4.1 . کریستالیزاسیون نمک

پوسیدگی سنگ اغلب به تبلور نمک مربوط می شود [ 97 ]. هوازدگی فیزیکی مواد با چرخه‌های مکرر تبلور-انحلال، به‌ویژه توسط نمک‌هایی با انبساط حجمی قابل‌توجه اتفاق می‌افتد. انبساط حجمی باعث افزایش تنش بر روی دیواره‌های منافذ می‌شود، که اگر تنش ماکروسکوپی بیشتر از استحکام کششی مواد باشد، می‌تواند منجر به ترک شود [ 98 ، 99 ].

احتمال وقوع کریستالیزاسیون نمک به شدت به رطوبت نسبی بحرانی کریستالیزاسیون نمک (مخلوط) بستگی دارد [ 31 ، 100 ]. رطوبت نسبی (RH) به عنوان مثال، تحت تأثیر جهت گیری، بار آب (باران، افزایش رطوبت، و غیره)، قرار گرفتن در معرض باد و خورشید است [ 101 ]. برای کاهش رطوبت مصالح ساختمانی، رطوبت نیاز به تبخیر دارد. نرخ تبخیر با تفاوت بین رطوبت نسبی محیط و فعالیت آب تعیین می‌شود، که مکان حرکت آب در مصالح ساختمانی، از مناطق با فعالیت زیاد به مناطق کم آب را کنترل می‌کند. نوسانات مکرر در اطراف کریستالیزاسیون و RH انحلال به عنوان خطر بالایی برای پوسیدگی در نظر گرفته می شود. بنابراین، ترجیح داده می شود که RH کمتر از مقدار انتقال بحرانی برای جلوگیری از چرخه ها حفظ شود [ 31 ، 100 ]. نه تنها عوامل بیرونی، بلکه عوامل درونی مانند اندازه منافذ، ساختار منافذ، پر شدن منافذ، عمق و محل، پتانسیل تبلور را تعیین می کنند [ 101 ].

با این حال، در محیط ساخته شده، نمک های منفرد نادر هستند. مانند اکثر محیط های طبیعی، نمک ها در نمای ساختمان ها در مخلوطی از یون ها وجود دارند. گودتس و همکاران (2023) تجزیه و تحلیل 11412 نمونه را توصیف می کند و آنها را در دو دسته طبقه بندی می کند: مخلوط های غنی از کلسیم و مخلوط غنی از سولفات [ 102 ]. هر دو مخلوط هنگام نگاه کردن به سانتیمترهای اول سطح با مخلوط غنی از سولفات که به عنوان رطوبت کمتر تعریف شده است و مخلوط غنی از کلسیم مرطوب تر است، به یک اندازه مهم هستند، که توسط میانگین RH متبلور متقابل 72٪ برای مخلوط های غنی از سولفات و 46٪ برای مخلوط های غنی از سولفات پشتیبانی می شود. مخلوط های غنی از کلسیم

از آنجایی که تغییرات فاز نمک ها عمدتاً به دما و رطوبت نسبی بستگی دارد، فراوانی تغییرات محیطی تأثیر قابل توجهی بر فرآیندهای تجزیه نمک خواهد داشت [ 31 ، 100 ، 101 ]. بدین ترتیب، سبز شدن عمودی به احتمال زیاد بر کریستالیزاسیون نمک تأثیر خواهد داشت.

به دنبال تجزیه و تحلیل ارائه شده در این مقاله، رطوبت نسبی یک دیوار سبز عمودی عمدتاً بالاتر از RH بحرانی هر دو نوع مخلوط نمک باقی می‌ماند، در حالی که رطوبت نسبی یک دیوار لخت در محدوده وسیع‌تری از RH نوسان می‌کند و باعث بروز رویدادهای خطر بیشتری در هنگام نمک می‌شود. در دسترس. به عنوان مثال، استرنبرگ و همکاران. (2011) نوسان رطوبت نسبی را بر روی یک دیوار سبز عمودی بین 91.75٪ و 99.00٪ نشان می دهد در حالی که رطوبت نسبی دیوار خالی بین 60.25٪ و 94.50٪ در نوسان است، هر دو نتیجه با میانگین حداکثر و حداقل رطوبت نسبی روزانه محاسبه می شوند . ]. مطالعه دیگری از چین بیان می کند که در طول تابستان که خطر کریستالیزاسیون نمک به دلیل دماهای بالا بیشتر است، RH نمای سبز عمودی بالاتر از RH بحرانی مخلوط های غنی از کلسیم باقی می ماند [ 59 ]. حداقل RH یک دیوار لخت برای 9 روز از 12 روز آزمایش در طول دوره اواسط تابستان به زیر 46٪ می رسد در حالی که حداقل RH یک نمای سبز عمودی با ضخامت متوسط ​​(19.8 سانتی متر) بین 55٪ و 68٪ در طول تمام روزهای آزمایش است. . حتی کوچکترین نمای سبز این مطالعه با افزایش حداقل رطوبت نسبی، خطر کریستالیزه شدن مخلوط های غنی از کلسیم را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد.

