Разрушение природного камня в условиях городской среды

ГОУ СОШ №653 с углублённым изучением  языков (английского и хинди) Калининского района

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разрушение  природного камня в условиях городской  среды

 

Исследовательская работа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ученица 10 «А» класса Алексеева  Маргарита

Руководитель Соловьёва Т.А.

Учитель географии 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург, 2010

Содержание

• 1. Введение. Актуальность темы…………………………………………………...…с.3
• 1.1. Три периода использования камня в архитектуре Санкт-Петербурга…………с.3
• 1.2. Известняк…………………………………………………………………………..с.4
• 1.3. Травертин…………………………………………………………………………..с.4
• 1.4. Граниты…………………………………………………………………………..с.4-5
• 1.5. Мраморы………………………………………………………………………   …с.5
• 1.6. Кварциты, песчаники, сланца…………………………………………………..с.5-6
• 2. Формы и виды разрушений камня……………………………………………….с.6-8
• 3. Процессы изменения состава карбонатных пород…………………………….с.8-9
• 4. Кислотные дожди………………………………………………………………с.9-10
• 5. Мониторинг оценки чистоты атмосферного воздействия по величине автотранспортной нагрузки………………………………………………………с.10-11
• 6. Заключение…………………………………………………………………… …...с.12
• 7. Приложение……………………………………………………………………..с.13-15
• 8. Список использованной литературы……………………………………………с.15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение. Актуальность темы.

     Петербург   по праву считается культурной столицей России.

Под охраной в городе и ближайших  пригородах находятся 7783 памятника культурного наследия (10% от всех охраняемых объектов России). Однако угроза физического разрушения памятников из-за вандализма, пожаров, умышленного сноса  и особенно неблагоприятных природных условий особенно обострилась. Одним из важнейших факторов разрушения горных пород, каменного убранства города являются неблагоприятные климатические условия.

     Самыми  пагубными  являются:

1)высокая влажность воздуха;

2)длительное залегание  снега и льда;

3)до 110 дней в году температурных переходов через 0 градус;

4)наводнения;

5)паводки;

6)ветры;

7)структурно-неустойчивые грунты;

8)атмосферные загрязнения;

9)движение автотранспорта ( в городе около 1,3 млн. машин);

10)вибрации;

11)интенсивный туризм;

12)коррозия;

13)пыль;

14)биологические поражения.

     Согласно данным городского правительства 1317 памятников города разрушаются. Еще около 3000 нуждаются в срочной реставрации. Примерная стоимость реставрационных работ 60 млрд. рублей.

     Таким образом, цель данной работы – анализ процессов, приводящих к разрушению горных пород, а значит и каменного убранства города.

Другой целью является изучение особенностей разрушения каждого вида горных пород, выявление наиболее разрушаемых в условиях городской среды.

И, наконец, еще одной целью  является оценка чистоты воздуха по величине автотранспортной нагрузки в центре города (на  Стрелке Васильевского острова).

Эта информация позволит выработать стратегию сохранения памятников, обратит  внимание горожан на эту серьезную городскую проблему.

     Прежде чем говорить о проблемах сохранности памятников, необходимо совершить экскурс в историю каменного строительства Петербурга, которое особенно интенсивно началось в 20 е годы восемнадцатого века

1.1. Три периода использования камня в архитектуре Петербурга

     В истории Петербурга можно выделить три периода использования природного камня во внешнем убранстве зданий:

1)Время царствования Петра I ,Екатерины I, Елизаветы Петровны ( до 1760 года)

В этот период главными строительными материалами были

плитчатый известняк из окрестностей Петербурга и известковый туф  из-под села Пудость у Гатчины.

2)1760-1860 годы. Со времени царствования Екатерины II широкое использование камня во внешнем декоре зданий приобретает особую важность.

 В употребление входят мраморы  из Карелии, Эстонии, Италии, граниты  из Финляндии и некоторые другие  сорта камня.

