[caption id="" align="alignnone" width="768"]
سنگ[/caption]
1 - سنگ
از نقطه نظر زمين شناسي، سنگ به موادي از پوسته زمين اطلاق مي‌شود كه از يك يا چند كاني كه با يكديگر پيوند يافته‌اند، درست شده‌است. در مقابل خاك توده‌اي از ذرات با دانه‌هاي منفصل يا داراي پيوند سست است كه بر اثر هوازدگي سنگها و به طور برجا تشكيل شده‌است. ليكن در مهندسي و كارهاي ساختماني قابليت حفاري مصالح زمين‌شناسي به عنوان شاخصي در طبقه بندي آنها به دو گروه سنگ و خاك مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
2 - منشا شكل گيري سنگها و خرده سنگها
دو فرايند كوه زايي و كوه سايي در زمين موجب پديد آمدن محصولات سنگي مي‌شود.
. عوامل كوه زايي : فشارهاي كره مذاب درون زمين را كه به پوسته جامد سطح آن وارد مي‌شود را ميتوان عامل فرايند كوه زايي و خشكي زايي ناميد.
. عوامل هوازدگي يا كوه سايي : هر يك از چند روندي را كه باعث خرد شدن و تغيير شكل مواد سخت سطح زمين و موادي كه با جو در تماس هستند، هوازدگي مي‌نامند. عوامل فرسايش يا هوازدگي به دو گروه فيزيكي و شيميايي تقسيم مي‌شوند.
. هوازدگي شيميايي : محصول هيدراتاسيون، انحلال، آبكافت، اكسيداسيون و يا عكس العمل آب‌هاي اسيدي با املاح تشكيل دهنده سنگ هاست.
. هوازدگي فيزيكي : اين پديده توسط عواملي چون يخبندان، تغييرات حرارت در جو و در نتيجه انبساط و انقباض، نيروي جاذبه زمين، رشد گياهان، باد، جريان آب و عمل جانوران و مانند اينها شكل مي‌گيرد و باعث خرد شدن سنگها و تغيير شكل آنها به دانه‌هاي ريزتر مي‌شود.
3 - ساختمان شيميايي سنگها
سنگها خود از قسمت‌هاي ساده تري به نام كاني ساخته شده‌اند. كاني‌ها مواد جامد، طبيعي، معمولاً متبلور، غيرآلي، همگن و با تركيبات شيميايي مشخص اند. تاكنون بيش از ۳۰۰۰ كاني در طبيعت شناخته شده كه تنها حدود ۲۴ كاني در سنگهاي پوسته زمين فراوان هستند و آنها را كانيهاي سنگ ساز مي‌نامند.
4 - طبقه‌بندي شيميايي سنگها
چون كانيهاي تشكيل دهنده سنگها متنوع هستند، بسته به ميزان وجود بعضي ديگر از تركيبات شيميايي كه در آنها است سنگها را به چهار دسته تقسيم مي‌كنند:
كربنات‌ها
سولفات‌ها
اكسيدها
سيليكات‌ها
طبقه‌بندي سنگها از نظر نحوهٔ تشكيل
5 - سنگها از نظر نحوهٔ تشكيل به سه گروه زير تقسيم مي‌شوند:
سنگهاي رسوبي
سنگهاي آذرين
سنگهاي دگرگون شده
سنگهاي رسوبي : بعضي از سنگها بر اثر ته نشين شدن مواد داخل آب به وجود مي‌آيند. رودها مقدار زيادي مواد را با خود به درياها و درياچه‌ها مي‌برند. اين مواد به دليل سنگيني به ته دريا مي‌روند. روي هم قرار مي‌گيرند و پس از سفت شدن سنگهايي را به وجود مي‌آورند كه به آنها سنگهاي رسوبي گفته مي‌شود. سنگهاي رسوبي لايه لايه‌اند كه رنگ يا جنس هر لايه با لايه ديگر متفاوت است. سنگهاي رسوبي در كوه‌هاي البرز و زاگرس به فراواني يافت مي‌شوند. ريگ، شن و سنگهاي آهكي نمونه‌هايي از سنگهاي رسوبي هستند.
سنگهاي آذرين : گروه ديگري از سنگها بر اثر سرد شدن مواد بسيار داغ به وجود آمده‌اند كه قبلاً در زمين بوده‌اند. دماي اعماق زمين زياد است و بعضي سنگها را ذوب مي‌كند. اين سنگها در زير يا سطح زمين دوباره سرد مي‌شوند و سنگهايي را به وجود مي‌آورند كه به آنها آذرين مي‌گويند. سنگهاي كوه‌هايي مانند دماوند و الوند از نوع آذرين است. سنگهاي آذرين از بلورهاي ريز يا درشت تشكيل شده‌اند.
