آشنایی با سنگ های ساختمان

هنوز تئوری کاملی برای اختلاف تشکیلات ساختمانی سنگ ها داده نشده است سنگ عهده دار ترکیب پوشش پوسته کره زمین بوده اند.

 

تعییر حالت سنگ ها که دینامیک نامیده میشود قسمتی از شیمی پوشش است  توسعه شیمی تجزیه ای و ساختار مصنوعی بی اندازه در رشد سنگ شناسی موثر بوده است.

نزدیک شدن شیمی و فیزیک به یکدیگر به تشخیص سنگها وانتهاب ورده بندی آنها کمک میکند.

 

موارد علمی فوق باعث شده است کمتر ساختمان معاصر به علت عدم شناخت مصالح سنگی خراب شود.

 

مقاومت سنگ وساختمان میکروسکوپی مخصوص ومطالعه سیمای سنگها کمک زیادی برای احداث جاده و ساختمان میباشد.

 

مصالح سنگی که در ساختمان ها و راه ها بکار برده میشود مثل شن و ماسه رودخانه سنگ معدن و گاهی سرباره های کوره بلند ذوب آهن وصخره های طبیعی‎ به صورت توده های بزرگ در طبیعت و به وفور وجود دارند که تحت تاثیر عوامل جوی به صورت ریز و قلوه و شن و ماسه تبدیل شده اند. قبل از پراکندگی انتخاب در پس ستون و سد و موج شکن باید از نظر مقاومت در برابر فشار و یخ بندان وسایش اطلاعات دقیقی بدست آورد.

 

زمین شناسان صخره های طبیعی را به سه طبقه آذرین-رسوبی-متامورفیک دگرگونه تقسیم کرده اند ۴۰۰ هزار نوع سنگ دسته بندی شده اند.

سنگها از نظر مقاومت نسبت به یخ بندان به ده درجه ۱۰-۲۰-۲۵-۳۵-۵۰-۱۰۰-۱۵۰-۲۰۰-۳۰۰-۵۰۰ در جه تقسیم میشود.

درجه ۵۰۰ از همه مقاومتر است و قبل از مصرف هر سنگ مساله مقاومت در مقابل یخ بندان محلی کنترل میشود.

 

سنگها از نظر مقاومت به گروههای ۴-۷-۱۰-۱۵-۲۵-۳۵-۵۰-۱۰۰-۱۵۰-۲۰۰-۳۰۰-۴۰۰-۵۰۰ kg تقسیم شده اند.

سنگهای آذرین

 

این سنگها به صورت کریستال از سرد شدن توده مذاب آتشفشانها بوجود آمده اند و به سه گروه اسیدی، نیم اسیدی روشن ۶۶%-۵۵% سیلیس و آذرین بازی تیره رنگ که کوارتز آزاد و ۵۵% سیلیس دارند تقسیم میشود این سنگها مقاومت کلی بالایی دارند.

 

سنگهای رسوبی

این سنگها از رسوب ذرات حاصل از تجزیه صخره های مانده ازدریاها واقیانوس ها و بقایای معدنی موجودات دریایی یا از کریستالیزه شدن مواد معدنی محلول مذاب بدست می آینداغلب مقاومت ضعیفی دارند.

سنگهای رسوبی با توجه به موادی که دارند به سه گروه تقسیم می شوند:
۱-سنگها آهکی مثل گچ سنگ آهک دولومیت
۲-سنگهای سیلیسی ماسه سنگ سنگ چخماق
۳-سنگهای رسی و شیل

سنگهای دگرگونی

از دگرگونی سنگهای آذرین یا رسوبی تحت عوامل جوی، حرارتهای زیاد، فشار،بافت اصلی رسوبی یا آذرین متفاوت تشکیل شده اند بافت کریستالی دارند.
۱-سرباره به عنوان مواد راهسازی مصرف دارد به سیمان اضافه میکنند ومشابه مواد سنگهای آذرین هستند.

مواد سرباره درمقایسه با مواد طبیعی یکنواخت ومناسب تر است بطور کلی سرباره های کوره بلند آهن و حاصل از ذوب مس و قلع را نیز میتوان در عملیات راهسازی استفاده کرد.