3)1860-1910 годы добавляются песчаники из Польши и Германии, сланцы и граниты из Финляндии и Швеции.(6)

     Теперь рассмотрим особенности наиболее характерных и часто встречающиеся видов природного камня, использованных в строительстве и декоре зданий Петербурга.

1.2. Известняк, называемый «Путиловская плита» -самый первый природный камень, вошедший в употребление вместе с кирпичом в петровское время.

Эта осадочная порода образовалась на дне моря, которое занимало территорию нашей области в ордовикское время (490-435 млн. лет назад). Известняк почти на половину состоит из карбонада кальция.

Порода плотная, имеет серый  цвет с зелёным либо жёлтым оттенком. Иногда окрашен пятнисто. Имеет плитчатое строение, содержит в большей или меньшей степени глинистые прослои. Часто в нём находится большое количество ископаемых остатков-трилобитов, головоногих моллюсков, морских пузырей, мшанок, брахиопод. (4)

Старые мастера выделяли 13 слоёв, имевших определенный названия и  своё применение в строительстве. Например, лучший камень давал слой №2 –«Братенник» (мощность 20 см).

Он шёл на сортовой материал -большие  плиты и ступени. Из известняка делали фундаменты, цокольные этажи зданий, подоконники, ступени, плиты полов и тротуаров.(6)

     С применением Путиловской плиты построены Меншиковский дворец, Петропавловский собор, здание 12 Коллегий, Аничков дворец, летний дворец Петра I и многие другие исторические здания.

ХОЧЕТСЯ НАПОМНИТЬ, ЧТО ИЗ ИЗВЕСТНЯКА ПОСТРОЕНЫ ЕГИПЕТСКИЕ ПИРАМИДЫ, ВЕЛИКАЯ  КИТАЙСКАЯ СТЕНА, МОСКОВСКИЙ КРЕМЛЬ.

     Известняк имеет наивысшую экологическую и биологическую совместимость с человеком, обладает ярко выраженными природными свойствами антисептика и антиаллергена.

Известняк имеет отрицательный  радиационный фон, по своим свойствам  сопоставим с деревом. Стены домов  из известняка дышат, пропуская пар и влагу, сохраняют звукоизоляцию. 

1.3. Травертин

Известковый туф или травертин, представляет собой отложения пресных источников четвертичного времени.

Он имеет серовато-желтый цвет и  высокую пористость.

     Этот камень привлек  как строителей тем, что легко обрабатывался ножом и пилой в момент извлечения из слоя, а затем твердел и по прочности не уступал мрамору. Именно поэтому старейшей постройкой из травертина является римский Колизей.

Из этого камня сделаны облицовка  внешних стен и колонны большой  колоннады Казанского собора, тимпан Михайловского дворца, скульптуры главной  арки Адмиралтейства, скульптуры у парадного входа в Горный институт, скульптуры символизирующие  4 великие русские реки у основания Ростральных колонн. Из него сделан фасад нового здания Герценовского университета.

Этот вид природного камня очень  восприимчив к влаге, пыли, загрязнениям. Сравните колоннады Казанского собора в разные дни. В солнечную погоду они имеют желто-зеленый цвет. В дождливую, пасмурную – темный серо-коричневый.

     Для того  чтобы понять, насколько внешняя среда важна для «здоровья» горных пород, можно сравнить Гатчинский Дворец и Казанский собор, построенные из одного камня- известкового туфа.

Также можно сравнить сохранность  травертина, спустившись в метро  на станцию Выборгская.

1.4. Граниты - полнокристаллические магматические горные породы, состоящие из слюды, кварца и полевого шпата. Именно цвет последнего минерала и определяет вид, цвет гранита.

Сердобольский гранит - серая, мелкозернистая, слабо полосчатая магматическая порода. Из этого камня высечены скульптуры атлантов у здания Нового Эрмитажа.

 

Рапакиви - визитная карточка нашего города. Этот вид гранита активно использовался в строительстве Петербурга с конца 18 века.

Его особенности подчеркивает название – «рапакиви» с финского переводится  как гнилой камень.

Имеет своеобразный внешний вид. В этом виде гранитов четко выделяются округлые или частично ограненные крупные кристаллы калиевого полевого шпата-овоиды.

