سنگ های ساختمان :
هنوز تئوري كاملي براي اختلاف در تشكيلات ساختماني سنگ ها داده نشده است. سنگ ها عهده دار تركيب پوشش پوسته كره زمين بوده اند. تعيير حالت سنگ ها كه ديناميك ناميده مي شود قسمتي از شيمي پوشش است. توسعه شيمي تجزيه اي و ساختار مصنوعي بي اندازه در رشد سنگ شناسي موثر بوده است. نزديك شدن شيمي- فيزيك به يكديگر به تشخيص سنگها وانتهاب ورده بندي آنها كمك مي‌كند.

موارد علمي فوق باعث شده است كمتر ساختمان معاصر به علت عدم شناخت مصالح سنگي خراب شود. مقاومت وسائيدگي سنگ وساختمان ميكروسكوپي مخصوص ومطالعه سيماي سنگها كمك زيادي براي احداث جاده و ساختمان مي‌باشد.

مصالح سنگي كه در ساختمان ها و راه ها بكار برده مي شود مثل، شن و ماسه رودخانه سنگ معدن و گاهي سرباره هاي كوره بلند ذوب آهن وصخره هاي طبيعي‎؛ به صورت توده هاي بزرگ در طبيعت و به وفور وجود دارند كه تحت تاثير عوامل جوي به صورت ريز و قلوه و شن و ماسه تبديل شده اند. قبل از پراكندگي انتخاب در پس ستون و سد و موج شكن بايد از نظر مقاومت در برابر فشار و يخ بندان وسايش اطلاعات دقيقي بدست آورد.

زمين شناسان صخره هاي طبيعي را به سه طبقه آذرين-رسوبي-متامورفيك(دگرگونه) تقسيم كرده اند. تا امروز ۴۰۰ هزار نوع سنگ دسته بندي شده اند.
سنگها از نظر مقاومت نسبت به يخ بندان به ده درجه (۱۰-۲۰-۲۵-۳۵-۵۰-۱۰۰-۱۵۰-۲۰۰-۳۰۰-۵۰۰) در جه تقسيم مي شود. درجه ۵۰۰ از همه مقاومتر است و قبل از مصرف هر سنگ مساله مقاومت در مقابل يخ بندان محلي كنترل مي شود. سنگها از نظر مقاومت به گروههاي( ۴-۷-۱۰-۱۵-۲۵-۳۵-۵۰-۱۰۰-۱۵۰-۲۰۰-۳۰۰-۴۰۰-۵۰۰) kg/cm2 تقسيم شده اند.
سنگهاي آذرين

اين سنگها به صورت كريستال از سرد شدن توده مذاب آتشفشانها (ماگما) بوجود آمده اند و به سه گروه اسيدي، نيم اسيدي روشن ۶۶%-۵۵% سيليس و آذرين بازي تيره رنگ كه كوارتز آزاد و ۵۵% سيليس دارند تقسيم مي شود. اين سنگها مقاومت كلي بالايي دارند.

سنگهاي رسوبي
اين سنگها از رسوب ذرات حاصل از تجزيه صخره هاي مانده ازدرياها واقيانوس ها و بقاياي معدني موجودات دريايي يا از كريستاليزه شدن مواد معدني محلول مذاب بدست مي آينداغلب مقاومت ضعيفي دارند.
سنگهاي رسوبي با توجه به موادي كه دارند به سه گروه تقسيم مي شوند:
۱-سنگها آهكي( مثل گچ، سنگ آهك، دولوميت وغيره)
۲-سنگهاي سيليسي (ماسه سنگ، سنگ چخماق وغيره)
۳-سنگهاي رسي(سنگهاي رسي و شيل)
بديهي است هر يك از اين سه رديف با هم مثلا ۱و۲ ماسه آهكي تشكيل مي‌دهند.
سنگهاي دگرگوني
از دگرگوني سنگهاي آذرين يا رسوبي تحت عوامل جوي، حرارتهاي زياد، فشار،بافت اصلي رسوبي يا آذرين متفاوت تشكيل شده اند وعموما بافت كريستالي دارند.مقاومت ا غلب آنها بالاست.
۱-سرباره ها؛ به عنوان مواد راهسازي مصرف دارد و در ايران به سيمان اضافه مي كنند ومشابه مواد سنگهاي آذرين هستند. بافت آنها از حالت شيشه اي تا لانه زنبوري متفاوت است.
مواد سرباره درمقايسه با مواد طبيعي يكنواخت ومناسب تر است. بطور كلي سرباره هاي كوره بلند آهن و حاصل از ذوب مس و قلع را نيز ميتوان در عمليات راهسازي استفاده كرد.
در راهسازي ساختمان داخلي سنگ از نظر زمين شناسي مورد نظر نبوده و مشخصات فيزيكي و طبقه مربوطه مهم است. در اين كار از سرباره ها، سنگهاي مصنوعي مختلفي درست مي كنند كه مصرف راهسازي و سيمان سازي دارد.
۲-گروه بازالت؛ اين سنگ جزء سنگ هاي آذرين بيروني است ونوع بازي آن داراي دانه هاي ريز مي‌باشد. سنگ ديوريت نيز از گروه بازالت است.
معادن مربوط در ۳ كيلومتري رودهن كه سياه و متراكم است يافت مي شود. در دماوند نيز بازالت قهوه وجود دارد. در مسير جاده تهران قم از اين نوع معادن يافت مي شود.
۳-گروه فلمنت: رنگ آن از سفيد تا سياه متغير و وزن مخصوص آن كم واغلب به صورت شن ديده مي شود. سنگ چخماق از اين گروه مي‌باشد.
۴-گابرو؛سنگهاي آذرين بازيك درشت دانه جزء اين دسته مي‌باشد. فلدسپاتها جز مواد متشكله آنها است. رنگ اين سنگها معمولا تيره وبه علت داشتن مواد آهني ومنگنز، وزن مخصوص بالايي داشته و بدين علت جز مهمترين مصالح راهسازي هستند.
ديوريت بازيك هم جز اين دسته است. گابرو در مبارك آباد پلور داراي اليوين وميكاي سياه پيدا مي شوند گابروي كرج پيروكسن دارد وكمرت بازيك است. در الوند همدان نيز گابرو وجود دارد.
۵-گروه گرانيت؛ جزء سنگ هاي آذرين اسيدي ونيم اسيدي دانه دشت مي باشند. مهمترين اجزا متشكله كوارتز بوده، ميكا پيروكسن وآمفيبول در بافت آنها يافت مي شوند.
۶-گروه گريتستن؛ با دانه هاي درشت يا متوسط، رسوبي سيليسي هستند. توده محكمي دارند وزن مخصوص آنها كمتر از ۸۰/۲ نبوده و با سنگهاي ماسه سنگ در راه سازي استفاده دارند.

