چکیده مطلب
مواد و مصالح ساختمانی / سنگ های ساختمانی
![مواد و مصالح ساختمانی / سنگ های ساختمانی](http://israaa.ir/wp-content/uploads/2014/10/22-For-Web.jpg)
هر سنگ از اجتماع یک یا چند کانی مختلف در سطح زمین تشکیل میشود. بعبارت دیگر کانیها ذرات تشکیل دهنده سنگها هستند. سنگ : از نقطه نظر زمین شناسی، سنگ به موادی از پوسته زمین اطلاق میشود که از یک یا چند کانی که با یکدیگر پیوند یافتهاند، درست شدهاست. در مقابل خاک تودهای از ذرات […]
مشروح مطلب
هر سنگ از اجتماع یک یا چند کانی مختلف در سطح زمین تشکیل میشود. بعبارت دیگر کانیها ذرات تشکیل دهنده سنگها هستند.
سنگ :
از نقطه نظر زمین شناسی، سنگ به موادی از پوسته زمین اطلاق میشود که از یک یا چند کانی که با یکدیگر پیوند یافتهاند، درست شدهاست. در مقابل خاک تودهای از ذرات با دانههای منفصل یا دارای پیوند سست است که بر اثر هوازدگی سنگها و به طور برجا تشکیل شدهاست. لیکن در مهندسی و کارهای ساختمانی قابلیت حفاری مصالح زمینشناسی به عنوان شاخصی در طبقه بندی آنها به دو گروه سنگ و خاک مورد استفاده قرار میگیرد.
هر سنگ از اجتماع یک یا چند کانی مختلف در سطح زمین تشکیل میشود. بعبارت دیگر کانیها ذرات تشکیل دهنده سنگها هستند. به همه اجسامی که جامد، طبیعی و یکنواخت بوده و در تمامی قسمتهای خود خواص یکنواخت و مشترکی دارند کانی میگویند. کانیها بصورت اجسام هندسی با ساختار اتمی منظم متبلور میگردند که به آن بلور میگویند. اگر بلور یک کانی را به قسمتهای کوچک تقسیم کنیم به واحد تبلور یا سلول واحد بلور میرسیم.
انواع کانیها از نظر طریقه بوجود آمدن :
1- کانیهای اولیه : کانیهایی هستند که براثر سرد شدن مواد مذاب درون زمین بوجود میآیند. مثل کوارتز، فلدسپات، میکا (کانیهای سیلیکاتی)؛ هماتیت، لیمونیت (کانیهای آهن دار) کلسیت (کانیهای کلسیم دار)
2- کانیهای ثانویه : بر اثر تغییر و تجزیه کانیهای اولیه بوجود می آیند مثال کانی رُسی (از تجزیه فلدسپاتها حاصل می شود).
طبقه بندی سنگها از نظر نحوه تشکیل :
- سنگهای آذرین
1- آذرین درونی 2- آذرین بیرونی
- سنگهای رسوبی
- سنگهای دگرگونی
سنگهای آذرین :
به آندسته از سنگها اطلاق میشود که از انجماد یک ماده داغ و قابل تحرکی که به آن ماگما گفته میشود تشکیل یافته است. (ماگما عبارتست از ماده طبیعی داغ و قابل تحرکی که از ذوب شدن سنگها بوجود آمده است).
به ماگمایی که از دهانه آتشفشان خارج شود گدازه گفته میشود. اینگونه سنگها فاقد فسیل بوده و همین مورد یکی از موارد اساسی اختلاف آنها با سنگهای رسوبی است.
طبقه بندی سنگهای آذرین :
آذرین درونی : این قبیل سنگها براثر سرد شدن مواد مذاب داخل زمین بوجود میآیند مثل سنگ گرانیت- گابرو. ویژگی این سنگها اینست که دارای بلورهای درشت میباشند و بیشتر رنگ روشن دارند. و بعضا اسیدی میباشند.
آذرین بیرونی : سنگهایی هستند که براثر سرد شدن مواد مذاب در خارج از زمین بوجود میآیند چون این مواد مذاب توسط آتشفشان از زمین خارج میشوند به این سنگها اتشفشانی نیز میگویند که بعضا قلیایی نیز میباشند. مثل بازالت – زیولیت.
در اینگونه سنگها علت تیره و یا روشن بودن رنگ سنگ بستگی به عناصر موجود در آن دارد مثلا سنگهای تیره دارای آهن – منیزیم – کلسیم – هستند. و سنگهای روشن دارای آلومینیم – سدیم – پتاسیم دارند.
