• جمعه , ۱ آذر ۱۳۹۸

فاکتورهای مهم در خصوص انتخاب سنگ ساختمانی

فاکتورهای مهم در خصوص انتخاب سنگ ساختمانی

متاسفانه دوام سنگ که باید مهمترین عامل در انتخاب سنگ باشد، اغلب مورد توجه قرار نمی گیرد. بسیاری از ساختانی گران قیمت وجود دارد که در انتخاب سنگ آنها به این موضوع توحه نشده و از این ناحیه متضرر شده اند. از عوامل طبیعی که روی این موضوع اثر می گذارند، ساخت، بافت و ترکیب کانی شناسی را می توان نام برد. موقعیت نصب سنگ در ساختمان و کاربرد آن نیز عامل دیگری است که روی دوام سنگ موثر است. علاوه بر این، شرایط آب و هوایی نیز بسیار مهم است. در آب و هوای گرم و مرطوب، هوازدگی شیمیایی و در آب و هوای سرد و خشک، هوازدگی فیزیکی مؤثرتر است.

ساخت :

هر ضعفی در ساختار سنگ اثر تهاجم عوامل هوازدگی را سرعت می بخشد. بنابراین سطوح درزه ها، سطوح لایه بندی، سطوح گسل یا هر نوع شکاف ناشی از گسل یا چین خوردگی ( شامل ترکهای برشی ) همگی شرایط مناسب را برای تأثیر عوامل هوازدگی و یخبندان به وجود می آورند .

بافت :

سنگ ممکن است دارای دانه های هم اندازه از نوع درشت دانه یا ریزدانه، یا دارای بافت پرفیری ( دانه های نامساوی ) باشد. سنگهای درشت دانه زودتر از سنگهای ریزدانه گسیخته می شوند، بخصوص به تغییرات دما حساس اند. این نوع گسیختگی حداقل تا حدودی به علت تفاوت ضرایب انبساطی کانیهای سازنده سنگ مربوط می باشد.
سنگها همچنین ممکن است متراکم یا متخلخل باشند. سنگ متراکم دیرتر از سنگ متخلخل متلاشی می شود. سنگهای متراکم تقریبا غیرقابل نفوذند، لذا عوامل هوازدگی نمی تواند سریعا عمل نماید. از طرف دیگر سنگهای با تخلخل باز و مویین، آب را به سادگی جذب می کنند و بر اثر یخبندان دچار ترک خوردگی می شوند.

ترکیب شناسی :

از آنجایی که کانیهای مختلف دارای مقاومتهای متفاوتی در برابر هجوم عوامل هوازدگی می باشند، طبیعی است که سنگها به دلیل دارا بودن کانیهای سازنده متفاوت، دارای مقاومتهای گوناگونی نیز در برابر هوازدگی اند و آنهایی که دارای کانیهای با مقاومت کمتر هستند، زودتر بر اثر عوامل مختلف آسیب می بینند .

کانیهای مضر :

برخی از کانیهای مشخص ( سولفورهای آهن ) را می توان در کلیه شرایط به عنوان کانیهای مضر در نظر گرفت، در حالی که برخی از کانی های دیگر، مانند میکا فقط در مقادیر زیاد و در برخی از سنگها مانند ماسه سنگها و مرمرها مضر هستند. یکی از علل تغییر رنگ در سنگها که کمتر مورد توجه قرار می گیرد، وجود کانیهای ناپایدار است که به سهولت به کانی دیگری تبدیل می شوند، این کانیها اغلب از نوع سولفورهای آهن بوده، در مجاورت رطوبت اکسیده شده و به هیدروکسید تبدیل می شوند که نتیجه آن لکه دار شدن سنگ است.

مهمترین کانیهای مضر به شرح زیر می باشند :

فلینت یا چرت :

این واژه اشاره به شکلهای آمورف سیلیس دارد، که قطعاتی را در بسیاری از سنگ آهک ها تشکیل می دهد. در صورت وجود این کانی، چند مشکل ممکن است به وجود آید. اول اینکه این کانی خیلی سخت تر از کانیهای همراه است و هنگام برش ایجاد مشکل می نماید. دوم در برابر هوازدگی بسیار مقاومتر است، لذا باعث ایجاد نمایی آبله رو در سطح هوازده سنگ می شود .

سوم اینکه وقتی سنگ در معرض هوازدگی قرار می گیرد احتمالا از قسمتی که چرت جانشین می شود شکاف بر می دارد  نمونه هایی از این قبیل در پلهایی که از سنگ آهک های چرتی ساخته شده اند، دیده شده است.

