Логин:   Пароль:  

Соцсети



Ещё в разделе
Опрос

Как вам наш ресурс ?

Отлично
Хорошо
Удов.
Плохо


Результаты
Все опросы

Партнёры

Французские ученые объяснили явление образования кристаллов соли необычной формы на стенах помещений

Как известно, различные виды солей имеют свойство кристаллизоваться на стенках подвалов и иных старых сооружений. Тем самым образовывается не непрерывное покрытие, а дискретные области солевых кристаллов.
Автор: Роман Галиброда
Написал: Amro Дата: 2012-02-25 01:36
Как известно, различные виды солей имеют свойство кристаллизоваться на стенках подвалов и иных старых сооружений. Тем самым образовывается не непрерывное покрытие, а дискретные области солевых кристаллов. Такие кристаллы способствуют разрушению механизмов, а также некоторых предметов искусства.

До сегодняшнего дня природа формирования кристаллов соли на стенах помещений не была изучена досконально.
И вот ученые из Франции провели целый ряд исследований в этой области и создали компьютерную модель процесса кристаллизации соли на поверхностях, имеющих высокую степень пористости. В результате исследований было установлено, что кристаллы образуют не равномерное покрытие, а особые сгустки. Такое происходит из-за возникновения эффекта обратной связи. Исследования французских ученых представляют необычайную ценность, поскольку в будущем смогут помочь сохранить исторические здания и даже предметы искусства.


Цветок соли. Увеличенное изображение соленых кристаллов, формирующихся на пористой поверхности.

Как правило, отложения солей можно увидеть в старых подвалах с повышенной влажностью, церквях и некоторых современных зданиях, возведенных из бетона или кирпича. Наличие солей говорит о том, что в пористое основание стен проникла влага из земли или же конденсат из окружающего воздуха. Во время испарения избыточной влаги соли (например, хлорид натрия или гипс) начинают образовывать видимый человеческим глазом слой отложений. Такое явление может угрожать прочности здания в виду возникновения внутреннего напряжения, в особенности, когда отложения имеют место не на внешней части здания, а внутри его. Проблема солевых отложений особенно актуальна для реставраторов, которые занимаются восстановлением старинных фресок и картин, поскольку иногда слой соли создает целое покрытие на поверхности произведения искусства.

Для понимания процессов, происходящих во время кристаллизации солей, ученые из Университета Тулузы исследовали факторы, которые оказывают влияние на пространственную структуру кристалла соли. Суть экспериментов заключалась в том, чтобы определить вероятность возникновения солевых отложений и таким образом спрогнозировать возможные размеры ущерба.


Соленые кристаллы, растущие на настенной живописи 13-ого столетия в ризнице Аббатства Cleeve в Англии.

Для проведения исследований была создана модель условий, при которых происходит кристаллизация солей. В качестве пористого материала выступала плотная упаковка шариков из стекла, размер которых составлял около 1 мм. Шарики помещались в тефлоновый цилиндр с диаметром 1 см. Цилиндр своей нижней частью был погружен в соляной раствор. Из-за имевших место капиллярных эффектов жидкость с растворенной в ней солью поднималась до верхней части цилиндра. После испарения жидкости на верхней грани цилиндра образовывались соляные кристаллы.

После экспериментов были получены результаты, которые показали, что кристаллы соли покрывали стеклянные шарики лишь на отдельных участках их поверхности. Также было установлено, что кристаллы соли имеют свойство появляться лишь на периферийной части тефлонового цилиндра, то есть ближе к стенкам сосуда. Для объяснения такой особенности появления соляных кристаллов был проведен ряд расчетов, которые показали, что скорость испарения жидкости у стенок цилиндра выше, чем в его внутренней части. Степень же испарения зависела от скорости циркуляции воздуха над верхней частью сосуда. Чтобы получить более объективные результаты, физики дополнительно провели еще несколько экспериментов, изменяя скорость циркуляции воздуха путем уменьшения количества стеклянных шариков в сосуде. Таки образом, был сделан вывод, что высокая скорость испарения в конкретной области ведет к более интенсивному формированию кристаллов соли.

После проведения практических опытов французские ученые создали компьютерную модель, в которую были заложены параметры связи скорости испарения жидкости и процесса кристаллизации соли. Компьютерная модель представляла собой некий пористый материал в виде сети пор, которые соединялись между собой трубками различных размеров. В момент кристаллизации соли было установлено, что в некоторых трубках поток жидкости имел большую скорость, а значит, соль будет кристаллизоваться именно в этих местах. Однако вместо блокирования пор соляные кристаллы увеличивают скорость испарения жидкости – тем самым создает большая поверхность, с которой происходит испарение влаги.

В ходе экспериментов физиками была создана количественная модель, которая способна прогнозировать области, которые наиболее подвержены образованию соляных кристаллов, а также скорость образования налета соли. Как говорят ученые, новые эксперименты помогут лучше сохранить предметы искусства, так как создается возможность управления потоками влаги.

Источник: physics.aps.org



Похожие страницы :

Рейтинг:
Комментарии: (0)

Пока комментариев нет
2006-2015г. © Научно-Образовательный портал "Вся Физика"
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс "Вся Физика"
Страница создана за 0.058 секунды