مقدمه

مقدمه

 

 سنگ یا خاک

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 زمین شناسی به عنوان شاخصی در طبقه بندی آنها به دو گروه سنگ و خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

منشا شکل گیری سنگ‌ها و خرده سنگ‌ها

دو فرایند کوه زایی و کوه سایی در زمین موجب پدید آمدن محصولات سنگی می‌شود.

عوامل کوه زایی

فشارهای کره مذاب درون زمین را که به پوسته جامد سطح آن وارد می‌شود را می‌توان عامل فرایند کوه زایی و خشکی زایی نامید.

عوامل هوازدگی یا کوه سایی

هر یک از چند روندی را که باعث خرد شدن و تغییر شکل مواد سخت سطح زمین و موادی که با جو در تماس هستند، هوازدگی می‌نامند. عوامل فرسایش یا هوازدگی به دو گروه فیزیکی و شیمیایی تقسیم می‌شوند.

هوازدگی شیمیایی

محصول هیدراتاسیون، انحلال، آبکافت، اکسیداسیون و یا عکس العمل آب‌های اسیدی با املاح تشکیل دهنده سنگ هاست.

هوازدگی فیزیکی

این پدیده توسط عواملی چون یخبندان، تغییرات حرارت در جو و در نتیجه انبساط و انقباض، نیروی جاذبه زمین، رشد گیاهان، باد، جریان آب و عمل جانوران و مانند اینها شکل می‌گیرد و باعث خرد شدن سنگ‌ها و تغییر شکل آنها به دانه‌های ریزتر می‌شود.

ساختمان شیمیایی سنگ‌ها

سنگ‌ها خود از قسمت‌های ساده تری به نام کانی ساخته شده‌اند. کانی‌ها مواد جامد، طبیعی، معمولا متبلور، غیرآلی، همگن و با ترکیبات شیمیایی مشخص اند. تاکنون بیش از ۳۰۰۰ کانی در طبیعت شناخته شده که تنها حدود ۲۴ کانی در سنگ‌های پوسته زمین فراوان هستند و آنها را کانی‌های سنگ ساز می‌نامند.

طبقه‌بندی شیمیایی سنگ‌ها

چون کانیهای تشکیل دهنده سنگ‌ها متنوع هستند، بسته به میزان وجود بعضی دیگر از ترکیبات شیمیایی که در آنها است سنگ‌ها را به چهار دسته تقسیم می‌کنند:
کربنات‌ها
سولفات‌ها
اکسیدها
سیلیکات‌ها

طبقه‌بندی سنگ‌ها از نظر نحوهٔ تشکیل

سنگ‌ها از نظر نحوهٔ تشکیل به سه گروه زیر تقسیم می‌شوند:
سنگ‌های رسوبی
سنگ‌های آذرین
سنگ‌های دگرگون شده


سنگ‌های رسوبی

بعضی از سنگ‌ها بر اثر ته نشین شدن مواد داخل آب به وجود می‌آیند. رودها مقدار زیادی مواد را با خود به دریاها و دریاچه‌ها می‌برند. این مواد به دلیل سنگینی به ته دریا می‌روند. روی هم قرار می‌گیرند و پس از سفت شدن سنگ‌هایی را به وجود می‌آورند که به آنها سنگ‌های رسوبی گفته می‌شود. سنگ‌های رسوبی لایه لایه‌اند که رنگ یا جنس هر لایه با لایه دیگر متفاوت است. سنگ‌های رسوبی در کوه‌های البرز و زاگرس به فراوانی یافت می‌شوند. ریگ، شن و سنگ‌های آهکی نمونه‌هایی از سنگ‌های رسوبی هستند.