۷-گروه هورن فلس؛ خرده سنگهاي دگرگوني ،حرارتي ومتوسط دانه بوده وتيره رنگ هستند.
۸-گروه سنگ آهك؛ سنگهاي رسوبي مثل دولوميت وسنگ مرمر عمدتا از كربنات كلسيم و منيزيم با رنگ روشن و دانه هاي ريز هستند و داراي وزن مخصوص متوسط و مصرف راهسازي دارند.

۹-گروه پرفيري؛ خرده سنگهاي آذرين بيروني با اختصاصات آتشفشانهاي قديمي و سنگهاي اسيدي و نيم اسيدي دانه ريز مي‌باشد و به گروه گرانيت شباهت دارند.
۱۰-گروه كوارتزي؛ سنگهاي سيليسي يا دگرگوني از كوارتز تشكيل شده اند. دانه هاي ريز يا متوسط دارند، وزن مخصوص متوسط و رنگ روشن و مصارف راهسازي دارند.
۱۱-گروه شيست؛سنگهاي متورق، در كارهاي ساختماني غيرقابل مصرف مي باشند.
تهيه مصالح سنگي

مرغوبيت مصالح در مقابل فشار ساييدگي وصيقلي شدن،بستگي به نوع وخواص سنگ داشته از طرفي روش تهيه مصالح سنگي در مرغوبيت آنها موثر است.
اكثر در معادن، يك قشر رويه نامرغوب باران اسيدي خورده وجود دارد كه بايد به علت روشن نبودن فصل مشترك قسمت رويي را حذف كرد. درانفجارات بطور دستي مصالح وتكه هاي نامرغوب را جدا مي كنند با وجود اين مقداري از آنها وارد سنگ شكن مي شود.

با عبور دادن از سرندهاي مخصوص مي شود زوائد را حذف كرد و رس موجود را شست. اندازه دقيق سوراخ هاي سرند به جنس لايه بستگي داشته و معمولا در هر مورد متفاوت است.
مصالح شكسته هم از لحاظ استحكام وهم در مورد خواص فيزيكي بي اندازه اهميت دارند در مقابل مصالح مناسب متورق يا دراز نبايد مصرف شوند. شكل مصالح شكسته ،طبق مطالعات، به جنس سنگ ونوع سنگ شكن، مربوط مي شود. چنانچه نسبتها يعني اندازه دانه ها در آخرين مرحله شكست بيشتر از ۴:۱ نباشد جنس معدن هر چه باشد معمولا شكل مصالح شكسته با مشخصات وفق مي‌دهد. مثلا براي تهيه دانه يك اينچ، ۴ اينچ بيشتر ريخته نشود. براي ۸/۳ نبايد بيشتر از ½ ۱ اينچ وارد دستگاه كرد. البته نسبت كاهش را در بعضي معادن مي شود با مطالعه تغيير داد.

نوع دانه بندي معمولا بسته به كاربرد دارد. در عمل اول مصالح شكسته را جداگانه كپه مي نمايند و در اندازه هاي زير مرتب مي كنند

سپس با توجه به دانه بندي آنها را مخلوط مي كنند.
مصالح به سه اندازه از سنگ شكن خارج مي شوند كه عبارتند از: ريز دانه
۸-۰ ميليمتر متوسط ۱۶-۸-ميليمتر درشت دانه ۲۶-۱۶ ميليمتر،چنانچه اين مصالح را در كارخانه آسفالت بريزند، بايداندازه سرندهاي كارخانه، از بالا به پايين، به ترتيب :۲۶،۱۶،۸ ميليمتر باشند. البته با توجه به شرايط كار مي توان اندازه سرند ميانه و زيرين را تغيير داد.
چنانچه دانه بندي وسط حدود مشخصات فوق را بخواهند بكار ببرند عملا تهيه صددرصد دقيق دانه بندي فوق در حجم زياد مقدور نيست لذا تجاوز تا ۵% از دانه بندي مجاز شناخته شده است.
بديهي است اگر اندازه سرواخ ها و سطح سرند مناسب انتخاب شده باشد دانه بندي مورد نظر بدست مي آيد. اگر موارد زير مراعات نشود اشكال ايجاد مي شود:
۱-سرند بالايي پاره شده و دانه هاي بزرگ وارد شوند.