با این حال، توجه به این نکته مهم باقی می ماند که تقریباً تمام مصالح ساختمانی حاوی مقدار معینی گچ هستند، بنابراین محدوده RH بالاتر در یک دیوار سبز عمودی می تواند به طور بالقوه باعث انحلال بیشتر و تبلور مجدد نمک های سولفات بسیار مخرب (کمتر محلول) شود. علاوه بر این، کربنات های کمتر محلول می توانند به طور بالقوه در محتویات بالاتر حل شوند.

4.2 . هوازدگی یخ و ذوب

خسارت یخبندان ناشی از تکرار چرخه های انجماد و ذوب، یک پدیده رایج در مصالح ساختمانی است و یکی از دلایل اصلی زوال سنگ و آجر به ویژه برای مواد متخلخل است [ 103] ، [104] ، [105] . به طور کلی، احتمال وقوع آسیب یخبندان بستگی به مقدار رطوبت موجود، دمای (سطح) یک ماده، خواص مواد، زمان قرار گرفتن در معرض دماهای انجماد و مقدار چرخه‌های انجماد و ذوب دارد [ 28 ، 31] . ، 96 ، [106] ، [107] ، [108] ، [109] ]. با این حال، دما و رطوبت در ایجاد چرخه‌های انجماد و ذوب و در نتیجه در ایجاد خسارت سرمازدگی به یک اندازه مهم هستند. به عنوان مثال، رطوبت یکسان می تواند منجر به آسیب بیشتر یخبندان با دماهای پایین تر شود و دمای پایین یکسان می تواند منجر به آسیب بیشتر یخبندان با رطوبت بالاتر شود [ 110 ].

رطوبت موجود در مصالح ساختمانی در منافذ محدود می شود و بنابراین در دمای پایین (<0 درجه سانتیگراد) منجمد می شود و به طور بالقوه باعث ایجاد تنش های تبلور بر روی دیواره های منافذ می شود. اینکه آیا این فشارهای تبلور تأثیری بر وضعیت ماده دارند یا خیر، بستگی به سطح اشباع بحرانی یک ماده دارد که با خواص منفذی آن و میزان رطوبت موجود تعیین می‌شود [ 110 ]. سطح اشباع بحرانی یک سطح اشباع است که بالاتر از آن ماده تحت تأثیر فشارهای تبلور در منافذ قرار می گیرد [ 31 ، 96 ، [106] ، [107] ، [108] . هنگامی که تنش های ماکروسکوپی ناشی از تبلور از نسبت معینی از استحکام کششی مواد فراتر رود، آسیب یخ زدگی شروع می شود [ 98 ، 100 ، 106 ، 111 ].

دمای پایین که در آن آب خالص یخ می زند به اندازه منافذ بستگی دارد. آب خالص در منافذ بزرگ مواد متخلخل در دمای کمی کمتر از 0 درجه سانتیگراد به دلیل پتانسیل شیمیایی مطلوب تر برای بلورهای یخ بزرگتر شروع به یخ زدن می کند [ 112 ]. هر چه شعاع منافذ کوچکتر باشد، فرورفتگی نقطه انجماد بیشتر است [ 113 ]. علاوه بر این، غلظت نمک های محلول در منافذ می تواند به طور چشمگیری دمای انجماد آب منفذی را کاهش دهد [ 31 ].

بنابراین، تاثیر سبز شدن عمودی بر حداقل دمای سطح و حداکثر رطوبت نسبی برای هوازدگی یخ-ذوب مهم است. حداقل دمای سطح یک دیوار احتمالاً با اجرای سبز شدن عمودی به دلیل اثر پوشش حرارتی افزایش می‌یابد، که مهم‌ترین آن زمانی است که یک نمای سبز ضخیم بر روی دیواری واقع در شرایط آب و هوایی با مقدار زیاد تابش خورشیدی در طول نصب شود. فصل زمستان. خطر هوازدگی انجماد و ذوب با افزایش حداقل دمای سطح کاهش می یابد، مگر اینکه حداقل دمای سطح حول نقطه انجماد در نوسان باشد که می تواند تعداد چرخه های انجماد و ذوب را افزایش دهد و در نتیجه خطر هوازدگی یخ و ذوب را افزایش دهد. حداکثر رطوبت نسبی با سبز شدن عمودی در جلوی دیوار اندکی افزایش می‌یابد که منجر به دسترسی بیشتر آب در دیوار برای ایجاد چرخه‌های انجماد و ذوب می‌شود.

