اطلاعات کاربردی سنگ

الف-خصوصیات فنی که باید در سنگ مورد توجه قرار گیرد:

1-کیفیت فیزیکی سنگ: یعنی فاقد شکستگی ، اثرات هوازدگی وتخلخل باشد.

2-کیفیت فرآوری :ساب مناسب ، یکنواختی ضخامت ، گونیا بودن اضلاع ، اندازه پلاک ، برش راه و بیراه

پرشدگی یا بتونه

3-دقت در نصب -در حد امکان نصب خشک در نما و عدم استفاده از پیچ و رولپلاک

ب-تقسیم بندی سنگهای تزئینی

1-سنگهای گرانیتی

2-سنگهای آهکی-تراورتن،مرمریت،مرمر،و غیره

3-سنگهای سیلیسی-سنداستون-کنگلومرا

ج-محدودیتهای استفاده از سنگ

به دلیل وجود خواص سنگ شناسی و فیزیکی مختلف سنگها ، کاربرد سنگ با محدودیتهای زیر روبرو است:

1-استفاده از سنگهای سلیسی با مقاومت کم در کف ساختمانها تو صیه نمی شود.زیرا اینگونه سنگها به تدریج

خوردگی پیدا نموده و موجب از بین رفتن سنگها میشوند.از جمله این سنگها مرمریت ترکدار و لایمستون ها

را میتوان نام برد.

2-استفاده از تراورتن پر شده با سیمان به دلیل تغییر رنگ ماده غیر طبیعی سیمان تو سط مواد محلول رنگی

توصیه نمیشود،لیکن در صورت پرشدگی سنگ توسط رزین مناسب این مشکل کاهش می یابد ، لیکن استفاده از رزین پلی استر برای ساختمانهای بلند مرتبه بدلیل آتش زا بودن ممنوع میباشد.

3-سنگهای مرمر رنگی شامل سبز ، پرتقالی، عسلی در معرض نور آفتاب تغییر رنگ میدهند.لذا نصب این نوع سنگها در محل هایی که تابش نور دارند تو صیه نمی شود.

4-استفاده از سنگهای گرانیتی سبز رنگ غیر از پریدوتیت ها (سنگهای سبز بیرجند)در نمای رو به تابش نور تغییر رنگ را بدنبال خواهد داشت.

5-هر گونه سنگ غیر گرانیتی و غیر چینی در محلهایی که استفاده از مواد مختلف روی آن بطور دائم انجام می گیرد توصیه نمیشود،برای مثال استفاده از سنگهای تراورتنی و مرمریت های ترکدار در پیشخوان آشپزخانه ها و میزهای آزمایشگاهی بدلیل جذب و جایگزینی مواد در آنها غیر بهداشتی است.

6-استفاده از سنگهای با ضریب بالا مانند لایمستونها در نمای بیرونی ساختمان نامناسب است.

7-نصب هر نوع سنگ در سرویسهای بهداشتی منازل و یا محیط های کار بدلیل تاثیر استفاده از محلولهای کف شو بر روی آنها موجب تغییر رنگ سطحی و ایجاد خلل و فرج های ریز میگردد.

8-فاصله دید از محل نصب سنگ در انتخاب سنگ محدودیتهایی ایجاد می نماید.برای مثال سنگهای گرانیتی با کانیهای فلدسپاتی زیبا،زمانی زیبایی خود را در معرض دید قرار خواهند داد که حداکثر در فاصله 50 سانتی متری از دید انسانها قرار گیرد و نصب این نوع سنگها در فاصله دور تفاوتی از نظر زیبایی با سنگهای بسیار ارزانتر از خود را نشان نمیدهند.

9-در محیط هایی که مواد شیمیایی وجود دارد استفاده از سنگهای آهکی مجاز نمی باشد.

10-نصب سنگها با ترکهای برشی در مناطق سرد موجب ایجاد گسیختگی در سنگ میشود.

11-سنگهای چند کانی در مقابل هوازدگی دارای مقاومتهای مختلف میباشند ، و تاثیرات جوی موجب ایجاد سطح ناهمگون در بلند مدت خواهد شد.

12-استفاده از سنگهای آهکی که دارای قطعات سیلیسی (چرت)میباشند،در شرایط آب و هوایی متغیر نمیشود زیراثر عوامل مختلف دگر سانی موجب ایجاد لکه های برجسته سیلیسی در متن آهکی خواهد شد و از زیبایی سنگ میکاهد.

