سنگ

استفاده از قطعات سنگ تراش داده شده بسیار حجیم , ستون های یکپارچه سنگی , ستون های غول پیکر به همراه نقش و نگارهای بسیار زیبا و مینیاتوری هر بیننده را مجذوب می کند.

اگر بر این باور باشیم که عمر سنگهای موجود کره زمین مساوی پیدایش کره زمین می باشد در این صورت سنگها شاهد تمام تحولات کره زمین بوده و سنگها مانند شناسنامه این کره خاکی هستند.

مطالعه سنگها برای باستان شناسان ,  فسیل شناسان,  معدن کاوان , جغرافی دانان , کشاورزان جالب توجه است و هر کدام از این رشته ها نیاز به مطالعه وسیع و طولانی در شناخت سنگ و سایر مختصات آن از دیدگاههای خود دارند.ولی از نظر  مهندسین ساختمان مهم ترین خصوصیات سنگ تقریبا به رنگ سختی ,  کار پذیری و پایداری آن در مقابل سایش محدود می شود.

بنابراین هر رشته از علوم سنگ ها را به طریقه دسته بندی می نمایند که بیشتر جوابگوی نیازهای همان رشته باشد.برای مهندسین ساختمان دسته بندی سنگها در ابتدا به نوع پیدایش و تشکیل شدن آنها محدود می گردد.مراحل تشکیل سنگها در کره زمین سه گونه می باشد. سنگهای آذرین – سنگهای دگرگونی – سنگهای ته نشینی اگر درصد این سنگ ها را در اعماق زمینه مطالعه کنیم  در حدود 95 درصد سنگهایی که از عمق صد متری زمین به پایین قرار دارند از سنگهای آذرین بوده و 5 درصد بقیه سنگهای رسوبی و دگرگونی می باشد.ولی در سطح زمین تا آنجا که در دسترس بشر است 75 درصد سنگها را سنگهای رسوبی و 25 درصد بقیه را سنگهای آذرین و سنگهای دگرگونی تشکیل می دهد.

معمولا در ساختمان از سنگ به دو علت استفاده می شود یکی بعلت زیبایی و رنگ آن و دیگر مقاومت آن در مقابل  عوامل جوی و سایش  و اغلب در موقع انتخاب سنگ هر دو مطلب را با هم در نظر می گیرند.

در ساختمانها با توجه به مرغوبیت ساختمان و نظر مهندسین معمار و کاربری ساختمان , ابعاد و نوع سنگ انتخاب می شود.

بعضی از مهندسین اندازه قطعات سنگ را قبل از مصرف تعیین نموده و اندازه آنرا به کارخانه می دهند و کارخانه نیز طبق همان اندازه ها سنگ را بریده و هر اندازه در محل مخصوص خود نصب می گردد به این طریق انداره گذاری سنگ حکمی می گویند و قیمت آن در شرایط  مساوری گران تر از انواع دیگر است. بعضی از مهندسین سنگ را با طول ازاد مصرف می نمایند و این بدان معنی است که با توجه به محل مصرف یک پنهای معین را در نظر گرفته مثلا ( 7 یا 10 یا 30 و یا 40 سانتی متر) و طول سنگ به اختیار کارخانه می باشد به این طریقه مصرف سنگ , طول آزاد (حکمی) می گویند معمولا برای فرش کف فضاهای بزرگ و نمای ساختمانهایی که زیاد مرغوب نیست از این طریقه استفاده می شود.سنگهای آزاد حکمی از لحاظ اقتصادی بیشتر مقرون به صرفه هستند.

سنگ :

وزن مخصوص سنگ و مصالح طبیعی از 2 تا 2850 کیلو در متر مکعب تغییر میکندو در محاسبات  وزن مخصوص آنها به جدول وزن هر سنگ مراجعه میشود.

پر استقامت ترین سنگها سنگی است که برگترین وزن مخصوص را داشته باشد.

از انجائیکه سنگ در مقابل خرد شدن مقاومت زیادی دارد لذا فقط در موارد خاصی مقاومت آنرا در مقابل خرد شدن مورد مطالعه قرار میدهند زیرا معمولا مقاومت سنگ از هر لحاظ بیشتر از مقاومت مورد نیاز بوده است.

قاعدتا هر گاه دوام سنگ در مقابل برش و سائش برای ما رضایت بخش باشد میتوانیم آنرا نیز کافی فرض نمائیم.

دوام سنگ :

در عمل سنگهائیکه در ساختمان بکار میروند تحت تاثیر عوامل شیمیائی و مکانیکی قرار دارند.

مهمترین عوامل شیمیائی موجود عبارتند از اسید کربنیک و اسید سولفوریک که دراثر سوختن زغال سنگ و گازهای سوختنی و غیره ایجاد میشوند و این عناصر موجود سنگهای ساختمان را تحت تاثیر و مورد حمله قرار میدهند.

سنگهای سیلیسی با دوامترین و سنگهای آهکی کم دوامترین سنگها در مقابل این عناصر میباشند هرگاه اسیدهای نامبرده سنگها را تحت تاثیر قرار دهند سنگ از هم پاشیده خواهد شد و اگر دانه های سنگ و رگه های آنرا تحت تاثیر قرار دهند باعث ایجاد سوراخهای زیادی در سنگ گردیده سنگ به شکل متخلخل یا خلل و فرج زیاد در خواهد آمد.