با این حال، وقوع خسارت یخبندان به رسیدن به سطح اشباع بحرانی در دمای معینی بستگی دارد که احتمال بیشتری دارد در طول دوره‌های بارندگی یا مدت کوتاهی پس از آن به دست آید. سبز شدن عمودی می تواند دیوار زیرین را در برابر عوامل محیطی مانند بارندگی محافظت کند و در نتیجه تأثیر مفیدی بر خطر چرخه های انجماد و ذوب داشته باشد که برجسته تر از افزایش جزئی در حداکثر رطوبت نسبی است. متأسفانه هیچ مطالعه ای برای بیان میزان کاهش بارش به دیواره یافت نشد.

4.3 . زوال زیستی

تخریب زیستی توسط جمعیت های متنوعی از میکروارگانیسم هایی که در یک بیوفیلم زندگی می کنند ایجاد می شود و اغلب در میراث ساخته شده از مصالح آجر یا سنگ مشاهده می شود [ 114 ]. پذیرش زیستی یک ماده تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله میزان رطوبت موجود، دمای سطح، زبری و ساختار مواد، در دسترس بودن تابش خورشیدی و ترکیب شیمیایی سطح بیرونی مواد (از جمله مواد مغذی مانند کربن، نیتروژن، گوگرد) است. برای حفظ توسعه و رشد خود [ 31 ، 96 ، 100 ، 115 ، 116 ]. هر دو آجر با ملات و مصالح سنگی دارای مواد مغذی کافی برای تأثیرگذاری بر کلونیزاسیون بیولوژیکی هستند [ 100 ]. آلاینده های هوا در محیط شهری می توانند مواد مغذی بیشتری را فراهم کنند که منجر به تسریع تخریب زیستی می شود [ 114 ].

به طور کلی، زوال زیستی توسط سه گروه اصلی ایجاد می شود – باکتری ها، قارچ ها و گلسنگ ها – که هر یک نیاز به شرایط منحصر به فرد دارند. هر میکروارگانیسم آستانه ای از فعالیت آبی دارد که زیر آن نمی توانند رشد کنند [ 117 ]. باکتری ها مانند جلبک ها و سیانوباکتری ها به رطوبت نسبی بسیار بالاتری نسبت به قارچ ها نیاز دارند، در حالی که قارچ ها به دمای سطح بالاتری نسبت به باکتری ها نیاز دارند. در حالی که قارچ‌ها و گلسنگ‌ها می‌توانند با فعالیت آبی تا 0.65 رشد کنند و دوره‌های خشکی کامل را تحمل کنند، باکتری‌ها به فعالیت آبی 0.98 نیاز دارند. باکتری ها دمای سطحی بین 0 تا 20 درجه سانتی گراد را برای رشد ترجیح می دهند در حالی که قارچ ها دمای سطحی بین 20 تا 35 درجه سانتی گراد را ترجیح می دهند [ 28 ، 31 ، 96 ، 117 ]. دما و رطوبت نسبی عوامل کلیدی در فرآیند زوال زیستی هستند و تعیین خواهند کرد که آیا موجودات زنده رشد خواهند کرد یا حتی وجود دارند [ 96 ].

در میراث ساخته شده، سنگ های متخلخل به احتمال زیاد آب را جذب می کنند، که به فرآیند خشک شدن طولانی تری نیاز دارد. از آنجایی که رطوبت یک عامل تعیین کننده برای تخریب زیستی است، سنگ های متخلخل مستعد تخریب زیستی هستند. در ترکیب با دماهای پایین تر، رطوبت می تواند حتی بیشتر گسترش یابد [ 116 ]. علاوه بر این، استعمار جلبکی نمونه ای است که تمایل دارد به صورت فیلمی روی یک سطح، به ویژه بر روی ماسه و سنگ آهک ساختمان های تاریخی شکل بگیرد. این لایه‌ها می‌توانند منافذ مواد را مسدود کرده و باعث کاهش سرعت خشک شدن شوند [ 96 ].