سنگهاي دگرگون شده : بعضي از سنگهاي رسويي يا آذرين اگر مدت زيادي در اعماق زمين بمانند، بايد فشار و گرماي زيادي را تحمل كنند. اين سنگها مانند آجر پخته مي‌شوند و شكل قبلي خود را از دست مي‌دهند و به همين دليل به آنها سنگهاي دگرگون شده مي‌گويند. (مانند سنگ مرمر)
6 - انواع سنگهاي ساختماني
اين سنگها در دسته‌هاي گوناگون و متنوعي نام گذاري مي‌شوند كه بعضا نام معدن سنگ به عنوان اسم آن استفاده مي‌شود.رايج‌ترين سنگهاي ساختماني عبارتند از:
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.
ماسه سنگها : 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.
سنگهاي آهكي : : اين نوع م 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 سنگ آهكي نيز سفيد است .
كوارتزيت
سنگهاي رسي
تراورتن
7 - مشخصات كلي انتخاب سنگ براي مصارف ساختماني : سنگهاي مورد استفاده در كارهاي ساختماني بايد داراي مشخصات زير باشند:
۱- بافت سنگ بايد ساختماني سالم داشته باشد، يعني بدون شيار، ترك و رگه‌هاي سست باشد (كرمو نباشد)
۲- بدون هرگونه خلل و فرج باشد
۳- پوسيدگي نداشته باشد
۴- يكدست، يكنواخت و همگن باشد
۵- سنگ ساختماني نبايد آب زياد جذب كند، لذا نبايد:
الف- در آب متلاشي يا حل شود
ب- تمام يا قسمتي از آن بيش از ۸ درصد وزن خود آب بمكد
۶- سنگ ساختماني نبايد آلوده به مواد طبيعي و مصنوعي باشد
۷- سنگ بايد شرايط فيزيكي و شيميايي محيط را تحمل كند، لذا بايد:
الف- در برابر باد، يخبندان، تغييرات دما و در صورت وجود جريان آب در مقابل آن و كليه عوامل فرسايش مقاومت كند
ب- در برابر محيطهاي شيميايي اسيدي و قليايي و همچنين عمل آبكافت و اكسيداسيون مقاومت كند
۸- مقاومت فشاري براي قطعات باربر نبايد كمتر از ۱۵۰ كيلوگرم بر سانتي متر مربع باشد
۹- در مقابل سايش مقاوم باشد
8 - تقسيم بندي سنگهاي ساختماني
بر اساس وزن مخصوص : سنگهاي سنگين وزن ، سنگهايي كه وزن مخصوص آنها بيش از 1.8 گرم بر سانتي متر مكعب است و سنگهاي سبك ، دسته‌اي از سنگها هستند كه وزن مخصوص آنها كمتر از 1.8 گرم بر سانتي متر مكعب ميباشد.
بر اساس مقاومت فشاري : سنگهاي سنگين كه مقاومت فشاري آنها از 100تا 1000 مگا پاسكال است. و سنگهاي سبك كه مقاومت فشاري آنها از 4 تا 200 مگا پاسكال است.
بر اساس ضريب نرم شدگي : اگر مقدار اين ضريب از 0.6 تا 1 باشد از آن براي احداث ساختمان استفاده مي‌شود.
9 - سنگهاي پي و ديوار در زير سطح زمين
در پي ساختمانها و بخشي از ديوارها كه در زير سطح زمين قرار دارند از سنگهاي آذرين و رسوبي كه ضريب نرم شدگي آنها بيش از 0.7 باشد، استفاده ميگردد. نداشتن كانيهاي رسي يا قطعات غير همگن و درزه و شكاف در اينگونه سنگها ضروري است.
10 - ديواره‌هاي سنگي
از سنگهاي آذرين ، رسوبي يا دگرگوني كه داراي ويژگيهاي زير باشند در ديوارهاي سنگي استفاده مي‌شود.
· مقاومت فشاري بين 0.4 تا 50 مگاپاسگال باشد.
· وزن مخصوص آن 0.9 تا 2.2 باشد.
· ضريب نرم شدگي آن بين 0.6 تا 0.7 باشد. و نيز سنگ هوازده نباشد.
11 - سنگ نما و كف
سنگهاي آذرين ، دگرگدني و رسوبي كه داراي اين ويژگيها باشند، به عنوان سنگ نماي ساختمان بكار مي‌روند.
· مقاومت فشاري آن بيش از 5 مگا پاسكال باشد.
