Účinky rôznych teplôt na kameň sa prejavujú najmä v nasledujúcich aspektoch:
1. Efekt tepelnej expanzie a kontrakcie:
- Kameň ako porézny materiál sa pri zmene teploty roztiahne a zmrští. Keď sa kameň zahreje, objem sa rozšíri; keď sa ochladí, objem sa zmenší. Táto zmena objemu spôsobí napätie vo vnútri kameňa. Ak napätie presiahne toleranciu kameňa, spôsobí prasknutie kameňa.
2. Vnútorný tlak spôsobený odparovaním vody:
- Voda v kameni sa môže pri vysokých teplotách vyparovať, čo spôsobí zvýšenie vnútorného tlaku, čo spôsobí prasknutie kameňa, najmä ak je voda na povrchu alebo vo vnútri kameňa.
3. Vplyv minerálneho zloženia:
- Minerálne zloženie kameňa je citlivé na teplotu v rôznych stupňoch. Niektoré kamene po zahriatí podliehajú fázovým zmenám alebo chemickým reakciám, čo vedie k zmenám v štruktúre kameňa, čo spôsobuje praskanie a zvetrávanie.
4. Zmeny pevnostných a deformačných charakteristík:
- Pri vysokej teplote sa zmení pevnosť a deformačné charakteristiky kameňa. Napríklad mechanické vlastnosti mramoru sa príliš nemenia od izbovej teploty po vysokú teplotu 200 stupňov; ale medzi 400 stupňami a 800 stupňami jeho maximálna pevnosť, modul pružnosti a modul deformácie klesajú so zvyšujúcou sa teplotou, zatiaľ čo vrcholové napätie sa zvyšuje.
5. Zmeny objemovej hmotnosti a vlastností pórov:
- Po vysokoteplotnej úprave sa zmení objemová hmotnosť a vlastnosti pórov hornín rôznych litológií. Napríklad veľkosť zmeny vlastností pórov pieskovca a bridlice po vysokoteplotnej úprave sa bude líšiť v závislosti od typu horniny. Bridlica má viac pórového priestoru v dôsledku spaľovania organickej hmoty, čo vedie k viditeľnejším zmenám v jej pórových vlastnostiach.
6. Zmeny akustických vlastností a dynamických elastických parametrov:
- So zvyšujúcou sa teplotou sa koeficient útlmu horniny stále zvyšuje a ostatné akustické parametre sa naďalej znižujú. Zároveň všetky dynamické elastické parametre okrem Poissonovho pomeru vykazujú klesajúci trend, najmä pre bridlicu, ktorá je vážnejšie poškodená teplom.
7. Rozdiely v žiaruvzdornosti:
- Rôzne kamene majú rôznu žiaruvzdornosť a niektoré kamene podliehajú chemickému rozkladu pri vysokej teplote. Napríklad sadra sa rozkladá pri teplotách nad 107 stupňov, vápenec a mramor sa rozkladajú pri teplotách nad 910 stupňov a žula praská pri 600 stupňoch v dôsledku nerovnomerného zahrievania minerálov, ktoré tvoria jej zložky.
Stručne povedané, teplota má na kameň mnoho vplyvov, vrátane zmien fyzikálnych vlastností, zníženia mechanických vlastností a poškodenia konštrukcie. Tieto zmeny majú veľký význam pre ochranu a používanie kameňa.