۲-سنگ ومعدن آلوده به گل و لاي يا قشر سست باشد ريزدانه ها وارد شده و دانه بندي را به هم مي زنند.
۳-چنانچه ارتعاش سرند يا شيب آن مناسب نباشد مصالح فرصت عبور نداشته خارج مي شوند در اين حالت سه صورت پيش مي آيد.
۱-۳- در صورتي كه حالت ۳ مربوط به سرند فوقاني باشد قسمت عمده مصالح شكسته هدر مي رود و بايد دوباره به سنگ شكن برگردد.

۲-۳-چنانچه حالت فوق مربوط به سرند مياني باشد مقدار زيادي مصالح ريز وارد قسمت متوسط دانه مي شوند و دانه بندي را به هم مي زنند.
۳-۳ چنانچه اين حالت مربوط به سرند زير باشد مصالح روي هم جمع شده، مخزن ريز نمي تواند جوابگوي عملكرد كارخانه باشد و مرتب بايد صبر نمود تا مخزن ريزدانه پر شود.
۴-چنانچه مصالح روي سرند ها بيش از مقدار ريخته شود عمل سرند با اشكال مواجه مي گردد دراين حالت ريزدانه ها وارد مخازن مي شوند.
نمونه برداري از مصالح سنگي

بايد سعي شود نمونه از كليه قسمت هاي برداشته شود يعني:نمونه ،جامعه وكلي باشد .توصيه مي شود نمونه ها را از معادن يا كپه هاي مصالحي از نقاط مختلف برداشت وحاصل را خوب به هم زد وچهار قسمت كرده دو قسمت را با هم مخلوط كرده و برداشت. باز چهار قسمت كرده دو قسمت مقابل را برداشت و بقيه را دور ريخت. اين عمل را در آزمايشگاه دستگاهي به نام Quarter انجام مي‌دهد ونمونه ها را به دو قسمت مساوي تقسيم مي‌كند.
دانه بندي

تعريف دانه بندي مصالح سنگي عبارت است از تعيين درصد وزني دانه هاي يك اندازه از كل مخلوط نتايج اين كار در راهسازي و ساختمان كاربرد وسيع دارد.
براي اين كار توسط دستگاه كوارتر ۴ بخش كن مقدار مناسبي از مصالح برداشته و روي الكها ريخته و حدود دو دقيقه و بيشتر تكان مي دهند. اين الكها از بالا به پايين درشت تا ريز هستند.

طرز عمل
چون براي هر طرح راهسازي نوعي دانه بندي مخصوص احتياج است. ابتدا با توجه به نوع مشخصات الكهاي مورد نياز را بايد مشخص كرده و روي هم چيد. بديهي است الكها از بالا به پايين مواد درشت تر را رد مي‌كند. پس از ۲ دقيقه تكان دادن آنقدر اين عمل را ادامه مي دهند تا تمامي مصالح درجه بندي و الك شوند.
وزن دانه هاي انده روي الك را تعيين و در جدولي نظير جدول شماره ۲۹ ثبت مي كنند.
مصالح شستشو داده شده روي الك ۲۰۰ را كه بالاي الك مانده وخشك وتوزين مي كنند تفاوت اين وزن با وزن اوليه وزن مواد رد شده از ۲۰۰ مي‌باشد. پس از خشك كردن آنها را دانه بندي نموده حاصل توزين را به روش خشك در جدول يادداشت مي مي كنند بعد از محاسبه دانه بندي مصلاح را توزين وگزارش مي كنند.

در ساختمان و راهسازي موارد زير مصرف دارند:
۱-پي سازي؛
۲-لاشه سازي و كرسي چيني؛
۳-بنا سازي؛
۴-پلاك براي قرنيز و ديوار سازي داخلي؛
۵-پله سازي؛
۶-قرنيز وكتيبه؛
۷-دانه بندي هاي سبك ومتوسط وسنگين در بتن؛
۸-سنگهاي تركيبي و چسبي
تاریخچه سنگ های ساختمانی :

سنگ ساختماني تاريخچه سنگ يكي از ابتدايي ترين مصالح ساختماني است كه انسان براي ساختن ابزار و پناهگاهها و رفع نياز خود استفاده كرده است . دوره هاي كهن سنگي و پارينه سنگي نشان دهنده دوره هايي است كه در آن كاربرد سنگ بر فلز و ديگر مصالح مقدم مي باشد . آثار خانه هاي از سنگ چيده شده در شمال ايران متعلق به ۷۰۰۰ سال پيش موجود است . در ساختمانهاي سنگي از سنگ لاشه همراه با ملاتهاي گچ و آهك استفاده شده است چنانچه بايد اذعان كرد كه اگرچه سنگ به علت سنگيني و مشكلات حمل و نقل و استخراج تا حدي جاي خود را به مصالحي نظير آجر داده است اما همچنان اهميت خود را در .ساختمانهاي سنگين و سخت نظير پلها ، تونلها بهمن گيرها، ديوارهاي حائل و سنگ چين

ها و كرسي چين ها و غير حفظ كرده است خواص عمومي و كاربري سنگها سنگها را به طور كلي از نظر منشاء تشكيل به سنگهاي آذرين ، رسوبي و دگرگون دسته بندي مي كنند .
سنگ تزئيني، سنگي است طبيعي كه در اندازه مشخص انتخاب، تراش و يا برش خورده باشد. به معناي وسيع كلمه، اصطلاح سنگ تزئيني شامل سنگها در هر شكل مي باشند كه به طور مستقيم و پس از برش، سائيده شدن و صيقل كاري در نماهاي داخلي و خارجي ساختمانها به كار مي روند. در زبان لاتين اين اصطلاح به اسامي زير معروف مي باشد.
Facing Stone, Cut Stone, Dimention Stone, Tom Stone, Curb Stone, Decorative Stone, Monumental Stone, Facing Slab, Ornament Stein, Baustein, Lerochesornamentales.