سنگ‌های آذرین

گروه دیگری از سنگ‌ها بر اثر سرد شدن مواد بسیار داغ به وجود آمده‌اند که قبلاً در زمین بوده‌اند. دمای اعماق زمین زیاد است و بعضی سنگ‌ها را ذوب می‌کند. این سنگ‌ها در زیر یا سطح زمین دوباره سرد می‌شوند و سنگ‌هایی را به وجود می‌آورند که به آنها آذرین می‌گویند. سنگ‌های کوه‌هایی مانند دماوند و الوند از نوع آذرین است. سنگ‌های آذرین از بلورهای ریز یا درشت تشکیل شده‌اند.

سنگ‌های دگرگون شده

بعضی از سنگ‌های رسویی یا آذرین اگر مدت زیادی در اعماق زمین بمانند، باید فشار و گرمای زیادی را تحمل کنند. این سنگ‌ها مانند آجر پخته می‌شوند و شکل قبلی خود را از دست می‌دهند و به همین دلیل به آنها سنگ‌های دگرگون شده می‌گویند. (مانند سنگ مرمر)

استفاده

سنگ‌ها و کانی‌ها در ساختمان سازی، صنایع، پزشکی و غیره به کار می‌روند.

انواع سنگ‌های ساختمانی

سنگ تراورتن موج دار

این سنگ‌ها در دسته‌های گوناگون و متنوعی نام گذاری می‌شوند که بعضا نام معدن سنگ به عنوان اسم آن استفاده می‌شود.رایج ترین سنگ‌های ساختمانی عبارتند از:


1-گرانيت :
بيشتر گرانيت ها سخت و چگال هستند و به اين ترتيب جزو مصالح بادوام ساختماني قرار مي گيرند . در برابر نفوذ آب و اثر ضربه مقاومند و محيط هاي صنعتي را به خوبي تحمل مي نمايند . 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 كريستال هاي آن را نمايش مي دهد . سطح گرانيت بر اثر حرارت و تفاوت ضريب انبساط و انقباض بين اجزاي كريستالي مختلف آن به صورت سوخته در مي آيد . استفاده تلفيقي از گرانيت صيقلي و سوخته در ساختمان به علت تضاد ، زيبايي جالبي پديد مي آورد. در ايران معادن بسياري وجود دارد كه سنگ هاي گرانيت با رنگ هاي مختلف از آنها استخراج مي شوند .سنگ گرانيت به علت هزينه سنگين استخراج ، برش و صيقل ، نسبتاًگران است به همين دليل بيشتر در نماي ساختمان هاي مهم به كار برده مي شود . از اين سنگ براي كف سازي ، پياده روسازي و راه سازي نيز استفاده مي گردد.

2-ماسه سنگ ها :
ته نشست هاي 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 مي نامند . بر اساس طبيعت ماسه رسوبي اوليه ، ماسه سنگ ها ممكن است داراي بافت نرم يا خشن باشند . از نظر رنگ بر اساس ماده چسبنده طيفي از رنگ ، سفيد ، نخودي و خاكستري تا قهوه اي و قرمز را در بر مي گيرند . عموماً در برابر يخ بندان مقاومند. سطح نهايي آنها به صورت چكشي ، كلنگي و تيشه اي قابل مصرف است و براي نصب آنها از ابزار غير آهني استفاده مي شود . 
2-1-ماسه سنگ آهكي : اين نوع ماسه سنگ ها در محيط هاي اسيدي مقاوم نيستند . اين شرايط كربنات كلسيم موجود در آنها را تحليل برده و سنگ متلاشي مي شود . كلسيت خالص سفيد است بنابراين ماسه سنگ آهكي نيز سفيد است . 
2-2-ماسه سنگ سيليسي : ماسه سنگ ها اغلب از دانه هاي سيليسي كه به كمك نمك هاي سيليسي به يكديگر چسبيده اند تشكيل شده اند . بنابراين بسيار مقاومند و در محيط هاي اسيدي نيز پايدارند. اين نوع ماسه سنگ ها بيشتر خاكستري رنگند . 
2-3-ماسه سنگ اكسيد آهن : اين نوع ماسه سنگ كه به كمك اكسيدهاي آهن متراكم شده اند به رنگ هاي قهوه اي تا قرمز يافت مي شوند و اغلب با دوامند . 
2-4-ماسه سنگ دولوميتي : ماسه سنگ هاي دولوميتي كه با كربنات منيزيم و كلسيم به هم چسبيده اند در محيط شهري چندان مقاوم نيستند . اين نوع سنگ ها نخودي رنگ اند . 

