Zjawisko zgorzeli słonecznej, jego wpływ na trwałość i zastosowanie

Badania zgorzeli słonecznej skał bazaltowych były prowadzone już w XVIII wieku. Mimo że od tamtego czasu wiedza na temat
tego zjawiska została znacznie pogłębiona, do tej pory nie jest pełna. Nadal pozostaje wiele pytań bez odpowiedzi. Oto niektóre z nich...


Badania zgorzeli słonecznej skał bazaltowych były prowadzone już w XVIII wieku. Mimo że od tamtego czasu wiedza na temat tego zjawiska została znacznie pogłębiona, do tej pory nie jest pełna. Nadal pozostaje wiele pytań bez odpowiedzi. Oto niektóre z nich:

• jaka jest geneza zgorzeli,
• co stymuluje wzrost intensywności tego zjawiska,
• jaki jest wpływ zgorzeli na petrologię i mineralogię skały zainfekowanej,
• w jaki prosty i niezawodny sposób można odróżnić bazalt zgorzelowy od zdrowego,
• jaki jest wpływ tego zjawiska na parametry jakościowe kruszywa bazaltowego i jakie są możliwości zastosowania takiego kruszywa?
  

Zainteresowanie tematyką zgorzeli słonecznej wzrosło, gdyż w ostatnim czasie miało miejsce kilka przypadków destrukcji kruszyw bazaltowych po pewnym czasie od ich zastosowania, pomimo że materiał ten przeszedł wszystkie normowe badania z dobrymi wynikami. Należy nadmienić, że kruszywo bazaltowe jest bardzo szeroko stosowane w budownictwie betonowym, drogowym i kolejowym. Następstwem tych wydarzeń są badania, które będą prowadzone w Instytucie Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego – Zakładzie Górnictwa Skalnego nad tym zjawiskiem.

Niniejszy artykuł jest próbą przedstawienia problemu zgorzeli słonecznej skał bazaltowych oraz przybliżonych kierunków badań mających na celu znalezienie odpowiedzi na powyższe pytania.

Kruszywa bazaltowe są bardzo powszechnie stosowane. W 2004 roku ich produkcja w Polsce wyniosła 6200 tys. ton, co stanowiło około 18% wszystkich kruszyw naturalnych kruszonych wyprodukowanych w naszym kraju (ZPGiPSM, 2005). Kruszywa bazaltowe są najczęściej stosowanymi spośród wszystkich kruszyw naturalnych kruszonych, pochodzących ze skał magmowych.
Kruszywa bazaltowe są stosowane tak często ze względu na swoje dobre parametry fizyko-mechaniczne. Czynników wpływających negatywnie na ich jakość nie jest dużo. Należy tu wymienić:

• iddyngsytyzację i serpentynizację ksenolitów oliwinowych, w przypadku dość dużej ich ilości, co prowadzi do drastycznego zwiększenia porowatości skały, łatwiejszego wietrzenia, czego następstwem jest dezintegracja ziarn,
• żyłki, spękania, porowatość, które mogą doprowadzić do zmniejszenia wytrzymałości mechanicznej skały, gdy nie zastosuje się odpowiednich procedur wzbogacania produktu (zwłaszcza dotyczy to żyłek i spękań w masywie skalnym),
• wkładki tufów, które znacznie łatwiej ulegają wietrzeniu i rozpadowi na bardzo drobne frakcje,
• zgorzel słoneczną.

O ile zgorzel nie jest bardzo powszechna i znacznie częściej producenci mają do czynienia z pozostałymi zjawiskami, o tyle jedynie to zagadnienie nie jest jeszcze poznane w takim stopniu, który pozwoliłby wyeliminować, a przynajmniej znacznie zmniejszyć ryzyko zastosowania kruszywa niespełniającego oczekiwanych parametrów przez długi czas.

Zgorzelą słoneczną nazywamy charakterystyczny rodzaj wietrzenia skały, który początkowo objawia się pojawieniem sferolitycznych form o jaśniejszej barwie w skale bazaltowej. Ich następstwem są mikrospękania występujące pomiędzy tymi formami, które prowadzą do dezintegracji skały lub kruszywa na drobne frakcje.

Podobną definicję przedstawił również Z. śliwa (1975). Określa on mianem zgorzeli słonecznej „charakterystyczny proces prowadzący do gruzełkowatego rozpadu skały bazaltowej”. Następnie poszerza swoją definicję o charakter tego procesu, który jego zdaniem nie jest ani fizyczny, ani chemiczny, gdyż dzieje się niezależnie od nich.