· ضريب نرم شدگي بين 0.7 تا 0.9 باشد.
· نداشتن درزه و شكاف در سنگ.
· نبود كانيهاي رسي و مواد قابل حل در سنگ.
· نبود حالت هوازدگي.
· داشتن رنگ مرغوب.
12 - سنگهاي قابل مصرف در راه سازي
سنگها در راه سازي مصارف متعدد دارند كه از جمله اين موارد پل سازي ، زير سازي ، سنگفرش ، زير ريل آهن و غيره است. انواع سنگهاي آذرين ، دگرگوني و رسوبي كه واجد خصوصيتهاي زير باشند، در راه سازي قابل استفاده خواهند بود.
· مقاومت فشاري بيش از 100 مگا پاسكال
· ضريب نرم شدگي بيش از 0.9
· ميزان جذب آب ، كمتر از 1 درصد
· وزن مخصوص بيش از 2.3 گرم بر سانتيمتر مكعب.
· مقاومت ضربه‌اي آن 15 كيوگرم نيرو بر سانتيمتر مكعب باشد.
· نداشتن كانيهاي رسي ، گچ و مواد قابل حل در آب.
· عدم آلتراسيون و هوازدگي در سنگ.
13 - سنگهاي قابل استفاده در تونلها و محيطهاي آبي.
در تونلها از گرانيت ، ديوريت ، گابرو و يا بازالت كه مقاومت فشاري آنها از 100 مگا پاسگال باشد، استفاده مي‌كنند. ويژگيهاي سنگهاي مصرفي در محيط آب به شرح زير است.
· نداشتن كانيهاي رسي ، گچ و مواد محلول در آب.
· همگن بودن سنگ.
· داشتن مقاومت در برابر فشارهاي بالا.
14 - سنگهاي مقاوم در برابر محلولها و حرارت
سنگهايي كه در برابر اسيدها مقاومند، عبارتند از گرانيت ، دياباز ، ديوريت ، كوارتزيت و بازالت. سنگهاي مقاوم در برابر محلولهاي قليايي عبارتند از سنگ آهك ، دولوميت ، سنگ مرمر و منيزيت. سنگهايي كه در شرايط حرارت بالا مقاوم هستند عبارتند از بازالت ، دياباز و توف. ويژگي مهم اين سنگها داشتن مقاومت فشاري بيش از 100 مگا پاسگال است كه ميزان جذب آن حداكثر به 1 در صد مي‌رسد.
15 - شكل طبيعي سنگ ها
سنگ ها از نظر شكل طبيعي به گروه هاي زير تقسيم مي شوند :
سنگ هاي رودخانه اي : اين سنگ ها در جريان غلتيدن در مسير رودخانه و برخورد با يكديگر و بر اثر عمل فرسايش ، گوشه هاي تيز و لبه دارشان را از دست مي دهند و سطح آنها تقريبا صاف و صيقلي مي گردد . قلوه سنگ رودخانه اي از اين دسته است كه حداقل قطري برابر 5 سانتي متر دارد . كوچك ترين قلوه سنگي كه در ديوارسازي به كار مي رود معمولاً قطري در حدود 15 سانتي متر دارد . اندازه هاي كوچك تر به عنوان پركننده مورد استفاده قرار مي گيرند.
سنگ هاي كوهي : اين سنگ ها بيشتر لبه تيز هستند و مستقيماً از معدن سنگ استخراج مي شوند . در روند عمليات استخراج ، به شيوه هاي گوناگون قطعات بزرگ سنگ را از كوه جدا نموده و براي آماده سازي به كارخانه حمل مي كنند . به اين قطعات اصطلاحاً سنگ قلوه مي گويند . بايد توجه داشت سنگ هايي كه به طور طبيعي از كوه جدا و در دامنه انباشته مي شوند ، در بيشتر موارد با توجه به تاثير عوامل هوازدگي بر آنها، در عمليات ساختماني به كار برده نمي شوند .
سنگ هاي لاشه : اين سنگ ها در نتيجه عمل انفجار يا پس از خردكردن قطعات بزرگ تر سنگ به دست مي آيند و شكل خاص و سطوح مشخصي ندارند . استفاده از سنگ لاشه بدون اين كه گوشه هاي تيز ولبه دار آن گرفته شود مجاز نيست، مگر با ابعاد كوچك تر از 15 سانتي متر كه به عنوان پركننده از آن استفاده مي شود.
سنگ لايه لايه يا تخته اي : اين سنگ ها استحكام چنداني ندارند و حداقل ضخامت آنها در كارهاي بنايي نبايد كمتر از 8 سانتي متر باشد.