13-استفاده از گرانیتهایی که دارای کانیهای طلایی رنگ (پیریت) میباشند در هوای آزاد توصیه نمیشوند زیرا بر اثر اکسیداسیون موجبات تغییر رنگ کانیها و در نهایت تخلخل در سنگ می آید.

14-سنگهای آهکی تیره در مجاورت شرایط جوی متغیر تغییر رنگ می دهند.

15-وجود ترکهای اولیه یا ثانویه در سنگ شرایط مناسبی برای تاثیر عوامل هوازدگی و یخبندان میباشند.

16-سطوح لایه بندی در مرمریتها در صورتیکه موازی سطوح لایه بندی بریده شده باشند،موجب تورق و پیوسته شدن این نوع سنگها در آب و هوای گرم و مرطوب میگردد.

17-استفاده از سنگهای متخلخل غیر از تراورتن در شرایط آب و هوایی سرد بدلیل انبساط و انقباض آبهای نفوذی در حفرات سنگ و در نهایت تخریب آن توصیه نمیشو.د.

18-از سنگهای با قابلیت جذب آب زیاد فقط باید در نواحی خشک استفاده شود.

د-تستهای اصلی آزمایشگاهی استاندارد سنگ

1-ازمایشات مینرالوژی شامل تشخیص مینرال اصلی و همراه

2-پترو گرافی جهت تعیین بافت ،تشکیل دهنده ها –ابعاد بلورها،همبری بلور ها-شکل بلورها-میکرو فرا کمپرها –تخلخل و تعیین نام سنگ

3-تعیین افت وزنی در برابر برش

4-تعیین افت وزنی در برابر سایش

5-تعیین مقاومت فشاری خشک و تر

6-تعیین مدول الاستیسیته

7-تعیین وزن مخصوص

8-تعیین ضریب انقباض و انبساط

9-تعیین سختی

10-میزان جذب آب

11-آنالیز شیمیایی کامل سنگ

ه- مفاهیم تستهای آزمایشگاهی در انتخاب سنگ

ویژگیهای فنی سنگها که با آزمایشهای شیمیایی،فیزیکی و مکانیکی به دست می آید به علت تنوع بافت ، ساخت و شرایط تشکیل سنگهابسیار متفاوت میباشد.با تجزیه شیمیایی سنگها میتوان تا حدودی ترکیب شیمیایی آنها را به دست آورد و آن را به عنوان مکمل همراه با بررسیهای کانی شناسی میکروسکوپی مورد استفاده قرار داد.علاوه بر این ،وجود ترکیبات مضر از قبیل پیریت،قطعات درشت میکا،تالک و غیره را میتوان تعیین نمود.برای سنگهایی که در مجاورت آبهای شور به کار میروند،حتما" باید آزمایشهای شیمیایی به عمل آید.از آزمایشهای فیزیکی و مکانیکی به طور گسترده ای برای طبقه بندی سنگها استفاده شده است که از آن جمله می توان وزن مخصوص ،مقاومت فشاری در یخبندان را نام برد.

1-وزن مخصوص

-گاهی اوقات وزن سنگ میتواند مهم باشد،برای ساخت لنگرگاهها و دیوارهای ساحلی داشتن دیوارهای با چگالی بالا مهم است زیرا سنگ در آب غوطه ور میشود و قسمت مهمی از وزن موثر خود را از دست می دهد.از طرف دیگر، در بنای طاق یا گنبد نیاز به استفاده از سنگهای سبک میباشد.

در یک طبقه بندی ،سنگها بر اساس وزن مخصوص به دو گروه سبک با وزن مخصوص کمتر از8/1 و سنگین با وزن مخصوص بالای 8/1 گروهبندی شده است.

بر این اساس کاربرد سنگهای سبک برای ساخت دیوار در مناطق نزدیک به معدن و برای سنگهای سنگین برای انواع کاربردهای مهندسی از قبیل شالوده،دیوار حائل،سنگ نما و غیره ذکر شده است.

بر اساس طبقه بندی دیگر ، سنگها بر اساس وزن مخصوصبه شکل زیر گروهبندی شده اند:

1-سنگهای خیلی سبک(شناور در آب) وزن مخصوص ظاهری

2-سنگهای سبک 5/1-1

3-سنگهای با وزن متوسط 5/2-5/1

4-سنگهای سنگین 3-5/2

5-سنگهای خیلی سنگین 3

و.زن مخصوص در جلاپذیری سنگ اهمیت دارد به طوری که سنگهای با وزن مخصوص کمتر از 5/1 جلای مناسب نمی پذیرند و وزن مخصوص بالای 2/2 به خوبی جلاپذیرند.