سنگهای رسوبی :
مواد متشکله این سنگها منشا خارجی داشته و از پوسته جامد زمین یا از موجودات زنده تحت تاثیر عوامل فیزیکی و شیمیایی جدا میگردند و بوسیله نیروهای موجود در طبیعت از قبیل آب و باد تغییر مکان میدهند و در محیطهای مختلف از جمله خشکی و دریایی (کنارههای دریا) رسوب میکنند در این نوع سنگها فسیل یا بقایای سنگ شده جانوران یا گیاهان گذشته را میتوان یافت. در بیشتر این سنگها لایهبندی و وزن مخصوص نسبت به سنگهای آذرین غالبا کمتر است.
تقسیم بندی سنگهای رسوبی از نظر منشا :
- 1- تخریبی : شامل ماسه سنگها، قلوه سنگها و رُسها که بیشتر از تخریب مکانیکی تشکیل گردیدهاند.
- 2- شیمیایی : اینگونه سنگها از انحلال مواد اشباع و تبلور مجدد و فعل و انفعالات شمیایی حاصل میشوند مانند نمکها.
- 3- بیوشیمایی : از موجودات زنده بوجود میآیند مانند مرجانها و صدفها.
تقسیم بندی سنگهای رسوبی براساس دانه بندی :
- 1- با قطر بیش از 500 میلیمتر : تخته سنگها
- 2- ذرات بین 25 تا 500 میلیمتر : خرده سنگ یا قلوه سنگ
- 3- ذرات بین 10 تا 25 میلیمتر : سنگریزه
- 4- ذرات بین 5 تا 10 میلیمتر : شن درشت
- 5- ذرات بین 2 تا 5 میلیمتر شن ریز
- 6- ذرات بین 02/0 تا 2 میلیمتر : ماسه
- 7- ذرات کوچکتر از 1 میکرون تا 12/0 میکرون را رُس یا کلوئید مینامند.
انواع سنگهای ساختمانی :
این سنگها در دستههای گوناگون و متنوعی نامگذاری میشوند که بعضا نام معدن سنگ به عنوان اسم آن استفاده میشود. رایجترین سنگهای ساختمانی عبارتند از:
گرانیت
بيشتر گرانيت ها سخت و چگال هستند و به اين ترتيب جزو مصالح بادوام ساختماني قرار ميگيرند. در برابر نفوذ آب و اثر ضربه مقاومند و محيطهاي صنعتي را به خوبي تحمل مينمايند. ظاهر گرانيت متأثر از كار انجام شده برروي سطح نهايي آن است كه ممكن است چكشي، كلنگي، تيشه اي يا صيقلي باشد. بهترين نماي سنگ گرانيت حالت صيقلي آن است كه زيبايي رنگ و انعكاس كريستالهاي آن را نمايش ميدهد. سطح گرانيت بر اثر حرارت و تفاوت ضريب انبساط و انقباض بين اجزاي كريستالي مختلف آن به صورت سوخته در ميآيد. استفاده تلفيقي از گرانيت صيقلي و سوخته در ساختمان به علت تضاد، زيبايي جالبي پديد ميآورد. در ايران معادن بسياري وجود دارد كه سنگهاي گرانيت با رنگهاي مختلف از آنها استخراج ميشوند. سنگ گرانيت به علت هزينه سنگين استخراج، برش و صيقل، نسبتاً گران است به همين دليل بيشتر در نماي ساختمانهاي مهم به كار برده ميشود. از اين سنگ براي كفسازي، پياده روسازي و راهسازي نيز استفاده مي گردد.
ماسه سنگ ها
ته نشستهاي ماسه اي را كه به يكديگر به كمك كربنات كلسيم، سيليس، اكسيد آهن و دولوميت به يكديگر چسبيده اند، به ترتيب ماسه سنگ آهكي، سيليسي، اكسيد آهن و دولوميتي مينامند. براساس طبيعت ماسه رسوبي اوليه، ماسه سنگها ممكن است داراي بافت نرم يا خشن باشند. از نظر رنگ براساس ماده چسبنده طيفي از رنگ، سفيد، نخودي و خاكستري تا قهوه اي و قرمز را در بر ميگيرند. عموماً در برابر يخبندان مقاومند. سطح نهايي آنها به صورت چكشي، كلنگي و تيشه اي قابل مصرف است و براي نصب آنها از ابزار غير آهني استفاده ميشود.
1- ماسه سنگ آهكي : اين نوع ماسه سنگها در محيطهاي اسيدي مقاوم نيستند. اين شرايط كربنات كلسيم موجود در آنها را تحليل برده و سنگ متلاشي ميشود. كلسيت خالص سفيد است بنابراين ماسه سنگ آهكي نيز سفيد است.
2- ماسه سنگ سيليسي : ماسه سنگها اغلب از دانه هاي سيليسي كه به كمك نمكهاي سيليسي به يكديگر چسبيده اند تشكيل شده اند. بنابراين بسيار مقاومند و در محيطهاي اسيدي نيز پايدارند. اين نوع ماسه سنگها بيشتر خاكستري رنگند.