در راهسازی ساختمان داخلی سنگ از نظر زمین شناسی مورد نظر نبوده و مشخصات فیزیکی و طبقه مربوطه مهم است.

 

در این کار از سرباره ها سنگهای مصنوعی مختلفی درست میکنند که مصرف راهسازی و سیمان سازی دارد.

۲-بازالت این سنگ جز سنگ های آذرین بیرونی است ونوع بازی آن دارای دانه های ریز میباشد.

معادن مربوط رودهن که سیاه و متراکم است یافت میشود در دماوند نیز بازالت قهوه وجود دارد در مسیر جاده تهران قم از این نوع معادن یافت میشود.

۳-فلمنت رنگ آن از سفید تا سیاه متغیر و وزن مخصوص آن کم واغلب به صورت شن دیده میشود.

۴-گابرو سنگهای آذرین بازیک درشت دانه جز این دسته میباشد فلدسپاتها جز مواد متشکل آنها است رنگ این سنگها معمولا تیره وبه علت داشتن مواد آهنی ومنگنز، وزن مخصوص بالایی داشته و بدین علت جز مهمترین مصالح راهسازی هستند.

گابرو در پلور دارای الیوین ومیکای سیاه پیدا میشوند گابروی کرج پیروکسن دارد وکمرت بازیک است.
۵-گرانیت جز سنگ های آذرین اسیدی ونیم اسیدی دانه دشت میباشند مهمترین اجزا متشکله کوارتز بوده، میکا پیروکسن وآمفیبول در بافت آنها یافت میشوند.

۶-گریتستن با دانه های درشت یا متوسط رسوبی سیلیسی هستند توده محکمی دارند وزن مخصوص آنها کمتر از ۸۰/۲ نبوده و با سنگهای ماسه سنگ در راه سازی استفاده دارند.

 

۷-هورن فلس خرده سنگهای دگرگونی حرارتی ومتوسط دانه بوده وتیره رنگ هستند.

۸-سنگ آهک سنگهای رسوبی مثل دولومیت وسنگ مرمر عمدتا از کربنات کلسیم و منیزیم با رنگ روشن و دانه های ریز هستند و دارای وزن مخصوص متوسط و مصرف راهسازی دارند.

 

۹-پرفیری خرده سنگهای آذرین بیرونی با اختصاصات آتشفشانهای قدیمی و سنگهای اسیدی و نیم اسیدی دانه ریز میباشد و به گرانیت شباهت دارند.

۱۰-کوارتزی سنگهای سیلیسی یا دگرگونی از کوارتز تشکیل شده اند دانه ریز یا متوسط دارند وزن مخصوص متوسط و رنگ روشن و مصارف راهسازی دارند.
۱۱-گروه شیست؛سنگهای متورق، در کارهای ساختمانی غیرقابل مصرف میباشند.
 

مرغوبیت مصالح در مقابل فشار ساییدگی وصیقلی شدن بستگی به نوع وخواص سنگ داشته روش تهیه مصالح سنگی در مرغوبیت آنها موثر است.

در معادن یک قشر رویه نامرغوب باران اسیدی خورده وجود دارد که باید به علت روشن نبودن فصل مشترک قسمت رویی را حذف کرد.

 

با عبور دادن از سرندهای مخصوص می شود زوائد را حذف کرد و رس موجود را شست اندازه دقیق سوراخ های سرند به جنس لایه بستگی داشته در هر مورد متفاوت است.

مصالح شکسته هم از لحاظ استحکام وهم در مورد خواص فیزیکی بی اندازه اهمیت دارند در مقابل مصالح مناسب متورق یا دراز نباید مصرف شوند.

 

طبق مطالعات به جنس سنگ ونوع سنگ شکن مربوط میشود چنانچه نسبتها یعنی اندازه دانه ها در آخرین مرحله شکست بیشتر از نباشد جنس معدن هر چه باشد شکل مصالح شکسته با مشخصات وفق میدهد.

 

مثلا برای تهیه دانه یک اینچ، ۴ اینچ بیشتر برای ۸/۳ نباید بیشتر از ½ ۱ اینچ وارد دستگاه کرد. البته نسبت کاهش را در بعضی معادن می شود با مطالعه تغییر داد.

 

در عمل اول مصالح شکسته را جداگانه کپه مینمایند و در اندازه های زیر مرتب میکنند سپس با توجه به دانه بندی آنها را مخلوط میکنند.

