ساختمان و ابنیه | سنگ های ساختمانی ( قسمت اول )

سنگ ساختمانی ممکن است به عنوان یک سنگ سالم تعریفشود که می تواند با خیال راحت در برخی شرایط در ساخت و ساز به عنوان یک واحد حجیم پوشیده یا بدون لباس استفاده شود. گرانیت ها و مرمرهایی که به شکل بلوک ها یا دال ها یاستون های ظریف در ساختمان های تاریخی و گران قیمتاستفاده می شوند ، سنگ های ساختمانی خوبی هستند. بههمین ترتیب ، ماسه‌ سنگ‌ ها و آهک‌ های مورد استفاده در قلعه‌ها ، دیوار های حائل و دیوار های مرزی و همچنین به عنوان بلوک در خانه‌ های سنگی و خانه‌ های ییلاقی از سنگ ‌هایساختمانی معمولی هستند. تخته سنگ های مورد استفاده در بسیاری از مناطق به عنوان مصالح سقف برای ساخت و سازهای معمولی و در روسازی ها نیز در رده سنگ هایساختمانی قرار می گیرند.

سنگ تراشی یک هنر مهندسی است که در بسیاری از بناهایتاریخی در تمام نقاط جهان حفظ شده است. این مهارت هنوز هم ، هرچند در مقیاس کمتر ( به دلیل ظهور بتن ) در ساخت خانه های مسکونی رایج و ساختمان های کاخ در بسیاری از مکان ها استفاده می شود.

خواص سنگ های ساختمانی :

اینکه یک سنگ باید چه ویژگی ‌های فیزیکی ، ساختاری و سایر خواصی داشته باشد تا به عنوان سنگ ساختمانیتوصیه شود ، به نوع ساخت و موقعیت در آن ساختمان خاص که در آن سنگ برای استفاده در نظر گرفته شده است ، بستگیدارد. بنابراین سنگی که در کف سازی ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد ، نیازی به داشتن تمام آن ویژگی هایی ندارد که برای استفاده سنگ در پی و دیوارهای باربر ضروری است.به طور مشابه ، سنگ های مورد نیاز برای ساخت دیوار هایحائل نیازی به داشتن تمام خواص مورد نیاز برای استفاده در دیوارهای رو به رو ندارند. بنابراین ، بحث در مورد کیفیتهای مختلف حاکم بر انتخاب سنگ های ساختمانی در سه زیرعنوان راحت است :

✓ ویژگی های قدرت

✓ شخصیت های زمین شناسی

✓ شخصیت های عمومی

ویژگی های قدرت

سنگ های ساختمانی ، مانند سایر جامدات ، زمانی که تحت بارهای بیش از قدرت خود قرار می گیرند، از بین می روند. شکست تحت نیروهای فشاری ، کششی و برشی در مقادیرمختلف رخ می دهد. با این حال ، مقاومت فشاری نامحدود است که به عنوان مهمترین ویژگی شاخص سنگ ها در نظر گرفته میشود.

مورد اول - مقاومت فشاری سنگ های ساختمانی :

همچنین گاهی اوقات به عنوان مقاومت سنگ شکن شناخته میشود و ممکن است به عنوان حداکثر نیروی بیان شده در واحد سطح تعریف شود که یک سنگ ساختمانی می تواند بدون پارگی آن را تحمل کند. هر نیرویی که فراتر از مقاومت فشاریوارد شود باعث شکست یا پارگی سنگ می شود.

تعیین عملی مقاومت فشاری نامحدود یک سنگ ساختمانی در یک آزمایشگاه مهندسی عمران مجهز انجام می شود. نمونه ‌هایآزمایشی با شکل استاندارد ( یا مکعب‌هایی با ضلع 5 سانتی‌متری یا استوانه‌هایی با نسبت طول به قطر 2 تا 2.5 ) که با دقت تهیه شده‌اند ، به تدریج ، یکی یکی ، روی صفحه پایه یک UTM ( دستگاه تست جهانی ) بارگذاری می‌شوند. بارگذاری ادامه می یابد تا اولین ترک در نمونه آزمایشیظاهر شود که نشان دهنده شروع شکست است. هر بارگذاریبیشتر نمونه را خرد می کند.

