磁黄铁矿、黄铁矿有什么危害?

avatar 2019-11-1308:00:03 评论 30

黄铁矿磁黄铁矿是如何破坏建筑地基的?

磁黄铁矿导致墙裂

黄铁矿和磁黄铁矿都是铁的硫化物。当硫化铁暴露在水和氧气中时,一系列的化学反应会分解硫化铁,形成新的叫做硫酸盐的矿物质。这些硫酸盐比原来的硫化铁占据更多的空间。随着它们的生长,新的硫酸盐矿物会挤压周围的岩石,导致岩石膨胀和破裂。这主要通过两种方式造成损害:

 

如果建筑物下面的岩石中存在黄铁矿或磁黄铁矿,溶胀会挤压建筑物的地基、墙壁和地下室地板,造成裂缝和其他结构损伤。在某些情况下,地下水会将硫酸盐输送到开裂的地基中,造成进一步的破坏。

 

如果用于制造混凝土的聚合材料中含有黄铁矿或磁黄铁矿,建筑材料本身就会受到损害。如果水和空气通过小裂缝和孔洞进入混凝土,里面的硫化物铁就会开始分解,使混凝土开裂,让更多的空气和水进入,造成更大的破坏。这对于混凝土地基和地下室来说是一个特殊的问题,因为水是从周围的地面渗透进来的。

 

岩石下的黄铁矿

黄铁矿是页岩、煤层及邻近岩石中常见的矿物。然而,含有黄铁矿的岩石一般不会引起肿胀问题,除非它们受到人类活动的干扰。在施工过程中,开挖和其他地面扰动可能会破坏下垫岩石,让水和空气(因此也就是氧气)进入岩石,并开始产生反应,导致岩石膨胀,这种情况可能会在施工结束后持续多年。

 

聚合材料和混凝土中的黄铁矿和磁黄铁矿

聚合材料,如沙子、砾石、碎石或其他岩石材料,在建筑中用作填充物,并加到水泥和水中制成混凝土。聚合材料来源广泛,有时可能含有黄铁矿或磁黄铁矿。如果这些聚合材料被用来制造混凝土或作为建筑地基下或周围的填充物,就会出现问题。如果用来做混凝土地基,地基本身会膨胀和崩塌。如果用作填充物,由于疏松多孔,水和空气很容易进入,导致填充物膨胀,破坏周围的地基。

 

问题发生率和解决方案

自20世纪50年代中期以来,世界上许多地方,包括爱尔兰、威尔士、西班牙、加拿大、纳米比亚和日本,都观察到黄铁矿或磁黄铁矿破裂对建筑物造成的结构破坏。在美国,在俄亥俄州、西弗吉尼亚州、宾夕法尼亚州、密苏里州、堪萨斯州和肯塔基州都发现了磁黄铁矿引起的肿胀,最近康涅狄格数以千计的家庭都受到了混凝土地基中磁黄铁矿的影响。

 

黄铁矿/磁黄铁矿的破坏只是建筑材料或下伏岩石中物理或化学过程影响建筑物的许多方式之一。岩土工程师和工程地质学家确定潜在的问题区域,并设计解决方案,以减少这些和其他损害的发生率。

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