مصالح به سه اندازه از سنگ شکن خارج میشوند که عبارتند از ریز دانه
۸-۰ میلیمتر متوسط ۱۶-۸-میلیمتر درشت دانه ۲۶-۱۶ میلیمتر این مصالح را در کارخانه آسفالت بریزند بایداندازه سرندهای کارخانه از بالا به پایین به ترتیب :۲۶،۱۶،۸ میلیمتر باشند.

دانه بندی وسط حدود مشخصات فوق را بخواهند بکار ببرند عملا تهیه صددرصد دقیق دانه بندی فوق در حجم زیاد مقدور نیست لذا تا ۵% از دانه بندی شناخته شده است.

اگر اندازه سرواخ ها و سطح سرند مناسب انتخاب شده باشد دانه بندی مورد نظر بدست می آید.

۱-سرند بالایی پاره شده و دانه های بزرگ وارد شوند.

 

۲-سنگ ومعدن آلوده به گل و لای یا قشر سست باشد ریزدانه وارد شده و دانه بندی را به هم میزنند.

۳-ارتعاش سرند یا شیب آن مناسب نباشد مصالح فرصت عبور نداشته خارج می شوند در این حالت سه صورت پیش می آید.

در صورتی که حالت ۳ مربوط به سرند فوقانی باشد قسمت عمده مصالح شکسته هدر میرود و باید دوباره به سنگ شکن برگردد.

 

حالت فوق مربوط به سرند میانی باشد مقدار زیادی مصالح ریز وارد قسمت متوسط دانه می شوند و دانه بندی را به هم میزنند.

این حالت مربوط به سرند زیر باشد مصالح روی هم جمع شده مخزن ریز نمی تواند جوابگوی عملکرد کارخانه باشد و مرتب باید صبر نمود تا مخزن ریزدانه پر شود.

۴-مصالح روی سرند ها بیش از مقدار ریخته شود عمل سرند با اشکال مواجه می گردد دراین حالت ریزدانه ها وارد مخازن میشوند.

 

نمونه ها را از معادن یا کپه های مصالحی از نقاط مختلف برداشت وحاصل را خوب به هم زد وچهار قسمت کرده دو قسمت را با هم مخلوط کرده و برداشت.

 

این عمل را در آزمایشگاه دستگاهی به نام Quarter انجام می‌دهد ونمونه ها را به دو قسمت مساوی تقسیم میکند.

 

تعریف دانه بندی مصالح سنگی عبارت است از تعیین درصد وزنی دانه های یک اندازه از کل مخلوط نتایج این کار در راهسازی و ساختمان کاربرد وسیع دارد.

 

برای این کار توسط دستگاه کوارتر ۴ بخش کن مقدار مناسبی از مصالح برداشته و روی الکها ریخته و حدود دو دقیقه و بیشتر تکان میدهند.

هر طرح راهسازی نوعی دانه بندی مخصوص احتیاج است. ابتدا با توجه به نوع مشخصات الکهای مورد نیاز را باید مشخص کرده و روی هم چید.

 

الکها از بالا به پایین مواد درشت تر را رد میکند پس از ۲ دقیقه تکان دادن آنقدر این عمل را ادامه میدهند تا تمامی مصالح درجه بندی و الک شوند.

مصالح شستشو داده شده روی الک که بالای الک مانده وخشک وتوزین میکنند تفاوت این وزن با وزن اولیه وزن مواد رد شده از ۲۰۰ میباشد.

 

پس از خشک کردن آنها را دانه بندی نموده توزین را به روش خشک در جدول یادداشت میکنند بعد از محاسبه دانه بندی مصلاح را توزین وگزارش میکنند.

در راهسازی موارد زیر مصرف دارند

۱-پی سازی

۲-کرسی چینی

۳-بنا سازی

۴-پلاک برای قرنیز و دیوار سازی داخلی

۵-پله سازی

۶-قرنیز وکتیبه

۷-دانه بندی سبک و متوسط وسنگین در بتن

۸-سنگهای ترکیبی و چسبی

 

سنگ ساختمانی تاریخچه سنگ یکی از ابتدایی ترین مصالح ساختمانی است که انسان برای ساختن ابزار و پناهگاهها و رفع نیاز خود استفاده کرده است.

