صفحه نیمه‌حفاظت‌شده

سنگ

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
(تغییرمسیر از سنگ (زمین‌شناسی))
پرش به ناوبری پرش به جستجو

سنگ‌های ساحل
عکس از رده و تقسیم‌بندی سنگ‌های مختلف، موزه تاریخ طبیعی اصفهان، ایران
تقسیم‌بندی سنگ‌ها، موزه تاریخ طبیعی اصفهان

سنگ به مواد جامدی از پوسته زمین اطلاق می‌شود که از یک یا چند کانی که با یکدیگر پیوند یافته‌اند، تشکیل شده‌است. در زمین‌شناسی سنگ تجمعی طبیعی و جامد از مواد معدنی یا شبه معدنی است. لایه خارجی جامد زمین (سنگ‌کره) از سنگ تشکیل شده‌است. صخره‌ها سه گونه هستند:آذرین، رسوبی و دگرگون شده. دانش شناختن سنگ‌ها را سنگ‌شناسی می‌گویند. عنصر اصلی تشکیل دهنده تمامی سنگ‌ها سیلیس است.

تفاوت سنگ و خاک

یک صخره ایستاده بر روی زمین در بوستان خدایان در کلرادو اسپرینگز.

مهمترین تفاوت خاک و سنگ اختلاف در میزان فشردگی و چسبندگی آن‌ها به یکدیگر است. از دیدگاه زمین‌شناسی، 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 به‌طور برجا تشکیل شده‌است. لیکن در مهندسی و کارهای ساختمانی قابلیت حفاری مصالح زمین‌شناسی به عنوان شاخصی در طبقه‌بندی آن‌ها به دو گروه سنگ و خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد[۱].

منشأ شکل‌گیری 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 یا عکس‌العمل آب‌های اسیدی با املاح تشکیل دهنده سنگ هاست.[۲]

هوازدگی فیزیکی

این پدیده توسط عواملی چون یخبندان، تغییرات حرارت در جو و در نتیجه انبساط و انقباض، گرانش 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.[۲]

ساختمان شیمیایی سنگ‌ها

سنگ‌ها خود از قسمت‌های ساده‌تری به نام کانی ساخته شده‌اند. کانی‌ها مواد جامد، طبیعی، معمولاً متبلور، غیرآلی، همگن و با ترکیبات شیمیایی مشخص‌اند. 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.[۳]

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:

استفاده

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

انواع سنگ‌های ساختمانی

سنگ تراورتن موج دار
  • سنگ طبیعی: کلیه سنگهای ساختمانی که از معادن طبیعی استخراج و پس از بهره‌وری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
  • سنگ مصنوعی: کلیه سنگهای ساختمانی که در کاخانه و با ترکیب مواد و مصالح مختلف توسط بشر ساخته شده‌است.
  • بر اساس وزن مخصوص : سنگ‌های سنگین‌وزن، سنگهایی که وزن مخصوص آن‌ها بیش از ۱٫۸ گرم بر سانتی‌متر مکعب است و سنگ‌های سبک، دسته‌ای از سنگ‌ها هستند که وزن مخصوص آن‌ها کمتر از ۱٫۸ گرم بر سانتی‌متر مکعب می‌باشد.
  • بر اساس مقاومت فشاری : سنگ‌های سنگین که مقاومت فشاری آن‌ها از ۱۰۰تا ۱۰۰۰ مگا پاسکال است؛ و سنگ‌های سبک که مقاومت فشاری آن‌ها از ۴ تا ۲۰۰ مگا پاسکال است.
  • بر اساس ضریب نرم شدگی : اگر مقدار این ضریب از ۰٫۶ تا ۱ باشد از آن برای احداث ساختمان استفاده می‌شود.

سنگ مصنوعی سمنت پلاست- سنگ پلیمری درنیکا

سنگ مصنوعی نامی برای انواع مختلف محصولات سنگ مصنوعی است که از قرن ۱۸ استفاده می‌شود. سنگهای مصنوعی در پروژه‌های مهندسی عمران، ساختمان سازی، مصارف صنعتی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند.

یکی از اولین سنگهای مصنوعی تحت عنوان Lithodipyra (AKA Coade stone) بین سال‌های ۱۷۶۹ الی ۱۸۳۳ میلادی تولید گردید. پس از آن تولید سنگهای مصنوعی به روش‌های مختلف ادامه پیدا کرد.

