loại đá có lỗ rỗng hở và nước có thể xâm nhập vào đá bằng các mao quản. Trường hợp bị băng lạnh thì đá bị phá hoại do sự trương nở thể tích của nước đóng băng. Hiện tượng này ít gặp ở khí hậu nước ta, nhưng có thể gặp phải ở một số công trình đặc biệt với trang thiết bị kỹ thuật đông lạnh, điều hoà, điều tiết khí hậu. Trường hợp thường gặp là trong nước có chứa các loại muối hoà tan, khi đó xảy ra hiện tượng phá hoại đá do quá trình dâng thấm của nước vào đá qua mao quản từ dưới ngầm lên, trên bề mặt đá tiếp xúc với khí quyển nóng, gây hiện tượng bốc hơi và tạo thành một chu trình kín hút thấm nước từ nền đất lên mặt thoáng ngoài không khí quá trình bay hơi chỉ có nước bốc đi, các muối còn lại sẽ kết tinh, muối kết tinh sẽ dẫn đến trên bề mặt đá những bụi trắng hoen bẩn làm xấu bề mặt đá. Có thể gây ra hiện tượng phá hủy mặt đá do ứng lực trương nở khi các muối kết tinh gần bề mặt làm giảm dần dần chất lượng đá.

4. Hiện tượng biến màu của một số loại đá sau một quá trình khai thác hoặc sử dụng vào công trình. Hiện tượng này sinh ra do những quá trình ô xy hoá bởi ô xy có trong không khí. Nó tác dụng lên một số khoáng vật trong đá như các sulfua hoặc trên những mầm hữu cơ ẩn trong đá. Tác dụng ô xy hoá sẽ càng mạnh dưới các tia nắng mặt trời, nhất là các tia tím. Hiện tượng này xuất hiện nhiều ở các đá hoa trang trí (có màu sắc) bên ngoài công trình.

II. Biện pháp xử lý bảo vệ đá ốp lát trang trí

Để bảo vệ đá xây dựng từ các tác dụng xâm thực nói trên người ta dùng những biện pháp cả về mặt cấu tạo kiến trúc, cả về mặt xử lý bề mặt đá sau khi đã đặt vào công trình.

1. Biện pháp cấu tạo kiến trúc:
Cần hạn chế hoặc tránh ốp đá ở các bề mặt ngoài phẳng ngang hoặc ít nghiêng, để không tạo khả năng gây ứ đọng nước xâm thực hoặc các bụi bẩn ở trong không khí trên mặt đá. Nếu như đá dùng ở phần nền và đá không thật chắc đặc để đủ ngăn trở việc thấm nước theo mao quản thì phải làm lớp ngăn chống nước. Các mạch ghép phải tuân thủ quy định về chống thấm nước và co dãn nhiệt.

2. Xử lý bề mặt đá trang trí: Việc xử lý bề mặt đá bằng cách phủ một lớp bảo vệ hoặc lấp đầy lỗ rỗng mặt, có nghĩa là làm tăng độ đặc chắc của nó.

Trong số những phương pháp xử lý bề mặt đá thì những phương pháp sau đây có thể tham khảo sử dụng:

a. Sơn bằng loại dầu loãng mau khô có dung môi dễ bốc hơi: Dầu chui vào trong các lỗ rỗng của đá, dầu tác dụng với ô xy trong không khí sẽ cứng lại thành một màng bảo vệ chắc và chống thấm. Dung dịch thường dùng là dầu pha xăng. Nhược điểm của phương pháp này là: Lớp bao phủ biến màu, sẫm dần ảnh hưởng đến trang trí kiến trúc.

b. Trong vùng công nghiệp, ở đó không khí chứa nhiều sulfurơ, cần xử lý bề mặt đá bằng dung dịch nước clorua bary. Muối này tác dụng với sulfurơ có mặt của hơi ẩm nước và chuyển dần thành sulfua bary dạng hạt rất mịn, lấp các lỗ rỗng của đá rất tốt, chất này không bị xâm thực hoá học và có màu trắng.

c. Đối với đá vôi, người ta thường dùng dung dịch silicat natri (thuỷ tinh lỏng), hoặc dùng dung dịch có hiệu quả lớn là dung dịch có chứa flor. Dung dịch này là sản phẩm của việc kết hợp giữa florua silicat với các florua kim loại khác - nó đóng vai trò các muối hoà tan của axit silico-floric (H2SiF6). Các florua kim loại thường được sử dụng là: silico-florua manhêdi hoặc silico-florua nhôm (MgSiF6; Al2 (SiF6)).

Sau khi xử lý dung dịch flor trên đá vôi dưới tác dụng của độ ẩm và khí cacbonic trong không khí sẽ xảy ra một loạt phản ứng hoá học giữa các nhân tố này (vôi và flor). Kết quả của nó tạo thành florua canxi (CaF2) và các “gel” bioxit silicat ngậm nước, hydro-xit manhêdi hoặc hydroxit nhôm. Chất florua canxi rất khó hoà tan, còn các “gel” cũng khó bị hoà tan, chúng nhét đầy các lỗ rỗng của đá, tạo khả năng bảo vệ chống thấm nước và khí.

Phương pháp xử lý bằng dung dịch flor là một phương pháp tốt nhất bảo vệ đá vôi, đá cẩm thạch.

d. Rửa mặt đá trang trí bằng hơi nước:
Trường hợp mặt đá thiên nhiên ốp lát trang trí công trình kiến trúc bị đọng phủ các bụi bẩn lâu ngày, việc rửa bằng nước tỏ ra không có hiệu quả thì dùng phương pháp rửa bằng hơi nước cho hiệu quả tốt. Đây là một phương pháp được chỉ dẫn sử dụng đối với các bộ phận kiến trúc có bề mặt gia công mịn và các bộ phận đá bị ứ đọng của các công trình lăng tẩm, đài bia lịch sử, vì nó hoàn toàn không gây hại đối với chất liệu trang trí và điêu khắc.

Việc rửa sạch đá bằng hơi nước được thực hiện nhờ bộ thiết bị cấp hơi nước bảo đảm cấp hơi nước với áp xuất ra ở miệng vòi phun là 1,5-2 at và năng suất là 3 m3/phút.

Thời gian rửa tuỳ thuộc vào mức độ nhiễm bẩn của bề mặt, nó dao động trung bình trong khoảng 6-10phút/m2. Sản phẩm sau khi kết thúc quá trình rửa có nhiệt độ 25-300C (nhiệt độ bề mặt).

Thiết bị cần dùng:

- Bình chịu áp lực chứa nước với hơi có van điều chỉnh ở hai lỗ, một bể cấp nước vào bình và một được nối với ống dẫn hơi, tất cả đều phải bảo đảm kín, chặt khít.

- ống cao su dẫn hơi, đầu ra của ống được nối với vòi thuỷ tinh hình côn...

Bình chứa được chứa đầy nước và được đun nóng đến sôi và tạo thành hơi, với áp lực cần thiết. Hơi được phụt trực tiếp lên bề mặt công trình hoặc chi tiết kiến trúc cần rửa sạch.

Tại bề mặt vật thể cần rửa, hơi nước sẽ ngưng tụ thành nước và cuốn theo các bụi bẩn của bề mặt đá.

Để nâng cao hiệu quả của quá trình rửa, người ta thường kết hợp đồng thời phun hơi với phun nước có áp lực cần thiết.
 
Top