سنگهای ساختمانی

فهرست مطالب

سنگهاي ساختماني 1

مقدمه 1

تقسيم بندي سنگها: 3

-سنگهاي رسوبي: 3

1. سنگهاي آذرين: 4

2. انواع بافت ها: 6

4. سنگهاي دگرگوني 10

9. ويژگي‌ بعضي از سنگ‌هاي خاص مورد استفاده در صنعت ساختمان 19

سنگ ساختماني 28

سنگهای ساختمان سازی 30

تقسیم بندی سنگهای ساختمانی 31

دیواره‌های سنگی 31

انواع سنگهای ساختمانی 33

تقسیم بندی سنگهای ساختمانی 35

نگهداري كارهاي سنگي 38

سنگ مصنوعی 40

الگوهاي ممكن سنگ فرش پياده رو با استفاده از سنگ 41

گرانيت 93

سنگهای رسوبی 100

منابع: 102

  سنگهاي ساختماني

مقدمه

شناختن جنس و خاصيت سنگ را سنگ شناسي گويند. سنگها يکي از قابل مطالعه ترين عناصر طبيعي مي‌باشند که تقريباً براي غالب رشته‌‌هاي  علوم مورد استفاده قرار مي‌گيرند. حتي گاهي نياز به مطالعه وسيع و طولاني در شناخت سنگ و ساير مشخصات آن مي‌باشد. پس قبل از اينکه به سنگ‌‌هاي  ساختماني پرداخته شود بهتر است مطالبي درباره سنگ و علم سنگ شناسي گفته شود.

سنگ عبارت از يک جسم طبيعي است که از يک کاني يا مجموعه اي از چند کاني تشکيل شده باشد. کاني عبارت از ماده طبيعي آلي يا معدني است که ترکيب شيميايي آن بين حدود اختياري معيني تغيير مي¬کند. معمولاً کاني‌‌ها  و سنگ‌‌ها  مواد جامدي هستند. تجمع کاني‌‌ها  در سنگ اتفاقي نيست که تابع شرايط و محيط تشکيل سنگ و مواد اوليه موجود است. ماگما ماده طبيعي سيال و داغي است که ماده سازنده سنگ‌‌ها  به شمار مي‌آيد و در سيارات، اقمار طبيعي يا ديگر اجرام سماوي با خصوصيات کلي مشابه توليد مي‌شود. هنگامي که ماگما بيرون ريخته مي‌شود علاوه بر توليد گدازه يا نهشته‌‌هاي  خرد شده، مقدار زيادي مواد فرّار نيز آزاد مي‌گردد که در اتمسفر يا هيدروسفر زمين يا در فضاي کوچک و بدون هواي سيارات محبوس مي‌شود. مشخصات سنگ‌‌ها  را رويدادهاي گذشته بر زمين، ترکيب شيميايي و کانيايي آن تعيين مي‌کندکه نهادينه ترين بازتاب اين سرگذشت به کاني ارتباط پيدا مي‌کند و در چگونگي پيوند کاني‌‌ها  با يکديگر يعني بافت، چهره مي¬نمايد. کاني به مفهوم سازش و کنار آمده ماده با شرايط طبيعي روي داده بر آن، بازگوکننده سرگذشت زمين و پيدايش و تغييرات سنگ هاست؛ پس سنگ شناسي از ديدگاهي به مفهوم تلاش در راه شناخت و بازگويي اين سرگذشت است، بهگفته ديگر بازگويي بخشي از سرگذشت زمين است.

