Náttúrufræðingurinn - 2012, Page 147

147
Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags
hornum þar sem yfirborðsflatarmál
er hlutfallslega mikið og vatnsupp-
taka mikil að sama skapi. Í stein-
steypufræðum er þekkt að stein-
steypa þarf að vera vel loftblendin
til að þola frost, þ.e.a.s. með litlum
og jafndreifðum loftbólum sem hafa
þau áhrif að steypan frostspringur
ekki. Sama lögmál gildir fyrir berg.
Þannig hefur stærð og gerð hol-
rýma veruleg áhrif á endingu bergs
(og steinsteypu) gagnvart frostþíðu-
virkni. Grágrýti, sem er afbrigði af
bergtegund sem nefnist basalt, er
tiltölulega blöðrótt, en blöðrurnar
eru óreglulega lagaðar og ekki jafn-
dreifðar eins og í steinsteypunni.
Eins og komið hefur fram veðrast
grágrýti tiltölulega hratt; aðrar berg-
tegundir með reglulegri loftbólum
veðrast mun minna þótt heidarloft-
magnið geti verið mjög svipað. Sem
dæmi má nefna hleðslusteininn í
Hegningarhúsinu við Skólavörðu-
stíg, en svo virðist sem yfirborð
hans flagni ekki. Sé salt til staðar (í
byggingarefninu) hraðar það nið-
urbrotinu verulega. Saltlausn er t.d.
notuð í frostþíðuprófun á bæði
steinsteypu (CEN/TS 12390-9:2006,
e. Testing hardened concrete - Part 9:
Freeze-thaw resistance - Scaling) og
fylliefnum (ÍST EN 1367-6:2008, e.
Tests for thermal and weathering pro-
perties of aggregates – Part 6: Determ-
ination of resistance to freezing and
thawing in the presence of salt (NaCl))
til þess að flýta fyrir niðurbroti.
Tilgangur þessarar rannsóknar
var að kanna eðli yfirborðsflögn-
unar sem á sér stað í hleðslustein-
inum og grafast fyrir um ástæður
hennar.
Framkvæmd rannsóknar
Rannsókninni var hagað þannig
að teknir voru fjórir borkjarnar úr
hleðslusteini í útveggjunum. Kjarn-
arnir voru teknir árið 1995 í um 50
til 100 cm hæð frá jörðu. Enginn
kjarnanna náði inn úr ytri steinlögn-
inni; þó var lengsti kjarninn um 35
cm langur en yfirleitt voru kjarn-
arnir um 15 til 20 cm að lengd. Þeir
voru um 7,5 cm í þvermál. Að borun
lokinni var kjörnunum pakkað í
loftþéttar umbúðir.
Úr kjörnunum voru gerðar þunn-
sneiðar til rannsóknar í bergfræði-
smásjá. Sýnin sem voru tekin úr
yfirborði voru send til frekari grein-
ingar hjá Orkustofnun (steinda-
greining með röntgenbrotgreiningu;
e: X-ray diffraction eða XRD) og
Iðntæknistofnun Íslands (uppleyst
efni). Einnig var styrkur klóríðs
greindur úr sýni sem var tekið úr
yfirborði steins og um 20 cm inni
í vegg.
Innsti hluti kjarnanna var sag-
aður í sneiðar (um 5 cm þykkar),
þar af voru tvær sneiðar gerðar
af einum kjarna. Sneiðarnar voru
settar í frostþolspróf ætlað fyrir
steinsteypu. Um er að ræða próf-
unaraðferð samkvæmt staðlinum
CEN/TS 12390-9:2006. Prófunin er
framkvæmd þannig að sýnin liggja
í 3% NaCl-lausn. Hitastigið sveifl-
ast á milli 20°C og -20°C, umferðar-
tíminn er ein sveifla á sólarhring.
Þyngd þess efnis sem flagnar af
yfirborðinu er síðan mæld reglu-
lega yfir ákveðið tímabil. Þegar
steypa er prófuð er vanalega miðað
við 56 umferðir.
1. mynd. Veðrun í yfirborði hleðslusteins í
Alþingishúsinu. Veðrunin er áberandi upp
með hornum hússins. – Surface weathering
of the basalt block in the Parliament House.
The progress of the weathering process is
intense at the corners and edges of the house.
Ljósm./Photo: Gísli Guðmundsson 1995.
2. mynd a). Veðrun í yfirborði hleðslusteins og fúgufyllingar í Alþingishúsinu. b). Veðrun í yfirborði hleðslusteins í Alþingishúsinu.
– Surface weathering of the basalt block and joint-fill in the Parliament House. b). Surface weathering of the basalt block in the Parliament
House. Ljósm./Photos: Gísli Guðmundsson 1995.
b)a)