پيشگفتار :
از ديرباز تلاش براي دستيابي به مجهولات از طريق جستجوگري ذهن كنجكاو و فعال انسان
، زمينه فعاليتهاي پژوهشي او در عرصه هاي گوناگون علم و فن را فراهم آورده است ، تا
آنجا كه امروز از تحقيق به عنوان بازوي مهم توسعه همه جانبه ياد مي شود . تلاشهاي
علمي خلاق و منظم بستر مناسبي است كه دانش بشري را بيش از پيش رشد داده و علوم و
فنون مختلف از اين رهگذر در پناه خلاقيت و ابداع روشها و فن آوريهاي نو دگرگونيهاي
بي بديلي را در زندگي انسان بوجود آورده است .
اين فرآيند را مي توان “ تحقيق و توسعه “ ناميد . بي ترديد در عصر حاضر انجام
تحقيقات كاربردي و هدفمند يكي از اركان پيشرفت علمي و توسعه كشورها است . از اين
نظر ما نيز بايد براي توسعه هر چه بيشتر كشور فعاليتهاي تحقيقاتي خود را در اين
مسير جلو برده تا مشكلات موجود و آتي را پس از شناسايي صحيح مرتفع نمود .
مركز تحقيقات ساختمان و مسكن براي دستيابي به اهداف فوق از طريق هماهنگ نمودن ،
متمركز ساختن ، اجراي برنامه هاي مطالعاتي و تحقيقاتي در مورد ساختمان ، مسكن ،
مصالح روشهاي ساختماني و تهيه ضوابط مربوط به آنها و انجام راهنمايي هاي لازم در
اجراي برنامه هاي خانه سازي و توليدات ساختماني متناسب با احتياجات كشور فعاليت مي
نمايد . از طرف ديگر با تاكيد بر اين باور كه به منظور دستيابي به اهداف فوق نتايج
طرحهاي پژوهشي مي بايد در اختيار جامعه علمي ، فني و صنعتي كشور قرار گيرد ، مركز
تحقيقات ساختمان و مسكن ، پيوسته تلاش كرده است كه نتايج طرحهاي پژوهشي خود را به
گونه اي نظام يافته منتشر نموده و در اختيار جامعه قرار دهد . حاصل اين تلاش گسترده
انتشار و چاپ دهها كتاب و گزارش است كه از بدو فعاليت مركز به چاپ رسيده و بسياري
از آنها راهگشاي فرآيند “ تحقيق و توسعه “ كه از مضامين اصيل پژوهش در تمام جهان
است ، بوده است .
اميد است مجموعه حاضر ، تحت عنوان “ راهنماي انتخاب سنگ ساختماني “ كه نمايي از
فعاليتهاي پژوهشي و انتشاراتي مركز است ، سهم اندكي در خدمت به جامعه علمي و فني
كشور داشته باشد .
مقدمه :
آمار وزارت معادن و فلزات نشان مي دهد كه ايران در سالهاي اخير پس از ايتاليا دومين
توليدكننده سنگهاي تزئيني در جهان بوده است . در عين حال يكي از پرمصرف ترين
كشورهاي دنيار در زمينه سنگ ساختماني نيز كشور ايران است . سنگ جزو آن دسته از
مصالح ساختماني است كه در صورت انتخاب ، نصب و نگهداري صحيح از دوام و طول عمر
زيادي برخوردار است و در صورت تخريب ، معمولا مرمت آن امكان پذير نيست .
با توجه به كاربرد سنگ هاي ساختماني كه بيشتر در ساختمان هاي بلند به كار مي رود ،
متاسفانه به علت فقدان دانش فني برخي مصرف كنندگان در زمينه انتخاب ، نصب و نگهداري
سنگ ساختماني ، خسارت جاني و مالي زيادي به بار آورده است . اين امر ، به دليل
ناآگاهي مصرف كنندگان به روشهاي صحيح نصب سنگ از لحاظ ايمني نيز خطر سقوط آن قابل
پيش بيني است .
در اين نشريه راهنماييهاي لازم و كاربردي به منظور شناخت بهتر سنگهاي ساختماني و
روش صحيح انتخاب سنگ ارائه شده است . ابتدا عوامل مؤثر براي انتخاب سنگ ساختماني ،
شامل قيمت ، رنگ ، دوام و مشخصات فني سنگ توضيح داده شده است . قيمت سنگ به عوامل
مختلف اجتماعي و اقتصادي بستگي دارد كه چندان مرتبط با بحث اين راهنما نمي باشد و
صرفا به اشاره به برخي از عوامل مؤثر بسنده شده است .
رنگ سنگ يكي از عوامل مهم در انتخاب آن ميباشد ، لذا ثبات آن براي طراح بسيار مهم
است و هر گونه تغيير رنگ سنگ پس از نصب آن به اهداف طرح آسيب وارد مي نمايد .
بنابراين علل ثبات يا تغيير رنگ سنگ مورد بحث قرار گرفته و راهنماييهاي لازم در
مورد آن ارائه شده است .
عليرغم اينكه دوام سنگ بايد مهمترين عامل در انتخاب آن باشد ، متأسفانه كمتر مورد
توجه قرار مي گيرد و اين ، موضوع بعدي اين راهنما مي باشد . عوامل ساخت ، بافت و
تركيب كانيهاي تشكيل دهنده در اين چارچوب مورد توجه قرار گرفته و به خصوص كانيهاي
مضري كه مي تواند باعث تخريب سنگ شود مورد بحث قرار گرفته است .
خواص فني سنگ كه با آزمايشهاي شيميايي ، فيزيكي و مكانيكي به دست مي آيد ، در
انتخاب سنگ بسيار مهم است . اين خواص شامل وزن مخصوص ، جذب آب ، تخلخل ، مقاومت هاي
فشاري ، خمشي ، كششي ، سايشي و ضربه اي ، سختي ، انبساط حرارتي ، هدايت حرارتي ،
مقاومت در برابر آتش و مقاومت در برابر يخبندان در بخش (2-3) مورد بحث قرار گرفته و
در مورد هر كدام استاندارد روش آزمايش معرفي شده است .
در بخش چهارم ، يك طبقه بندي كاربردي از سنگهاي ساختماني ارائه گرديده است و در هر
طبقه ، خواص مهم سنگهايي كه به عنوان سنگ ساختماني مصرف فراواني دارند شرح داده شده
است . در انتهاي اين بخش ، جدولي از مشخصات فني انواع سنگهاي ساختماني داده شده است
كه مي تواند براي انتخاب اوليه سنگ موردنظر مورد استفاده طراح قرار گيرد .
از مهمترين بخش هاي اين راهنما بخش پنجم مي باشد كه در آن ، پس از شرح كاربردهاي
سنگ هاي ساختماني ، جدول كاربردي مناسبي به عنوان راهنماي اوليه انتخاب سنگ ارائه
شده است . در جدول (5-1) براي هر كدام از كاربردهاي دهگانه اي كه براي سنگ ساختماني
شمرده شده است ، آزمايشهاي لازمي كه بايد براي انتخاب سنگ انجام گيرد معرفي شده و
مثالهايي از سنگهاي مناسب براي كاربرد آورده شده است .
در دو بخش نهايي نتايج آزمايشهاي انجام گرفته بر روي 38 سنگ ساختماني تجاري و رايج
در ايران ارائه شده است كه بطور يقين مي تواند مورد استفاده طيف وسيعي از طراحان ،
مهندسان ساختمان ، معماران ، زمين شناسان ، معدن داران و غيره قرار گيرد .