برای این نوع تخریب، سبز شدن عمودی قادر است پارامترهای محیطی محلی را تغییر دهد و در نتیجه خطر زوال زیستی را افزایش دهد. از آنجایی که میکروارگانیسم ها در یک محیط مرطوب در ترکیب با دمای مطلوب بین 0 تا 35 درجه سانتیگراد به احتمال زیاد رخ می دهند، حداکثر و حداقل دمای سطح و رطوبت نسبی برای تعیین خطر تخریب زیستی مهم هستند. سبز شدن عمودی دامنه نوسانات دما و رطوبت نسبی را کاهش می دهد و در نتیجه محیطی پایدارتر ایجاد می کند که برای رشد میکروارگانیسم ها مطلوب تر است.

با این وجود، خطر تخریب زیستی توسط میکروارگانیسم‌های فوتوتروپیک احتمالاً با اجرای سبز شدن عمودی کاهش می‌یابد، زیرا این میکروارگانیسم‌ها برای رخ دادن به تابش خورشیدی نیاز دارند و سبز شدن عمودی مسئول مقدار کمتری برای تابش خورشید در دیواره زیرین است.

4.4 . زوال شیمیایی

هوازدگی شیمیایی در سطح محیط ساخته شده در نتیجه انحلال شیمیایی یا تغییر بین مواد معدنی مواد ساختمانی و آلاینده های هوا در هوا رخ می دهد. این نوع تخریب به ویژه در شهرها به دلیل آلاینده های هوا بیشتر دیده می شود [ 31 ].

یکی از معروف‌ترین نمونه‌های هوازدگی شیمیایی، تشکیل پوسته‌های گچ بر روی مواد سنگی غنی از کربنات کلسیم است که از واکنش کانی‌های کربنات کلسیم موجود در سنگ و دی اکسید گوگرد اتمسفر تشکیل می‌شوند. دومی را می توان روی سطح سنگ مرطوب یا خشک رسوب کرد، اما نرخ رسوب بالاتری بر روی سنگ مرطوب دارد [ 28 ، 31 ، 32 ، 100 ].

یکی دیگر از نمونه های شناخته شده هوازدگی شیمیایی، کثیفی سطحی است. کثیفی سطحی یا سیاه مصالح ساختمانی و سنگ های یادبود به عنوان یک مزاحمت بصری ناشی از تجمع ذرات معلق بر روی سطوح در معرض دید است [ 118 ]. جزء اصلی لایه‌برداری سیاه، کربن عنصری ذرات یا PEC است که به کربن سیاه یا کربن گرافیتی معروف است و میزان کثیفی به ویژگی‌های محیطی و مواد مانند غلظت و اندازه ذرات اتمسفر، ناهمواری سطح رسوب‌گذاری و موقعیت سطح بستگی دارد. و غیره این یک پدیده تخریبی رایج در محیط های شهری به دلیل تجمع ذرات ریز کربنی تولید شده در اثر احتراق ناقص سوخت های فسیلی است. علاوه بر این، سرعت اکسیداسیون SO ₂ که بر روی سطح سنگ رسوب می‌کند، می‌تواند با حضور ذرات رسوب‌شده غنی از برخی عناصر (مانند آهن، نیکل، کروم) تسریع شود. این می تواند با تولید گچ و سایر نمک های محلول به پوسیدگی سنگ کمک کند و آن را تشدید کند [ 118 ، 119 ].

هر دو فرآیند تجزیه شیمیایی با ذرات معلق مرتبط هستند و تشکیل گچ نیز به رطوبت نسبی بستگی دارد. از آنجایی که سبز شدن عمودی قادر به کاهش رسوب خشک ذرات بر روی دیواره زیرین است، احتمال خطر در هر دو فرآیند تخریب کمتر است. اگرچه سبز شدن عمودی می تواند رطوبت نسبی دیوار را افزایش دهد که خطر تشکیل گچ و هرگونه رسوب خشک ذرات معلق را افزایش می دهد، اما میزان کمتر آلودگی هوا بر روی دیوار همچنان در کاهش خطر مواد شیمیایی غالب خواهد بود. تنزل. علاوه بر این، تحقیقات قبلی ترشوندگی برگ را به عنوان یک ویژگی مهم برای جذب ذرات معلق تصدیق می کند: مقدار PM جذب شده روی برگ ها زمانی که سطح برگ آبدوست تر است افزایش می یابد و در نتیجه آلودگی هوا کمتر بر روی سطوح دیوار به دلیل سبز شدن نما به صورت عمودی است . 120] ، [121] ، [122] .