وزن مخصوص سنگهای ساختمانی باید تا تدوین و تصویب استاندارد ملی ایران،مطابق با استاندارد

:97 اندازه گیری شود. ASTMC

2-میزان جذب آب

میزان جذب آب،مقدار آبی است که سنگ برحسب درصد وزن خشک خود جذب مینماید.میزان جذب در سنگها بسیار متفاوت بوده و گاه ممکن است در یک نوع تغییراتی مشاهده شود.اما بطور کلی این مقدار در سنگهای آذرین خیلی کم است.

سنگ آهکها و ماسه سنگها مقادیر مختلفی را نشان می دهند در کل برای سنگهای ساختمانی میزان جذب آب باید پایین باشد.

برای اندازه گیری جذب آب سنگ باید تا تصویب استاندارد ملی ایران ، از روش استاندارد

استفاده شود. 97:ASTMC

3-تخلخل و ارتباط آن با جذب آب

تخلخل نشان دهنده حجم فضاهای خالی موجود در سنگ است و لذا سنگ با تخلخل کم مقدار کمی می تواند آب جذب کند،اما سنگ با تخلخل زیاد ممکن است مقادیر زیادی آب جذب و در خود نگه دارد.

البته باقیماندن آب در سنگ بستگی به ابعاد و شکل منافذ نیز دارد.منافذ کوچک به خاطر خاصیت مویینگی،آب بیشتری جذب می نمایند و بالعکس اگر منافذ بزرگتر باشند آب ساده تر خارج می شود.در برخی موارد علیرغم تخلخل بالا ،میزان جذب آب پایین مشاهده می گردد و لزوما" رابطه مستقیمی بین این دو وجود ندارد.

سنگها را براساس در صد تخلخل ظاهری به گروههای زیر تقسیم می کنند:

- سنگهای با تخلخل خیلی زیاد بالاتر از 20 درصد

- سنگهای با تخلخل زیاد 10 تا20 درصد

- سنگهای با تخلخل نسبتا" زیاد 5 تا 10 درصد

- سنگهای با تخلخل متوسط 5/2 تا 5 درصد

- سنگهای با تخلخل کم 1 تا 5/2 درصد

- سنگهای خیلی متراکم کمتر از یک درصد

تخلخل ظاهری را می توان از فرمول زیر به دست آورد:

S-W(D-W)×100=P

4-آزمایش سایش اصطکاکی

به وسیله این آزمایش مقدار وزن یا حجم لایه ساییده شده از یک نمونه تخت که در مجاورت یک صفحه دوار با سرعت مشخص قرار گرفته و به وسیله مواد ساینده استاندارد ساییده میشود،تعیین میگردد.این آزمایش برای سنگهای کف،پلکان،پیاده رو و از این قبیل انجام می شود.روش آزمایش مطابق استاندارد ملی ایران شماره619 می باشد.

5-آزمایش پرتاب ماسه

برای بررسی مقاومت سایشی سنگهای لاشه یا سنگدانه های درشت برای سنگهایی که در معرض فرسایش باد و طوفان هستند مناسب است.

یکی دیگر از روشهای متداول برای مقاومت سایشی سنگها،آزمایش لس آنجلس است که مطابق استاندارد ملی ایران شماره 448 باید انجام گیرد.

6-سختی

سختی یکی دیگر از ویژگیهای سنگها،سختی است که معمولا"به وسیله مقاومت در برابر خراش پذیری،سایش،برش و سوراخ شدن تعیین میشود.این ویژگیها بستگی به خصوصیات کانیهای سنگ،تراکم،دانه بندی،ساخت و بافت،درجه هوازدگی،درجه و نوع سیمان شدن دارد.برای سنگهایی که از چند کانی تشکیل شده اند

درجه سختی در نقاط مختلف تغییر میکند.سختی از نظر خراش را می توان با مقایسه با جدول موس تخمین زد و از نظر فرسایش نیز آزمایشهای سایش اصطکاکی مانند مراجع11 و 13 قابل استفاده هستند.

7-مقاومت ضربه ای

مقاومتی است که یک سنگ در برابر ضربه دینامیکی از خود نشان میدهد(مثلا" ضربه چکش یا افتادن جسم روی آن).سنگی که مقاومت کمی از خود نشان دهد شکننده می گویند.مقاومت ضربه ای به سختی و ساختمان سنگ بستگی دارد.

