Deterioracja materiałów kamiennych

fakultatywne

Znajomość podstaw geologii, w tym przede wszystkim procesów powstawania i diagenezy skał oraz ich rozpoznawania.

Znajomość podstaw chemizmu skał i chemicznych przeobrażeń wietrzeniowych.

Znajomość podstaw prowadzenia badań w zakresie oceny błędów pomiarowych.

Zalecane przedmioty:

Podstawy metrologii, Mechanika ośrodków skalnych

Tematyka przedmiotu dotyczy procesów przyspieszonego niszczenia materiałów skalnych w środowisku miejskim i przemysłowym o zwiększonej agresywności. W treści zajęć prezentowane są informacje o:

- geologicznych uwarunkowaniach podatności skał na deteriorację,

- przyczynach środowiskowych niszczenia materiałów skalnych,

- mechanizmach deterioracji,

- jakościowej i ilościowej ocenie tempa deterioracji,

- geomechanicznych uwarunkowaniach procesu pękania skał zwiększającego podatność na deteriorację,

- laboratoryjnych metodach wykorzystywanych w ocenie deterioracji,

- metodach ochrony materiałów kamiennych i ich skuteczności,

Program zajęć przewiduje również prace w laboratorium oraz terenowe prezentacje przykładowych obiektów architektonicznych w aspekcie ich podatności na działanie czynników deterioracyjnych i obserwowanych obecnie przejawów deterioracji.

W ramach wykładu prezentowana jest szeroko rozumiana tematyka związana z procesami niszczenia materiałów skalnych wykorzystywanych w różnych dziedzinach budownictwa i architektury. Procesy deterioracji materiałów kamiennych są w coraz szerszym zakresie uwzględnianie i analizowane w kontekście praktycznego wykorzystania surowców skalnych i ich zabezpieczenia przed niszczącym działaniem atmosfery, roztworów wodnych i czynników antropopresyjnych. Jest to szczególnie istotne w odniesieniu do środowisk silnie zurbanizowanych i o wysokim stopniu uprzemysłowienia, gdzie agresywność oddziaływań jest wyraźnie zwiększona. Procesy deterioracji znacząco obniżają jakość materiałów kamiennych, zarówno pod względem estetyki jak i właściwości fizyczno-chemicznych, obniżających ich wytrzymałość. Rozpoznanie tych zjawisk, umiejętność przewidzenia skutków w zależności od rodzaju skały oraz ocena tempa niszczenia, a także wiedza w zakresie ochrony są niezbędnymi elementami praktycznej działalności w zakresie ochrony i renowacji zabytkowych obiektów kamiennych oraz przy projektowaniu nowych obiektów architektonicznych.

Tematyka wykładu w szczególny sposób obejmuje zagadnienia geologiczne, związane z powstawaniem i diagenezą różnych rodzajów skał znajdujących zastosowanie praktyczne. Dlatego istotnym wątkiem prowadzonych zajęć jest charakterystyka właściwości geomechanicznych materiałów kamiennych, nawiązująca przede wszystkim do cech wytrzymałościowych, podatności na pękanie i uwarunkowań litologicznych kształtujących przebieg deterioracji i jej dynamikę.

Zajęcia prowadzone są w postaci tradycyjnych wykładów z prezentacją treści za pomocą slajdów, zajęć o charakterze praktikum w laboratorium oraz terenowych wycieczek mających na celu bezpośrednie obserwacje skutków deterioracji architektonicznych obiektów kamiennych.

Szczegółowy program zajęć obejmuje:

* Geologiczne uwarunkowania podatności skał na deteriorację, związane z ich powstawaniem, diagenezą, procesami tektonicznymi i odprężeniowymi. Tematyka ta bezpośrednio związana jest z wiedzą na temat podstawowych procesów geologicznych kształtujących właściwości skał, a tym samym ich odporność na działanie czynników niszczących. (2 godz.)

* Charakterystykę środowiskowych przyczyn niszczenia materiałów skalnych i mechanizmów deterioracji. W tej części przedstawiane są czynniki powodujące niszczenie materiałów kamiennych i warunkujące tempo tego procesu (4 godz.). Omawiane są:

- przyczyny mechaniczne naruszające strukturę skały,

- czynniki atmosferyczne związane z zanieczyszczeniem powietrza w środowisku miejskim i przemysłowym wywołujące przeobrażenia chemiczne minerałów skałotwórczych;

- wpływ wody i roztworów wodnych generujących procesy korozyjne oraz powodujących krystalizację soli w przestrzeniach porowych materiału skalnego,

- czynniki biologiczne, związane z działalnością mikroorganizmów (bakterii i grzybów) na powierzchniach zewnętrznych jak i wewnątrz materiału skalnego.