تنها آزمایش مطمئن  برای پی بردن به دوام سنگ قرار دادن آن بمدت مدیدی تحت تاثیر شرایطی است که در عمل برای سنگ بوجود میاید.

مهمترین عوامل مکانیکی که سنگهای ساختمان را تحت تاثیر قرار میدهند عبارتند از :

1. اصطکاک در مقابل تراش و سائیدگی
2. فشارخرد کننده ناشی از تحمل وزن
3. با دوباران و تغییرات درجه حرارت هوا خصوصا نزدیک در صفر درجه سانتیگراد

در اثر اصطکاک و فشار خرد کننده در سنگها بخصوص در سنگهای تزئینی که گوشه های تیز سنگها تحت تاثیر با دو باران قرار میگیرد مشاهده میشود.

نتایج تغییر درجه حرارت بخصوص در آب و هوای معتدل موقعیکه یخبندان سنگها را در هم خردمیکند و نیز در مواقع حریق که سنگهای داغ بوسیله آب سرد خیس میشود مشاهده میشوند که در شرایط معمولی بترتیب سنگها از نقطه نظر دوام بدین قرار است.

1. سنگ ماسه ای
2. سنگ گرانیت
3. سنگ مرمر
4. سنگ آهک معمولی
5. سنگ ماسه ای متخلخل

حفاظت سنگ :

برای حفاظت سنگهای طبیعی در مقابل باد و باران و تغییر درجه حرارت باید آنها را مانند چوب از یک قشر غیر قابل نفوذ پوشاند.

موادیکه برای این منظور بکار برده میشوند عبارتند از :رنگ , روغن , بزرک جوشانده شده , پرافین مذاب ,  مخلوطی از سولفات دوپتاس و آلومینیوم و صابون نیمه جامد که در آب حل شده باشد و بعصی از مواد شیمیائی مخصوص نیز وجود دارد که بصورت مایع روی سنگها را با آنها پوشاند که در نتیجه نمک محلولی از خود باقی و درون خلل و فرج سنگ را پر میکنند.

استخراج :

هرگاه مهندسی ناگزیر شود که سنگهای مورد نیاز را از معدن جدیدی استخراج کند بایستی توجه خاصی مبذول دارد تا آسانترین و ارزانترین طریق را برای آوردن و حمل و نقل به محل کار ببرد و نیز مسائل ایمنی کارکنان معدن را در الویت بشناسد.

برای حفر تونل در صورت امکان بهتر است که دهانه تونل در دامنه تپه سنگی قرار داشته باشد و تونلی که بداخل معدن راه دارد با شیب خیلی کم انتخاب شود تا حمل و نقل سنگها بوسیله چهارپایان و جرثقیل و تریلر و واگنهای مخصوص بسهولت انجام گیرد.

معمولا سنگهای نزدیک سطح زمین به مرغوبیت سنگهای درونی نمیباشد و باین لحاظ مورد استفاده قرار نمیدهند.

عمل چال زدن یا سوراخ کردن معادن بوسیله مته دستی یا کمپرسور طویل یا مته مکانیکی با هوای تحت فشار انجام میشود.

آزمایش سنگها :

سنگهای ساختمانی بدو طریق آزمایش میشوند.

الف ) آزمایش شیمیائی

ب ) آزمایش مکانیکی

آزمایش شیمیائی :

مواد ترکیب شده سنگ را معلوم نموده و نشان داده خواهد شد سنگ تحت شرایط فشاری که در ساختمان به آن وارد شود چه تاثیر و تغییری در آن بوجود خواهد آمد در هر کار و هر محل سنگ مناسبی مصرف خواهد شد.

آزمایش مکانیکی :

1. درجه جذب رطوبت سنگ
2. وضع سنگ پس از قرار گرفتن در هوای صفر تا 5 درجه زیر صفر.
3. درجه و وضع آن پس از حریق یا در شهرهای گرم تا 50 درجه بالای صفر
4. مقاومت آنرا با ضربه زدن در مقابل خرد شدن معلوم مینمایند.

آزمایش قابلیت جذب آب :

این آزمایش بدین ترتیب انجام میپذیرد.

ابتدا سنگ را در کوره حرارت داده و خشک میکنند و پس از سنجش وزن , سنگرا مدت مدیدی در آب فرو میبرند سپس آنرا از آب بیرون آورده و سطح خارجی آنرا خشک میکنند و مجددا نمونه را وزن مینمایند تفاوت وزن نمونه قبل از خیس کردن و بعد از آنرا حساب کرده با توجه به آب جذب شدخ قابلیت و اندازه جذب آب را مشخص میکنند.

آزمایش مقاومت در مقابل یخبندان:

این تست باین نحو صورت میگیرد ابتدا نمونه را چندین مرتیه خوب در آب خیس کرده و سپس آنرا به درجه یخبندان رسانده و دوباره گرم مینمایند سپس نمونه را وزن کرده و وزن مقداری از آنرا که در اثر تغییر درجه حرارت خرد شده است بدست میاورند.

آزمایش مقاومت در مقابل فشار خرد شدن:

عبارتست از قرار  دادن سنگ زیر دستگاه پرس وتشخیص بوسیله عقربه سنج