盐的致命一击——盐结晶形成的压力是岩石剥落的元凶

2002

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盐的致命一击
盐结晶形成的压力是岩石剥落的元凶

March 1, 2005 　　

OurSci News Staff 　　

空气中的盐侵蚀法国拉罗谢尔市的这座雕像 CREDIT: Leo Pel/ Eindhoven University of Technology

　　〖济南〗公元前420年，希腊的历史学家希罗多德注意到，盐正在吞噬掉希腊的金字塔。2000多年之后，科学家仍然在试图确定盐类如何破坏岩石和其他多孔的建筑材料。如今，物理学家证明了在纳米尺寸小孔中生长的盐结晶给孔壁施加了巨大的压力。这个“结晶压力”可能就是让岩石剥落的元凶。

　　许多科学家相信盐类在岩石内部小孔中结晶的时候，它就能破坏岩石。水把盐从环境带入岩石的孔中，然后随着盐的结晶从溶液中析出并膨胀，它们就碰到了孔壁。如果盐和岩石的自然属性导致它们相互挤压，结晶在继续成长的过程中，将用巨大的压力挤压孔壁。理论上大概是这样。没有人曾经测量过这种结晶压力。

　　为了间接测量这种压力，荷兰Eindhoven技术大学的Klaas Kopinga和他的同事利用了一个事实，即随着结晶压力的增加，附近的水的盐溶解度也应该增加。这是因为很难把物质继续加入到一个受到挤压的晶体中。科学家在碳酸钠溶液中润湿了多孔玻璃。使用核磁共振——也就是磁共振成像扫描的基本原理——科学家发现盐在润湿的玻璃中的溶解度高于单纯在水中的溶解度。这种玻璃的小孔直径是7或10纳米。他们在2月25日的《物理评论快报》上报告了这项发现。科学家从增加的溶解度上计算出孔内压力接近13兆帕，这是一般建筑材料抗拉强度的4倍。

　　“这是一份精彩的论文，它真实地表明，我们能够测量多孔物质中的结晶压力，”洛杉矶Getty文物保护研究所的地质学家EricDoehne说。普林斯顿大学的材料科学家George Scherer说，这项技术“非常卓越，并且可能被广泛使用”，用来研究其他盐和物质的相互作用。Scherer说，通过理解盐类如何破坏岩石，科学家可能更好地阻止这种效应。但是他们都同意，要完全解释盐的效应，科学家还必须考虑重复润湿和干燥这样的更复杂效应。

　　References:

　　1. Salt Packs a Punch,ScienceNow |Story|

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收录时间：2005.03.01
作者：
编辑：柯南
来源：三思编译

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