سنگهاي تزئيني از نظر سنگ شناسي به يكي از گروههاي سنگ آذرين، دگرگوني و يا رسوبي اختصاص دارند و شامل انواع مرمر، مرمرميت، چيني، كنگلومرا، تراورتن، ماسه سنگ، گرانيت، ديوريت، سينيت، گابرو و بعضي موارد كم اهميت تر مي باشند.
۱ـ ویژگیهای فیزیکی سنگ های تزئینی
انواع سنگهاي تزئيني بر حسب خصوصيات فيزيكي خود شناخته مي شوند. اين خصوصيات عمدتاً عبارتند از:
● سختي

دامنه سختي سنگهاي تزئيني بسيار زياد است. اين دامنه از پائين ترين درجه سختي(تالك) گرفته تا به بالاترين درجه سختي(سنگ گرانيت كه حتي از فولاد نيز سخت تر است) مي رسد. ميزان سختي در قيمت تمام شده سنگ موثر است.عموماً‌هر چه سنگ سخت تر باشد، استخراج، برش و صيقل كاري قطعات آن ،زمان و هزينه بيشتري را در بر خواهد داشت.
● رنگ
رنگها هر كدام زيبايي و جلوه اي خاص به اشياء مي دهند و مسلماً بشر در انتخاب خود، علاوه بر استحكام، خاصيت و سهولت كاربرد، به ظاهر امر نيز توجه خاص مبذول مي دارد. ساختمانها به جهت رنگ نماي بيرون آنها، به زيبايي شهر مي افزايند. در اين خصوص معمولاً رنگهاي روشن بر رنگهاي تيره و كدر برتري دارند. ناگفته نماند كه رنگ نماي بيرون ساختمانها كه ناشي از نوع مصالح بكار گرفته شده (سنگي و يا غيرسنگي) مي باشد، خود تحت تأثير عوامل جوي قرار دارد. آب باران مي تواند كانيهاي موجود سنگ نما را تحت تأثير شيميايي قرار داده و رنگ آن را تغيير دهد.

● ميزان تخلخل
تخلخل در اثر نفوذ آب باران به داخل حفره هاي سنگ (اين حفره ها خود غالباً تحت اثر شيميايي محلولهاي طبيعي بر روي بعضي از كانيهاي موجود در سنگ به وجود مي آيند) و انجماد آن بيشتر مي شود. در هواي صفر درجه زمستان، آبي كه به داخل خلل و فرج سنگ (و يا بعضاً به پشت سنگ نما) نفوذ مي نمايد، منجمد شده و موجب مي گردد كه در سنگ تركهاي عمده اي ايجاد گردد. اين تركها به مرور زيادتر شده تا اينكه موجب افتادن تمام و يا قطعه اي از سنگ نما مي گردد.

●مقاومت
مقاومت سنگ، تحت تأثير عوامل مختلفي از قبيل هوازدگي، سرما، گرما و آتش سوزي، دائماً تغيير مي يابد. همچنين عوامل مربوط به هوازدگي بعضاً شيميايي مي باشند. اين عوامل مي توانند گازهايي نظير SO2 ،O2 و CO2باشند. در شهرها كه حضور چنين گازهايي به وفور در هوا وجود دارند.سنگهاي نماي ساختماني بيشتر تحت تأثير آنها مقاومت خود را از دست مي دهند. برخي عوامل هوازدگي (نظير انجماد و ذوب آب داخل حفره هاي سنگ، خاصيت رنگبري و اثر گرمايي نور خورشيد) به صورت فيزيكي سنگ را تحت تأثير قرار مي دهند.

لازم به توضيح مي باشد كه عوامل هوازدگي شيميايي و فيزيكي تواماً عمل مي كنند و غالباً سبب تغيير رنگ، شكسته شدن و جدا شدن سنگ از بنا مي شوند. اضافه مي شود كه سنگهاي آهكي در مناطقي كه بارندگي زياد بوده و گازكربنيك موجود در فضا بيش از اندازه باشد، براي نماي خارجي ساختمانها چندان مناسب نمي باشد(بويژه انواع تراورتن ها).
“شستوپروف” انواع سنگهاي قابل برش مورد استفاده براي مصارف گوناگون را به شرح زير پيشنهاد كرده است:
● سنگ روكار بناها

آهكهاي متراكم، ماسه سنگ، مرمرهاي الوان، توفهاي آتشفشاني، گرانيت، سينيت، ديوريت، لابرادوريت، گابرو، بازالت، و ساير سنگهايي كه با شرايط ساختماني سازگاري داشته باشند.
● سنگ مورد استفاده در ديوارها
آهك، دولوميت، ماسه سنگها، سنگ گچ، توفهاي آتشفشاني.
●سنگ نماي داخل بناها
مرمهاي صيقل پذير، سنگ گچ، توف، برش، كنگلومراهاي با سيمان كربناتي

سنگهاي مورد استفاده براي مصارف خاص صنعتي به صورت زير تقسيم بندي مي شوند.
●سنگهاي مقاوم در مقابل حرارت
سنگ صابون(تالك، تالك شيست)، توف، آندزيت، بازالت، دياباز.
● سنگهاي مقاوم در مقابل اسيدها
گرانيت، ديوريت، كوارتزيت، ماسه سنگهاي سيليسي، آندزيت، تراكيت، بازالت، دياباز، فلسيت.
●سنگهاي مقاوم در برابر قليائيها