میکا :

نوعی کانی فراوان در بسیاری از گرانیتها، گنایسها، ماسه سنگها و ماربل (مرمر) است. برای گروه گرانیت، میکا جز مضری به شمار نمی آید مگر اینکه تجمع موضعی ایجاد نموده باشد که در این صورت نمای بدی به سنگ خواهد داد. در گنایسها خیلی کم پیش می آید که میکا مضر باشد، مگر اینکه مقدار آن آنقدر زیاد باشد که یک ساختار شیستی به وجود آید و باعث مزاحمت در برش آن به ابعاد مناسب شود. در ماسه سنگها اگر مقدار میکا کم و دارای توزیع پراکنده باشد ضرری ندارد، اما اگر مقدار آن زیاد و در امتداد لایه بندی تمرکز یافته باشد، باعث خردشدگی سنگ در این نقاط بر اثر یخبندان های متوالی خواهد شد.

میکا همچنین به عنوان یک کانی فرعی در بسیاری از سنگ آهک های بلوری یا ماربل ها وجود دارد. در اینها میکا ممکن است به شکلهای پراکنده، متمرکز یا به صورت نواری وجود داشته باشد. دانه های پراکنده اگر کم باشند چندان مزاحمتی ایجاد نمی نمایند، اما در دو حالت دیگر، میکا نه تنها باعث ایجاد مشکل در صیقل یکنواخت سنگ می شود، بلکه اغلب سنگ را در برابر تهاجم هوازدگی تضعیف می نماید به طوری که سنگ به شکل بدی سوراخ سوراخ شده یا حتی پوسته پوسته می شود. در برخی از ماربل ها که در معرض شرایط سخت قرار بگیرند احتمالا در خلال چند سال اول پس از نصب سنگ، از شکل خواهند افتاد.

پیریت :

خیلی از سنگهای ساختمانی دارای حداقل مقادیر اندکی از این کانی هستند. پیریت بر اثر هوازدگی به علت اکسیداسیون و هیدراکسیون به لیمونیت تبدیل می شود. مقادیر اندک این کانی با توزیع پراکنده آسیبی به سنگ نمی زنند ، اما اگر مقدار آن زیاد باشد یا این که به صورت متمرکز وجود داشته باشد ، تغییر پیریت به لیمونیت باعث ایجاد حفره هایی در سنگ می شود . علاوه بر این ، لیمونیت در سطح نمایان سنگ اغلب با آب شسته می شود و روی سطح سنگ ایجاد آبله می نمایند. به علاوه با تجزیه پیریت، مقداری اسید سولفوریک تشکیل می شود که اگر سنگ حاوی کربناتها باشد، مورد تهاجم اسید آزاد شده قرار می گیرد .

وقتی پیریت به سولفات آهن تغییر می کند ، سولفات تولید شده به سادگی محلول بوده و به وسیله تبخیر رطوبت به سطح سنگ منتقل می شود و باعث ایجاد شوره زدگی در سطح سنگ می شود. البته تمام شووره های موجود در سطح سنگ را نمی توان به این علت نسبت داد.

اگر مقدار پیریت کم بوده و به طور پراکنده در سنگ موجود باشد، آسیبی به سنگ نخواهد زد, اما تغییر پیریت به لیمونیت موجود ایجاد یک رنگ زرد ملایم در سنگ خواهد شد، البته در اینجا باید گفت که کربناتهای آهن نیز بر اثر هوازدگی به لیمونیت تبدیل می شوند.

بر اساس مطالب فوق بایستی از مصرف سنگهایی که دارای مقادیر قابل توجهی از پیریت هستند به عنوان سنگ ساختمانی اجتناب کرد .

ترمولیت :

یک کانی نوع آمفیبول با رنگ سفید تا سبز کمرنگ ( بسته به مقدار آن موجود در آن ) است که در برخی از سنگ آهک های ناخالص دگرگونی و معمولا به صورت مجموعه های الیافی با جلای ابریشمی مشاهده می شود و در صورت قرار گرفتن در معرض هوازدگی، به مواد رسی با رنگ سبز مایل به زرد تبدیل می شود. این مواد ثانی سریعا از روی سنگ قابل شست و شو بوده، در نتیجه حفره هایی در سطح سنگ به وجود می آید. اندازه قطعات ترمولیت در برخی از سنگها به حدود چند سانتی متر می رسد.

عوامل مؤثر در عمر مفید سنگ ساختمانی :

بسیاری از سنگهای ساختمانی بر اثر استخراج نادرسیت هدر می روند. استفاده از مواد منفجره یا استفاده نامناسب از امته های حفاری ممکن است منجر به ایجاد ترکهایی در سنگ شود. ممکن است برخی از ترکها میکروسکوپی باشند، اما حتی در این مقیاس نیز باعث نفوذ عوامل تخریب و در نتیجه تلاشی سنگ می شوند.

