化学风化的意义

如题所述

第1个回答  2016-05-28

岩体化学风化在空间上具有高度的非连续性,这种非连续性广泛存在于从宏观、细观到微观的所有尺度。宏观结构面是化学风化最主要的发生场所;风化岩体内,新鲜岩块被沿结构面内法线方向发育的腐蚀带包围,呈斑点状分散于腐岩中。微缝等细观损伤普遍存在于各类岩石中;化学风化从岩块内不同空间位置的水力有效空隙向三维空间扩展,决定了细观尺度上化学风化的非连续性。矿物溶解是在晶体中具有过剩表面能的缺陷位置优先发生,因而具有显著的微观非连续性。由于非连续特性,化学风化可增大水岩界面,提升矿物溶解反应的规模及速率。通过对既有损伤的扩展及在损伤空间堆积残余物,化学风化具有分离—裂化岩体、岩块及造岩矿物的重要作用,这种作用可使以新鲜岩石为主的岩体大规模脱离母岩,而堆积于坡脚的岩石块体在化学风化的继续作用下,可裂解为更小的岩屑或矿物碎屑,为向水体搬运创造条件,从而极大地促进斜坡夷平及地貌重塑进程。
石材的化学风化石指石材在经受物理风化中同时还伴随着化学
成分的变化,并产生了新物质,这种新物质破坏了石材的理化性能和外在的美观。石材的化学风化主要类型如下。
(1)水溶性作用
石材中的矿物经水的浸泡后.在一定温度下.可发生化学变化。这一过程也称为石材的微粒水解。具体是岩石中的长石水解时.水分子中的H+咒换出长石中的碱离子,11+离子进入石材的品格中生成新的钻土矿物.例如正长石经水解后.形成高岭石或铝矾上
(2)氧化反应
主要是石材内的金属矿物与氧发生化学反应使石材变色、酥松、裂隙等。在石材中最常见也是最易发生氧化反应的是铁质矿石中的黄铁矿、硫铁矿.其氧化作川最为明显。许多石材安装之后,发生氧化反应之后出现黄锈、黄斑、流痕,时问长久后这些含铁矿的局部会出现凹坑、裂纹.密集的地方会使强度下降。一些比较稳定的石材,在制作火烧板时因高温使其中的铁矿氧化.也会在以后逐渐发生氧化,所以说.火烧板在一定程度上会降低石材的使用强度。
(3)岩溶反应
通常碳酸盐类石材(石灰石、大理石、白云石、石灰华等)含有二氧化碳水的作用下。碳酸钙逐渐溶解为钙离子、碳酸根,在时间、温度、压力.尤其在城市二氧化碳形成的大量酸雨催化作用下,溶于水的钙会形成新的碳酸钙沉积.形成石灰华:
在地质作用上,这一过程通常是极其漫长的。最明显的是喀斯特地貌(在碳酸盐地区).然而)岩溶反应在城市石材装修中越发明显.表现石材的外观是流白痕。裂隙、酥松。一些用石材建筑的古迹都不同程度地发现此现象。
除此,因大气中二氧化硫的增多,最终形成酸雨后,也对石材中的石膏、碳酸镁、钾、钠盐矿进行溶解、分离.最终形成沉积.对原有的石材都是一种破坏。
(4)生物化学反应
植物生存生成出的有机酸、磷酸、粪便、遗体等的化学物质都会对石材产生风化。
当然石材的风化并不是某一种单纯反应,而是和物理风化、化学风化、生物风化交织在一起的。研究石材风化有利于利用科学的方法进行防治。

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