آهكهاي متراكم، دولوميت، منيزيت، ماسه سنگهاي آهكي.
● سنگهاي مورد استفاده براي پله هاي خارجي بناها
مرمر، گرانيت، لابرادوريت.
۲ـ رده بندي علمي انواع سنگهاي تزئيني و نما

سنگهاي مناسب جهت توليد سنگ نما و تزئيني تحت عناوين كلي زير طبقه بندي مي شوند:
الف ـ سنگهاي رسوبي
● كنگلومراها و ماسه سنگها

كنگلومراها در صورتي كه به صورت لايه اي ضخيم باشند و به طور كامل نيز سيماني شده باشند، امكان دارد كه به عنوان سنگهاي تزئيني بسيار جالبي مورد استفاده قرار گيرند. در صورتي كه عناصر كنگلومراها از قطعات آهكي بوده و زمينه سيماني آنها نيز آهكي باشد و بين رنگ قطعات و سيمان زمينه تباين مناسبي وجود داشته باشد، اين گونه كنگلومراها ايده آل تر خواهند بود. در صورتي كه عناصر اصلي سنگهاي مزبور داراي كيفيت و خواص متفاوت باشند (مثلاً برخي عناصر سيليسي و برخي نيز آهكي باشند و يا عناصر سازنده سيليسي و زمينه يا سيمان آهكي باشد)، عمل برش با اشكالاتي مواجه خواهد بود.

ماسه سنگها نيز در صورتي كه ضخيم لايه باشند و عناصر آنها آهكي بوده و يا توسط سيمان آهكي كاملاً به يكديگر سيماني شده باشند، احتمالاً به صورت يك سنگ ساختماني قابليت كاربرد دارند. اين چنين سنگهايي به ويژه به صورت مالن به كار مي آيند.
● سنگهاي آهكي يا دولوميتي

سنگهاي آهكي عمده سنگهاي ساختماني و تزئيني را تشكيل مي دهند. خصوصيات بارز آنها به طور خلاصه عبارتند از: سختي مناسب، قابليت ساب و برش بالا، تنوع رنگها، مقاومت خوب، قابليت استخراج آسان.
● تراورتن(Travertine)

تراورتن ها محصول چشمه هاي آهك ساز قديمي هستند. از بين آنها، تراورتن هاي سفيد كه رگه هاي رنگي و خلل و فرج يكنواخت داشته باشند، از مرغوبيت بيشتري برخوردارند. تراورتن هاي كرم رنگ كه ناشي از وجود رنگينه هاي (Pigments) پراكنده اكسيد آهن در متن سنگ مي باشند، از مرغوبيت كمتري برخورداند. تراورتن هاي رنگي كه بر حسب درصد آلودگي به رنگينه هاي اكسيد آهن به رنگهاي قرمز، گردويي، ليمويي و غيره ديده شوند و داراي نقشهايي كه ناشي از اختلاف ميزان آلودگي اكسيدآهن در لايه هاي مختلف تراورتن مي باشد، ظاهر بسيار زيبا و جذابي دارند. به طور كلي، در بازارهاي جهاني، تراورتن هاي رنگي در شرايط فعلي داراي قيمت و بازار مناسبي مي باشند.تراورتن به دليل داشتن مقاومت قابل قبول، برش

پذيري و صيقل پذيري ايده آل، شرايط استخراجايده آل، زيبايي ظاهر، وجود تخلخل جهت چسبيدن كامل به ملات و خصوصاً ارزان بودن نسبت به ساير سنگها، از جمله پرمصرف ترين سنگهاي ساختماني به شمار مي رود.

● مرمر(Marble)
مرمرها نيز نظير تراورتن در نتيجه عملكرد چشمه هاي آبگرم آهك ساز، به وجود مي آيند. معمولاً مرمر به صورت لايه هايي در ميان لايه هاي تراورتن ديده مي شود. در فرايند عملكرد چشمه هاي آبگرم، اگر افت دماي آب كند باشد، آراگونيت و اگر افت دما به تندي صورت گيرد، تراورتن تشكيل مي گردد. در ايران بهسنگي كه از آراگونيت حاصل مي شود، مرمر گفته مي شود كه نام تجاري انواع رنگي آن انيكس مي باشد. مرمر حاوي رنگهاي سبز، ليمويي، زرد و غيره است كه پس از سايش به صورت يك سنگ تزئيني لوكس جلوه مي كند. * زمينه هاي مصرفي عمده مرمر عبارتند از پوشش ديوار سرويسهاي لوكس، دكوراسيون داخلي ساختمان، مجسمه سازي و ميزهاي سنگي.

در ايران معادن اسفند و تلنگويه سيرجان، ده رستم كرمان، آب باريك، ،زرشهر، عباس آباد جلفا و چند معدن ديگر از جمله معادن بالقوه در كشور مي باشند. در حال حاضر دورك يا بورق و سفيدكوه استان يزد و معدن موته، به صورت فعال مورد
بهره برداري قرار دارند.
ب- سنگهاي آذرين
● گرانيت ها(Granite)

گرانيت ها از جمله سنگ هاي آذرين هستند كه در دهه های اخيردر بازارهاي جهاني به عنوان يك سنگ تزئيني لوكس و گران قيمت مطرح گرديده اند. اين نوع سنگها از نظر سختي زياد، شفافيت و زيبايي خيره كننده حائز اهميت مي باشند. گرانيت هايي كه فاقد آثار آلتراسيون بوده و تحت تأثير پديده هاي تكتونيكي و به ويژه ميكروتكتونيك قرار نگرفته، و نيز به لحاظ رنگ جذابيت لازم را داشته باشند، به عنوان سنگهاي تزئيني و نما مطرح هستند. لازم به توضيح است كه برش و سايش گرانيت ها، در مقايسه با سنگهاي آهكي بسيار مشكل تر و هزينه برتر بوده، به طوري كه فقط ديسكها و سنگ سابهاي ويژه قادر به برش و سايش آنها مي باشند.
گرانيت هاي روشن ، قرمز و صورتي، به دليل رنگ خود بسيار با ارزش هستند. گرانيت هاي قرمز ناحيه خوي در آذربايجان غربي، نمونه بارز اين نوع از گرانيت ها مي باشند. گرانيت هاي خاكستري رنگ، بر حسب درجه تيرگي و روشني و اندازه دانه ها