در مورد سنگهای لایه لایه فرآوریهایی از قبیل برش سنگ و صیقل سنگ از جهت سطوح موازی لایه بندی صورت گیرد. اگر در مراحل استخراج سنگ، ساب و صیقل سنگ نیز بیدقتی شود، سبب ایجاد ترک، درزه در سنگ می شود در نتیجه پدیده هوازدگی سریع خواهد شد.

– سنگ انتخابی باید از هر گونه درز، ترک ، شکاف یا سایر نقاط ضعف عاری باشد.

– سنگ را باید قبل از انتخاب آزمایش کرد. آزمایشهای مورد نیاز بر اساس کاربرد سنگ باید تعیین شوند.

– قبل از انتخاب سنگ باید آن را با مطالعات میکروسکوپی بررسی نمود و در صورت وجود مقادیر بیش از حد کانیهای مضر و ناپایدار به صورت تجمعی از به کار بردن آنها در ساختمان پرهیز نمود.

– تراکم یک سنگ لزوما تضمین کننده دوام آن نیست .

– سنگهای با مقدار جذب آب زیاد فقط در نواحی خشک استفاده شوند. سنگهای با تخلخل خیلی زیاد نباید در اقلیم های سرد و مرطوب استفاده شوند. در شرایط خاص جهت محافظت سنگ می توان از پارافین یا مواد مخصوص استفاده نمود.

– آزمایش مقاومت در یخبندان برای سنگهایی که در مناطق سرد به کار می روند ضروری است. طراح برای این آزمایش باید تعداد دوره های لازم یخبندان را با توجه به محل کاربرد تعیین نماید.

– در محیط هایی که با گازها و مواد شیمیایی سر و کار دارند باید دوام سنگ مورد نظر در برابر این مواد با آزمایش بررسی شود. کلا سنگهای آهکی و ماسه سنگهایی که سیمان آنها از نوع آهکی باشد، نسبت به این محیط ها پایداری کمتری دارند .

رنگ :

این عامل بیشتر از دید معماران مهم است، اگرچه مهندسان نیز حتما روی رنگ سنگ نظر دارند. معمولا رنگهای روشن نسبت به رنگهای تیره ترجیح داده می شوند. این موضوع خصوصا در سنگهای آهکی مهمتر است زیرا اکثر رنگهای تیره سنگهای آهکی در نمای بیرون ساختمان بر اثر نور خورشید و آلودگی هوا دوام ندارد. رنگ سنگ از ویژگیهایی است که از نظر اقتصادی نیز بسیار مهم است. سنگهایی با رنگ سبز، لاجوردی و قرمز که کمیاب هستند دارای ارزش بیشتری می باشند. گاهی فاصله دید در تشخیص رنگ سنگ اهمیت دارد. یک گرانیت با دانه بندی متوسط که دارای فلدسپاتهای صورتی است، در فاصله دور با این ویژگی دیده نخواهد شد. همچنین یک قطعه چند رنگ از آن، در فاصله دور به صورت تک رنگ در خواهد آمد. بنابراین باید تک رنگ یا چند رنگ بودن سنگ را در فاصله ای حدود ۲۰ تا ۵۰ سانتی متر از چشم موردنظر قرار داد.

رنگ سنگهای آذرین و دگرگونی سیلیکاتی در ارتباط با رنگ فلدسپاتهای تشکیل دهنده است که برحسب نوع آن می تواند رنگهای صورتی، کرم، قرمز، سبز و سفید را به خود بگیرد.

در سنگهای رسوبی، کانیهای اصلی معمولا بیرنگ هستند ( مانند کوارتز و کلسیت ) اما وجود مقدار اندکی از ناخالصی ها باعث رنگی شدن این سنگها می شود که از مهمترین آنها کربن و اکسیدهای آهن است . رنگهای سیاه و آبی بر اثر وجود کربن آلی و رنگهای سبز و قرمز و زرد می تواند بر اثر وجود اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن به شرح زیر به وجود آید :

ثبات رنگ سنگها یکی از ویژگیهای مهم و کاربردی آنهاست . رنگ بعضی از سنگها تغییر می کند و آنهایی که از مواد آلی ( خاکستری و سیاه ) تشکیل یافته اند، تغییرات بیشتری خواهند داشت. رنگ سیاه یک گابرو با وجود کانیهای پیروکسن با دوام است، اما رنگ سیاه سنگ آهک که دارای مواد هیدروکربور می باشد با دوام نیست .