سنگ مصنوعی پلیمری – درنیکا سنگ بر اساس استفاده از بتن سیمانی تولید می‌شود که در آن ماسه به عنوان ذرات ریز پرکننده یکی از مهمترین مواد اولیه می‌باشد. ترکیبات پلیمری و افزودنیهای شیمیایی چسبندگی بین تمام اجزاء را ایجاد کرده و مقاومت سنگ مصنوعی را تأمین می‌کند. رنگ‌دانه‌های اکسید آهن که مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش و محیطهای قلیایی می‌باشد رنگ مورد نظر را به این سنگ‌هامی‌دهد. ترکیبی که از این راه به دست می‌آید در قالب‌هایی از جنس سیلیکان و پلیمر ریخته می‌شود که دارای نقش و نگارهای سنگ‌های طبیعی می‌باشند و به این سنگ‌ها سیمایی کاملاً طبیعی می‌دهد. از نظر قیمت، سنگ‌های مصنوعی به مراتب قیمتی کمتر از سنگ‌های طبیعی دارند، چرا که کارهای دشواری که روی سنگ طبیعی برای رساندن آن به بازار و قابل استفاده کردن آن انجام می‌شود در مورد سنگ‌های مصنوعی غیرضروری می‌نماید و دارای وزنی کمتر و ضخامتی کوچکتر هستند که به ما این اجازه را می‌دهد که سه برابر سنگ‌های طبیعی بتوانیم آن‌ها را به‌کار گیریم.

مزیتهای سنگ مصنوعی سمنت پلاست – درنیکا سنگ:

  • بسیار سبکتر از سنگهای طبیعی بوده و کار با آن را آسان‌تر می‌کند.
  • قابل استفاده در فضای بیرونی و داخلی ساختمان‌ها می‌باشد.
  • برش و تنظیم سنگهای مصنوعی آسان است.
  • نصب سنگهای مصنوعی بسیار آسان است و نیاز به استفاده از تجهیزات خاص برای جلوگیری از ریزش وجود ندارد.
  • بسیار ارزانتر از سنگهای طبیعی می‌باشد.
  • تکنولوژی تولید سنگهای مصنوعی امکان تولید سنگ در طرح‌ها و رنگ‌های متنوع را فراهم نموده‌است که در نتیجه آن می‌توان طرح‌های دکوراتیو زیبا و متنوعی را اجرا نمود.
  • در مقابل دما عایقکاری بسیار خوبی ایجاد می‌نماید.
  • بسیار مقاومتر به دلیل فرمولاسیون خاص و استفاده از تکنولوژیهای نوین (مقاومتی در حدود ۳ برابر بتن)
  • بسیار سبکتر و در نتیجه کار با آن آسان‌تر به دلیل وزن مخصوص پایینتر
  • بسیار ارزانتر به دلیل استفاده از تکنولوژیهای نوین
  • امکان تولید در طرحها و رنگ‌های متنوع با استفاده از قالب با طرح‌های متنوع (هم‌اکنون شرکت درنیکا سنگهای مذکور را در حدود ۲۰ رنگ مختلف و بیش از ۵۰ طرح متنوع تولید و به بازار ارائه می‌نماید)
  • امکان تولید بر اساس نوع و شرایط مصرف (استفاده در فضای بیرونی یا داخلی ساختمان، کف، دیوار، نما، دکوراتیو و غیره) با تغییر فرمولاسیون مواد ترکیبی و قالبهای متنوع (هم‌اکنون شرکت درنیکا محصولات بسیار متنوع سنگهای مصنوعی پلیمری «درنیکا سنگ» را شامل: سنگ نما، سنگ آنتیک و دکوراتیو، موزاییک، سنگ فرش، کفپوش، قرنیز، پله، زیر پله و جدول تولید و به بازار ارائه می‌نماید)
  • عدم نیاز به برشکاری زیاد به دلیل وجود محصولات در سایزهای مختلف
  • نصب بسیار آسان و عدم نیاز به استفاده از تجهیزات خاص برای جلوگیری از ریزش با در نظر گرفتن تمهیدات خاص در حین قالب‌گیری

سنگ طبیعی

این سنگ‌ها در دسته‌های گوناگون و متنوعی نام‌گذاری می‌شوند که بعضاً نام معدن سنگ به عنوان اسم آن استفاده می‌شود. رایج‌ترین سنگ‌های ساختمانی عبارتند از:[۴]