(كانيها)، داراي مرغوبيت متغيري هستند. گرانيت هاي شيركوه در يزد و الوند در همدان داراي طيف گسترده اي از انواع گرانيت ها، با رنگها و بافتهاي مختلف هستند.
● ريوليت ها
در صورتي كه ريوليت ها داراي درصد كوارتز نسبتاً كمتري باشند و فلدسپاتهاي پتاسيك صورتي رنگ در آنها ديده شوند، مطلوب تر بوده و ظاهر ص ورتي زيبايي خواهند داشت. به طور كلي ريوليت هاي غيرآلتره كمتر ديده مي شوند.
ـ سنگهاي آذرين خاص

سنگهاي نماازنوع آذرين خاص مي توانند سينيت ها، ديوريت ها، گابروها و سنگهاي خروجي هم ارز آنها يعني تراكيت ها،
آندزيت ها، و بازالت ها و نيز سنگ هاي ديگري نظير نفلين سينيت ها، پريدوتيت ها، پيروكسنيت ها، آمفيبوليت ها و ساير سنگهاي آذرين از اين دست باشند. اين نوع سنگها در صورتي كه كاملاً تازه بوده و دگرسان نشده باشند و ضمناً در مقطع صيقلي، رنگهاي زيبايي نمايان سازند، مي توانند به عنوان سنگهاي تزئيني خاص مطرح باشند.
ج ـ سنگ هاي دگرگوني

مرمريت ها و گنيس ها، دو نوع از سنگهاي دگرگوني هستند كه استعمال آنها به عنوان يك سنگ تزئيني و نما، مناسب مي باشد.
● مرمريت ها(Marmarite)
مرمريت ها به صورت سنگهاي متامورف سفيد، خاكستري و رنگي، با تبلور دوباره، درخشندگي و شفافيت خاصي دارند. اين نوع سنگها كه از متامورفيسم سنگهاي آهكي اوليه حاصله شده اند، بر حسب درجه متامورفيسم و رشد كريستالها، ممكن است سنگهاي تزئيني مختلفي را با نامها و بافتهاي متفاوت ريز و درشت تشكيل دهند.
مرمريت درشت بلور، سفيد يا خاكستري روشن تا كرم اصطلاحاً “سنگ چيني” مي نامند. معادن چيني تنگ حنا(نیريز-استان فارس)، نجف آباد، كريستال و چيني اليگودرز و لاي بيد و گدار سرخ ناحيه موته، از معادن معروف سنگهاي چيني ايران هستند. معدن ده بالاي يزد از معادن معروف مرمريت ريز بلور ايران است، كه درجه كريستاليزاسيون، سفيدي و يكنواختي رنگ از عوامل مرغوبيت اين سنگ به شمار مي روند.
● گنيس ها

گنيس ها نظير گرانيت ها، در صورتي كه داراي رنگهاي ايده آل و عناصر درشت بوده و فاقد آثار التراسيون باشند، به دليل بافت چشمي زيبايي كه در مقاطع صيقلي بعضي از آنها ديده مي شود، مي توانند سنگهاي تزئيني استثنايي را تشكيل دهند.
از بين سنگهاي موجود ، بيشتر از سنگ معدن به عنوان پوشش و نماي داخلي و كف بعضي ساختمانها به ويژه مساجد و اماكن متبركه استفاده مي شد. اما در سالهاي بعد به تدريج علاوه بر سنگ مرمر، استفاده از تراورتن و مرمريت و بالاخره

سنگ هاي آذرين مانند گرانيت و سينيت در نماي خارجي ساختمانها رايج شده است.
كاربرد سنگ در نماي داخلي و خارجي ساختمانهاي گذشته از زيبايي ظاهري، سبب افزايش استحكام و دوام ساختمانها، افزوده شدن عمر ساختمانها و كمك به بهداشت محيط زيست ساكنان ساختمان مي گردد.

بررسي تاريخچه صنعت سنگ ايران حاكي از آن است كه اين صنعت سير تحول بسيار كندي را تجربه كرده، طوري كه برش و سايش سنگ و خدمات مربوطه (بارگيري و تخليه سنگ) تا سال ۱۳۴۵ با استفاده از تكنولوژيهاي ساده به حيات خود ادامه داده است. مهمترين تحول اين دوران، كپي سازي نوعي جرثقيل دروازه اي بود كه بكارگيري و تخليه را ساده تر مي كرد. در همين سال اره تيغه اي ۶۰ كوارتزي خارجي نيز براي اولين بار در كشور نصب شد.

ولي متأسفانه به دلايل متعدد همچنان مصرف مواد آتش زا در اكثر معادن سنگ تزئيني متداول است و اين امر خسارت سنگين و قابل توجهي را به معادن سنگ كشور وارد مي سازد.
مصرف مواد منفجره در استخراج معادن سنگ، علاوه بر خرد شدن سنگ موجب مي گردد كه مقدار سنگ قواره حاصله نيز، شكل منظمي نداشته باشد و در نتيجه يكي از مشكلات وسائل عمده اي كه هميشه بين معدنكاران و مديران كارخانجات سنگبري مطرح بود، ناقواره بودن سنگ هاي تحويلي به دليل نداشتن امكانات فني لازم جهت استخراج مي باشد.