اين راهنما براي اولين بار در مركز تحقيقات ساختمان و مسكن ، تدوين شده و قطعا براي
بهبود و تكميل آن ، كارهاي بيشتري مي تواند انجام گيرد . لذا از كليه متخصصان و
كارشناسان دعوت مي شود تا نظريات و پيشنهادهاي خود را براي مركز تحقيقات ساختمان و
مسكن ، گروه تدوين راهنماي انتخاب سنگ ساختماني ارسال نمايند .
1 - سنگ ساختماني
سنگ جسمي است طبيعي كه از اجتماع يك يا چند كاني تشكيل شده است . سنگ يكي از مصالح
اصلي در ساخت و ساز مي باشد كه در اكثر كارهايي كه در مهندسي عمران ، راه ، راه آهن
و بندر انجام مي شود مورد استفاده قرار ميگيرد . مهمترين موارد استفاده سنگ را مي
توان به شرح زير گروه بندي كرد :
الف) سنگهايي كه به شكل بلوك در ساختمان سازي ، سدها ، باراندازها ، ديوارهاي جان
پناه و از اين قبيل استفاده مي شوند .
ب) سنگهايي كه براي مصارف تزئيني و نماي ساختمان استفاده مي شوند .
ج) سنگهايي كه براي سنگفرش ، كف و سقف ساختمانها استفاده مي شوند .
2 - عوامل مؤثر براي انتخاب سنگ ساختماني
در ابتداي طرح بايد كاربرد موردنظر مشخص باشد و ساير عوامل با توجه به آن تعيين
شوند . به طور كلي عوامل مهم در انتخاب سنگ ساختماني مناسب عبارتند از : قيمت ، رنگ
، دوام و مشخصات فني .
2-2- رنگ :
اين عامل بيشتر از ديد معماران مهم است ، اگرچه مهندسان نيز حتما روي رنگ سنگ نظر
دارند . معمولا رنگهاي روشن نسبت به رنگهاي تيره ترجيح داده مي شوند . اين موضوع
خصوصا در سنگهاي آهكي مهمتر است زيرا اكثر رنگهاي تيره سنگهاي آهكي در نماي بيرون
ساختمان بر اثر نور خورشيد و آلودگي هوا دوام ندارد . رنگ سنگ از ويژگيهايي است كه
از نظر اقتصادي نيز بسيار مهم است . سنگهايي با رنگ سبز ، لاجوردي و قرمز كه كمياب
هستند داراي ارزش بيشتري مي باشند . گاهي فاصله ديد در تشخيص رنگ سنگ اهميت دارد .
يك گرانيت با دانه بندي متوسط كه داراي فلدسپاتهاي صورتي است ، در فاصله دور با اين
ويژگي ديده نخواهد شد . همچنين يك قطعه چند رنگ از آن ، در فاصله دور به صورت تك
رنگ در خواهد آمد . بنابراين بايد تك رنگ يا چند رنگ بودن سنگ را در فاصله اي حدود
20 تا 50 سانتي متر از چشم موردنظر قرار داد .
رنگ سنگهاي آذرين و دگرگوني سيليكاتي در ارتباط با رنگ فلدسپاتهاي تشكيل دهنده است
كه برحسب نوع آن مي تواند رنگهاي صورتي ، كرم ، قرمز ، سبز و سفيد را به خود بگيرد
.
در سنگهاي رسوبي ، كانيهاي اصلي معمولا بيرنگ هستند ( مانند كوارتز و كلسيت ) اما
وجود مقدار اندكي از ناخالصي ها باعث رنگي شدن اين سنگها مي شود كه از مهمترين آنها
كربن و اكسيدهاي آهن است . رنگهاي سياه و آبي بر اثر وجود كربن آلي و رنگهاي سبز و
قرمز و زرد مي تواند بر اثر وجود اكسيدها و هيدروكسيدهاي آهن به شرح زير به وجود
آيد :
p-12
ثبات رنگ سنگها يكي از ويژگيهاي مهم و كاربردي آنهاست . رنگ بعضي از سنگها تغيير مي
كند و آنهايي كه از مواد آلي ( خاكستري و سياه ) تشكيل يافته اند ، تغييرات بيشتري
خواهند داشت . رنگ سياه يك گابرو با وجود كانيهاي پيروكسن با دوام است ، اما رنگ
سياه سنگ آهك كه داراي مواد هيدروكربور مي باشد با دوام نيست .
رنگ صورتي يك گرانيت حاصل از فلدسپاتها با دوام است ، اما رنگ سبز ماسه سنگ اگر بر
اثر وجود تركيبات آهن باشد بادوام نخواهد بود.
ثبات رنگ سنگ بستگي به مكاني كه سنگ در آن به كار مي رود دارد . سنگ آهك سياه اگر
در داخل ساختمان به كار رود ، رنگ آن براي مدت زيادي تغيير نمي كند اما اگر در
بيرون در معرض شرايط جوي خاص مخصوصا با رطوبت زياد قرار بگيرد . تغيير رنگ آن بسيار
سريع رخ مي دهد .
رنگ بعضي از سنگها وقتي كه در معرض شرايط جوي قرار گيرند تغيير مي كند وو يا حتي از
بين مي روود . سنگ آهكهاي خاكستري به مرور زمان سفيد مي شوند ، آهكهاي سياه به
خاكستري يا خاكستري زرد كم رنگ ميل مي كند . در ماسه سنگها و رس ها رنگ لاجوردي و
سبز كه بر اثر سولفور آهن به وجود مي آيد ، به وسيله اكسيداسيون ابتدا به زرد مايل
به سبز و سپس به زرد يا قرمز تبديل مي شود .
يكي از علل ديگر در تغييرات رنگ كه كمتر مورد توجه قرار مي گيرد وجود كانيهاي
ناپايدار است كه به سهولت به كانيهاي ديگر تبديل مي شوند . اين موضوع در بخش
(2-3-3-1) مورد بحث قرار گرفته و نمونه هايي از اين كانيها در جدول (2-1) ذكر شده
است . تغييرات رنگ در سنگهاي سفيد نيز رخ مي دهد . معمولا اين سنگها كدر مي شوند و
بر اثر فعل و انفعالات شيميايي در مجاورت رطوبت لكه هايي در سطح آنها به وجود مي
آيد . فرسودگي اين نوع سنگ ها بيشتر در شهرهاي صنعتي و اقليم هاي گرم و مرطوب پديد
مي آيد ، در صورتي كه در هواي خشك و تميز دوام اين نوع سنگها بيشتر خواهد بود ، كدر
شدن سنگ در سطح آن يكنواخت نيست و در محل درزه ها و حفره ها بيشتر است .
از علل ديگر تغيير رنگ در سنگها شورده زدگي است كه به صورت لكه هاي سفيد رنگ سطح آن
را مي پوشاند . اين لكه ها معمولا از ذرات كربنات كلسيم يا سولفات كلسيم تشكيل شده
، و گاهي با كلرورها و نيتراتها نيز همراهند .
شوره زدگي پيش از آنكه به نوع سنگ مورد استفاده مربوط باشد ، به بي توجهي در نصب آن
برمي گردد . نمكها در صورتي كه تبخير سطحي پيش آيد روي سطح تشكيل بلور مي دهند و
چنانچه تبخير در سطح زيرين پيش آيد نمك در درون سنگ انباشته مي شود .
p-12
تغيير رنگ سنگ به اهداف طرح و زيبايي آن آسيب مي زند ، بنابراين بايد در انتخاب سنگ
به اين نكات توجه كرد :
الف) به هنگام انتخاب سنگ موردنظر ، به كاركرد آن در ساختمانهاي موجود با شرايط
اقليمي مشابه دقت شود . معدنكاران و شركتهاي سنگبري كه با سنگ موردنظر سر و كار
دارند مي توانند مشاوران خوبي در اين زمينه باشند .