3-ديوريت:
از ديوريت براي سنگ نما،سنگ پله وكف ونيز در جاده سازي استفاده مي كنند.رنگ اين سنگ خاكستري،خاكستري تيره وگاه خاكستري مايل به سبز است.

4-گابرو:
از گابرو به علت استحكام ومقاومت آن در برابر هوازدگي براي سنگ نما،كف،پل وتونل استفاده مي كنند.رنگ گابرو خاكستري مايل به سبز،سبزوگاهي سياه رنگ است.

5-مرمر:
نوعي سنگ آهك دگرگون شده است كه رنگ هايي بسيار متنوع دارد.مقاومت اين سنگ در برابر هوازدگي،گازها وبارانهاي اسيدي كم است .به همين جهت اين سنگ را در نماي داخلي ساختمانها به كار ميبرند.

6-كوارتزيت:
ماسه سنگي دگرگون شده است كه سيمان سيليسي دارد.مصارف آن در بخشهاي خارج وداخل ساختمان،پل ها وتونل ها مي باشد.

 

انواع سنگهای ساختمانی 


- گرانيت : كه از تركيب موادي همچون كوارتز، سديوم، پتاسيم و فلدسپار تشكيل شده است و درمقابل فرسايش بسيار مقاوم مي باشد. در حال حاضر 98 معدن فعال گرانيت در كشور موجود می باشد و معادن فعال تحت پوشش انجمن صاحبان معادن سنگ 66 معدن است .

- مرمر : كه از تركيب موادي همچون آهك و دولوميت تشكيل شده است كه كاربرد بسياري در امرساختمان سازي دارد. مجموع ذخاير مرمريت در ايران به بيش از 165/2 ميليون تن برسد . در حال حاضر 151 معدن فعال مرمريت در كشور موجود می باشد و معادن فعال تحت پوشش انجمن صاحبان معادن سنگ 43 معدن است .

- تراورتن : كه از ته نشين شدن مواد بر اثر آب داغ يا آب سرد در غارها ا يجاد شده است . كه شامل استالا كتيت و استالا گميت مي باشد. در حال حاضر 52 معدن فعال تراورتن در كشور موجود می باشد و معادن فعال تحت پوشش انجمن صاحبان معادن سنگ 24 معدن است

مشخصات کلی انتخاب سنگ برای مصارف ساختمانی

سنگ‌های مورد استفاده در کارهای ساختمانی باید دارای مشخصات زیر باشند:
۱- بافت سنگ باید ساختمانی سالم داشته باشد، یعنی بدون شیار، ترک و رگه‌های سست باشد 
۲- بدون هرگونه خلل و فرج باشد
۳- پوسیدگی نداشته باشد
۴- یکدست، یکنواخت و همگن باشد
۵- 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
۶- سنگ ساختمانی نباید آلوده به مواد طبیعی و مصنوعی باشد
۷- 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
۸- مقاومت فشاری برای قطعات باربر نباید کمتر از ۱۵۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع باشد
۹- در مقابل سایش مقاوم باشد

