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.