Comportamiento físico del mármol blanco de Macael (España) por oscilación térmica de bajo y medio rango

Abstract

Se aplican ciclos de estrés térmico de medio (100/-20 ºC y 75/-20 ºC) y bajo (50/-20 ºC) rango sobre probetas de mármol blanco de Macael (Almería, España), y se evalúa ciclo a ciclo su incidencia mediante ultrasonidos. Los resultados indican un considerable descenso de velocidad de los ultrasonidos en las muestras sometidas a estrés de 100/-20 ºC, más moderado en el caso de 75/-20 ºC, poco significativo en el caso de 50/-20 ºC. Las variaciones de velocidad tienen lugar durante los primeros 5-7 ciclos, permaneciendo los valores constantes en ciclos posteriores. Los resultados proporcionados por medidas de dureza de Schmidt, y de rotura por compresión uniaxial son coincidentes con los proporcionados por los ultrasonidos. Las imágenes de microscopía petrográfica y electrónica (SEM) manifiestan una cierta descohesión granular en zonas muy superficiales de las probetas sometidas a 40 ciclos de 100/-20 ºC. La coincidencia entre los datos por las técnicas de rotura por compresión, medidas de dureza superficial y ultrasonidos indican la validez de estas dos últimas —técnicas no destructivas, NDT— en el control de la incidencia de ciclos de stress térmico sobre las características mecánicas de materiales pétreos.

White marble specimens from Macael in the Spanish province of Almeria were exposed to narrow- (50/ -20 ºC) and medium- (100/-20 ºC and 75/-20 ºC) range thermal stress cycles. The effects were monitored with ultrasound techniques. Ultrasound velocity declined considerably in samples subjected to 100/-20 ºC cycles, more moderately when the range was 75/-20 ºC and insignificantly when it was narrowed to 50/-20 ºC. All variations were recorded in the first five to seven cycles, with values flattening thereafter. The Schmidt hardness and compression test results concurred with the ultrasound findings. Petrographic and scanning electron microscope (SEM) imaging revealed some very superficial granular decohesion in the specimens subjected to forty 100/-20 ºC cycles. The concurrent results from compression testing on the one hand and surface hardness and ultrasound measurements on the other confirmed the validity of the latter two nondestructive techniques (NDT) for determining the effects of thermal stress cycling on stone mechanical strength.