3- ماسه سنگ اكسيد آهن : اين نوع ماسه سنگ كه به كمك اكسيدهاي آهن متراكم شدهاند به رنگهاي قهوه اي تا قرمز يافت ميشوند و اغلب با دوامند.
4- ماسه سنگ دولوميتي : ماسه سنگهاي دولوميتي كه با كربنات منيزيم و كلسيم به هم چسبيده اند در محيط شهري چندان مقاوم نيستند. اين نوع سنگها نخودي رنگاند.
5- ديوريت : از ديوريت براي سنگ نما، سنگ پله و كف و نيز در جاده سازي استفاده ميكنند. رنگ اين سنگ خاكستري، خاكستري تيره و گاه خاكستري مايل به سبز است.
گابرو:
از گابرو به علت استحكام و مقاومت آن در برابر هوازدگي براي سنگ نما، كف، پل و تونل استفاده ميكنند. رنگ گابرو خاكستري مايل به سبز، سبز و گاهي سياه رنگ است.
مرمر:
نوعي سنگ آهك دگرگون شده است كه رنگهايي بسيار متنوع دارد. مقاومت اين سنگ در برابر هوازدگي، گازها و بارانهاي اسيدي كم است .به همين جهت اين سنگ را در نماي داخلي ساختمانها به كار ميبرند.
كوارتزيت:
ماسه سنگي دگرگون شده است كه سيمان سيليسي دارد. مصارف آن در بخشهاي خارج وداخل ساختمان، پلها و تونلها ميباشد.
تراورتن
تراورتن سنگي است آهکي که در طي دورهاي حدود 600 هزار سال بر اثر تهنشيني در چشمههاي آب گرم معدني شکل ميگيرد. در مقايسه با مرمر نرمتر ولي بر حسب قدمت و جهت برش از خود سختي نشان ميدهد. تراورتن بافت اسفنجي و حفرههاي حداکثر تا 25/1 سانتيمتری دارد. اين حفرهها را معمولا با سيمان پرکننده پرتلند ميپوشانند. انجمن آزمون و مواد آمريکا استاندارد 119 G تراورتن را اينچنين تعريف ميکند: کلسيت متخلخل يا سلولي لايهاي و تاحدي بلورين با منشا شيميايي. تراورتن از ته نشست در محلولهاي عموما داغ چشمههاي کربناتی معمولا در کف حوضچههاي کم عمق تشکيل ميشود. فرآيند تهنشيني که در اثر طوفان و تلاطم آب افزايش مييابد ممکن است در نتيجه ازدياد يا تبخير گياهان آبزي بهوجود آيد. تراورتن معمولي رسوب مواد آهکي در آب راکد است در آب جاري نوعي تراورتن اسفنجيتر تشکيل ميشود که ناشي از سرعت جريان تهنشيني است. انجمن استاندارد ايتاليا مستقر در ميلان تراورتن را اينچنين تعريف ميکند: سنگ آهکي رسوبي که بهصورت شيميايي تهنشين ميشود و ساختي اسفنجي دارد براي کارهاي ساختماني و تزئيني مورد استفاده قرار ميگيرد. تراورتن به صورت پهنههاي نسبتا وسيعي ديده ميشود در اغلب موارد لايهها در ذخاير تراورتن افقياند و يا با شيب ملايمي که تابع مورفولوژي سطح زمين است قرار گرفتهاند. بهطوريکه در بعضي موارد ذخاير عظيمي را در پهناهاي وسيع تشکيل ميدهند مانند معادن عظيم آذرشهر و شهرستان محلات. تراورتن در صورتيکه رنگ آن بهصورت يکنواخت سفيد بوده و رگچههاي رنگي يکنواخت داشته باشد از مرغوبيت بيشتري برخوردار است. معادن محلات که از نظر مرغوبيت بينظير از اينگونه هستند البته وجود رگچههاي رنگي ناشي از آلودگي به اکسيدهاي آهن در تراورتنهاي سفيد ممکن است به سنگ زيبايي خاصي بدهد.
مشخصات کلی انتخاب سنگ برای مصارف ساختمانی
سنگهای مورد استفاده در کارهای ساختمانی باید دارای مشخصات زیر باشند:
1- بافت سنگ باید ساختمانی سالم داشته باشد، یعنی بدون شیار، ترک و رگههای سست باشد (کرمو نباشد).
2- بدون هرگونه خلل و فرج باشد.
3- پوسیدگی نداشته باشد.
4- یکدست، یکنواخت و همگن باشد.
5- سنگ ساختمانی نباید آب زیاد جذب کند، لذا نباید:
الف- در آب متلاشی یا حل شود.
ب- تمام یا قسمتی از آن بیش از ۸ درصد وزن خود آب بمکد.
