Naslov
UTJECAJ SVOJSTAVA BENKOVAČKOGA PRIRODNOGA KAMENA NA NJEGOVU POSTOJANOST
(THE IMPACT OF BENKOVAC NATURAL STONE PROPERTIES ON ITS AGEING)

Autori
Maričić, Ana

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Rudarsko-geološko-naftni fakultet

Mjesto
Zagreb

Datum
04.07

Godina
2014

Stranica
150

Mentor
Tomašić, Ivan

Ključne riječi
benkovački prirodni kamen; prirodni kamen; svojstva kamena; postojanost kamena
(benkovac natural stone; natural stone; stone properties; durability of stone)

Sažetak
Predmet istraživanja doktorskog rada je benkovački prirodni kamen, tanko slojeviti vapnenac gornjoeocenske starosti, koji se eksploatira u znatnijim količinama u obliku tankih ploča u kamenolomima smještenim u blizini grada Benkovca. Ciljevi istraživanja doktorskog rada bili su slijedeći: 1. odrediti mineralno-petrografska, fizičko-mehanička, tehničko-tehnološka i kemijska svojstva benkovačkoga prirodnoga ili arhitektonsko-građevnog kamena ; 2. odrediti strukturno-teksturne i petrografske značajke kamena koje utječu na njegova svojstva ; 3. odrediti stupanj teksturne anizotropije prirodnoga kamena s obzirom na raspodjelu fizičkih svojstava u uzorcima ; 4. utvrditi postojanost benkovačkoga prirodnoga kamena na djelovanje kristalizacije soli, smrzavanje i toplinske promjene ; 5. utvrditi utjecaj mineralno-petrografskih, kemijskih i fizičko-mehaničkih svojstava na postojanost benkovačkoga prirodnoga kamena. Na temelju ispitivanja benkovačkoga prirodnoga kamena izdvojena su tri litotipa: zrnski, mikritni i laminirani litotip. Pri tome je, benkovački prirodni kamen, prema petrografskim značajkama, determiniran kao laminirani litotip, zbog izmjene lamina zrnskog i mikritnog litotipa. S komercijalnog i tržišnog gledišta laminirani litotip predstavlja glavni varijetet benkovačkoga prirodnoga kamena. Zrnski i mikritni litotip se razlikuju prema boji, mineralnom i kemijskom sastavu, vrsti strukturnih sastojaka te prema strukturno-teksturnim karakteristikama i fizičko-mehaničkim svojstvima. Prema tome svojstva laminiranog litotipa značajno ovise o zrnskom i mikritnom litotipu, te o njihovom položaju i udjelu u uzorcima. Dominantan mineral zastupljen u svim uzorcima je kalcit. Zrnski litotip se pretežno sastoji od vrlo dobro sortiranih karbonatnih intraklasta te od siliciklastičnog detritusa, koji je prisutan u količini manjoj od 1 mas. %, a između njih se nalazi krupnokristalasti sparikalcitni cement. Dijagenetski procesi u zrnskom litotipu su: rekristalizacija primarnog karbonatnog matriksa, cementacija sparitom, dolomitizacija i dedolomitizacija. Mikritni litotip pokazuje gustu homogenu mikritnu strukturu. Međutim, uočeni su i rekristalizirani dijelovi kao i bioturbacija. U uzorcima mikritnog litotipa nema dolomita, ali su, u malim količinama, određeni minerali glina (smektit, kaolinit, mješanoslojni klorit-vermikulit). Kod laminiranog litotipa bitna je njegova heterogena građa u smislu izmjene lamina/slojeva različitog sastava zrnskog i mikritnog. Granice između lamina u laminiranom litotipu su oštre i nepravilne. U uzorcima laminiranog litotipa je uočena laminacija, granica između lamina dva litotipa i diskontinuiteti (mikropukotine) koje ukazuju na teksturnu anizotropiju (heterogenost) uzoraka. Primjenom nedestruktivne prognozne metode određivanja svojstava kamena (metoda ultrazvuka) određen je koeficijent teksturne anizotropije prirodnog kamena. Tijekom ispitivanja ustanovljeno je da teksturna anizotropija (laminacija), prisutnost mikropora i mikropukotina, dijagenetske promjene u benkovačkom prirodnom kamenu utječu na gustoću, poroznost, povećano upijanje vode, smanjenje tlačne i čvrstoće na savijanje, usporavanje brzine prolaza UZV-a, te smanjenje postojanosti kamena pri kristalizaciji soli i smrzavanja. Na uzorcima zrnskog, mikritnog i laminiranog litotipa od fizičko-mehaničkih svojstava određeni su: boja, gustoća, prostorna masa, otvorena i ukupna poroznost, upijanje vode pri atmosferskom tlaku, kapilarno upijanje vode, sušenje kapilarno zasićenih uzoraka, čvrstoća na tlak i savijanje, brzina prolaza ultrazvučnih valova te otpornost na habanje i klizanje klatnom. Nakon kapilarnog upijanja uzorci su podvrgnuti sušenju prema nenormiranoj metodi. Fizičko-mehanička svojstva prirodnog kamena su ispitivana prema hrvatskim i europskim ispitnim normama, a dobiveni rezultati su statistički obrađeni. Od tehničko-tehnoloških svojstava obavljena je probna obrada pri jednolikim udarcima prikladnim alatom i obrada pri piljenu i brušenju. Naglasak u doktorskom radu je bio na djelovanju fizičkog propadanja benkovačkoga prirodnoga kamena te je određena postojanost uzoraka tri litotipa na djelovanje kristalizacije soli, smrzavanje i toplinske promjene. Utvrđena je razlika između sva tri litotipa prema navedenim svojstvima i njihovoj postojanosti. Mikritni i zrnski litotip su postojani na djelovanje kristalizacije soli, smrzavanje i toplinske promjene. Za razliku od njih, laminirani litotip nije postojan na djelovanje kristalizacije soli i smrzavanje. Pri kristalizaciji soli raspalo se pet od dvanaest uzoraka laminiranog litotipa, a pri smrzavanju jedan. Uzorci su se raspali duž diskontinuiteta (mikropukotina) ili na granici između zrnskog i mikritnog litotipa jer duž svake teksturne anizotropije kamena jače je djelovanje kristalizacijskih tlakova i veća su oštećenja. Ipak, kod svih uzoraka tijekom ispitivanja postojanosti na djelovanje kristalizacije soli, smrzavanje i toplinske promjene došlo je do promjena u unutrašnjoj građi, povećanja pornog prostora, proširenja prirodnih diskontinuiteta te kod nekih uzoraka (laminiranog litotipa) i do pucanja po diskontinuitetima.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Rudarstvo, nafta i geološko inženjerstvo

POVEZANOST RADA