کاني ها

امروزه به طور تقريبي حدود 3000 نوع کاني شناخته شده است که از آن ميان تعداد محدودي، به طور فراوان در طبيعت وجود دارند. بدون شک هنوز هم تعداد بيشتري کاني در جهان هستي وجود دارند که با آنها آشنايي نداريم. بررسي و مطالعه علم کاني شناسي، اکنون از مرز يک علم پايه وابسته به علوم زمين فراتر رفته و کاربرد آن درجهان صنعتي روز به روز گسترده مي¬شود. بهره گيري از کانيهاي متنوع طبيعي گستردهتر از آن است که در اين مختصر به بيان آيد. يکي از روشهاي مهم کانيشناسي مطالعه خواص نوري آنها در ميکروسکوپ پلاريزان است که با سنجش پارامترهاي گوناگون نوري اجازه دستهبندي و شناخت هرچه بهتر دنياي کانيها را فراهم ميسازد. فراوانترين کانيها در گروه سيليکاتها قرار دارند. از نقطه نظر کريستال شيمي، ساختمان سيليکاتها از اجتماع بنيانهاي 4- [SiO4] تشکيل گرديده است و شکل فضايي اين بنيان عبارت از يک چهار وجهي است که در رئوس آن يک اتم اکسيژن و در مرکز آن يک اتم سيلسيم قرار دارد. اين چهار وجهي است که در رئوس آن يک اتم اکسيژن و در مرکز آن يک اتم سيسلسيم قرار دارد. اين چهار وجهي يا تترائدر داراي چهار ظرفيت آزاد ميباشد، زيرا چهار اتم دوظرفيتي اکسيژن تنها يک اتم چهار ظرفيتي سيلسيم را احاطه نموده اند و در نتيجه چهار ظرفيت آزاد باقي ميماند که توسط کاتيونهايي مانند منيزيم، آهن، کلسيم و غيره جانشين مي‌شود. جدول 3-1، رده بندي سيليکات‌‌ها  را بر اساس صور گوناگون پيوند چهار وجهيهاي 4- [SiO4] به يکديگر نشان ميدهد.

تقسيم بندي سنگها:

سنگهاي کره زمين به سه دسته کلي تقسيم بندي مي‌شوند:

-سنگهاي آذرين:

الف) سنگهاي آتشفشاني که از سرد شدن فوران آتشفشانها در  سطح زمين به وجود مي‌آيند.

ب) سنگهاي نفوذي که در عمق زمين به آهستگي سرد مي‌شوند.

-سنگهاي رسوبي:

سنگهايي هستند که منشأ خارجي دارند و در نتيجه حمل و نقل و ته نشين شدن ذرات سنگهاي قبلي يا رسوب مواد محلول حاصل از آنها در محيطهاي مختلف (هوا، رودخانه، درياچه، دريا و يخچال) و يا از سيماني شدن و به هم چسبيدن ذرات سنگهاي مختلف و برجا (بدون حمل ونقل) تشکيل شده اند.

– سنگهاي دگرگوني:

الف) سنگهاي ثانويه اي هستند که دگرگون شدن سنگ‌‌هاي  آذرين يا سنگ‌‌هاي  رسوبي که قبلاً وجود داشته اند، تشکيل مي‌شوند. عامل دگرگوني فشار، درجه حرارت، اثر سيالها و جانشيني است.

ب) سنگهاي آذرآواري و توف‌‌ها  از سنگهايي هستند که از نظر ماده اوليه جزو سنگهاي آذرين و از نظر طرز و محل تشکيل جزو سنگهاي رسوبي هستند.

1. سنگهاي آذرين:

1-1- ترکيب کاني شناختي سنگهاي آذرين

برحسب ظاهر، تجزيه سنگهاي آذرين عناصر را در پيکر ترکيب شيميايي با اکسيژن به صورت اکسيدهاي FeO, MgO, CaO, Al2O3, SiO2 و… نشان مي‌دهد. اين گونه نگرش به ساختمان سنگ نگاهي مجرد است که ساختمان سنگ را ناديده مي‌انگارد؛ بنابراين اگر انديشيده شود که اين اکسيدها در پيکر کاني‌‌هاي  کوارتز، فلدسپات، پيروکسن، آمفيبول… جاي مي‌گيرند، در عمل کريستال شيمي را پايه هرگونه داوري گذاشته ايم که اين خود فرع شرايطي است که شرايط حاکم بر کره زمين به طور عام و شرايط مادي – محيطي ماگما به طور خاص، ديکته کننده آن است. يک ماگما محيطي است که عناصر به دليل وجود شرايط فيزيکي و شيميايي ويژه به صورت اکسيد در آن جاي دارند، صرف نظر از آنکه ماگما خود با مواد دروني تر زمين و يا هسته آن از ديدگاه ترکيب شيميايي و شرايط فيزيکي تفاوت‌‌هاي  چشمگير دارد. بدين سان در شرايطي که ماگما آمادگي تبلور – تبديل از حالت سيال به حالت جامد را پيدا مي‌کند، مواد تشکيل دهندة ماگما به گونه اي رفتار مي‌کنند که ساختمان اتمي عناصر تشکيل دهنده به آنها حکم مي‌کند. سرنوشت مختوم اين عناصر در اين شرايط، تشکيل کاني‌‌هاي  سنگ ساز ساد شده در بالا است، بدين معني که نخست تترائدرهاي 4- [SiO4]، اکسيدهاي MgO، FeO را از محيط بيرون مي‌برند. با بالا رفتن تراکم 4- [SiO4]، تترائدرهاي يون سيليکات خود با هم ترکيب مي‌شوند و رشته ها، زنجيرها و صفحه‌‌هاي  دوبعدي مي‌سازند که به تدريج ظرفيت يون آزاد اکسيژن در آنها کاستي مي¬گيرد. سپس ساختمان¬هاي سه بعدي Sio2 شکل مي‌گيرد. پس از آن آلومينيوم جانشين Si در يون سيليکات مي‌شود که فضاي کريستالين پديد آمده جز عناصر يک ظرفيتي و دو ظرفيتي، شعاع يوني در محدوده Na، K، Ca را در خويشتن نمي پذيرد که بدين سان فلدسپات‌‌ها  تشکيل مي‌شوند و با کنار رفتن فلزات آهسته آهسته و گام به گام سيليس آزاد در چهره کوارتز در سنگ مي‌شوند و با کنار رفتن فلزات آهسته آهسته و گام به گام سيليس آزاد در چهره کوارتز در سنگ نمايان مي‌شود. اين شماي کلي در هر جاي خود با برخورداري از شرايط فيزيکي – شيميايي معلوم، کاني‌‌هاي  معلوم و معين با آرايش منظم مربوط به همان شرايط را پيوند مي‌کند. بدين سان از آنجا که پيدايش هر سنگ، يعني پيدايش کاني‌‌هاي  معلوم با آرايش معلوم گوياي شرايط است، پس با مطالعه بافت و کاني شناسي سنگ مي‌توان به شرايط حاکم بر آن منطقه منطقه و سرگذشت زمين شناختي آن محل پي برد. در راستاي اين الگو، شيشه در زماني کوتاه سرد شده است، همچنين بلورهاي ريز و نهان بلورها نيز حاکي از سرعت سرد شدن است. سنگ درشت دانه با آرايش موزائيک نشان از حوصله و شرايط پايدار در پيدايش دما و در نتيجه سرد شدن آهسته دارد. سنگ در بردارندة دوگونه بافت از يک کاني نمايانگر دوگامه در روند تکامل خويش است و نهايتاً يک ساخت کانيايي پديد آمده از کريستال‌‌هاي  بسيار درشت با اشکال هندسي منظم و سامان يافته، نشان از پايداري شرايطي پديد آمده از سيالي چگال در روند زماني بس دراز دارد. بدين سان سنگ شناسي را بايد دانشي دانست که با بررسي و پژوهش در ترکيب کريستال شيمي کاني ها، رخداد و شرايط گذشته را بازگو مي‌کند.

1-2- بافت و ساخت سنگهاي آذرين:

ساختمان سنگ روي زمين تشخيص داده مي‌شود مثل جهت يافتگي، نواربندي، درزه و شکاف. بافت، درجه تبلور، اندازه دانه‌‌ها  و فابريک يا رابطه هندسي ميان اجزاء تشکيل دهندة يک سنگ را مشخص مي¬کند. در موارد اکثر سنگ‌‌هاي  ساختماني، ساخت و بافت سنگ از عوامل مهم براي انتخاب سنگ مي‌باشد. مشخصات سنگ‌‌ها  به نمودهاي ساختي و بافتي ستگ وابسته است. چرا که لايه لايه بودن، توده اي بودن، شکل و نوع و اندازه کاني يا بلورهاي تشکيل دهنده سنگ و ارتباط آنها با هم به ساخت و بافت سنگ مربوط است و در استحکام، زيبايي و ظاهر سنگ مؤثر مي‌باشد. ويژگي بافت شناختي هر سنگ وابسته به شرايطي است که سنگ در آن ساخته مي‌شود. بعضي از سنگ‌‌هاي  آذرين مثل گرانيت‌‌ها  تمام بلورين هستند که هولوکريستالن ناميده مي‌شوند؛ شماري مانند ابسيدين به طور عمده شيشه اي هستند. گدازه‌‌ها  و سنگ‌‌هاي  دروني کم عمق ممکن است شامل شيشه و بلور هر دو باشند. بلورهاي بسيار ريز که به شکل مسطح يا منشوري هستند ميکروليت ناميده مي‌شوند. اگر ميکروليت‌‌ها  بسيار زير، ايزوتوپ‌‌ها  و بيشتر به شکل‌‌هاي  شعاعي و ميله اي و مويي باشند کريستاليت ناميده مي‌شوند. سنگ‌‌هاي  آذرين از نظر اندازه دانه‌‌ها  متفاوت هستند. گاهي آنچنان ريزند که بدون ذره بين جدايش دانه‌‌ها  را از يکديگر نمي توان باز شناخت، درحالي که بعضي ديگر داراي دانه هايي در مقياس سانتي متر هستند. اگر اجزاء تشکيل دهنده سنگ آنچنان ريز باشند که با چشم غيرمسلح قابل تشخيص نباشند آفانيت و بافت آفانتيک ناميده مي‌شوند. در مشاهدات ميکروسکوپي بعضي از اين سنگ‌‌ها  داراي شيشه و بعضي ديگر بلورين هستند. اگر بلورها با ميکروسکوپ قابل تشخيص باشند ميکروکريستالين و اگر آنچنان ريزدانه باشند که تنها با بزرگنمايي‌‌هاي  بالاي ميکروسکوپ قابل شناسايي باشند کريپتوکريستالين ناميده مي‌شوند. درجه تبلور و اندازه دانه‌‌هاي  سنگ‌‌هاي  آذرين به طور عمده به چگونگي سرد شده آنها در دوران انجماد و مقاديري به ترکيب شيميايي ماگما و غلظت آن بستگي دارد. سنگ‌‌هاي  هولوکريستالين دانه متوسط و درشت، مخصوص توده‌‌هاي  دروني (نفوذي) است که در درجه حرارت 800 تا 1000 درجه سانتي گراد از ماگما متبلور شده و به آهستگي سرد مي‌شوند. در مراحل آخر انجماد، مايع باقيمانده از مواد فرار H2O، CO2، F و غيره پرمايه مي‌شود. در اين شرايط تبلور با هسته گذاري آهسته در محيط مايع رخ مي‌دهد و در گامه‌‌هاي  پاياني مايع باقيمانده نهايي که در حال جوشش است به سوي شکاف‌‌ها  و درزه‌‌هاي  موجود در توده‌‌هاي  بزرگ بلورين کشيده مي‌شود. در اين حالت کوچ و جابه جايي يون‌‌ها  به آساني انجام مي‌پذيرد و بلورها ممکن است بسيار بزرگ شوند و در نتيجه سنگ‌‌هاي  بسيار دانه درشتي پديدار شوند که پگماتيت ناميده مي‌شوند. بافت‌‌هاي  بلورين ريزدانه، آفاناتيک و شيشه اي در اثر سرد شدن سريع ايجاد مي‌شوند. در اين حالت هسته گذاري بلورها به سرعت اتفاق مي‌افتد و رشد بلورها پيوسته کاهش مي‌يابد و مجموعه بلورهاي ريزدانه ايجاد مي‌شوند. اگر سرد شدن آنچنان شتاب زده باشد که ميزان جوانه گذاري به صفر برسد و مايع باقيمانده بسيار غليظ باشد، محصول نهايي شيشه خواهد بود. اين شرايط به طور معمول درباره ماگماهاي خروجي و يا توده‌‌هاي  کوچک دروني که سطحي و کم ژرفا هستند، صدق مي‌کند. ماگماهاي پرمايه از سيليس که داراي ترکيبات قليايي و آلومينيوم از ماگماهاي پرمايه از کلسيم، منيزيم و آهن مي‌باشند، در نتيجه گدازه هايي مانند ريوليت، تراکيت و فنوليت در مقايسه با سنگ‌‌هاي  بازالتي داراي شيشه بيشتري هستند؛ هرچند حتي در بازالت‌‌ها  هم اگر خيلي به سرعت سرد شوند، شيشه ايجاد مي‌شود. شيشه‌‌ها  از هر نوع در درجه حرارت معمولي نيمه پايدارند و از اين رو در روند گذر، تبلور پيدا مي‌کنند و دويتريفيه مي‌شوند يا اينکه زير تأثير محلول‌‌ها  يا افزايش دما تجزيه مي‌شوند، بنابراين شيشه‌‌هاي  کهن بسيار کمياب هستند.