Материалы сайта

Сахаристая эрозия

Сахаристое (или мучнистое) выветривание, встречающееся, как правило, на породах карбонатного состава с мелко- и тонкозернистой структурой, проявляется в виде тонкошероховатой поверхности, напоминающей строение сахара. Данный вид дефектов характерен исключительно для наружной облицовки.

На полированном мраморе или мраморизованном известняке развитие сахаристой эрозии приводит к полной утрате зеркальной фактуры, при этом поверхность камня высветляется и становится более уязвимой по отношению к атмосферным воздействиям и загрязнению.

Толщина выветрелого слоя варьируется в широких пределах — от нескольких десятков микрометров до нескольких сантиметров. Как показывают исследования, этот слой сахаристой эрозии по сравнению с камнем, не затронутым выветриванием, имеет значительно более развитые пористую структуру и микротрещиноватость, а также характеризуется рыхлой текстурой. Большинство изометрических зёрен кальцита разрушено, иногда с частичной их заменой тонкозернистыми агрегатами гипса. Сцепление между зёрнами ослаблено, местами имеет место потеря контактовых сцеплений между ними, за счёт чего происходит отслаивание отдельных зёрен даже при небольшом нажатии на поверхность камня. Склерометрическая оценка поверхностной твёрдости слоя, нарушенного сахаристой эрозией, показывает, что этот параметр на 50-80% ниже аналогичного показателя у «свежего» камня.

Среди многочисленных факторов, вызывающих появление рассматриваемой патологии, основным является атмосферная агрессия. Загрязнённость городской атмосферы сернистым и углекислым газом, оксидами азота, а также ионами хлора, кислорода и других элементов обуславливает процессы деструкции поверхности камня.

Растворяясь в дождевой воде и воздушной влаге, сернистый и углекислый газы образуют анионы серной, сернистой, и угольной кислот. Углекислота растворяет карбонаты (кальцит и доломит), в результате чего возрастает пористость поверхностного слоя камня, ослабляются межзерновые связи. Параллельно происходит деминерализация породы, т.е. перерождение её минералов. При этом наибольший ущерб камню наносят серная и сернистая кислоты, приводящие к образованию сульфатных корок, под которыми происходит кристаллизация вновь образующихся минералов (гипса и эпсомита), имеющих больший объём, чем кальцит; это создаёт высокое кристаллическое давление в верхнем слое камня, вызывающее его растрескивание и разрыхление. Сульфатные корки периодически смываются дождевой водой, обнажая сахаровидную эрозированную поверхность камня.

Не менее важную роль в накоплении и развитии этой формы деградации играет промерзание водонасыщенного камня при отрицательных температурах, разрыхляющее его поверхностную структуру.

Отрицательным фактором, способствующим образованию и развитию сахаристой эрозии, является также функционирование на камне различных биоразрушителей, например, эпилитических форм водорослей (цианобацилл): вырабатываемые ими органические кислоты вызывают химическое разложение поверхностного слоя породы.

Сахаристой эрозии подвержены многие памятники архитектуры и монументального искусства, выполненные из мрамора, известняка, доломита. В Москве этот вид дефекта выявлен на белом прохоро-баландинском мраморе, простоявшем в наружных облицовках зданий более 40-50 лет: наземные вестибюли станций метро «Комсомольская-кольцевая» и «Новослободская» и др. Особенно заметно проявление сахаристой эрозии на профильных архитектурных деталях и резных орнаментах, где этот вид деструкции как бы сглаживает лицевую поверхность изделия, разрушая выступающие острые кромки.

Повсеместно сахаристая эрозия встречается на мячковском известняке — основном материале московского белокаменного зодчества. Широко распространён этот вид эрозии на фасадах зданий и скульптуре Санкт-Петербурга: сахаристую форму выветривания можно наблюдать, например, на тивдийском и ювенском мраморах Мраморного дворца, рускеальском мраморе Исаакиевского собора, каармасском доломите на гостинице « Русь », каррарском мраморе скульптур Летнего сада и др.