ب) اغلب سنگهاي آهكي سياه در بيرون ساختمان در معرض شرايط جوي و نور آفتاب تغيير
رنگ مي دهند .
ج) كانيهاي ناپايدار حتي به ميزان كم باعث تغيير رنگ مي شوند . پيش از انتخاب سنگ ،
اين موضوع را مي توان به وسيله مطالعه پتروگرافي بررسي كرد .
د) صيغلي بودن سنگ به دوام رنگ آن كمك خواهد كرد .
2-3- دوام :
دوام يك سنگ ساختماني پايداري آن در مقابل تهاجام شيميايي و عوامل هوازدگي است .
متاسفانه دوام سنگ كه بايد مهمترين عامل در انتخاب سنگ باشد ، اغلب مورد توجه قرار
نمي گيرد . بسياري از ساختاني گران قيمت وجود دارد كه در انتخاب سنگ آنها به اين
موضوع توحه نشده و از اين ناحيه متضرر شده اند . از عوامل طبيعي كه روي اين موضوع
اثر مي گذارند ، ساخت ، بافت و تركيب كاني شناسي را مي توان نام برد . موقعيت نصب
سنگ در ساختمان و كاربرد آن نيز عامل ديگري است كه روي دوام سنگ موثر است . علاوه
بر اين ، شرايط آب و هوايي نيز بسيار مهم است . در آب و هواي گرم و مرطوب ، هوازدگي
شيميايي و در آب و هواي سرد و خشك ، هوازدگي فيزيكي مؤثرتر است .
2-3-1- ساخت :
هر ضعفي در ساختار سنگ اثر تهاجم عوامل هوازدگي را سرعت مي بخشد . بنابراين سطوح
درزه ها ، سطوح لايه بندي ، سطوح گسل يا هر نوع شكاف ناشي از گسل يا چين خوردگي (
شامل تركهاي برشي ) همگي شرايط مناسب را براي تأثير عوامل هوازدگي و يخبندان به
وجود مي آورند .
2-3-2- بافت :
سنگ ممكن است داراي دانه هاي هم اندازه از نوع درشت دانه يا ريزدانه ، يا داراي
بافت پرفيري ( دانه هاي نامساوي ) باشد . سنگهاي درشت دانه زودتر از سنگهاي ريزدانه
گسيخته مي شوند ، بخصوص به تغييرات دما حساس اند . اين نوع گسيختگي حداقل تا حدودي
به علت تفاوت ضرايب انبساطي كانيهاي سازنده سنگ مربوط مي باشد .
سنگها همچنين ممكن است متراكم يا متخلخل باشند . سنگ متراكم ديرتر از سنگ متخلخل
متلاشي مي شود . سنگهاي متراكم تقريبا غيرقابل نفوذند ، لذا عوامل هوازدگي نمي
تواند سريعا عمل نمايد . از طرف ديگر ، سنگهاي با تخلخل باز و مويين ، آب را به
سادگي جذب مي كنند و بر اثر يخبندان دچار ترك خوردگي مي شوند .
2-3-3- تركيب شناسي :
از آنجايي كه كانيهاي مختلف داراي مقاومتهاي متفاوتي در برابر هجوم عوامل هوازدگي
مي باشند ، طبيعي است كه سنگها به دليل دارا بودن كانيهاي سازنده متفاوت ، داراي
مقاومتهاي گوناگوني نيز در برابر هوازدگي اند و آنهايي كه داراي كانيهاي با مقاومت
كمتر هستند ، زودتر بر اثر عوامل مختلف آسيب مي بينند .
2-3-3-1- كانيهاي مضر :
برخي از كانيهاي مشخص ( سولفورهاي آهن ) را مي توان در كليه شرايط به عنوان كانيهاي
مضر در نظر گرفت ، در حالي كه برخي از كاني هاي ديگر ، مانند ميكا فقط در مقادير
زياد و در برخي از سنگها مانند ماسه سنگها و مرمرها مضر هستند . يكي از علل تغيير
رنگ در سنگها كه كمتر مورد توجه قرار مي گيرد ، وجود كانيهاي ناپايدار است كه به
سهولت به كاني ديگري تبديل مي شوند ، اين كانيها اغلب از نوع سولفورهاي آهن بوده ،
در مجاورت رطوبت اكسيده شده و به هيدروكسيد تبديل مي شوند كه نتيجه آن لكه دار شدن
سنگ است .
مهمترين كانيهاي مضر به شرح زير مي باشند :
فلينت يا چرت :
اين واژه اشاره به شكلهاي آمورف سيليس دارد ، كه قطعاتي را در بسياري از سنگ آهك ها
تشكيل مي دهد . در صورت وجود اين كاني ، چند مشكل ممكن است به وجود آيد . اول اينكه
اين كاني خيلي سخت تر از كانيهاي همراه است و هنگام برش ايجاد مشكل مي نمايد . دوم
در برابر هوازدگي بسيار مقاومتر است ، لذا باعث ايجاد نمايي آبله رو در سطح هوازده
سنگ مي شود .
سوم اينكه وقتي سنگ در معرض هوازدگي قرار مي گيرد احتمالا از قسمتي كه چرت جانشين
مي شود شكاف بر مي دارد . نمونه هايي از اين قبيل در پلهايي كه از سنگ آهك هاي چرتي
ساخته شده اند ، ديده شده است .
ميكا :
نوعي كاني فراوان در بسياري از گرانيتها ، گنايسها ، ماسه سنگها و ماربل است . براي
گروه گرانيت ، ميكا جز مضري به شمار نمي آيد مگر اينكه تجمع موضعي ايجاد نموده باشد
كه در اين صورت نماي بدي به سنگ خواهد داد . در گنايسها خيلي كم پيش مي آيد كه ميكا
مضر باشد ، مگر اينكه مقدار آن آنقدر زياد باشد كه يك ساختار شيستي به وجود آيد و
باعث مزاحمت در برش آن به ابعاد مناسب شود . در ماسه سنگها اگر مقدار ميكا كم و
داراي توزيع پراكنده باشد ضرري ندارد ، اما اگر مقدار آن زياد و در امتداد لايه
بندي تمركز يافته باشد ، باعث خردشدگي سنگ در اين نقاط بر اثر يخبندان هاي متوالي
خواهد شد .
ميكا همچنين به عنوان يك كاني فرعي در بسياري از سنگ آهك هاي بلوري يا ماربل ها
وجود دارد . در اينها ميكا ممكن است به شكلهاي پراكنده ، متمركز يا به صورت نواري
وجود داشته باشد . دانه هاي پراكنده اگر كم باشند چندان مزاحمتي ايجاد نمي نمايند ،
اما در دو حالت ديگر ، ميكا نه تنها باعث ايجاد مشكل در صيقل يكنواخت سنگ مي شود ،
بلكه اغلب سنگ را در برابر تهاجم هوازدگي تضعيف مي نمايد به طوري كه سنگ به شكل بدي
سوراخ سوراخ شده يا حتي پوسته پوسته مي شود . در برخي از ماربل ها كه در معرض شرايط
سخت قرار بگيرند احتمالا در خلال چند سال اول پس از نصب سنگ ، از شكل خواهند افتاد
.