طبقه بندی سنگ‌های طبیعی براساس BS۸۱۲
گروه بازالت: آندزیت، بازالت، پرفیریت‌های قلیایی، دولومیت‌ها، اپیدیوریت، لامپروفیر، کوارتز-دولویت و اسپلیت
گروه فلینت: چرت، فلینت
گروه گابرو: دیوریت قلیایی، گنایس قلیایی، گابرو، هورن بلند، نوریت، پریدوتیت، پیکریت و سرپانتینت
گروه گرانیت: گنایس، گرانیت، گرانودیوریت، پگناتیت، کوارتز-دیوریت و سینیت
گروه سنگ‌های ماسه‌ای و آذرین: آرکوز، گریویک، ماسه سنگ و توف
گروه هورن فل: همه سنگ‌های ناشی از دگرگونی غیر از مرمر
گروه سنگ آهک: دولومیت، سنگ آهک و مرمر
گروه شیست‌ها: فیلیت، شیست و اسلیت
گروه پروفیری: آپلیت، داسیت، فلسیت، گرانوفیر، گراتوفیر، میکرو گرانیت، پروفیری، کوارتز-پروفیریت، ریولیت و تراشیت
گروه کوارتزیت: گانیستر، ماسه سنگ‌های کوارتزیتی و کوارتزیت دوباره بلوری شده

فساد در سنگ

عامل اصلی فساد در سنگ‌ها اثر نمک‌های 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.

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 حساس ترند.

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 حساس ترند.
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.

اثر یخبندان

تخریب بر اثر یخبندان در قسمت‌هایی از ساختمان نظیر محل درپوش‌ها، سایه بان‌ها، 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.

پوسیدگی فلزات

آب بارانی که از سطوح مس و آلیاژهای آن به سطح سنگ آهکی می‌ریزد باعث ایجاد لکه‌های سبزرنگی می‌شود. زنگ زدگی 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 ضدزنگ باشند.

آتش

آتش به ندرت موجب تخریب کلی در کارهای سنگی شود. ولی سطح نمای گرانیت، مرمر و ماسه سنگ‌ها 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.

 

 انواع سنگ

 يک ـ سنگ لاشه : سنگی است که شکل خاصی نداشته و به همان صورتی که از معدن آورده می شود بکارمی .رود و کاربرد ان در زيرسازی ها ، پر کردن فاصله بين سنگها و کف سازی خشن محدود می شود