بار در شکست تقسیم بر سطح مقطع نمونه ، مقاومت فشارینامحدود سنگ های ساختمانی را را نشان می دهد. این مقدار نامحدود یا تک محوره نامیده می شود زیرا نمونه آزمایشیهیچ گونه پشتیبانی یا مهار جانبی ندارد و فقط در امتداد یک محور فشرده می شود. هنگامی که مقاومت فشاری با روشیکه یک تکیه گاه جانبی را فراهم می کند ، آزمایش می شود ، مانند نگهداری نمونه در یک سلول ویژه ( سلول سه محوری ) پر از مایع تحت فشار ، مقدار به دست آمده مقاومت فشاری محدود یا سه محوری نامیده می شود. با این حال ، مقاومت فشارینامحدود یا تک محوری است که به طور کلی در ساخت و ساز مهندسی عمران با سنگ مورد توجه قرار می گیرد.

مقاومت فشاری یک سنگ ساختمانی به عوامل متعددی از جمله نحوه تشکیل ، ترکیب ، بافت و ساختار ، میزان رطوبت و میزان هوازدگی که قبلاً متحمل شده است بستگی دارد. سنگ‌های آذرین با ویژگی‌ های کریستالی ، بافت فشرده و در هم تنیده و ساختاری یکنواخت از مقاومت فشاری بسیار بالاییدر مقایسه با سنگ ‌های رسوبی و دگرگونی برخوردارند.

در دو گروه اخیر ، فراوانی صفحات ضعف مانند صفحات بستر، شاخ و برگ ، شیستوزیت و شکاف به شدت بر مقاومت فشاری سنگ های مربوطه در قدر و جهت تأثیر می گذارد. در مورد جهت ، ماسه سنگ ممکن است در هنگام بارگذاری موازی با صفحات بستر نسبت به زمانی که همان سنگ عمود بر همان سازه بارگذاری می شود ، مقاومت فشاری بسیار کمی از خود نشان دهد. به جز برخی از انواع ماسه سنگ های عظیم ، سنگ آهک ها ، کوارتزیت ها ، مرمرها و گنیس ها ، بیشتر سنگ های رسوبی و دگرگونی ذاتاً از نظر استحکام خردشدگیضعیف هستند.

مقادیر استحکام به دست آمده از آزمایش آزمایشگاهی نیزممکن است بسته به اندازه نمونه آزمایش ، صافی سطوح تماس نمونه های آزمایش ، سرعت بارگذاری و مدت بارگذاری و غیره ،نسبت به همان سنگ تغییر قابل توجهی نشان دهد. بنابراین ، به طور ضمنی گفته می شود که تمام آزمایشات آزمایشگاهی کاملاً مطابق با کدهای استاندارد صادر شده توسط مرجع مشخص کشور انجام می شود.

مقاومت فشاری بسیاری از انواع سنگ های ساختمانی معمولاً بسیار بیشتر از بار هایی است که معمولاً در ساخت و سازهای معمولی ساختمان تحمل می کنند.

مورد دوم - قدرت عرضی سنگ های ساختمانی

به عنوان ظرفیت یک سنگ برای تحمل بارهای خمشی تعریفمی شود. چنین بار هایی فقط در شرایطی که معمولاً از سنگهای ساختمانی استفاده می شود ، به ندرت وارد می شود.

استحکام عرضی به طور عملی با بارگذاری عرضی یک نمونه آزمایشی میله ای شکل ، معمولاً 20 × 8 × 8 سانتی متر و در انتها از پایین پشتیبانی می شود. باری که سنگ در آن میشکند ( پارگی ) به صورت V گرفته می شود که R را می توان از آن محاسبه کرد. مشخص شده است که در سنگ ها ، استحکامعرضی به طور کلی 1/10 تا 1/20 مقادیر مقاومت فشاری آنها است. استحکام برشی سنگ نیز معمولاً تعیین نمی شود مگر زمانی که سنگ به عنوان ستون استفاده شود. مشاهده شده است که در سنگ های ساختمانی مهم مقاومت برشی بین 70-140 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است.

مورد سوم - تخلخل

اندازه ، شکل و درجه بسته بندی بلورها یا دانه های جزء در یکسنگ باعث ایجاد تخلخل آن می شود. از نظر عددی به عنوان نسبت بین حجم کل فضاهای منفذی و حجم کل نمونه سنگ بیان می شود و معمولاً بر حسب درصد بیان می شود. تخلخل کم به دلیل بلور های به هم پیوسته ، دانه های زاویه ای با اندازه های مختلف و مواد سیمانی توزیع شده یکنواخت در سنگ ایجاد می شود. برعکس ، اگر سنگ از دانه های کروی یاگرد ( مثلاً ماسه سنگ ) تشکیل شده باشد یا اگر مواد سیمانی به طور ناموزون توزیع شده باشد یا ارزش سیمانکاری ضعیفی داشته باشد ، سنگ بسیار متخلخل خواهد بود.ارزش جذب ظرفیت سنگ را برای جذب رطوبت زمانی که به مدت 72 ساعت یا تا زمان اشباع در آب غوطه ور می شود، مشخص می کند. به طور کلی بر حسب درصد وزن خشک اولیه نمونه های سنگ بیان می شود. نمونه های مکعبی شکل از سنگ ساخته شده و در دمای 100 درجه سانتیگراد خشک می شوند تا به وزن ثابت برسند.