پيريت :
خيلي از سنگهاي ساختماني داراي حداقل مقادير اندكي از اين كاني هستند . پيريت بر
اثر هوازدگي به علت اكسيداسيون و هيدراكسيون به ليمونيت تبديل مي شود . مقادير اندك
اين كاني با توزيع پراكنده آسيبي به سنگ نمي زنند ، اما اگر مقدار آن زياد باشد يا
اين كه به صورت متمركز وجود داشته باشد ، تغيير پيريت به ليمونيت باعث ايجاد حفره
هايي در سنگ مي شود . علاوه بر اين ، ليمونيت در سطح نمايان سنگ اغلب با آب شسته مي
شود و روي سطح سنگ ايجاد آبله مي نمايند . به علاوه با تجزيه پيريت ، مقداري اسيد
سولفوريك تشكيل مي شود كه اگر سنگ حاوي كربناتها باشد ، مورد تهاجم اسيد آزاد شده
قرار مي گيرد .
وقتي پيريت به سولفات آهن تغيير مي كند ، سولفات توليد شده به سادگي محلول بوده و
به وسيله تبخير رطوبت به سطح سنگ منتقل مي شود و باعث ايجاد شوره زدگي در سطح سنگ
مي شود . البته تمام شووره هاي موجود در سطح سنگ را نمي توان به اين علت نسبت داد .
اگر مقدار پيريت كم بوده و به طور پراكنده در سنگ موجود باشد ، آسيبي به سنگ نخواهد
زد , اما تغيير پيريت به ليمونيت موجود ايجاد يك رنگ زرد ملايم در سنگ خواهد شد ،
البته در اينجا بايد گفت كه كربناتهاي آهن نيز بر اثر هوازدگي به ليمونيت تبديل مي
شوند .
بر اساس مطالب فوق بايستي از مصرف سنگهايي كه داراي مقادير قابل توجهي از پيريت
هستند به عنوان سنگ ساختماني اجتناب كرد .
ترموليت :
يك كاني نوع آمفيبول با رنگ سفيد تا سبز كمرنگ ( بسته به مقدار آن موجود در آن )
است كه در برخي از سنگ آهك هاي ناخالص دگرگوني و معمولا به صورت مجموعه هاي اليافي
با جلاي ابريشمي مشاهده مي شود و در صورت قرار گرفتن در معرض هوازدگي ، به مواد رسي
با رنگ سبز مايل به زرد تبديل مي شود . اين مواد ثاني سريعا از روي سنگ قابل شست و
شو بوده ، در نتيجه حفره هايي در سطح سنگ به وجود مي آيد . اندازه قطعات ترموليت در
برخي از سنگها به حدود چند سانتي متر مي رسد .
2-3-4- عوامل مؤثر در عمر مفيد سنگ ساختماني :
بسياري از سنگهاي ساختماني بر اثر استخراج نادرسيت هدر مي روند . استفاده از مواد
منفجره يا استفاده نامناسب از امته هاي حفاري ممكن است منجر به ايجاد تركهايي در
سنگ شود . ممكن است برخي از تركها ميكروسكوپي باشند ، اما حتي در اين مقياس نيز
باعث نفوذ عوامل تخريب و در نتيجه تلاشي سنگ مي شوند .
در مورد سنگهاي لايه لايه فرآوريهايي از قبيل برش و صيقل از جهت سطوح موازي لايه
بندي صورت گيرد . اگر در مراحل استخراج ، ساب و صيقل سنگ نيز بيدقتي شود ، سبب
ايجاد ترك ، درزه در سنگ مي شود در نتيجه پديده هوازدگي سريع خواهد شد .
- سنگ انتخابي بايد از هر گونه درزه ، ترك ، شكاف يا ساير نقاط ضعف عاري باشد .
- سنگ را بايد قبل از انتخاب آزمايش كرد . آزمايشهاي مورد نياز بر اساس كاربرد سنگ
بايد تعيين شوند .
- قبل از انتخاب سنگ بايد آن را با مطالعات ميكروسكوپي بررسي نمود و در صورت وجود
مقادير بيش از حد كانيهاي مضر و ناپايدار به صورت تجمعي از به كار بردن آنها در
ساختمان پرهيز نمود .
- تراكم يك سنگ لزوما تضمين كننده دوام آن نيست .
- سنگهاي با مقدار جذب آب زياد فقط در نواحي خشك استفاده شوند . سنگهاي با تخلخل
خيلي زياد نبايد در اقليم هاي سرد و مرطوب استفاده شوند . در شرايط خاص جهت محافظت
سنگ مي توان از پارافين يا مواد مخصوص استفاده نمود .
- آزمايش مقاومت در يخبندان براي سنگهايي كه در مناطق سرد به كار مي روند ضروري است
. طراح براي اين آزمايش بايد تعداد دوره هاي لازم يخبندان را با توجه به محل كاربرد
تعيين نمايد .
- در محيط هايي كه با گازها و مواد شيميايي سر و كار دارند بايد دوام سنگ موردنظر
در برابر اين مواد با آزمايش بررسي شود . كلا سنگهاي آهكي و ماسه سنگهايي كه سيمان
آنها از نوع آهكي باشد ، نسبت به اين محيط ها پايداري كمتري دارند .
2-4- ويژگيهاي فني سنگها :
ويژگيهاي فني سنگها كه با آزمايشهاي شيميايي ، فيزيكي و مكانيكي به دست مي آيد به
علت تنوع بافت ، ساخت و شرايط تشكيل سنگها ، بسيار متفاوت مي باشد . با تجزيه
شيميايي سنگها مي توان تا حدودي تركيب شيميايي آنها را به دست آورد و آن را به
عنوان مكمل همراه با بررسيهاي كاني شناسي ميكروسكوپي مورد استفاده قرار داد . علاوه
بر اين ، وجود تركيبات مضر از قببل پيريت ، قطعات درشت ميكا ، تالك و غيره را
ميتووان تعيين نمود . براي سنگهايي كه در مجاورت آبهاي شور به كار مي روند ، حتما
بايد آزمايشهاي شيميايي به عمل آيد . از آزمايشهاي فيزيكي و مكانيكي به طور گسترده
اي براي طبقه بندي سنگها استفاده شده است كه از آن جمله مي توان وزن مخصوص ، مقاومت
فشاري در يخبندان را نام برد .
2-4-1- وزن مخصوص :
گاهي اوقات وزن سنگ مي تواند مهم باشد ، براي ساخت لنگرگاهها و ديوارهاي ساحلي
داشتن ديوارهاي با چگالي بالا مهم است زيرا سنگ در آب غوطه ور مي شود و قسمت مهمي
از وزن موثر خود را از دست مي دهد . از طرف ديگر ، در بناي طاق يا گنبد نياز به
استفاده از سنگهاي سبك مي باشد .
در يك طبقه بندي ، سنگ ها بر اساس وزن مخصوص به دو گروه سبك با وزن مخصوص كمتر از
8/1 و سنگين با وزن مخصوص بالاي 8/1 گروه بندي شده است . بر اين اساس كاربرد سنگهاي
سبك براي ساخت ديوار در مناطق نزديك به معدن و براي سنگهاي سنگين براي انواع
كاربردهاي مهندسي از قبيل شالوده ، كف ، ديوار حائل ، سنگ نما و غيره ذكر شده است .
