물리학에 대한 광물학적 변화의 영향

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 10320(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

본 연구는 이집트 남동부 사막 Gabal EL-Faliq 지역의 화강암 유형에 대한 지구화학적, 광물학적 세부 사항을 지반공학 및 치수석으로서의 적합성과 관련하여 설명하는 것을 목표로 합니다. 현재 연구의 목적은 두 단계를 통해 달성되었습니다. 첫 번째 단계에는 암석학, 지구화학적, 광물학적 조사와 같은 지질학적 연구가 포함되었습니다. 두 번째이자 적용 가능한 단계에는 물리적, 기계적 및 열팽창 특성과 같은 공학적 특성을 측정하여 연구된 암석의 지질 공학적 평가가 포함되었습니다. 암석학 조사에 따르면 연구된 화강암은 (1) 중간 크기에서 세립 크기의 편마암 화강암(흑운모-백암)과 (2) 거친 크기에서 중간 크기 크기의 알칼리 장석 화강암의 두 가지 주요 클래스로 구분됩니다. 광물학적으로 연구된 암석은 주로 조장석, 정형석, 석영으로 구성되어 있으며, 인회석, 금홍석 등 일부 보조 광물과 적철석, 티탄철석 등 소량의 철족 광물도 포함되어 있습니다. 엔지니어링 특성에 따르면 최대 수분 흡수 및 겉보기 다공성 값은 각각 0.34% 및 0.77%인 반면 최소 부피 밀도는 2604.03kg/m3입니다. 압축 강도 범위는 999.68~2469.10kg/cm2이고 내마모성은 29.67~54.64Ha입니다. 알바이트 함량이 증가하면 수분 흡수가 증가하는 반면 부피 밀도와 압축 강도는 감소합니다. 입자 크기가 증가하면 겉보기 기공률이 증가하고 기계적 특성이 감소합니다. 온도, 광물 조성, 물리적 특성의 변화에 ​​따라 팽창 계수와 길이 변화가 크게 변합니다. 가열 온도의 증가는 100°C에서 최대값 0.0385%로 선형 열팽창이 미미하게 증가했습니다. 이러한 결과는 다양한 온도 조건에서 실내 및 실외 장식 목적(클래딩/포장)에 사용하기 위한 치수 석재로서 연구된 화강암의 적합성을 나타냅니다.

치수석은 돌을 모방하는 모든 인공 재료를 제외하고 잘 결정된 기하학적 모양이나 크기를 갖고 연마 능력, 색상, 질감 및 표면의 일반적인 요구 사항을 충족하기 위해 절단할 수 있는 모든 유형의 자연석 또는 암석 제품입니다. 건물 외장재, 포석, 연석, 기념물 및 기념관, 기타 산업 제품과 같은 건축 및 장식 재료로 활용되는 마감재입니다1,2,3,4,5. 따라서 자연석을 치수석으로 분류하는 것은 두 가지 주요 기준인 외관과 치수에 따라 결정됩니다. 또한, 치수석은 강도, 광택성, 물리적, 화학적 풍화에 대한 저항성6을 만족해야 합니다.

화성암, 변성암, 퇴적암은 자연석의 기원에 따른 세 가지 주요 범주로 높은 치밀성과 내구성 외에도 외관이 매우 다양하여 차원석과 같은 다양한 용도로 전 세계적으로 널리 사용됩니다. 이를 통해 바닥재, 피복재, 포장재, 장례식 기념물 및 동상에 사용할 수 있었습니다7. 자연석은 피라미드, 성, 궁전과 같은 고대 유산 건축물에 가장 널리 적용되는 재료입니다. 전통적인 건축물에서 치수석을 사용하는 것은 암석 노두의 분포와 밀접한 관련이 있습니다8.

ASTM C119)1에 따르면 치수석은 설화석고, 사문석 등 기타 치수석 외에 화강암, 석회석, 대리석, 석영계(규석), 점판암 등 여러 그룹으로 분류됩니다. 그러나 자연 치수석의 가장 일반적인 두 가지 그룹은 규암 및 점판암과 같은 다른 석재 유형 외에도 대리석 또는 석회질 재료 그룹과 화강암 또는 규산질 재료 그룹입니다3,4. 첫 번째 그룹(대리석)은 일반적으로 방해석과 백운석으로 구성되고 단순한 암석학적 특성의 한계를 벗어나 톱질 및 연마가 가능한 전체 종류의 탄산염 암석으로 구성됩니다3,9. 이 돌의 구성은 순수한 탄산염 돌부터 상업적으로 대리석과 같은(구불구불한 대리석)1로 분류되는 탄산염이 거의 포함되지 않은 돌까지 다양합니다. 두 번째 공통 그룹(화강암)은 상업적인 정의에서 석영의 함량에 관계없이 입상 구조와 다중 광물 구성을 갖는 분출암 또는 화성암 전체 세트로 구성됩니다3.