Farklı sıcaklıkların taş üzerindeki etkileri esas olarak aşağıdaki yönlerde kendini gösterir:
1. Termal genleşme ve daralma etkisi:
- Gözenekli bir malzeme olan taş, sıcaklık değiştiğinde genişleyip büzülür. Taş ısıtıldığında hacim genişleyecektir; soğutulduğunda hacim küçülür. Bu hacim değişikliği taşın içinde strese neden olacaktır. Stres taşın toleransını aşarsa taşın çatlamasına neden olur.
2. Suyun buharlaşmasından kaynaklanan iç basınç:
- Taşın içindeki su yüksek sıcaklıklarda buharlaşarak iç basıncın artmasına neden olur ve özellikle taşın yüzeyinde veya içinde su olduğunda taşın çatlamasına neden olabilir.
3. Mineral bileşiminin etkisi:
- Taşın mineral bileşimi sıcaklığa farklı derecelerde duyarlıdır. Bazı taşlar ısıtıldıktan sonra faz değişimlerine veya kimyasal reaksiyonlara maruz kalacak, bu da taş yapısında değişikliklere neden olarak çatlamaya ve hava koşullarına neden olacaktır.
4. Mukavemet ve deformasyon özelliklerindeki değişiklikler:
- Yüksek sıcaklık altında taşın mukavemet ve deformasyon özellikleri değişecektir. Örneğin mermerin mekanik özellikleri oda sıcaklığından 200 derece yüksek sıcaklığa kadar pek değişmez; ancak 400 derece ile 800 derece arasında, sıcaklığın artmasıyla tepe mukavemeti, elastik modül ve deformasyon modülü azalırken tepe gerilimi artar.
5. Yığın yoğunluğunda ve gözenek özelliklerinde değişiklikler:
- Yüksek sıcaklıkta işlemden sonra farklı litolojilerdeki kayaların kütle yoğunluğu ve gözenek özellikleri değişecektir. Örneğin, yüksek sıcaklıkta işlemden sonra kumtaşı ve şistlerin gözenek özelliklerindeki değişimin büyüklüğü kaya türüne bağlı olarak değişecektir. Şeyl, organik maddenin yanması nedeniyle daha fazla gözenek alanına sahiptir ve bu da gözenek özelliklerinde daha belirgin değişikliklere neden olur.
6. Akustik özelliklerde ve dinamik elastik parametrelerde değişiklikler:
- Sıcaklık arttıkça kayanın zayıflama katsayısı artmaya, diğer akustik parametreler ise azalmaya devam eder. Aynı zamanda, Poisson oranı dışındaki tüm dinamik elastik parametreler, özellikle ısıdan daha ciddi şekilde zarar gören şeyllerde düşüş eğilimi göstermektedir.
7. Refrakterlikteki farklılıklar:
- Farklı taşların farklı refrakterlikleri vardır ve bazı taşlar yüksek sıcaklık altında kimyasal ayrışmaya uğrar. Örneğin alçıtaşı 107 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda ayrışır, kireçtaşı ve mermer 910 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda ayrışır, granit ise kendisini oluşturan minerallerin dengesiz ısınması nedeniyle 600 derecede çatlar.
Özetle sıcaklığın taş üzerinde fiziksel özelliklerde değişiklikler, mekanik özelliklerde azalma ve yapısal hasar dahil olmak üzere birçok etkisi vardır. Bu değişiklikler taşın korunması ve kullanımı açısından büyük önem taşıyor.
