Kalcytowe stalaktyty na betonowym wiadukcie kolejowym w Strzegomiu
Czy można uczyć się geologii, szukać ciekawych skał czy minerałów, nie ruszając się z miasta? Pomijając oczywistą możliwość zwiedzenia muzeów ze zbiorami geologicznymi (do czego też zachęcamy), czasami wystarczy odbyć dłuższy spacer, aby wnikliwie przyjrzeć się ścianom, chodnikom i pomnikom w naszym betonowo-kamiennym otoczeniu. Bez młotka, rzecz jasna, ale za to z szeroko otwartymi oczyma W dobie dynamicznego rozwoju geoturystyki ten sposób zwiedzania miast staje się coraz popularniejszy.
I my także chcemy zachęcić do takiej opcji spędzania wolnego czasu. Tym samym inaugurujemy cykl (nieformalny i zapewne niezbyt regularny) “Geologia dla mieszczucha”. Jako pierwsze na warsztat trafiają węglanowe nacieki, niekiedy w formie efektownych stalaktytów czy draperii, które często spotkać można na betonowych budowlach…
Wiadukt kolejowy w Strzegomiu z objawami zaawansowanej korozji węglanowej
Wydawałoby się, że beton jest ostatnią rzeczą, jaka może zainteresować geologa. Nic bardziej mylnego. Materiał ten, wbrew pozorom, znajduje się od lat w sferze zainteresowań mineralogów, zwłaszcza tych, którzy zajmują się mineralogią techniczną czy inżynierią materiałową. Tak, tak! Mineralogia to znacznie więcej niż szukanie błyszczących kamyczków – ma też znaczenie utylitarne.
Efektowne nacieki kalcytowe na wiadukcie kolejowym w Strzegomiu
Ale co z tym betonem? Gdzie te minerały?
Beton w 60-70% obj. składa się z kruszywa, reszta to związany (czyli stwardniały) zaczyn cementowy. I tu zaczyna się pole do popisu dla inżynierów materiałowych. Procesy “minerałotwórcze” zachodzące podczas wiązania zaczynu są dość dobrze poznane. To dzięki nim początkowa cementowo-wodna pulpa z betoniarki zamienia się w “kamień”, zbudowany z wielu faz krystalicznych i żelowych (większość z nich ma swoje odpowiedniki naturalne). Głównie są to hydraty krzemianów, glinianów i siarczanów wapnia oraz wodorotlenek wapnia, czyli portlandyt. I to właśnie ten ostatni będzie głównym, ale nie jedynym, bohaterem dalszej historii.
Makarony jako ozdoba wiaduktu kolejowego przy ul. Trzebnickiej we Wrocławiu
Beton, jak niemal każdy materiał, ulega korozji. Można wyróżnić wiele jej typów, ale nas najbardziej interesuje korozja węglanowa, czyli tzw. karbonatyzacja. Związana jest z agresywnym oddziaływaniem dwutlenku węgla na stwardniały zaczyn cementowy. Proces ten jest dość prosty. Woda atmosferyczna z dwutlenkiem węgla, dostająca się do betonu nieszczelnościami lub porami, powoduje rozpuszczenie wapniowych faz, głównie portlandytu, oraz – w mniejszym stopniu – pozostałych składników betonu. Wskutek zobojętniania roztworu wytrąca się węglan wapnia, czyli kalcyt. Po jakimś czasie na powierzchni betonu lub wzdłuż spękań pojawiają się białe wykwity i nacieki. Kalcyt wypełnia także puste przestrzenie wewnątrz betonowego elementu. Dalszy rozwój korozji prowadzić może do powstania całkiem udanej szaty naciekowej, rodem z jaskiń. Stalaktyty, makarony i draperie stają się więc “ozdobą” zaniedbanych, dawno nieremontowanych mostów, wiaduktów czy balkonów. To takie kalcytowe wołanie obłożnie chorego o pomoc Bo gdy budowla zaczyna przypominać jaskinię, nie świadczy to dobrze o kondycji betonu…