 

دوره های کهن سنگی و پارینه سنگی نشان دهنده دوره ای است که در آن کاربرد سنگ بر فلز و دیگر مصالح مقدم میباشد.

 

آثار خانه های از سنگ چیده شده در شمال متعلق به ۷۰۰۰ سال پیش موجود است در ساختمان سنگی از سنگ لاشه همراه با ملاتهای گچ و آهک استفاده شده است.

 

باید اذعان کرد که اگرچه سنگ به علت سنگینی و مشکلات حمل و نقل استخراج تا حدی جای خود را به مصالحی نظیر آجر داده است اما همچنان اهمیت خود را در ساختمانهای سنگین و سخت نظیر پلها تونلها بهمن گیرها دیوارهای حائل و سنگ چینها و کرسی چین ها و غیر حفظ کرده است خواص عمومی و کاربری سنگها سنگها را به طور کلی از نظر تشکیل به سنگهای آذرین رسوبی و دگرگون دسته بندی میکنند.

سنگ تزئینی سنگی است طبیعی که در اندازه مشخص انتخاب تراش و یا برش خورده باشد.

 

به معنای وسیع کلمه اصطلاح سنگ تزئینی شامل سنگها در هر شکل میباشند که به طور مستقیم و پس از سائیده شدن و صیقل کاری در نماهای داخلی و خارجی ساختمان به کار میروند.

 

سنگهای تزئینی از نظر سنگ شناسی به یکی از گروههای سنگ آذرین دگرگونی و یا رسوبی اختصاص دارند و شامل انواع مرمر : مرمرمیت- چینی- کنگلومرا-تراورتن- ماسه سنگ- گرانیت-دیوریت-سینیت- گابرو و بعضی موارد کم اهمیت تر میباشند.

انواع سنگهای تزئینی بر حسب خصوصیات فیزیکی خود شناخته میشوند این خصوصیات عمدتاً عبارتند از :

 

دامنه سختی سنگهای تزئینی بسیار زیاد است این دامنه از پائین ترین درجه سختی تالک گرفته تا به بالاترین درجه سختی سنگ گرانیت که حتی از فولاد نیز سخت تر است میرسد.

میزان سختی قیمت تمام شده سنگ موثر است هر چه سنگ سخت تر باشد استخراج برش و صیقل کاری قطعات آن زمان و هزینه بیشتری را در بر خواهد داشت.

رنگها هر کدام زیبایی و جلوه خاص به اشیا میدهند و بشر در انتخاب خود علاوه بر استحکام، خاصیت و سهولت کاربرد به ظاهر امر نیز توجه خاص مبذول میدارد.

 

ساختمانها به جهت رنگ نمای بیرون آنها به زیبایی شهر می افزایند رنگهای روشن بر رنگهای تیره و کدر برتری دارند.

 

رنگ نمای بیرون ساختمانها که ناشی از نوع مصالح بکار گرفته شده سنگی و یا غیرسنگی میباشد خود تحت تأثیر عوامل جوی قرار دارد.

تخلخل در اثر نفوذ آب باران به داخل حفره های سنگ این حفره خود غالبا تحت اثر شیمیایی محلولهای طبیعی بر روی بعضی از کانیهای موجود در سنگ به وجود می آیند.

 

در هوای صفر درجه زمستان آبی که به داخل خلل و فرج سنگ و یا به پشت سنگ نما نفوذ مینماید منجمد شده و موجب میگردد که در سنگ ترکهای عمده ای ایجاد گردد.

مقاومت سنگ تحت تأثیر عوامل مختلفی از قبیل هوازدگی سرما- گرما- آتش سوزی تغییر مییابد.

 

عوامل مربوط به هوازدگی شیمیایی میباشند این عوامل میتوانند گازهایی نظیر SO2 ،O2 و CO2باشند.

 

در شهرها که حضور چنین گازهایی به وفور در هوا وجود دارند سنگهای نمای ساختمان بیشتر تحت تأثیر آنها مقاومت خود را از دست میدهند.

 

عوامل هوازدگی نظیر انجماد و ذوب آب داخل حفره های سنگ خاصیت رنگبری و اثر گرمایی نور خورشید به صورت فیزیکی سنگ را تحت تأثیر قرار میدهند.