 Этот гранит по сравнению  с другими видами наиболее способен к разрушению.

Гранитом рапакиви облицованы многие набережные, мосты, цокольные этажи зданий.

 Из монолитов этого камня  сделаны колонны внутри Казанского  собора, колонны в садике Академии  художеств, внешние колонны Исаакиевского  собора, Александровская колонна.

Плиты из гранита современных построек отличаются серым цветом.

 Причина в том, что карьеры по добыче камня разрабатывают другую разновидность камня, эту разновидность можно увидеть на станции Достоевская.

К недостаткам этой горной породы нужно отнести естественный радиационный фон, способность накапливать  радиацию. Также этот камень легко скалывается, на нем хорошо заметны трещины, отслоения.

1.5. Мраморы

Эта метаморфическая порода образуется в процессе перекристаллизации известняка.

     Тивдийский и Белогорский мрамор имеет цвет от белого и светло-розового, до тёмно-вишневого. Текстура камня-пятнистая,струйчатая, брекчевидная. Твердость мрамору придает минерал кварц, а цвет – гематит.

Использован для создания интерьеров Мраморного дворца, Исаакиевского собора, Мраморного зала Этнографического музея.

     Рускеальский мрамор можно узнать по характерной окраске- на снежно-белом или сером фоне ярко выражены неравномерные полосы желто-зеленной гаммы.

 Из него сделаны скульптуры Зевса (Эрмитаж), облицовка стен станций метро Ладожская и Приморская, Инженерный замок.

     Каррарский мрамор-мрамор белого, слегка желтоватого цвета. Он очень ценился скульпторами за равномернозернистое строение и полупрозрачность зерен кальцита.

 Скульптуры Летнего сада, скульптуры  львов у дома Лобанова-Ростовского  сделаны из каррарского мрамора.

Благодаря мелкозернистой структуре  мрамор легко пилится, режется и  сверлится без расколов.

Это высоко прочный, надежный , долговечный  материал.

Зернистая структура не дает трещин, устойчива к разрушениям.

Однако мрамор очень восприимчив  к кислотным дождям, избыточной влаге.

1.6 Кварциты, песчаники,  сланцы

     Шокшинский кварцит - плотный, массивный, среднезернистый камень малинового цвета.

     Карельский малиновый кварцит появился в городе 200 лет назад.

Его уникальная прочность и износоустойчивость превосходит гранит. В отличие от последнего, кварцит не имеет естественного радиационного фона и не накапливает радиацию.

Из этого превосходного материала  сделаны ступени и алтарь, нижняя часть иконостаса Казанского собора, фриз парадного фасада Инженерного замка.

 Он использован для постамента  памятника Николаю I на Исаакиевской площади.

В Москве из кварцита построен Мавзолей, могила Неизвестного Солдата у Кремлевской  Стены.

     Песчаники появились в ПЕТЕРБУРГЕ ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ 19 ВЕКА ИЗ  Польши и Германии. В справочниках по архитектуре

К названию добавлялись географическое обозначение – штутгарский, бременский. Цвет разнообразный - серый, красный, желтый, зеленый.

Самые известные дома из песчаника - Дворец Великого князя Михаила Михайловича на Адмиралтейской набережной, 8.

Здание внешнеторгового Банка  на Большой Морской, 32  также привлекает к себе внимание.

Большая Морская, 47 – музей Набокова построен из серого и коричневого песчаника.

Соляной переулок, 15 – училище  технического рисования барона Штиглица  еще один пример сочетания прекрасной архитектуры и природного камня.

Песчаником облицовывали фасады зданий, из него изготавливались колонны, скульптуры, резные украшения(приложение 1).

     Талько-хлоритовый сланец

Это светло-серый, слегка зеленоватый камень.

Способен раскалываться на тонкие пластины или плитки.

Считается самым экологичным материалом. Долговечен.

В результате процесса изменения почвы  глина превращается в глинистый  камень (за миллионы лет). Далее под  воздействием высоких температур превращается в сланец.