ماسه‌ سنگ‌ ها و سنگ‌ های آهکی ممکن است در برخی از واریته‌ها دارای ارزش جذب بالای ۱۰ درصد یا بیشتر باشند. انتخاب چنین انواع سنگ های بسیار متخلخل برای استفاده در ساخت و ساز ساختمان ، به ویژه در شرایط مرطوب ، بسیار قابل اعتراض است. وجود آب در داخل منافذ نه تنها به طور قطع استحکام سنگ را کاهش می دهد ، بلکه باعث آسیب پذیری آن ها در برابر متلاشی شدن ناشی از یخ زدگی در آب و هوایمرطوب سرد می شود.

در پایان برای گرفتن راهنمایی و راهکار در زمینه سنگ های ساختمانی می توانید از آقای مهدی رمضانی مقدم کمک گرفته تا در این مسیر بسیار اصولی و درست حرکت کنید.

به روی تماس با ما کلیک کنید.

ساختمان و ابنیه | سنگ های ساختمانی ( قسمت دوم )

در ادامه مقاله اول می خواهیم به بقیه ویژگی ها بپردازیم و مطالب حول این موضوع را به سرانجامی برسانیم

تراکم سنگ های ساختمانی :

به عنوان وزن در واحد حجم یک ماده ، در این مورد یک سنگ، تعریف می شود. اما در مورد سنگ ها، مفهوم حجم واحد باید به وضوح درک شود. یک سانتی متر مکعب سنگ همیشه نباید 100% از ماده جامد تشکیل شود. ممکن است حاوی 1٪ تا 25٪ از فضاهای منافذ ( تخلخل ) باشد که ممکن است خالی ، تا حدی پر یا کاملاً پر از آب باشد.

• چگالی خشک

این وزن در واحد حجم یک سنگ کاملاً خشک شده است. بدیهی است که شامل حجم فضا های منفذی موجود در سنگ می شود.

• چگالی ظاهری

تراکم سنگ با رطوبت طبیعی است. فرض بر این است که در چنین مواردی تمام فضا های منافذ با آب پر نمی شوند.

• چگالی اشباع شده

چگالی سنگی است که به طور کامل از آب اشباع شده است. در بیشتر محاسبات مهندسی این چگالی ظاهری است که در نظر گرفته می شود. مقادیر چگالی ظاهری برای برخی بر حسب گرم/سانتی متر مکعب می باشد

آگاهی از مقادیر چگالی سنگ ها به تخمین مقادیر تقریبی مقاومت سنگ ها و همچنین محاسبه بار های وارد شده در سنگ تراشی در سطوح مختلف کمک می کند.

مقاومت سایشی سنگ های ساختمانی

این بیشتر یک خاصیت کیفی است تا کمی و ممکن است به طور کلی به عنوان مقاومتی که یک سنگ در برابر اعمال مالشی نوعی یا دیگری ارائه می دهد تعریف شود. این کیفیت زمانی اهمیت قابل توجهی پیدا می کند که قرار است از سنگ در شرایطی استفاده شود که مالش به دلایل طبیعی یا مصنوعی ممکن است به یک امر عادی تبدیل شود. بنابراین سنگ های مورد استفاده در سنگفرش در امتداد جاده ها ، در کف سازی ساختمان ها ، به عنوان پوشش در تونل ها یا سنگ های روبه رو در ساختمان هایی که بادهای شن و ماسه اغلب می وزند ، همگی در معرض اثر مالشی هستند. از این رو مقاومت آنها در برابر سایش باید قبل از استفاده بهتر شناخته شود.

ترکیب کانی شناسی سنگ نقش زیادی در مقاومت در برابر سایش دارد. سنگی که از همان ماده معدنی تشکیل شده باشد ، وقتی نرم شود ، به طور یکنواخت می‌ پوشد. به عنوان مثال ، سنگ آهک و مرمر. اگر از مواد معدنی سخت تشکیل شده باشد ، ممکن است به هیچ وجه سایش نشود. کوارتزیت و ماسه سنگ اما سنگ دیگری مانند گرانیت که ظاهری جذاب دارد اما از مواد معدنی با سختی های مختلف ( فلسپار و کوارتز ) تشکیل شده است ممکن است به طور ناهموار ساییده شود. ممکن است پس از چند سال استفاده از آن در مناطقی که طوفان های شن بسیار زیاد است ظاهر بد و حفره ای داشته باشد.

