湿度循环对石窟砂岩孔隙中硫酸盐结晶过程的影响

为研究湿度循环变化下硫酸盐结晶对砂岩的作用机理,在实验室分别对云冈石窟砂岩、大足石刻砂岩、乐山大佛砂岩进行了硫酸镁溶液和硫酸钠溶液的湿度循环劣化试验,将试样在盐溶液中浸泡至饱和后置于恒温恒湿箱中蒸发,蒸发过程中将相对湿度控制在30％和85％之间循环变化,并在循环过程中运用无损检测手段评价其风化程度.试验结果表明:(1)环境湿度循环变化会导致砂岩试样中的盐类所含结晶水发生变化.(2)在多次湿度循环后3种试样超声波速均出现下降,试样核磁共振T2分布曲线信号强度都出现上升,说明砂岩内部孔隙增多.(3)3次湿度循环后乐山大佛砂岩试样超声波速降至新鲜砂岩的80％左右,试样质量损失率为2.5％;大足石刻砂岩试样超声波速降至新鲜砂岩的95％左右,试样质量损失率为0.5％;云冈石窟砂岩试样未出现明显剥落.因此硫酸盐结晶膨胀作用对乐山大佛砂岩影响最大,对云冈石窟砂岩影响最小.(4)湿度循环下硫酸钠的结晶膨胀作用对砂岩的破坏程度大于硫酸镁.