 

عوامل هوازدگی شیمیایی و فیزیکی تواما عمل میکنند و سبب تغییر رنگ شکسته شدن و جدا شدن سنگ از بنا میشوند.

 

سنگهای آهکی در مناطقی که بارندگی زیاد بوده و گازکربنیک موجود در فضا بیش از اندازه باشد، برای نمای خارجی ساختمانها چندان مناسب نمیباشد.

انواع سنگهای قابل برش مورد استفاده برای مصارف گوناگون را به شرح زیر پیشنهاد کرده است.

 

آهکهای متراکم ماسه سنگ مرمرهای الوان آتشفشانی، گرانیت، سینیت، دیوریت، لابرادوریت، گابرو، بازالت، و سایر سنگهایی که با شرایط ساختمانی سازگاری داشته باشند.

سنگ مورد استفاده در دیوارها: آهک، دولومیت، ماسه سنگها، سنگ گچ

سنگ نمای داخل بناها: مرمهای صیقل پذیر، سنگ گچ

 

سنگهای مورد استفاده برای مصارف صنعتی به صورت زیر دسته بندی میشوند:

سنگهای مقاوم در مقابل حرارت،سنگ صابون،تالک، آندزیت، بازالت، دیاباز

سنگهای مقاوم در مقابل اسیدها:گرانیت، دیوریت، کوارتزیت، ماسه سنگهای سیلیسی، آندزیت، تراکیت، بازالت، دیاباز

سنگهای مورد استفاده برای پله های بناها:مرمر، گرانیت

 

انواع سنگهای تزئینی و نما:سنگهای مناسب جهت تولید سنگ نما و تزئینی تحت عناوین کلی زیر طبقه بندی میشوند:

سنگهای رسوبی:کنگلومراها و ماسه سنگها،کنگلومراها در صورتی که به صورت لایه ضخیم باشند به طور کامل نیز سیمانی شده باشند امکان دارد که عنوان سنگهای تزئینیچ مورد استفاده قرار گیرند.

 

عناصر کنگلومراها از قطعات آهکی بوده و زمینه سیمانی آنها نیز آهکی باشد و بین رنگ قطعات و سیمان زمینه مناسبی وجود داشته باشد این گونه کنگلومراها ایده آل تر خواهند بود.

 

در صورتی که عناصر اصلی سنگها دارای کیفیت و خواص متفاوت باشند برخی عناصر سیلیسی و برخی نیز آهکی باشند و عناصر سازنده و زمینه یا سیمان آهکی باشد عمل برش با اشکالاتی مواجه خواهد بود.

 

ماسه سنگها نیز در صورتی که ضخیم لایه باشند و عناصر آنها آهکی بوده و یا توسط سیمان آهکی به یکدیگر سیمانی شده باشند به صورت یک سنگ ساختمانی قابلیت کاربرد دارند.

سنگهای آهکی:سنگهای آهکی عمده سنگهای ساختمانی و تزئینی را تشکیل میدهند.

تراورتن:تراورتن ها محصول چشمه آهک ساز قدیمی هستند از بین آنها تراورتن های سفید که رگه های رنگی و خلل و فرج یکنواخت داشته باشند از مرغوبیت بیشتری برخوردارند.

 

تراورتن کرم رنگ که ناشی از وجود رنگینه های Pigmentsپراکنده اکسید آهن در متن سنگ میباشند از مرغوبیت کمتری برخورداند.

 

تراورتن رنگی که بر حسب درصد آلودگی به رنگینه های اکسید آهن به رنگهای قرمز، گردویی، لیمویی دیده شوند که ناشی از اختلاف میزان اکسیدآهن در لایه های مختلف تراورتن میباشد ظاهر بسیار زیبا دارند.

 

در بازار تراورتن های رنگی در شرایط فعلی دارای قیمت و بازار مناسبی میباشند تراورتن به دلیل داشتن مقاومت قابل قبول برش پذیری و صیقل پذیری شرایط زیبایی ظاهر وجود جهت چسبیدن کامل به ملات ارزان بودن نسبت به سایر سنگها از جمله پرمصرف ترین سنگهای ساختمانی به شمار میرود.