مقاومت سایشی سنگ معمولاً در آزمایشگاه مهندسی عمران با استفاده از دستگاه تست سایش Dorry’s تعیین می‌شود. این شامل یک دیسک فولادی گردان است که در بالا با دو برجستگی قیفی شکل فلزی در انتهای کاملاً مخالف قرار گرفته است. یک برجستگی برای نگهداری یک نمونه سنگ استوانه‌ای شکل با وزن خشک و ابعاد مناسب ( ارتفاع 2.5 سانتی‌متر، قطر 2.5 سانتی‌متر ) است.

برجستگی دیگر برای تغذیه شن و ماسه استاندارد با نرخ استاندارد استفاده می شود که باعث می شود سنگ در حین چرخش دیسک در پایه ساییده شود و در نتیجه وزن خود را در این فرآیند کاهش دهد. پس از تعداد دور ثابت (معمولاً 1000 دور) ، نمونه سنگ خارج شده و وزن می شود. کاهش وزن معیاری برای مقاومت سایشی سنگ است.

مقاومت در برابر سرما و آتش سوزی سنگ های ساختمانی

بسیاری از سنگ‌های ساختمانی در شرایطی که در حالت اول آب و هوای تشکیل ‌دهنده یخبندان حاکم است یا در حالت دوم گرمایش شدید انجام می‌شود ، به سرعت تجزیه می‌شوند. یخبندان با انبساط آب در هنگام انجماد در منافذ سنگها در زمستان باعث از هم پاشیدگی می شود. در طول تابستان ذوب می شود و این روند سال به سال تکرار می شود. همانطور که قبلاً در هوازدگی سنگها توضیح داده شد به این عمل یخبندان گفته می شود. انواع متخلخل سنگ آهک و ماسه سنگ اغلب مقاومت بسیار ضعیفی در برابر سرما نشان می دهند.

مقاومت در برابر آتش به ویژه زمانی مشخص می شود که سنگی برای استفاده در اطراف اجاق ها ، مکان های گرمایشی و در دیواره های کوره ها یا کوره ها در نظر گرفته شده باشد. از قضا ، بسیاری از سنگ های ساختمانی مانند گرانیت ها و سایر سنگ های آذرین دانه درشت از نظر مقاومت در برابر آتش ضعیف هستند. اینها ممکن است برای استفاده در شرایط گرما نامناسب شوند.

مقاومت ضعیف آنها در برابر آتش به دلیل ترکیب چند معدنی آنها است. مواد معدنی مختلف با گرم شدن با سرعت های متفاوتی منبسط می شوند. انبساط نابرابر باعث ایجاد تنش های داخلی در بدنه سنگ می شود که در نهایت منجر به متلاشی شدن آن می شود. به طور مشابه ، برخی از سنگ‌ ها ، اگرچه عمدتاً از یک ماده معدنی تشکیل شده‌اند ، ممکن است هنگام قرار گرفتن در شرایط گرمایشی تجزیه شوند. برای مثال سنگ‌ های آهک از کلسیتی تشکیل شده‌اند که در دمای بیش از ۷۵۰ درجه سانتی‌گراد تجزیه می‌شوند. فقط ماسه‌ سنگ‌ ها و کوارتزیت‌ های فشرده و عظیم در اطراف مکان‌ های گرمایشی بادوام خواهند بود.

خصوصیات زمین شناسی سنگ های ساختمانی

ترکیب کانی شناسی

همانطور که می دانیم سنگ ها در واقع از واحدهای کوچکتری به نام کانی ها تشکیل شده اند. از این رو خواص سنگ ها در نهایت به ترکیب و ماهیت بسته بندی در سنگ بستگی دارد. مشخص شده است که سنگ‌هایی که عمدتاً از سیلیس تشکیل شده‌اند ، به‌ویژه کوارتز  (SiO2)، به ‌ویژه در فرم آزاد ، از بسیاری جهات قوی‌ ترین هستند. کوارتزیت ها ، ماسه سنگ ها و گرانیت ها نمونه هایی از سنگ های قوی کوارتز هستند. سنگ‌های کربناته تنوع بسیار گسترده‌ ای در خواص مهندسی خود نشان می‌دهند و از این رو هر گونه باید برای چنین ویژگی‌هایی قبل از استفاده در ساخت و سازهای با اهمیت مورد آزمایش قرار گیرد. وجود کانی هایی مانند میکا ، گچ ، سولفیدها ، گلوکونیت ، ترمولیت ، سنگ چخماق ، چرت و خاک رس حتی به نسبت کوچک در سنگ های سالم ، استحکام و کیفیت ذاتی آنها را از بین می برد.