بر اساس طبقه بندي ديگر ، سنگها بر اساس وزن مخصوص به شكل زير گروه بندي شده اند :
1- سنگهاي خيلي سبك ( شناور در آب ) 1 وزن مخصوص ظاهري
2- سنگهاي سبك 5/1-1
3- سنگهاي با وزن متوسط 5/2/-5/1
4- سنگهاي سنگين 3-5/2
5- سنگهاي خيلي سنگين 3
وزن مخصوص در جلاپذيري سنگ اهميت دارد به طوري كه سنگهاي با وزن مخصوص كمتر از 5/1
جلاي مناسب نمي پذيرند و وزن مخصوص بالاي 2/2 به خوبي جلاپذيرند .
وزن مخصوص سنگهاي ساختماني بايد تا تدوين و تصويب استاندارد ملي ايران ، مطابق با
استاندارد ASTM C : 97 اندازه گيري شود .
2-4-2- ميزان جذب آب :
ميزان جذب آب ، مقدار آبي است كه سنگ بر حسب درصد وزن خشك خود جذب مي نمايد . ميزان
جذب در سنگها بسيار متفاوت بوده و گاه ممكن است در يك نوع تغييراتي مشاهده شود .
اما به طور كلي اين مقدار در سنگهاي آذرين خيلي كم است .
سنگ آهك ها و ماسه سنگ ها مقادير مختلفي را نشان مي دهند در كل براي سنگهاي
ساختماني ميزان جذب آب بايد پايين باشد .
براي اندازه گيري جذب آب سنگ بايد تا تصويب استاندارد ملي ايران ، از روش استاندارد
ASTM C : 97 استفاده شود .
2-4-3- تخلخل و ارتباط آن با جذب آب :
تخلخل نشان دهنده حجم فضاهاي خالي موجود در سنگ است و لذا سنگ با تخلخل كم مقدار
كمي مي تواند آب جذب كند ، اما سنگ با تخلخل زياد ممكن است مقادير زيادي آب جذب و
در خود نگه دارد .
البته باقيماندن آب در سنگ بستگي به ابعاد و شكل منافذ نيز دارد . منافذ كوچك به
خاطر خاصيت مويينگي ، آب بيشتري جذب مي نمايند و بالعكس اگر منافذ بزرگ باشند آب
ساده تر خارج مي شود . در برخي موارد علي رغم تخلخل بالا ، ميزان جذب آب پايين
مشاهده مي گردد و لزوما رابطه مستقيمي بين اين دو وجود ندارد .
سنگها را بر اساس درصد تخلخل ظاهري به گروههاي زير تقسيم مي كنند :
- سنگهاي با تخلخل خيلي زياد بالاتر از 20 درصد
- سنگهاي با تخلخل زياد 10 تا 20 درصد
- سنگهاي با تخلخل نسبتا زياد 5 تا 10 درصد
- سنگهاي با تخلخل متوسط 5/2 تا 5 درصد
- سنگهاي با تخلخل كم 1 تا 5/2 درصد
- سنگهاي خيلي متراكم كمتر از يك درصد
تخلخل ظاهري را مي توان از فرمول زير به دست آورد :
P= 100 * (W-D)/W-S
كه در آن :
=P درصد تخلخل
=W وزن اشباع
=S وزن اشباع غوطه ور در آب
=D وزن خشك
براي يافتن مقادير W , S , D مي توان از روش استاندارد ASTM C : 97 استفاده نمود .
2-4-4- مقاومت فشاري :
مقاومت فشاري سنگ حد پايداري آن را برابر نيروهاي فشاري اعمال شده نشان مي دهد . به
اين خاصيت بيش از حد توجه شده است . از اين رو اكثرا اين تنها آزمايشي است كه بر
روي سنگ انجام مي شود . سنگهايي كه براي مقاصد ساختماني استفاده مي شوند ، به ندرت
مقاومتي كمتر از 40 مگا پاسكال از خود نشان مي دهند و در بسياري موارد بخصوص در
سنگهاي آذرين از 140 تا 200 مگا پاسكال و حتي بيش از اين مقدار را هم ميتوان مشاهده
كرد . در حالي كه در پي بلندترين ساختمانها فشار وارده احتمالا بيش از يك مگاپاسكال
نخواهد بود .
مقاومت فشاري سنگ معمولا به وسيله جك فشاري با شكستن نمونه هاي مكعبي يا استوانه اي
به دست مي آيد .
براي اينكه نتايج آزمايشهاي مختلف قابل مقايسه باشد بايد شرايط آزمايش كاملا يكسان
باشد . دليل اين موضوع ، اثر عوامل مختلف بر روي نتايج آزمايش است كه از آن جمله ،
روش استخراج ، ميزان هوازدگي سنگ ، روش آماده سازي نمونه ، درجه خشك بودن سنگ ،
دماي محيط آزمايش ، جهت بارگذاري نسبت به لايه بندي ، مشخصات صفحات نگاهدارنده
نمونه ها و غيره را ميتوان نام برد . لذا مشخص است كه آزمايش بايد استاندارد باشد و
براي كليه كارها از روش استاندارد تبعيت شود .
مقاومت فشاري سنگ به وضعيت دانه بندي سنگ بستگي دارد . در سنگهاي آواري مقدار و نوع
سيمان و در سنگهاي آذرين يا دگرگوني نحوه اتصال دانه ها اهميت زياد دارد .
براي اندازه گيري مقاومت فشاري تا هنگام تدوين و تصويب استاندارد ملي ايران از
استاندارد ASTM C : 170 استفاده شود .
2-4-5- مقاومت خمشي :
مقاومت خمشي سنگ را ميتوان به عنوان توانايي آن در برابر تنشهاي خمشي بيان نمود .
معمولا اين مقاومت را بر حسب مدول گسيختگي بيان مي كنند . به اهميت اين آزمايش توجه
چنداني نشده است و لذا كمتر انجام مي شود . بسياري از اوقات مشاهده شده كه سنگ به
كار رفته براي آستانه پنجره ها ، بر اثر نيروهاي خمشي شكسته است دليل اين شكستگي را
بايد در مقاومت خمشي آن كه خيلي كم بوده است دانست .
وارد شدن چنين نيروهايي در اثر نشست ساختمان چندان غيرمعمول نيست . بايد توجه نمود
كه هيچ رابطه مستقيمي بين مقاومت خمشي و مقاومت فشاري سنگ وجود ندارد . بين نمونه
هاي مختلف از يك نوع سنگ تغييرات وسيعي از مقاومت خمشي ديده مي شود . مقاومت خمشي
سنگ معمولا بر اثر رطوبت كاهش مي يابد .
تا هنگام تدوين و تصويب استاندارد ملي ايران ، براي اندازه گيري مقاومت خمشي سنگ از
استاندارد ASTM C : 99 استفاده شود .
- در سنگهاي لايه لايه مقاومت فشاري عمود بر سطح لايه بندي ، بيشتر مقدار آن در جهت
موازي با لايه بندي است . اگر چه مواردي مغاير اين هم عملا مشاهده شده است ، در
صورت عدم آزمايش تجربي ، بهتر است برش و نصب سنگ به گونه اي باشد كه بارگذاري در
جهت عمود بر لايه باشد .
- مقاومت فشاري سنگ ساختماني را بايد در هر دو شرايط خشك و تر اندازه گرفت . اين دو
غالبا تفاوت فاحشي دارند و در حالت تر ، مقاومت فشاري كاهش مي يابد . بيشترين كاهش
وقتي رخ مي دهد كه سيمان سنگ از نوعي باشد كه در تماس با آب قابليت سست شدن داشته
باشد .
