Zmiany wietrzeniowe wybranych kamieni budowlanych w środowisku miejskim

Abstract

The weathering process of building materials is a natural phenomenon but in areas of high air pollution often characteristic of large cities like Krakow is a significant intensification. In that research the inner and outer layer of architectural objects located in the Kazimierz district, made of limestone, dolomite and sandstone. The following methods were used: optical microscopy, scanning electron microscopy SEM, X-ray diffraction XRD, Raman spectroscopy and chemical analysis. Studied rocks according to their petrography and exposure to weather conditions show different degree of deterioration. Sandstones are intense granular disintegration and limestone covered with black crusts. In the outer layers of stones the presence of phases of anthropogenic origin like: gypsum, halite, iron oxides spheres, Si-Al glass spheres and organic compounds were found. The higher concentration of heavy metals: Zn, Cu and Co in the surface layer were discovered also. These changes confirm the significant impact of air pollution on the rate of weathering in urban areas.

Proces wietrzenia kamieni budowlanych jest zjawiskiem naturalnym jednak w środowisku o dużym zanieczyszczeniu powietrza charakterystycznym bardzo często dla dużych miast, jak Kraków ulega istotnej intensyfikacji. W pracy badano warstwy zewnętrzne i wewnętrzne elementów architektonicznych obiektów zlokalizowanych w dzielnicy Kazimierz, wykonanych z wapieni, dolomitów i piaskowców. W badaniach wykorzystano mikroskopię optyczną, scanningową mikroskopię elektronową SEM, dyfraktometrię rentgenowską XRD, spektroskopię Ramana oraz analizę chemiczną. Badane skały zależnie od ich petrografii oraz ekspozycji na warunki atmosferyczne wykazują różny stopnień zniszczeń. Piaskowce ulegają intensywnej dezintegracji granularnej, a wapienie pokryte są czarnym naskorupieniem. W warstwach zewnętrznych stwierdzono obecność faz pochodzenia antropogenicznego: gipsu, halitu, kulistych tlenków żelaza, szkliwa glinokrzemianowego oraz związki organiczne. W powierzchniowej warstwie kamieni stwierdzono także podwyższone koncentracje metali ciężkich jak Zn, Cu i Co. Zmiany te potwierdzają istotny wpływ zanieczyszczeń atmosferycznych na tempo i intensywność procesów wietrzenia kamienia na terenach miejskich.