دو ـ سنگ قواره : سنگی است که از سنگ لاشه بدست می آيد و در کارگاه ساختمانی با کمی تيشه کاری ابعاد منظمی يافته و دارای گوشه های معين می گردد از سنگ قواره برای ديوارهای باربر ، جدول .سازی و کف .سازی هايی که نياز به کمی نما سازی دارن استفاده می شود
سه ـ سنگ بادبر ( مالون ) : سنگی است که با تيشه کاری کاملا شکل منظمی يافته و بويژه يک طرف آن شکل صاف به خود ميگيرد .سنگ بادبر را در تونل سازی ، پل سازی ، جدول سازی ، ديوار های باربر و غير باربر ، سنگفرش و پله استفاده می کنند و يکی از عمده ترين کاربردهای مهندسی سنگ لاشه و مالون بويژه در نقاط کوهستانی اجرای قوسهای سنگی است که در پلها ، درگاهها و طاق .زيرين دالانهای سنگی مورد مصرف قرار ميگيرد 
چهار ـ سنگ پلاک ( تزئيناتی ) : برای نما سازی در سطوح از سنگ پلاک استفاده می شود برای تهيه سنگ پلاک سنگ قله را در کارگاه سنگبری به ضخامتهای مورد نظر برش داده و سپس آن را تا حد جلا و آينه شدن ساب می دهند . سنگ تزئيناتی ارزان را از تراورتن و سنگهای گران قيمت را از گرانيت و مرمر انتخاب می کنند . سنگ پلاک را برای تزئينات داخل و خارج ساختمان و در کف ، ديوارپله ، کف پنجره ، کنار و زير ديوار گچی و .وسايل تزئيناتی نظير گلدان ، شمعدان ، جدول و جوی و غيره استفاده می کنند انواع سنگهای ساختمانی ايرانی ،عمده ترين سنگهايی که در عمليات ساختمانی در ايران بکار می روند عبارتند از :
گرانيت ، سنگ سبز توف کوارتزيت ، سنگ آهک تراورتن ، مرمر ، سرپانتين ، ماسه سنگ ، شيست که به توضيح :مختصری در مورد آنها می پردازيم 
گرانيت : از انواع سنگهای آذرين بوده و بسيار سخت و محکم ، بادوام ، زبر و بسيار جلا پذير است . ساب زدن و ،جلاپذيری از ساب معمولی و نمای سنگی تا مرحله اينه ای امکان پذير است . گرانيت خرد شده را برای تهيه بتن زير سازی جاده و راه آهن و سنگ ساختمانی آن را برای بناهای يادبود ، زيربنای تاسيسات ، تزئينات داخل و خارج ساختمان و کف سازی به کار می برند . از انواع گرانيت .ساختمانی می توان گابرو ، دياباز ، که اصطلاحا به ان گرانيت سياه هم می گويند نام برد
کوارتزيت : اين نوع سنگ که اغلب با سنگ گرانيت نيز اشتباه می شود دارای وي?گيهای متفاوت است و از گرانيت سخت تر است اين سنگ با ظاهر زبر و بلوری خود قابل شناسايی است . کوارتزيت را .بخاطر ظاهر ،زبر آن بيشتر در ساختمانهای ارزان قيمت و روستايی به کار می برند . رنگ آن بيشتر قهوه ای سوخته ، سرخ .خاکستری و قهوه ای است ماسه سنگ : اين سنگها از نوع رسوبی هستند که از چسبيدن دانه های سيليس به يکديگر به وجود آمده اند . مواد اين سنگ ممکن است ، سيليس ، اکسيد آهن و يا خاک رس باشد . سختی و دوام قطعات اين سنگ بستگی به نوع چسب آن دارد . رنگ اين سنگها معمولا خاکستری ، قهوه ای ، سرخ و ارغوانی است . ماسه سنگ کاملا سيمانی شده را ممکن است کاملا خرد نموده و در زير سازی راه آهن و جاده .ها به کار برند . همچنين ماسه سنگ کوارتزی را به عنوان ماسه ريخته گری و ماده اوليه شيشه استفاده می کنند
سنگ توف : از انواع سنگهای خاکستر آتشفشان بوده که به علت چسبندگی کم ذرات آن در اثر هوازدگی پوسته پوسته .می شود و به صورت دانه های ريز از آن جدا می شود . اين سنگ را به علت سبزی چشم نوازی که دارد در کار ديوار سازی پارک سازی و ديوارهای حايل استفاده می کنند
سنگ آهک : از انواع سنگهای رسوبی است و در سطح وسيعی از نظر اندازه ، قواره و شکل و رنگ وجود دارد . سنگ آهک را برای تزئينات داخل و خارج ساختمان ، ديوار ، تزئينات کف ، نماسازی .مجسمه سازی و ستون سازی به کار می برند .
تراورتن : اين سنگ حاصل رسوبات جريانات آب گرم زيرزمينی می باشد . تراورتن به رنگهای سفيد ، کرم و خاکستری وجود دارد ، اين سنگ را برای نماسازی داخل و خارج ساختمان به کار می برند
مرمر : از انواع سنگ های دگرگون است که در رنگهای سفيد ، خاکستری ، سياه ، سبز ، قرمز ، زرد و ارغوانی می باشد. سنگ مرمر را برای تزئينات و نما سازی داخل ساختمان شامل ، کف ، ديوار و .کارهای هنری بکار می برند
شيست : سنگهای لايه لايه سياه رنگ می باشند که از انواع سنگهای دگرگون هستند و به مصرف فرش کردن کف ، پياده روها ، خيابانها ، باغها و پارکها می رسند . نکته ای که در پايان اين مطلب قابل .ذکر است اين می باشد که با توجه به معادن سنگهای ساختمانی در ايران و استخراج انواع آن در ايران دارای مقام سوم و چهارم جهان می باشد 

 

مسیر سایت