- مقاومت فشاري اكثر سنگها پس از چند دوره يخبندان كاهش نشان مي دهد . لذا آزمايش
اين موضوع قبل از انتخاب توصيه مي شود .
- در استاندارد ASTM C : 170 ابعغاد يالهاي نمونه هاي آزمايشي بين 5 تا 5/7 سانتي
متر مشخص شده است . با توجه به تجارب موجود و كتب علمي در اين زمينه ، توصيه مي شود
در تدوين استاندارد ملي ايران حد مجاز اين ابعاد براي سنگهاي دانه درشت به 10 سانتي
متر افزايش يابد .
- در اكثر استانداردها تعداد نمونه هاي لازم براي اندازه گيري مقاومت متوسط 5 عدد
ذكر شده است . در صورت عدم همخواني نتايج 5 نمونه ، توصيه مي شود كه اين تعداد به 8
عدد افزايش يابد .
2-4-6- مقاومت كششي :
مقاومت كششي ، تنش كششي لازم براي شكستن نمونه اي با شكل و اندازه خاص مي باشد .
مقاومت كششي سنگها به جهت بارگذاري بستگي دارد ، به عنوان مثال در گنايسها در جهت
شيستوزيتي بيشتر از جهت عمود بر آن مي باشد . همچنين مقاومت كششي به ميزان رطوبت
سنگ نيز بستگي دارد . مقدار مقاومت كششي سنگها از مقاومت فشاري آنها كمتر است و
معمولا بين 10 تا 40 درصد آن تغيير مي كند .
2-4-7- مقاومت سايشي :
مقاومت سايشي سنگ به وضعيت دانه بندي و سختي كانيهاي تشكيل دهنده بستگي دارد . برخي
از سنگها به علت سختي متفاوت سازنده هاي آن ، دچار فرسايش نامنظمي مي شوند و از اين
نظر ممكن است كمتر از سنگهايي كه داراي سختي كم ، اما يكنواخت هستند مورد توجه
باشند .
مقاومت سايشي سنگ وقتي مهم است كه در معرض سايش قرار گيرد . از جمله مي توان از
پلكان ، سنگفرش ، پياده رو ها و كف ساختمانها يا كانالههاي آب و فاضلاب نام برد .
علاوه بر اين ، در مناطق خشك كه فرسايش باد قابل توجه است يا در امتداد سواحل كه
وجود ماسه و باد مي تواند عمل سايش را به وجود آورد ، اين موضوع بايد در نظر گرفته
شود .
آزمايش مقاومت سايشي سنگها به طرق مختلف قابل انجام است كه از جمله سايش اصطكاكي و
پرتاب ماسه را مي توان نام برد :
آزمايش سايش اصطكاكي :
به وسيله اين آزمايش مقدار وزن يا حجم لايه ساييده شده از يك نمونه تخت كه در
مجاورت يك صفحه دوار با سرعت مشخص قرار گرفته و به وسيله مواد ساينده استاندارد
ساييده ميشود ، تعيين مي گردد . اين آزمايش براي سنگهاي كف ، پلكان ، پياده رو و از
اين قبيل انجام مي شود . روش آزمايش مطابق استاندارد ملي ايران شماره 619 مي باشد .
آزمايش پرتاب ماسه :
براي بررسي مقاومت سايشي سنگهاي لاشه يا سنگدانه هاي درشت براي مصارف جاده و راه
آهن انجام ميگيرد . همچنين براي سنگهايي كه در معرض فرسايش باد و طوفان هستند مناسب
است .
يكي ديگر از روشهاي متداول براي مقاومت سايشي سنگها ، آزمايش لس آنجلس است كه مطابق
استاندارد ملي ايران شماره 448 بايد انجام گيرد .
2-4-8- سختي :
سختي يكي ديگر از ويژگيهاي سنگها ، سختي است كه معمولا به وسيله مقاومت در برابر
خراش پذيري ، سايش ، برش و سوراخ شدن تعيين مي شود . اين ويژگي بستگي به خصوصيات
كانيهاي سنگ ، تراكم ، دانه بندي ، ساخت و بافت . درجه هوازدگي ، درجه و نوع سيمان
شدن دارد . براي سنگهايي كه از چند كاني تشكيل شده اند ، درجه سختي در نقاط مختلف
تغيير مي كند . سختي از نظر خراش را مي توان با مقايسه با جدول موس تخمين زد و از
نظر فرسايش نيز آزمايشهاي سايش اصطكاكي مانند مراجع 11 و 13 قابل استفاده هستند .
2-4-9- مقاومت ضربه اي :
مقاومتي است كه يك سنگ در برابر ضربه ديناميكي از خود نشان مي دهد ( مثلا ضربه چكش
يا افتادن جسم روي آن ) . سنگي كه مقاومت كمي از خود نشان دهد شكننده مي گويند .
مقاومت ضربه اي به سختي و ساختمان سنگ بستگي دارد . معمولا هر چه سنگ داراي دانه
بندي ريزتري باشد ، سخت تر است . اين خاصيت در سنگهايي كه براي ساخت بندرها ، كف ها
، پياده روها و راه آهن به كار مي روند بسيار مهم است . براي اندازه گيري روشهاي
متعددي وجود دارد كه رايج ترين روشها اين است كه ، نمونه را روي يك كيسه شن قرار مي
دهند و سپس يك وزنه چدني يك كيلوگرمي را از ارتفاع معيني روي سنگ پرتاب مي كنند .
ارتفاع گلوله را آنقدر افزايش مي دهند تا نمونه بشكند . حاصل ضرب ارتفاع ( متر ) در
وزن وزنه ( كيلوگرم ) مقاومت ضربه اي نمونه را به دست مي دهد . ( در هر بار افزايش
ارتفاع از نمونه استفاده مي شود )
2-4-10- ويژگيهاي خواص حرارتي :
2-4-10-1- انبساط و انقباض حرارتي سنگها :
سنگهاي ساختماني بر اثر گرما منبسط و بر اثر سرما منقبض مي شوند ، اما به ابعاد
اوليه خود باز نمي گردند . اين تغييرات ممكن است براي يك سنگ به طول يك متر ناچيز
باشند ، عدد قابل توجهي خواهد بد . لذا اگر سنگها به طور فشرده و بدون بند اتصال
كنار يكديگر قرار گيرند احتمالا ديوار دچار كمانش خواهد شد ، اما اگر بند اتصال با
ملات پر شده باشد مي تواند مقداري از افزايش طول را تحمل كند . حتي در اين صورت نيز
گاهي اوقات استفاده از بندهاي الاستيك توصيه مي گردد .
2-4-10-2- هدايت حرارتي :
هدايت حرارتي در سنگهاي مختلف ، متفاوت است . در سنگهاي متخلخل هدايت حرارتي كمتر
از سنگهاي متراكم است . به هر حال ، سنگها اغلب نارسانا بوده و مي توان آنها را
بالنسبه عايق به حساب آورد .