6- سنگ ساختمانی نباید آلوده به مواد طبیعی و مصنوعی باشد.
7- سنگ باید شرایط فیزیکی و شیمیایی محیط را تحمل کند، لذا باید:
الف- در برابر باد، یخبندان، تغییرات دما و در صورت وجود جریان آب در مقابل آن و کلیه عوامل فرسایش مقاومت کند.
ب- در برابر محیطهای شیمیایی، اسیدی و قلیایی و همچنین عمل آبکافت و اکسیداسیون مقاومت کند.
8- مقاومت فشاری برای قطعات باربر نباید کمتر از ۱۵۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع باشد.
9- در مقابل سایش مقاوم باشد.
عوامل آسیب سنگها :
عامل اصلی فساد در سنگها اثر نمک های محلول بر آنها میباشد. آلودگی محیط، یخبندان و پوسیدگی در قطعات فلزی و وجود رگههای ضعیف و همچنین عملیات اجرایی ضعیف نیز موجب تخریب سنگها میشود.
1- اثر نمکهای محلول
چنانچه رطوبتی که به همراه خود نمکهای محلول دارد از سطح سنگ تبخیر شود مقداری نمک در سطح آن به صورت شوره و لایهای هم در خلل و فرج سنگ باقی میگذارد. تداوم دور رطوبت- تبخیر موجب افزایش حجم بلورها و پوسته شدن سطح سنگ میگردد. لذا سنگهایی که متخلخل ترند در برابر نمکهای محلول حساسترند.
2- آلودگی محیط
سنگهای دارای کانی کربنات کلسیم به خصوص در برابر محیطهای اسیدی حساس هستند. اکسید گوگرد در محیط مرطوب و اکسیژن موجود در هوا تولید اسید سولفوریک میکند که بر سنگهای آهکی اثر میگذارد و تولید سولفات کلسیم مینماید. سنگهای آهکی و ماسه سنگهای آهکی در این مورد حساسترند.
در مورد سنگهای آهکی، سولفات کلسیم حاصل شده در سطح، به وسیله آب شسته میشوند. ولی در سطوحی که قابل شستشو نیستند، سطح به وسیله دوده سیاه میشود و مبدل به پوستههای سخت و برآمدگیهایی میشود که گرد آهکی در اطراف آن وجود دارد. در انواع سنگهای آهکی منیزیم دار، ایجاد سولفات منیزیم روند فساد را تسریع میکند. در ماسه سنگها خلل و فرج توسط گچ (سولفات کلسیم) پر میشوند، پوستههای سخت ایجاد شده اغلب به علت تفاوت انبساط حرارتی فرو میریزند. ماسه سنگهای سیلیسی گرچه مستقیما بر اثر تهاجم اسیدهای موجود در هوا آسیب نمیبینند ولی سنگ گچ تولید شده توسط سنگ آهک موجب خرابی در آنها میشود که به علت تبخیر حاصل از تبلور در سطح آنها به وجود میآید. مرمر که اساسا کربنات کلسیم است مورد هجوم اسیدهای موجود در هوا قرار میگیرد و سطح صیقلی آن در مرور زمان زبر میشود. ولی به علت بافت متراکم و چگال آن کمتر تحت تاثیر عمل تبلور قرار میگیرد.
3- اثر یخبندان
تخریب بر اثر یخبندان در قسمتهایی از ساختمان نظیر محل درپوش ها، سایه بان ها، کرسی بنا و کف پنجرهها بیشتر دیده میشود. عموما سنگ آهک و دولومیت بیش از ماسه سنگ در معرض تهاجم اثر یخبندان هستند. مرمر، شیت و گرانیت به علت تخلخل اندک تحت تاثیر اثر یخبندان واقع نمیشوند.
4- پوسیدگی فلزات
آب بارانی که از سطوح مس و آلیاژهای آن به سطح سنگ آهکی میریزد باعث ایجاد لکههای سبزرنگی میشود. زنگزدگی حاصل از مواد آهنی و فولادی بسیار سخت و دشوار از روی سطوح متخلخل سنگها پاک میشوند. بیشترین آسیب دیدگی ناشی از انبساط زنگ زدن قطعات آهنی و فولادی داخل سنگ کاری نما رخ میدهد. به این منظور کلیه قطعات فلزی مورد استفاده در نصب سنگ نما باید ضد زنگ باشند.
5- آتش
آتش به ندرت موجب تخریب کلی در کارهای سنگی شود. ولی سطح نمای گرانیت، مرمر و ماسه سنگ ها ممکن است در اثر آتش سیاه یا خرد شوند. سنگهای آهکی عموما تحت تاثیر آتش قرار نمیگیرند، فقط سنگهای با رنگ روشن به علت اکسید شدن آهن موجود در آنها برای همیشه صورتی رنگ میشوند.
آخرین نظرات