* Omówienie metod jakościowej i ilościowej oceny tempa procesów deterioracji i mierzalnych jej skutków. W tej części przedstawiane są metody badań terenowych i laboratoryjnych mające na celu przede wszystkim ustalenie wskaźników deterioracji dla różnych czynników niszczących (2 godz.),

* Przedstawienie geomechanicznych uwarunkowań procesu pękania skał sprzyjającego rozwojowi deterioracji. Prezentowane są zagadnienia z zakresu wytrzymałości materiałów skalnych, ich podatności na cyklicznie zmienne, destrukcyjne naprężenia oraz przebieg procesu pękania więźby skalnej w różnych odmianach litologicznych. (4 godz.)

* Wizytę w laboratorium i omówienie laboratoryjnych metod wykorzystywanych w ocenie przebiegu deterioracji spowodowanej najczęściej występującymi czynnikami: zamrozem, krystalizacją soli, działaniem siarczanów oraz mgły solnej. W trakcie zajęć studenci przygotowują próbki badawcze i oceniają przebieg deterioracji w kolejnych cyklach pomiarowych. (8 godz.).

* Prezentację metod ochrony materiałów kamiennych przed skutkami oddziaływania agresywnego środowiska atmosferycznego, wody i jej roztworów oraz sposobów odnawiania i renowacji uszkodzonych elementów kamiennych. Omawiana jest również skuteczność stosowanych metod w odniesieniu do rodzaju materiału skalnego, bezpośrednio związanego z geologicznymi uwarunkowaniami jego genezy (4 godz.),

Przewiduje się terenowe prezentacje przykładowych obiektów architektonicznych w aspekcie ich podatności na działanie czynników deterioracyjnych. (6 godz.)

W zakresie wiedzy:

K_W01 - ma wiedzę na temat procesów i czynników kształtujących Ziemię w zakresie geologii ogólnej ze szczególnym uwzględnieniem hydrogeologii, geologii inżynierskiej, tektoniki i kartografii geologicznej, gospodarki surowcami mineralnymi jak również ochrony środowiska;

K_W02 - ma wiedzę na temat wielorakich związków między elementami środowiska, powiązaniami abiotyczno-biotycznymi oraz oddziaływaniami antropogenicznymi, zna podstawowe parametry i schematy opisujące te oddziaływania oraz metody ich zapisu matematycznego i analizy statystycznej;

K_W07 - zna zasady projektowania, budowy i funkcjonowania konstrukcji hydrotechnicznych i inżynierskich, służących zagospodarowaniu, ochronie oraz bezpiecznemu i racjonalnemu wykorzystywaniu zasobów surowców i wodnych, ma wiedzę z dziedziny obciążeń działających na podłoże budowli inżynierskich, w tym hydrotechnicznych;

W zakresie umiejętności:

K_U01 - stosuje zaawansowane techniki badań laboratoryjnych (petrograficzne, geochemiczne, hydrochemiczne, geotechniczne, hydrogeologiczne, geoinżynierskie);

K_U03 - umie określić genezę złoża surowców mineralnych, procesy prowadzące do jego powstania i wykorzystanie określonych surowców w celach naukowych i przemysłowych ; potrafi określić jakość wód podziemnych, ocenia ich przydatność do różnych potrzeb, ocenia stopień ich zanieczyszczenia, interpretuje mapy chemizmu i jakości wód podziemnych, ocenia podatność tych wód na zanieczyszczenia i określa zasady ich monitoringu i ochrony;

K_U05 - potrafi wykonać interpretację geologiczną danych geofizycznych; potrafi restorować i bilansować przekroje geologiczne; posiada zdolność identyfikacji litologii i struktur tektonicznych w obrazie geofizycznym oraz określania ich parametrów geologicznych i petrofizycznych; potrafi rozwiązywać podstawowe problemy związane z geologiczno-geofizyczną obsługą wierceń;

K_U11 - ma umiejętność studiowania fachowej literatury polskiej i światowej oraz materiałów niepublikowanych, posiada umiejętności językowe na poziomie B2+, zdobyte poprzez korzystanie z anglojęzycznej literatury podczas przygotowywania się do seminariów oraz pisania pracy magisterskiej; ma umiejętność samodzielnego wyciągania wniosków i wykorzystania w pracy badawczej;

W zakresie kompetencji społecznych:

K_K01 - rozumie konieczność ciągłego podnoszenia swoich zawodowych kompetencji oraz znajdowania nowych technologii w celu rozwiązywania problemów badawczych poprzez zapoznawanie się z literaturą fachową i aktami prawnymi;

K_K04 - realizując geologiczne zadania badawcze umie zidentyfikować problemy i zaproponować właściwe sposoby ich rozwiązania.

Końcowe zaliczenie na podstawie indywidualnej prezentacji/projektu oraz kolokwium.

Dopuszczalna trzykrotna usprawiedliwiona nieobecność na ćwiczeniach.

brak