رنگ صورتی یک گرانیت حاصل از فلدسپاتها با دوام است ، اما رنگ سبز ماسه سنگ اگر بر اثر وجود ترکیبات آهن باشد بادوام نخواهد بود.

ثبات رنگ سنگ بستگی به مکانی که سنگ در آن به کار می رود دارد. سنگ آهک سیاه اگر در داخل ساختمان به کار رود، رنگ آن برای مدت زیادی تغییر نمی کند اما اگر در بیرون در معرض شرایط جوی خاص مخصوصا با رطوبت زیاد قرار بگیرد. تغییر رنگ آن بسیار سریع رخ می دهد .

رنگ بعضی از سنگها وقتی که در معرض شرایط جوی قرار گیرند تغییر می کند وو یا حتی از بین می روود . سنگ آهکهای خاکستری به مرور زمان سفید می شوند ، آهکهای سیاه به خاکستری یا خاکستری زرد کم رنگ میل می کند. در ماسه سنگها و رس ها رنگ لاجوردی و سبز که بر اثر سولفور آهن به وجود می آید ، به وسیله اکسیداسیون ابتدا به زرد مایل به سبز و سپس به زرد یا قرمز تبدیل می شود .

یکی از علل دیگر در تغییرات رنگ که کمتر مورد توجه قرار می گیرد وجود کانیهای ناپایدار است که به سهولت به کانیهای دیگر تبدیل می شوند . این موضوع در بخش (۲-۳-۳-۱) مورد بحث قرار گرفته و نمونه هایی از این کانیها در جدول (۲-۱) ذکر شده است . تغییرات رنگ در سنگهای سفید نیز رخ می دهد . معمولا این سنگها کدر می شوند و بر اثر فعل و انفعالات شیمیایی در مجاورت رطوبت لکه هایی در سطح آنها به وجود می آید . فرسودگی این نوع سنگ ها بیشتر در شهرهای صنعتی و اقلیم های گرم و مرطوب پدید می آید، در صورتی که در هوای خشک و تمیز دوام این نوع سنگها بیشتر خواهد بود، کدر شدن سنگ در سطح آن یکنواخت نیست و در محل درزه ها و حفره ها بیشتر است .

از علل دیگر تغییر رنگ در سنگها شورده زدگی است که به صورت لکه های سفید رنگ سطح آن را می پوشاند . این لکه ها معمولا از ذرات کربنات کلسیم یا سولفات کلسیم تشکیل شده ، و گاهی با کلرورها و نیتراتها نیز همراهند .

شوره زدگی پیش از آنکه به نوع سنگ مورد استفاده مربوط باشد، به بی توجهی در نصب آن برمی گردد. نمکها در صورتی که تبخیر سطحی پیش آید روی سطح تشکیل بلور می دهند و چنانچه تبخیر در سطح زیرین پیش آید نمک در درون سنگ انباشته می شود .

تغییر رنگ سنگ به اهداف طرح و زیبایی آن آسیب می زند، بنابراین باید در انتخاب سنگ به این نکات توجه کرد :

الف) به هنگام انتخاب سنگ موردنظر، به کارکرد آن در ساختمانهای موجود با شرایط اقلیمی مشابه دقت شود. معدنکاران و شرکتهای سنگبری، فروشگاه سنگ، فروشندگان سنگ که با سنگ مورد نظر سر و کار دارند می توانند مشاوران خوبی در این زمینه باشند.

ب) اغلب سنگهای آهکی سیاه در بیرون ساختمان در معرض شرایط جوی و نور آفتاب تغییر رنگ می دهند.

ج) کانیهای ناپایدار حتی به میزان کم باعث تغییر رنگ می شوند . پیش از انتخاب سنگ ، این موضوع را می توان به وسیله مطالعه پتروگرافی بررسی کرد.

د) صیغلی بودن سنگ به دوام رنگ آن کمک خواهد کرد.

قیمت :

قیمت سنگ ساختمانی به طور اهم به موارد زیر بستگی دارد :

الف) نوع سنگ و قابلیت کار روی آن ، خصوصا به لحاظ هزینه های استخراج و فرآوری

ب) قابلیت دسترسی به کانسار و نزدیکی به مسیرهای حمل و نقل

ج) تغییرات رنگ و بافت در سنگ و فراوانی آن

د) شرایط محلی

هر یک از عوامل فوق ممکن است بسته به شرایط حاکم بر بازار ، سایر عوامل را تحت الشعاع قرار دهد .

Translate »