 

مرمر:مرمرها نیز نظیر تراورتن در نتیجه عملکرد چشمه های آبگرم آهک ساز به وجود می آیند مرمر به صورت لایه در میان لایه های تراورتن دیده میشود.

 

عملکرد چشمه های آبگرم، اگر افت دمای آب کند باشد اگر افت دما به تندی صورت گیرد تراورتن تشکیل میگردد.

 

بهسنگی که از آراگونیت حاصل میشود مرمر گفته میشود که نام تجاری انواع رنگی آن انیکس میباشد.

 

مرمر حاوی رنگهای سبز، لیمویی زرد و غیره است که پس از سایش به صورت یک سنگ تزئینی لوکس جلوه میکند.

 

مصرف عمده مرمر عبارتند از پوشش دیوار سرویسهای لوکس دکوراسیون داخلی ساختمان مجسمه سازی و میزهای سنگی است.

گرانیت:گرانیت ها از جمله سنگ های آذرین هستند که در دهه های اخیردر بازار به عنوان یک سنگ تزئینی لوکس و گران قیمت مطرح گردیده اند.

 

این نوع سنگها از نظر سختی زیاد شفافیت و زیبایی خیره کننده حائز اهمیت میباشند گرانیت هایی که فاقد آثار آلتراسیون بوده و تحت تأثیر پدیده تکتونیک و به ویژه میکروتکتونیک قرار نگرفته به لحاظ رنگ جذابیت لازم را داشته باشند به عنوان سنگهای تزئینی و نما مطرح هستند.

 

برش و سایش گرانیت ها در مقایسه با سنگهای آهکی بسیار هزینه برتر بوده به طوری که فقط دیسکها و سنگ سابهای ویژه قادر به برش و سایش آنها میباشند.

گرانیت های قرمز و صورتی به دلیل رنگ خود بسیار با ارزش هستند گرانیت های قرمز خوی در آذربایجان غربی نمونه بارز این نوع از گرانیت ها میباشند.

 

گرانیت خاکستری رنگ بر حسب درجه تیرگی و روشنی و اندازه دانه ها دارای مرغوبیت متغیری هستند.

 

گرانیت شیرکوه در یزد و الوند در همدان دارای طیف گسترده ای از انواع گرانیت با رنگها و بافتهای مختلف هستند.

سنگهای آذرین خاص:سنگهای نماازنوع آذرین خاص میتوانند دیوریت ها گابروها و سنگهای خروجی هم ارز آنها تراکیت

آندزیت ها و بازالت و نیز سنگ های دیگری نظیر سینیت پریدوتیت پیروکسنیت آمفیبولیت و سایر سنگهای آذرین از این دست میباشند.

سنگ های دگرگونی:مرمریت ها و گنیس ها دو نوع از سنگهای دگرگونی هستند که استعمال آنها به عنوان یک سنگ تزئینی و نما مناسب میباشد.

مرمریت:مرمریت ها به صورت سنگهای سفید خاکستری و رنگی با تبلور درخشندگی و شفافیت خاصی دارند.

 

این نوع سنگها که از سنگهای آهکی اولیه حاصله شده اند بر حسب درجه و رشد کریستالها ممکن است سنگهای تزئینی مختلفی را با نامها و بافتهای متفاوت ریز و درشت تشکیل دهند.

مرمریت درشت سفید یا خاکستری روشن تا کرم سنگ چینی نام دارد معادن چینی تنگ حنا نیریز استان فارس کریستال و چینی الیگودرز و لای بید و گدار سرخ موته از معادن معروف سنگهای چینی ایران هستند.

گنیس:گنیس ها نظیر گرانیت ها در صورتی که دارای رنگها مناسب و عناصر درشت بوده و فاقد التراسیون باشند به دلیل بافت چشمی زیبایی که در مقاطع صیقلی بعضی از آنها دیده میشود سنگهای تزئینی استثنایی را تشکیل دهند.

بیشتر از سنگ معدن به عنوان پوشش و نمای داخلی و کف بعضی ساختمانها به ویژه مساجد و اماکن متبرکه استفاده میشد.

کاربرد سنگ در نمای داخلی و خارجی ساختمان از زیبایی ظاهری افزایش استحکام و دوام ساختمان افزوده شدن عمر ساختمان و کمک به بهداشت محیط زیست ساکنان ساختمان است.