2-4-10-3- مقاومت در برابر آتش :
بسياري از سنگهاي ساختماني در برابر آتش به شدت حساس اند و دچار گسيختگي مي شوند به
خصوص اثر تركيبي آتش و آب ( براي آتش نشاني ) شديدا آنها را ضعيف مي كند . گسيختگي
سنگ بر اثر آتش سوزي به علت تنشهاي متفاوت در بخش سطحي و قسمت دروني سنگ و يا ممكن
است به دليل گرم شدن اوليه و سپس سرد شدن ناگهاني آن به وسيله جريان آب سرد در
هنگام آتش نشاني رخ دهد . بهترين راه براي تعيين مقاومت سنگ ساختماني در برابر آتش
، آزمايش آن در دماهاي زياد است . معمولا سنگهايي كه از نظر دانه بندي همگن و
كانيهاي آنها در دماي زياد تشكيل يافته اند در برابر آتش مقاومترنتد . به نظر مي
آيد ماسه سنگها در كل ، مقاومت بهتري از گرانيتها داشته باشند . سنگهاي نوع آهكي
اگر تا دماي بالاتر از 850 درجه گرما ببند به آهك زنده كلسينه مي شوند . اما در
دماهاي پايين تر ، كمتر از ساير سنگها آسيب مي بينند . البته سنگهاي دولوميتي در
دماهاي پايين تر از اين نيز آسيب مي بينند .
به طور كلي ، به عنوان يك گروه از مصالح ، سنگهاي ساختماني مقاومت كمي در برابر آتش
دارند ، بخصوص اگر سريعا سرد شوند . سنگها در مقايسه با محصولات رسي پخت شده نظير
آجر و سفال از اين نظر در مراحل بسيار پايين تري قرار مي گيرند .
2-4-11- مقاومت در برابر يخبندان :
سنگ ساختماني خوب بايد در برابر يخبندان مقاومت داشته باشد ، گسيختگي به وسيله
يخبندان به علت جذب آب به داخل خلل و فرج سنگ و يخ زدن آن رخ مي دهد . اين موضوع به
علت تغيير حجم آب در هنگام يخ زدن است كه حدودا 9% حجم اوليه افزايش مي يابد و در
نتيجه يك تنش داخلي درون سنگ به وجود مي آيد .
در شرايط يكسان ممكن است انتظار رود كه سنگ با جذب زياد بسيار آسانتر از سنگي با
جذب كم بشكند . اما هميشه هم اين طور نيست زيرا عوامل متعددي روي اين موضوع تاثير
مي گذارد . از جمله مي توان ابعاد ، شكل و نحوه توزيع خلل و فرج و همين طور سختي
سنگ را نام برد . سنگ با خلل و فرج زياد ممكن است درصد جذب بالايي داشته باشد . اما
بر اثر يخبندان گسسته نشود زيرا آب به سرعت از آن خارج مي شود . از طرف ديگر ، سنگ
با خلل و فرج ريز با شكلهاي نامنظم ، آب را به مدت طولاني تري در خود نگاه مي دارد
و اين موجب مي شود تا هنگام يخ زدن فشار زيادي در داخل آن ايجاد شود . البته تخريب
سنگ بر اثر يخبندان همان گونه كه قبلا نيز گفته شد هميشه هم به دليل جذب آب از محيط
نيست ، بلكه مي تواند به علت آب سطحي معدن نيز باشد .
- در هنگام انتخاب سنگ از نظر مقاومت آن در برابر يخبندان مسائل زير را بايد در نظر
گرفت :
1- سنگهاي لايه لايه را نبايد در هواي سرد استخراج كرد .
2- حتي الامكان سنگهايي را بايد انتخاب كرد كه از نظر مقاومت در برابر يخبندان
شناخته شده باشند .
3- سنگهاي با جذب آب زياد را نبايد در مكانهاي سرد و مرطوب به كار برد .
4- بيشتر سنگهاي نوع آذرين از مقاومت خيلي زياد در برابر يخبندان برخوردارند .
5- آزمايشهايي كه براي تعيين مقاومت در برابر يخبندان انجام مي گيرد بايد از نظر
تعداد دوره هاي يخ زدن و آب شدن و دماي بالا و پايين آزمايش بايد حتي الامكان نزديك
به شرايط محل كاربرد باشد .
6- هنگام آزمايش براي بررسي مقاومت سنگ در برابر يخبندان عوامل زير مورد توجه قرار
گيرند : درصد افت وزن خشك ، درصد افت مقاومت فشاري ، ايجاد ترك ، جدايي دانه هاي
سنگ .
يك آزمايش ديگر براي تخمين مقاومت سنگها در برابر يخبندان ، اشباع كردن آنها در
محلول سولفات سديم و سپس خشك كردن آنهاست . در اين عمل به علت رشد بلورهاي سولفات
سديم درون خلل و فرج سنگ ، تنش داخلي زيادي ايجاد مي شود . اين عمل را مي توان چند
بار تكرار كرد . اين آزمايش خيلي شديدتر از آزمايش معمولي يخبندان بوده و نحوه و
تفسير نتايج حاصل از آنها متفاوت است .
2-4-12- تركيب شيميايي سنگها :
تجزيه شيميايي سنگها به موازات بررسي ميكروسكوپي آنها براي تشخيص كانيها و درصد
عناصر مي تواند مفيد باشد . در عين حال تجزيه شيميايي به تنهايي ناكافي است و حضور
عناصر مضر را نشان نمي دهد .
تجزيه شيميايي سنگهاي آذرين درصد اكسيد سيليسيم ، اكسيد آلومينيوم و درصدهاي مختلفي
از اكسيدهاي آهن ، كلسيم ، منيزيم و قليايي ها را نشان مي دهد ، كه بستگي به نوع
سنگ دارد . سنگهاي آهكي اگر خالص باشند ، تنها حاوي كربنات كلسيم و كربنات مضاعف
كلسيم منيزيم است ، اما در صورت دارا بودن ناخالصي هاي رسي مقداري اكسيد سيليسيم ،
اكسيد آلومينيوم ، اكسيد آهن و مقاديري آب شيميايي را نيز دارا هستند .
ماسه سنگها در صورت خلوص به غير از اكسيد سيليس اكسيدهاي ديگري ندارند ، اما اگر
رسي باشند حاوي اكسيد آلومينيوم ، اكسيد آهن و مقاديري آب شيميايي نيز هستند . اگر
كربناتي باشند ممكن است چند درصد آهك را نيز نشان دهند . ( جدول 2-1 )
5- كاربرد سنگهاي ساختماني
از زمان قديم از سنگها به خاطر دوام و مقاومت زياد آنها در احداث ساختمانها و ابنيه
مهم استفاده شده است . حتي گاهي سنگ تعيين كننده نوع معماري يك منطقه به شمار مي
رفته است . مثلا تخت جمشيد از سنگ آهك , ابنيه تاريخي شهر فلورانس ايتاليا از ماربل
كارارا و ابنيه و برج هاي شهر بلونيا در ايتاليا از ماسه سنگ ساخته شده اند .
امروزه به دليل پيشرفت فن آوري در استخراج و حمل و نقل ، استفاده از سنگ ابعاد
گسترده اي گرفته و از آن ، در زمينه هاي مختلف ساخت و ساز استفاده مي گردد .
مهمترين كاربرد سنگ ها به شرح زير است :
5-1- پوشش ديوارهاي داخلي
اكثر ديوارهاي داخلي كه با سنگ پوشانده مي شوند مربوط به ساختمانهاي اداري ، اماكن
عمومي و بهداشتي ، فروشگاهها و سالنهاي غذاخوري است . سنگهاي مورد استفاده براي اين
كاربرد بايد داراي خصوصيات زير باشند :
1- قابليت شست و شو و دوام در برابر شوينده ها
2- تخلخل كم
3- جلاپذيري مطلوب
4- رنگ و ظاهر زيبا
5-2- كف و پلكان
به كار بردن سنگ جهت استفاده در كف و پلكان با توجه به اينكه در معرض سايش و
احتمالا ضربه خوردن مي باشند بايد از ويژگيهاي به قرار زير برخوردار باشند :
1- دارا بودن قابليت برش در يك جهت ، كه سنگهاي دگرگوني و بعضي از سنگهاي رسوبي اين
خصوصيت را دارا مي باشند .