در وضعيت ايده آل كه سنگ كاملاً قواره استخراج گردد، بايد از هر تن سنگ ۱۰ متر مربع و در حالت نسبتاً خوب، از هر تن سنگ ۸ مترمربع سنگ پلاك حاصل گردد. صورتي كه بنا به اظهار بيشتر صاحبان سنگبريها، با روش استخراج فعلي از هر تن سنگ قواره كه به كارخانجات تحويل مي شود حداكثر ۵-۳ مترمربع سنگ پلاك حاصل مي شود.. اهميت و نقش سنگهاي تزئيني در برخي كشورها مانند ايتاليا به حدي است كه در آنهاآموزشكده هاي اختصاصي براي آموزش روش هاي استخراج و مسائل مربوط به سنگ ساختماني، تأسيس گرديده و درآمد اين كشورها از محل صدور انواع سنگها و مصنوعات و فراورده هاي جنبي آن بعد از كشاورزي، صنعت و درآمدها ناشي از جذب توريسم، به چندين ميليارد دلار در سال بالغ مي گردد.
ـ سنگ هاي تزئيني با خاستگاه چشمه اي

سنگ هاي تزئيني با خاستگاه چشمه اي شامل تراورتن و اونيكس (مرمر) مي باشد.
بعضي از تراورتن هاي ايران يا در دنيا كم نظير يا مي توان گفت بي نظير هستند. همانند تراورتن قرمز كه از چندين دهه پيش در بازار هاي جهاني شهرت بسزايي يافته است. معادن اين سنگ در آذر شهر آذربايجان شرقي واقع شده اند. تراورتن سفيد استخواني آتش كوه كه معدن آن در منطقه محلات قرار گرفته ، نيز از انواع تراورتن هاي سفيد مرغوب مي باشد كه متقاضيان فراواني دارد و از خواص فيزيكي بسيار مناسبي برخوردار است. هر چند در بعضي از كشورها مثل بلغارستان و تركيه نيز تراورتن ليموئي وجود دارد، ولي هيچ يك از آنها كيفيت تراورتن ليموئي ايران را كه همانند تراورتن قرمز در آذر شهر آذربايجان شرقي قرار گرفته ، ندارد. در مورد تراورتن گردوئي نيز كه در مجاورت دو نوع تراورتن الوان فوق الذكر واقع شده است، موارد مذكور مصداق دارند.

خصوصیات و کاربرد مهندسی سنگها
در زمین شناسی آنجه پیوسته جامد زمین را می سازدسنگ نام دارد .در این بخش منظور از سنگ ، واحدهای رسوبی و آذرین و دگرگونی است که انسجام دارندو یا مجموعه ذرات سنگی به هم چسبیده که مقاومت فشاری داشته باشد و یا به یک عبارت ” قراردادی ” مجموعه ذرات به هم چسبیده که حداقل ۱۴ کیلومتر مربع فشار را تحمل کند سنگ نام دارد.عمده ترین سنگها بر حسب تفکیک رده آنها به شرح زیر می باشد:

سنگهای آذرین: گرانیت ، سینیت ، دیوریت ، گابرو، دولریت ، ریولیت ، تراکیت ، آندزیت ، بازالت
سنگهای رسوبی:کنگلومرا، برش ، شیل ، ماسه سنگ ، آهک ( کربنات کلسیم ) ، دولومیت( کربنات مضاعف کلسیم و منیزیم ) ،سیلت استون ( سنگ لای )،کلی استون ( سنگ رسی )، ژیپس(سنگ گچ)

سنگهای دگرگونی : گنایس ، کوارتزیت ، اسلیت ، آمفیبولیت ، مرمریت ، شیست ( شیل دگرگونی)
در این مبحث سعی می شود خصوصیات سنگها از دیدگاه کاربرد مهندسی مورد بررسی قرار گیرد.نکته ای که باید مورد توجه باشد این است که این کاربرد دو گانه است:
الف: کاربرد سنگ بطور در جا که عمدتاً استفاده از آن به عنوان تکیه گاه که بطور کلی در احداث سدها یا در احداث بناها و پلها است.
ب: کاربرد سنگ به عنوان واحد مصالح ساختمانی که در این قسمت هم ممکن است با دو زمینه کاری مورد توجه واقع شود

استفاده مستقیم از قطعات سنگی که می تواند شکل داده شده باشد ( مالون ) که به آن سنگ کار شده نیز گفته می شود یا لینکه شکل داده نشده باشد مانند لاشه سنگ.
استفاده از سنگ به منظور خرد کردن و تهیه سنگدانه باشد که اصطلاحاً سنگ خرد شده گفته می شود.
با توجه به موارد فوق و به لحاظ استفاده از سنگ و گزینش آن جهت کاربرد( به صورت در جا ، قطعه کار شده، قطعه کار نشده ، خرد شده ) لازم است هک خصوصیات مهندسی سنگ مورد بررسی قرار گیرد.لذا در ادامه این قسمت روشهای مطاله مهندسی ، بررسی خصوصیات مهدسی سنگ آوده می شود.
خواص فیزیکی و مهندسی سنگها

وزن مخصوص نسبی :
وزن مخصوص عبارت است از وزن سنگ به وزن آ ب هم حجمش یا به عبارت دیگر ، زن واحد حجم سنگ که به نسبت وزن واحد حجم سنگ کهبه نسبت وزن واحد حجم آب سنجیده می شود. بنابراین وزن مخصوص ، بعد ( دیمانسون ) ندارد. SG = WV.γw
وزن مخصوص سنگ با دو عبارت فیزیکی وزن مخصوص ظاهری و وزن مخصوص حقیقی بیان می گردد.
وزن مخصوص ظاهری عبارت است از وزن سنگ به حجم کل سنگ هک به نسبت وزن مخصوص آب سنجیده شده باشد.