بافت و ساختار سنگ های ساختمانی

بافت اندازه ، شکل و رابطه متقابل اجزای معدنی یک سنگ را تعریف می کند ، در حالی که ساختار توسعه برخی از ویژگی های معمولی را در مقیاس بزرگ در کل توده سنگ تعیین می کند. سنگ ها ممکن است درشت دانه ، دانه متوسط یا ریزدانه و همچنین دارای بافت هم دانه یا غیر دانه ای باشند. تجربه نشان داده است که سنگ‌ های ریزدانه و با بافت هم‌ دانه ، در مقایسه با سنگ‌های درشت دانه و نامتعادل ، سنگ‌ های ساختمانی بهتری هستند. در مورد دوم ، اجزای با اندازه های مختلف تحت بارهای تحمیلی متفاوت رفتار می کنند و واکنش پیچیده ای را ارائه می دهند.

از نظر ساختاری ، ویژگی هایی مانند لایه بندی ، شاخ و برگ ، خط بندی ، شکاف ، اتصالات ، ریز مفاصل و ساختار های جریانی باید قبل از انتخاب سنگ برای ساخت مورد توجه قرار گیرند. اغلب این موارد ممکن است در نمونه آزمایشی با اندازه کوچک دیده نشوند. زمین شناسی توده سنگ به عنوان یک کل و در وقوع صحرایی باید از نظر اثرات احتمالی آنها بر کیفیت این سنگ ها مورد مطالعه قرار گیرد. بیشتر این سازه ‌ها باید به ‌عنوان صفحه‌ های ضعیف مؤثر در نظر گرفته شوند و هنگامی که از هم فاصله دارند، به‌دست آوردن بلوک ‌هایی با اندازه مناسب از توده سنگ را بسیار دشوار می‌سازند. در مواقعی که باید از بلوک هایی از این گونه سنگ ها استفاده کرد ، باید به گونه ای قرار داده شوند که سطوح ضعف موازی با بارهای مؤثر نباشند.

مقاومت در برابر هوا

این اساساً یک ویژگی زمین شناسی است که از یک طرف با ترکیب و بافت یک سنگ و همچنین محیطی که در نهایت در ساخت و ساز از آن استفاده می شود از طرف دیگر تعیین می شود. هیچ چیز ابدی نیست ، حتی سنگ ها. اما سرعت تخریب یک سنگ در اثر حمله فرآیندهای طبیعی ( یعنی هوازدگی ) از سنگی به سنگ دیگر متفاوت است.

یک سنگ ( به عنوان مثال گرانیت ) ممکن است هنگام استفاده در فضای داخلی یک ساختمان برای صدها سال تازه و بدون لکه باقی بماند ، اما همان سنگی که در نمای بیرونی همان ساختمان استفاده می شود ممکن است در عرض چند دهه به شدت سوراخ شود و کدر شود. به طور مشابه ، سنگ آهک مورد استفاده در شهرک های صنعتی ممکن است به دلیل واکنش با بخارات اسید سولفور که هوا را آلوده می کند، هوا بد باشد ، در حالی که همان سنگ مورد استفاده در معابد و قلعه ها در آب و هوای تمیزتر برای قرن ها تازه باقی مانده است. یک مهندس ، به ویژه یک شهرساز باید سازگاری یک سنگ پیشنهادی برای استفاده در یک محیط خاص را در نظر داشته باشد. سنگ ها نسبت به محیطی که در آن قرار می گیرند حساس هستند. دوام آنها که به معنای ظرفیت آنها برای تحمل بارهای تحمیلی بدون هیچ گونه خرابی است بستگی به این دارد که آیا آنها در محیطی متناسب با خصوصیات زمین شناسی آنها استفاده شده اند یا خیر.

در پایان بهترین راه برای ورود به دنیای سنگ های ساختمانی و ابنیه ، گرفتن مشاوره از فرد متخصص این زمینه می باشد که بتوانید بهترین عملکرد را در این زمینه داشته باشید. آقای مهدی رمضانی مقدم صاحب برند مقدم ماربل ، یکی ااز بهترین مشاورانی هستند که می توانید در این زمنیه از تخصص ایشان استفاده لازم را بکنید.