معمولا" هر چه سنگ دارای دانه بندی ریزتری باشد ،سخت تراست.این خاصیت در سنگهایی که برای ساخت بندرها ،کف ها ،پیاده روها و راه آهن به کار می روندبسیار مهم است.برای اندازه گیری روشهای متعددی وجود دارد که رایج ترین روشها این است که،نمونه راروی یک کیسه شن قرار می دهند و سپس یک وزنه چدنی یک کیلو گرمی را از ارتفاع معینی روی سنگ پرتاب می کنند.ارتفاع گلوله را آنقدر افزایش می دهند تا نمونه بشکند.

حاصل ضرب ارتفاع (متر)در وزن (کیلوگرم)مقاومت ضربه ای نمونه را به دست می دهد.(در هر بار افزایش ارتفاع از نمونه استفاده می شود).

8-انبساط و انقباض حرارتی سنگها

سنگهای ساختمانی براثر گرما منبسط و بر اثر سرما منقبض می شوند،اما به ابعاد اولیه خود باز نمی گردند.این تغییرات ممکن است برای یک سنگ به طول یک متر ناچیز باشند،عدد قابل توجهی خواهد شد.لذا اگر سنگها به طور فشرده و بند اتصال کنار یکدیگر قرار گیرند احتمالا" دیوار دچار کمانش خواهد شد،اما اگر بند اتصال با ملات پر شده باشد می توان مقداری از افزایش طول را تحمل کند.حتی در اینصورت نیز گاهی اوقات استفاده از بندهای الاستیک توصیه می گردد.

9-هدایت حرارتی

هدایت حرارتی در سنگهای مختلف متفاوت است.در سنگهای متخلخل هدایت حرارتی کمتر از سنگهای متراکم است به هر حال،سنگها اغلب نارسانا بوده و می توان آنها را بالنسبه عایق به حساب آورد.

10-مقاومت در برابر آتش

بسیاری از سنگهای ساختمانی در برابر آتش به شدت حساسند و دچار گسیختگی می شوند به خصوص اثر ترکیبی آتش و آب (برای آتش نشانی)شدیدا"آنها را ضعیف می کند.گسیختگی سنگ بر اثر آتش سوزی و به علت تنشهای متفاوت در بخش سطحی و قسمت درونی سنگ و یا ممکن است به دلیل گرم شدن اولیه و سپس سرد شدن ناگهانی آن به وسیله جریان آب سرد در هنگام آتش نشانی رخ دهدبهترین راه برای تعیین مقاومت سنگ ساختمانی در برابرآتش ،آزمایش آن در دمای زیاد است.معمولا"سنگهایی که از نظر دانه بندی همگن و کانیهای آنها در دمای زیاد تشکیل یافته اند،در برابر آتش مقاوم ترندبه نظر میآید ماسه سنگها در کل،مقاومت بهتری از گرانیتها داشته باشند.

سنگهای نوع آهکی اگر تا دمای بالاتر از850 درجه گرما ببیند با آهک زنده کلسینه می شوند اما در دماهای پایین تر ،کمتر از سایر سنگها آسیب می بینند.البته سنگهای دولومیتی دردماهای پایین تر از این نیز آسیب می بینند.

به طور کلی ،به عنوان یک گروه از مصالح،سنگهای ساختمانی مقاومت کمی در برابر آتش دارند،به خصوص اگر سریعا"سرد شوند.سنگها در مقایسه با محصولات رسی پخته شده نظیرآجر و سفال از این نظر در مراحل بسیار پایین تری قرار می گیرند.

11-مقاومت در برابر یخبندان

سنگ ساختمانی خوب باید در برابر یخبندان مقاومت داشته باشد،گسیختگی به وسیله یخبندان به علت جذب آب به داخل خلل و فرج سنگ و یخ زدن آن رخ میدهد.این موضوع به دلیل تغییر حجم آب در هنگام یخ زدن است که حدودا"9% حجم اولیه افزایش می یابد در نتیجه یک تنش داخلی درون سنگ به وجود می آید.

در شرایط یکسان ممکن است انتظار رود که سنگ با جذب زیاد بسیار آسان تر از سنگی با جذب کم بشکند اما همیشه هم این طور نیست زیرا عوامل متعددی روی این موضوع تاثیر می گذارد از جمله می تواند ابعاد،شکل و نحوه توزیع خلل و فرج و همین طور سختی سنگ را نام برد.سنگ با خلل و فرج زیاد ممکن است درصد جذب بالایی داشته باشد.اما بر اثر یخبندان گسسته نمی شود.زیرا آب به سرعت از آن خارج می شود.از طرف دیگر،سنگ با خلل و فرج ریز با شکل های نا منظم ،آب را به مدت طولانی تری نگاه میدارد و این موجب می شود تا هنگام یخ زدن فشار زیادی در داخل آن ایجاد شود.

