Effect of Mineralogy on Durability and Strength of Hornfelsic Rocks under Acidic Rainfall in Urban Areas

تاثير كاني شناسي بر دوام و مقاومت سنگ هاي هورنفلسي تحت بارش هاي اسيدي در نواحي شهري

به‌منظور بررسي تاثير تركيب كاني‌شناسي بر دوام و مقاومت سنگ‌ها، چهار نمونه از سنگ‌هاي هورنفلسي موجود در مناطق جنوبي و غربي شهر همدان واقع در غرب ايران انتخاب شدند. اين نمونه‌ها در آزمايشگاه، تحت آزمايش‌هاي تعيين ويژگي‌هاي كاني‌شناسي، فيزيكي و مكانيكي قرار گرفتند. هم‌چنين نمونه‌هاي مذكور به تعداد 15 چرخه در محلول‌هاي اسيد سولفوريك داراي pH مختلف، تحت انجام آزمايش دوام-وارفتگي و آزمايش XRD قرار گرفتند. بر اساس نتايج به‌دست آمده، نوع، مقدار، سختي و دانسيته كاني‌هاي تشكيل‌دهنده اين سنگ‌ها، بر مقاومت فشاري تك‌محوري و شاخص دوام-وارفتگي آن‌ها موثرند. نتايج آزمايش دوام-وارفتگي نشان مي‌دهد كه افت وزني نمونه‌ها در چرخه‌هاي ابتدايي آزمايش بيش‌تر از چرخه‌هاي انتهايي است. هم‌چنين با انجام آزمايش دوام-وارفتگي روي اين سنگ‌ها، كاني‌هاي اوليه تشكيل‌دهنده سنگ به كاني‌هاي ثانويه نظير كاني‌هاي رسي تجزيه نمي‌شوند. بنا بر اين سنگ‌هاي هورنفلسي منطقه همدان، در برابر هوازدگي شيميايي تسريع شده در آزمايش‌گاه و تحت هوازدگي شيميايي طبيعي تقريباً مقاومند.

In order to assess mineralogical composition influence on durability and strength of rocks, four samples of hornfelsic rocks were selected from southern and western parts of the city of Hamedan, west of Iran. These rock samples were subjected to mineralogical, physical and mechanical tests in the laboratory. Also, they were evaluated in 15 cycles of slake-durability testing in different pH of sulfuric acid solutions and XRD analysis. Based on the results, the type and amount of minerals, their density and hardness had an influence on the uniaxial compressive strength and the slake durability index of tested rocks. That means, presence of non-dissolved minerals such as graphite in studied rocks, decreases Unconfined Compressing Strength (UCS) but increases the slake durability index. The results of slake-durability test indicated that weight loss of the samples at initial cycles was found to be higher than the end cycles. Also, in these samples, initial minerals in the fresh samples were not exchanged by secondary minerals such as clay minerals. Therefore Hamedan hornfelsic rocks are approximately resistant when were put under accelerated chemical weathering and degradation in the laboratory and natural chemical weathering.