  • گرانیت
  • گابرو
  • ماسه سنگ شامل ماسه سنگ آهکی - ماسه سنگ سیلیسی - ماسه سنگاکسید آهن - ماسه سنگ دولومیتی
  • دیوریت
  • کوارتزیت
  • مرمریت
  • مرمرها
  • تراورتن

مشخصات کلی انتخاب سنگ برای مصارف ساختمانی

سنگ‌های مورد استفاده در کارهای ساختمانی باید دارای مشخصات زیر باشند:[۵]

۱- بافت سنگ باید ساختمانی سالم داشته باشد، یعنی بدون شیار، ترک و رگه‌های سست باشد (کرمو نباشد)
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 سانتی‌متر مربع باشد
۹- در مقابل سایش مقاوم باشد

مقاومت سنگ‌های ساختمانی

مقاومت در معنای لغوی به معنای تحمل فشار است و برای سنگ‌های مختلف اندازه‌گیری می‌شود. انواع سنگ‌ها بر اساس میزان مقاومت به دو نوع سبک و سنگین تقسیم می‌شوند بطوری‌که سنگ‌های سنگین فشاری بین ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ مگاپاسکال را تحمل می‌کنند و سنگ‌هایی که تحمل آن‌ها بین ۴ تا ۲۰۰ مگاپاسکال باشد اصطلاحاً سبک نامیده می‌شوند اما سنگ‌ها فقط در اثر فشارهای وزنی نیست که فرسایش می‌یابند و تغییر پیدا می‌کنند جالب است بدانید که اصلی‌ترین عواملی که مقاومت سنگ‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد هوازدگی، سرما، گرما و آتش‌سوزی است.

هوازدگی را گازهای معلق در هوای شهرهای آلوده مثل دی‌اکسید کربن و دی‌اکسید گوگرد ایجاد می‌کنند و باعث تغییر رنگ و شکستگی و حتی جدا شدن سنگ‌های ساختمانی می‌شوند. از عوامل دیگر هوازدگی مثل انجماد و تبخیر آب در حفره‌های سنگ‌ها و حتی خاصیت رنگ بری و اثر گرمایی نور خورشید می‌توان نام برد. لازم است ذکر شود که برای انتخاب ماندگارترین سنگ‌های ساختمانی حتماً باید به ویژگی‌های سنگین‌های مختلف و همچین شرایط اقلیمی و آب و هوایی آن منطقه توجه ویژه شود مثلاً انواع تراورتن‌ها که از انواع سنگ‌های آهکی هستند برای مناطقی که رطوبت بالایی دارند اصلاً مناسب نیستند و خیلی زود دچار فرسایش می‌شوند.

طبقه‌بندی سنگ‌های طبیعی براساس BS812

فساد در سنگ یا خرابی سنگ

عامل اصلی خرابی سنگ استفاده از مواد اسیدی مانند جوهر نمک، اسید، ترشیجات و انواع مواد شوینده دارای اسید است اگر چنانچه سنگ مورد نظر دارای این نوع از آسیبها باشد معمولاً با کفسابی انجام و عیب مورد نظر رفع 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.[۶]

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 مستقیماً 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 اساساً 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 تأثیر عمل تبلور قرار می‌گیرد.[۷]

اثر یخبندان

تخریب بر اثر یخبندان در قسمت‌هایی از ساختمان نظیر محل درپوش‌ها، سایه بان‌ها، کرسی بنا و کف پنجره‌ها بیشتر دیده می‌شود. عموماً سنگ آهک و دولومیت بیش از ماسه سنگ در معرض تهاجم اثر یخبندان هستند.

مرمر، شیت و گرانیت به علت تخلخل اندک تحت تأثیر اثر یخبندان واقع نمی‌شوند.[۷]

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.[۷]

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 عموماً تحت تأثیر آتش قرار نمی‌گیرند، فقط سنگ‌های با رنگ روشن به علت اکسید شدن آهن موجود در آن‌ها برای همیشه صورتی رنگ می‌شوند.[۸]

در فرهنگ

نگارخانه

منابع

  1. معماریان ح. (۱۳۸۱)، "زمین‌شناسی مهندسی و ژئوتکنیک"، دانشگاه تهران، مؤسسه انتشارات و چاپ، ۹۵۴ صفحه.
  2. ۲٫۰ ۲٫۱ مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۸۴
  3. مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۸۸
  4. مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۹۰
  5. مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۹۱–۹۲
  6. مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۹۲
  7. ۷٫۰ ۷٫۱ ۷٫۲ مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۹۳
  8. مصالح و ساختمان، سام فروتنی، ۹۴

پیوند به بیرون