مشخصات عمومی سنگ ها
برای انتخاب و به کارگیری صحیح سنگ ها، شناخت خواص آنها ضروری است. در این مطلب به بررسی و شرح ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی سنگ ها می پردازیم:
مشخصات فیزیکی سنگ ها
- وزن مخصوص
این ویژگی بیانگر میزان جرم سنگ در واحد حجم می باشد. برای سنگ های ساختمانی این وزن برابر با 1.7 الی 3 گرم در هر سانتی متر مکعب است. بالا بودن وزن مخصوص سنگ سبب مقاومت بالاتر در برابر نیروهای وارد شده و عوامل جوی می باشد. هرچقدر میزان وزن مخصوص بیشتر باشد، سنگ جلاپذیرتر خواهد بود.
- تخلخل
ویژگی تخلخل بیانگر میزان حفرات و فضاهای خالی در توده سنگ می باشد. وجود خلل و فرج در سنگ ها و نفوذ آب، هوا و مواد دیگر در حفره ها موجب ایجاد تغییرات فیزیکی و شیمیایی در سنگ ها می گردد. تخلخل بالا وزن مخصوص و مقاومت مکانیکی سنگ را کاهش می دهد. بنابراین هرقدر تخلخل بیشتر باشد سنگ دوام، مقاومت و جلاپذیری کمتری داشته و ارزان تر خواهد بود.
- درصد جذب آب
خاصیت جذب آب یکی دیگر از خواص فیزیکی سنگ ها می باشد که به طور مستقیم بر مقاومت سنگ در برابر یخ زدگی تأثیر دارد. در مناطق سردسیر با کاهش دما آب جذب شده داخل حفرات منبسط شده و امکان شکستگی و خرد شدن سنگ به وجود می آید.
- لایه بندی و تورق سنگ ها
در ساختار برخی از سنگ ها لایه ها یا سطوحی دیده می شود که در آنها نیروی چسبندگی و اتصال دانه ها نسبت به نواحی دیگر کمتر می باشد. بنابراین سنگ های مذکور در امتداد معینی شکسته می شوند. در سنگ های رسوبی این سطوح در امتداد لایه ها می باشد.
- رنگ و رگه
این ویژگی در انتخاب و کاربرد سنگ ها نقش مهمی بازی می کند. طیف های رنگی مختلف و طرح های نهفته در سنگ، هنر آفرینی مادر طبیعت را به رخ می کشاند. در امر نگهداری نیز رنگ سنگ ها مؤثر می باشد، خصوصاَ سنگ های تیره رنگ را باید در برابر تابش مستقیم آفتاب محافظت نمود تا تغییر رنگ در آنها انجام نشود.
- بافت
بافت سنگ بیانگر میزان اندازه دانه های تشکیل دهنده آن می باشد. بافت بر زیبایی، کارپذیری و قیمت سنگ تأثیرگذار است. سنگ های ریزدانه بهتر تیشه ای می شوند.
مشخصات مکانیکی سنگ ها
- سختی
در سنگ های ساختمانی میزان سختی را بر حسب معیار موس می سنجند. سختی سنگ های استخراج شده از سختی موس 1 برای تالک تا سختی 7 برای سنگی همچون گرانیت متغییر می باشد. این میزان سختی در عملیات برش و ساب مؤثر بوده و در قیمت تمام شده سنگ اثرگذار خواهد بود. به طور منطقی ساب و برش سنگ هایی که سختی پائینتر دارند، راحت تر و ارزان تر و برای سنگ های مقاوم تر همچون گرانیت این فرآیند مشکل تر و هزینه برتر می باشد.
- مقاومت فشاری
میزان پایداری سنگ ها را در برابر تنش و نیروهای فشاری اعمال شده، مقاومت فشاری گویند. سنگ های مختلف، مقاومت های فشاری خاص خود را دارا هستند. به طور معمول سنگی که مقاومت فشاری بالا داشته باشد، مشخصات مکانیکی مطلوبی خواهد داشت. برای سنجش مقاومت فشاری با آزمایش مشخص قبل از ایجاد ترک در ساختار آن، میزان نیروی وارده بر هر سانتی مترمربع اندازه گیری شده و به عنوان مقاومت فشاری سنگ اعلام می گردد.
- مقاومت خمشی
مقاومت خمشی به معنای پایداری قطعه سنگ در مقابل تنش های خمشی می باشد. در واقع میزان باربری یک سنگ توسط این ویژگی تعریف می گردد. در قطعات سنگی که در اعضای خمشی ساختمان مثل کف پله ها، آستانه پنجره ها و … به کار برده می شوند این خاصیت اهمیت ویژه ای دارد. در صورتی که عضو به کار رفته نتواند در برابر نیروهای وارده مقاومت کند، سنگ خواهد شکست. مقاومت خمشی یک ویژگی متمایز از مقاومت فشاری می باشد اما می توان گفت سنگ هایی که مقاومت بالایی در برابر نیروهای فشاری دارند، مقاومت خمشی مناسبی هم از خود نشان می دهند.
- مقاومت سایشی
اندازه دانه بندی سنگ ها و وضعیت قرارگیری آنها مقاومت سایشی را تعیین می نماید. برخی از سنگ ها بخاطر وجود تفاوت در سختی کانی های تشکیل دهنده شان، دچار فرسایش نامنظم شده و برخی دیگر سختی کمتر اما یکنواخت دارند. عموما در انتخاب سنگ هایی که در مناطق مستعد سایش مثل راه پله، کف ساختمان ها و محوطه ها به کار می روند باید به این خصیصه توجه داشت. همچنین وزش باد در مناطق خشک و یا امتداد سواحل ماسه ای نیز عامل فرسایش سنگ ها می باشد.
- مقاومت در برابر یخ زدگی
همانطور که گفتیم میزان تخلخل با جذب آب رابطه دارد. اگر حفره های سنگ های متخلخل نظیر سنگ های آهکی از آب اشباع شوند، این آب در زمستان یخ زده و چون جایی برای اضافه حجم ندارد سبب ترک در سنگ می شود. سنگ های مرمر، شیست و گرانیت در مقابل یخبندان نسبت به سایر سنگ ها مقاوم تر هستند. - مقاومت دربرابر آتش
سنگ ها عموما در مقابل آتش مقاوم بوده و تخریب نمی شوند. اما نمای ماسه سنگ ها، گرانیت و مرمر در مجاورت آتش، سیاه شده و یا سنگ های روشن رنگ ممکن است به رنگی صورتی درآیند. (به علت اکسید شدن آهن موجود در آنها) آتش بر سنگ های آهکی تأثیر چندانی ندارد ولی در پاره ای از موارد ممکن است موجب پخته شدن و سستی آن شود.
مشخصات شیمیایی سنگ ها
- پوسیدگی
پوسیدگی یا هوازدگی در اثر تأثیر نمک های محلول در آب بر روی سنگ ها به وجود می آید. همچنین گازهایی نظیر مونوکسید کربن که در هوا وجود دارند سبب ایجاد واکنش های شیمیایی در سطوح سنگ و ایجاد پوسیدگی و تخریب آن می شوند.
- اثر فلزات بر سنگ ها
اکسیداسیون فلزات به سختی از روی سطوح متخلخل سنگ ها پاک می شود. از طرفی انبساط ناشی از این اکسیداسیون سبب تخریب سنگ ها می گردد. در یک سناریو دیگر در صورتی که آب باران از سطوح مسی بر روی سنگ های آهکی بچکد، سنگ تغییر رنگ یافته و لکه های سبزرنگ روی آن پدیدار می شود.