وزن مخصوص حقیقی عبارت است از وزن سنگ به حجم واقعی سنگ ، حجم واقعی سنگ عبارت است از حجم کل منهای حجم فضای خالی سنگ.
وزن مخصوص سنگهای معمولی ( عمده سنگهایی که در کارهای عمرانی استفاده می شوند )بین ۴/۲تا ۹/۲ است.معمولاً سنگهای با وزن مخصوص کمتر از ۴/۲ در کارهای مهندسی که هدف باربری در آن لحاظ باشد مورد استفاده قرار نمی گیرند.مقایسه وزن مخصوص ظاهری با وزن مخصوص حقیقی می تواند نشان دهند که سنگ تا چه حد تو پر ومحکم است.زیرا تفاوت زیاد این دو عدد که سنگ درجه پوکی و تخلخل بالایی دارد.
نسبت تخلخل:

نسبت تخلخل عبارت است از نسبت حجم فضای خالی سنگ به حجم بخش جامد سنگ .
e =Vv / Vs
= e درصد پوکی
= Vv حجم فضای خالی سنگ
= Vs حجم بخش جامد solid ) ( خاک
پوکی:
پوکی عبارت است از نسبت حجم فضای خالی به حجم کل سنگ که که به درصد بیان می شود.
n = (Vv / Vt ) 100
= n در صد پوکی
= Vv حجم فضای خالی
= Vt حجم کل سنگ
سنگها دارای پوکی متفاوتی هستند و بطور کلی سنگهای متا مورفیک نسبت به سنگهای آذرین پوکی کمتری دارند و سنگهای رسوبی درجه پوکی بیشتراز سنگهای آذرین دارند.
قابلیت جذب:

آبی که در شرایط غوطه وری جذب سنگ می شود ، در داخل خلل و فرج آن ( فضا یا فضاهای خالی سنگ ) قرار می گیرد که ممکن است پس از خروج سنگ از حالت غوطه وری قسمتی از آن آب خارج گردد.فضاهای خالی سنگ ممکن است منافذ جدا از هم و یا از طریق لوله مویینه پیوسته باشند . در هنگام غوطه وری ممکن است همه فضاهای خالی سنگ از آب انباشته نشوند.یا سنگهایی که کانیهای رسی را در مجموعه خود دارند به دلیل اینکه رس تورم زا است هنگام جذب آب راه نفوذ آزاد آب مسدود می شود. بنابراین سنگ ممکن است حتی در شرایط غوطه وری هم اشباع نگردد.

درصد آب حذب شده را می توان از اختلاف وزن جای گرفته در آب ( پس از غوطه ور نمودن آن به مدت معلوم) و وزن خشک آن و تقسیم آن به وزن خشک بدست آورد که به درصد بیان می شود:
ω = ( Wm – Wd ) .100 / Wd
= ω درصد آب موجود در سنگ

= Wm وزن سنگ آبدار
= Wd وزن سنگ در حالت کاملاً خشک
برای خشک کردن سنگ لازم است آنرا به مدت ۲۴ ساعت در داخل گرمخانه در حرارت ۱۰۵ درجه سانتیگراد قرار داد.توجه شود سنگی که دارای کانی ژیپس ( گچ ) است باید در حرارت حداکثر ۱۴۰ درجه سانتیگراد و به مدت ۴۸ ساعت در گرمخانه قرار داد.
درجه اشباع:

درجه اشباع عبارت است از نسبت حجم فضاهای پر شده از آب به کل حجم فضاهای خالی سنگ که ه درصد بیان می گردد: Sr= ( Vw / Vv ) 100
منظور از کل فضاهای خالی سنگ فضاهایی است که در شرایط خشک از هوا اشغال می شود. با توجه به اینکه در شرایط عادی سنگ بطور کامل از آب اشباع نمی شود یعنی تمام فضاهای خالی سنگ از آب انباشته نمی گردد لذا سنگ در این شرایط صد در صد اشباع نخواهد بود. میزان اشباع شدن سنگ در شرایط عادی بستگی به توپری سنگ و تفاوت وزن مخصوص حقیقی آن دارد یا به عبارت دیگر به درجه پوکی سنگ بستگی دارد.البته چنانچه سنگ در زیر ارتفاعی از آب قرار گیرد ( مانند زیر مخزن سد ) درجه اشباع آن افزایش خواهد یافت و می تواند تا صددر صد اشباع گردد.

وزن واحد حجم:
وزن واحد حجم عبارت است از وزن تقسیم بر حجم کل سنگ . با این وصف می تواندحالات گوناگون داشته باشد شامل وزن واحد حجم خشک، وزن واحد حجم مرطوب،وزن واحد حجم اشباع،وزن واحد حجم مستغرق. γ= W/V
نکته قابل توجه اینکه چنانچه سنگ درجه پوکی پائینی داشته باشددر شرایط غوطه وری در آب به اندازه وزن آب هم حجمش از وزن آن کاسته می گردد. ولی چنانچه درجه پوکی آن بالا باشد به اندازه وزن آب هم حجمش منهای مقدار آب جمع شده در فضاهای خالی آن از وزن سنگ کاسته می گردداین نکته در پیهای غوطه ور در آب مانند سد ونیروگاههای هیدرولیکی اهمیت بسیار دارد.