البته تخریب سنگ بر اثر یخبندان همانگونه که قبلا" نیز گفته شد همیشه به همین دلیل جذب آب از محیط نیست،بلکه می تواند به علت آب سطحی معدن نیز باشد.

در هنگام انتخاب سنگ از نظر مقاومت آن در هنگام یخبندان مسائل زیر را باید در نظر گرفت:

1-نباید سنگ لایه لایه را در هوای سرد مورد استفاده قرار داد.

2-حتی الامکان سنگهایی را باید انتخاب کرد که از نظر مقاومت در برابر یخبندان شناخته شده باشد.

3-سنگهایی با جذب آب زیاد را نباید در مکانهای سرد و مرطوب به کار برد.

4-بیشتر سنگهای نوع آذرین از مقاومت خیلی زیاد در برابر یخبندان برخوردارند.

5-آزمایشهایی که برای تعیین مقاومت در برابر یخبندان انجام می گیرد باید از نظر تعداد و دوره های یخ زدن و آب شدن و دمای بالا و پایین آزمایش باید حتی الامکان نزدیک به شرایط محل کاربرد باشد.

6-هنگام آزمایش برای بررسی مقاومت سنگ در برابر یخبندان عوامل زیر مورد توجه قرار می گیرند:در صد افت وزن خشک،درصد افت مقاومت فشاری،ایجاد ترک،جدایی دانه های سنگ.

یک آزمایش دیگر برای تخمیت مقاومت سنگها در برابر یخبندان،اشباع کردن آنها در محلول سولفات سدیم و سپس خشک کردن آنهاست.در این عمل به علت رشد بلورهای سولفات سدیم درون خلل و فرج سنگ تنش داخلی زیادی ایجاد می شود.این عمل را میتوان چند بار تکرار کرد.

این آزمایش خیلی شدیدتر از آزمایش معمولی یخبندان بوده و نحوه تفسیر نتایج حاصل از آنها متفاوت است.

12-ترکیب شیمیایی سنگها

تجزیه شیمیایی سنگها به موازات بررسی میکروسکپی آنها برای تشخیص کانیها و درصد عناصر می تواند مفید باشد.در عین حال تجزیه شیمیایی به تنهایی ناکافی است و حضور عناصر مضر را نشان نمیدهد.

تجزیه شیمیایی سنگهای آذرین درصد اکسید سیلسسیوم و اکسید آلومینیوم و درصد های مختلفی از اکسیدهای آهن،کلسیم،منیزیم و قلیایی ها را نشان می دهد،که بستگی به نوع سنگ دارد.

سنگهای آهکی اگر خالص باشند ،تنها حاوی کربنات کلسیم و کربنات مضاعف کلسیم منیزیم است اما در صورت دارا بودن ناخالصیهای رسی مقدار اکسید سیلیسیم و اکسید آلومینیوم اکسید آهن و مقداری آب شیمیایی را نیز دارا هستند.

ماسه سنگها در صورت خلوص به غیر از اکسید سیلیس اکسیدهای دیگری ندارند،اما اگر رسی باشند حاوی اسید آلومینیوم،اکسید آهن و مقادیری آب شیمیایی نیز هستند.اگر کربناتی باشند ممکن است چند درصد آهک را نیز نشان دهند.

13-بررسی میکروسکوپی سنگها

امروزه آزمایشهای میکروسکوپی جهت مطالعه سنگها از اهمیت ویژه ای برخوردا است که می توان به وسیله آن،موارد زیر را مطالعه کرد:

1-ساخت

2-بافت درجه بلوری شدن،اندازه و شکل دانه ها،رابطه بین بلورها

3-نوع و درصد کانیهای تشکیل دهنده و نحوه توزیع آنها

4-تشخیص کانیهای مضر

5-مشخص کردن جهت یافتگی کانیها

6-تعیین درجه دگرسانی کانیها و نوع کانیهای دگرسان شده

7-درجه هوازدگی

8-درصد تخلخل در سنگهای رسوبی

9-تعیین نوع خمیره و سیمان سنگهای رسوبی

10-نوع ذره ها و بررسی فشارهای وارده به سنگ از نظر تکتونیکی

11-درجه رنگینی

اطلاعات کاربردی سنگ

مطالب مشابه :

دانستنی هایی در مورد بخش 9 علوم چهارم ابتدایی

تفاوت مرمر با مرمریت

پاسخ به سوالات مهم در مورد سنگ ها

در مورد سنگها بخوانید

اطلاعات عمومی در مورد سنگها

اشاره: در انتخاب سنگ دقت کنیم...

اطلاعات کاربردی سنگ