2- داراي مقاومت ضربه اي زياد باشند .
3- محكم و سخت باشند .
4- داراي مقاومت سايشي نسبتا زياد باشند .
5- تخلخل كم
6- رنگ و ظاهر زيبا
7- قابل شستشو و پايداري در برابر اسيدها و بازها و شوينده ها
از بهترين سنگ ها براي استفاده در كف و پلكان گنايس و كوارتزيت مي باشند .
5-3- نما
بيشترين كاربرد سنگ در ساختمان ، نماي آن است . نماي ساختمان به دليل قرار گرفتن در
معرض شرايط جوي ( باران ، يخبندان ، آفتاب و آلاينده ها ) ، از اهميت خاصي برخوردار
است . سنگ نما بايد ويژگيهاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر اين عوامل دوام
بياورد . بنابراين جهت انتخاب سنگ براي استفاده در نماي ساختمان بايد به نكات زير
توجه خاص كرد :
1- نوع آب و هواي منطقه در نظر گرفته شود . سنگي مناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد
مثلا در مناطق سرد و مرطوب ، سنگ داراي تخلخل بسيار كم باشد ، وگرنه ممكن است بر
اثر يخبندان سنگ متلاشي شود ، يا در مكانهايي كه امكان وزش طوفان شن وجود دارد ، در
معرض سايش است .
2- قابليت صيقل خوردن و برش را داشته باشد .
3- مقاومتهاي كششي و خمشي نسبتا خوبي را دارا باشد .
4- تركيبات كاني شناسي آن بايد در نظر گرفته شود . چون كانيهاي مضر ( كانيهاي آهن )
در برابر آب و هوا اكسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند . وجود
ناخالصي به صورت مجتمع در يك نقطه يا يك امتداد ، مي تواند ، نقطه ضعف بوده و باعث
تخريب سنگ شود .
5- بهتر است برآوردي از عمر مفيد ساختمان به عمل آيد و سنگ نما متناسب با آن انتخاب
گردد .
6- در صورت نصب سنگ به روش تر ، چسبندگي خوبي با ملات داشته باشد . ( آيين كار طرح
، نصب و نگهداري سنگ ساختماني ، انتشارات مركز تحقيقات ساختمان و مسكن مراجعه شود )
.
7- رنگ آن با ثبات باشد .
8- در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پايدار باشد .
5-4- كف خيابان و پياده رو :
سنگهاي مورد استفاده در پياده روها بايد سخت ، با دوام و داراي مقاومت سايشي نسبتا
بالا باشد . سنگها بايد داراي چند كاني ( Polymineral ) و با دانه بندي متوسط باشد
.
5-5- بام
در ايران براي جهت پوشش بامها عموما از سنگ استفاده نمي شود ، اما به عنوان پوشش
بام در بعضي مناطق ايران مي تواند هم از نظر دوام و هم از نظر قيمت كاربري خوبي
داشته باشد ، مشروط بر اينكه سنگ انتخاب شده داراي خصوصيات زير باشد :
1- قابليت تقسيم به لايه هاي نازك و مسطح را داشته باشد .
2- بايد سنگي سبك و غيرقابل نفوذ باشد .
3- داراي دوام و مقاومت خمشي خوبي باشد .
4- بدون تخلخل و در برابر يخبندان مقاوم باشد .
اين ويژگيها معمولا در سنگ لوح وجود دارد . البته سنگهايي مانند شيست هاي كلريتي و
ميكاشيست ها نيز تا حدودي اين ويژگيها را دارا مي باشند .
5-6- ديوار و شالوده
سنگ ها را براي شالوده و ديوارهاي حايل معمولا به صورت نامنظم و بدون شكل به كار مي
برند . حجم اين سنگها بين 002/0 تا 005/0 مترمكعب است و از قطعات كوچكتر جهت پر
كردن فاصله بين آنها استفاده مي گردد .
معمولا براي اين كار ، از سنگهايي كه در منطقه وجود دارد استفاده مي شود ( براي
صرفه جويي در هزينه ها ) به اين منظور بايد به موارد زير توجه كرد :
1- بهتر است سنگهايي نسبتا سخت با وزن ويژه و مقاومت فشاري زياد مصرف گردد .
2- سنگهايي كه داراي لايه بندي و قابليت انحلال زياد هستند مصرف نشود .
3- سنگهاي متخلخل به كار نرود .
سنگهاي آهكي دولوميتي و ماسه سنگها به اين منظور از مناسبترين سنگها به شمار مي
روند
5-8- زيرسازي جاده ها :
سنگهايي كه براي جاده سازي استفاده مي شود بايد نسبت به نوع جاده و شرايط زمين
شناسي و مورفولوژي منطقه انتخاب شود . براي انتخاب سنگ بايد به موارد زير توجه كرد
:
1- از دانه بندي همگن تشكيل شده باشد .
2- حتي الامكان بدون تخلخل باشد .
3- سخت بوده و وزن ويژه زيادي داشته باشد .
4- از مقاومت فشاري زيادي برخوردار باشد .
5-10- تزئينات ساختمان :
براي تزئينات ساختمان از سنگ هاي بريده شده ، با اندازه هاي معين استفاده مي شود .
اين سنگها براي استفاده قاب درها ، پنجره ها ، ستون ، شومينه و موارد خاص ديگر در
ساختمان استفاده مي گردد . براي انتخاب اين سنگها بايد به موارد زير توجه كرد :
1- عمدتا سنگهايي كه قابليت كار بر روي آنها آسان باشد براي اين منظور انتخاب مي
شوند .
2- داراي دوام مناسب و به طور كلي مقاومت كششي و خمشي خوبي داشته باشند .
3- داراي رنگ و ظاهر زيبايي باشند .
سنگ آهك هاي سخت و ماربل ها ، سنگهاي آذرين و ماسه سنگ ها ( اگر قابليت شكل پذيري
داشته باشند ) جزو مناسبترين سنگها مي باشند .
5-11- موارد ويژه :
گاهي اوقات بخصوص در مناطق صنعتي ممكن است سنگ به خواص ويژه اي از قبيل مقاومت در
برابر حرارت ، اسيدها يا قليايي ها نياز داشته باشد . براي اين قبيل اهداف ، سنگ
بايد داراي ويژگيهاي به شرح زير باشد :
1- مقاوم در برابر حرارت : تالك ، توف ، آندزيت ، بازالت
2- مقاوم در برابر اسيدها : گرانيت ، ديوريت ، كوارتزيت ، ماسه سنگهاي كوارتزي ،
آندزيت ، بازالت ، دياپاز
3- مقاوم در برابر قليايي ها : سنگ هاي آهكي متراكم ، دولوميت ها ، ماسه سنگهاي
كربناتي
آن دسته از مشخصات فني سنگها كه براي هر كاربرد مشخصي در الزامات فني طرح مورد توجه
قرار گيرد ، در جدول 5-1 ارائه گرديده است . براي انتخاب اوليه سنگهاي موردنظر مي
توان از جداول 4-3 و 5-1 همزمان بهره گيري نمود .