سنگ‌های ساختمانی
سنگ‌هایی که در ساختمان به کار گرفته می‌شوند به یکی از صورت‌های طبیعی می‌باشند؛ مانند: «قلوه‌سنگ»، «کار شده» و «بادبر و خرد». در شکل زیر، سنگ‌های طبیعی به تصویر کشیده شده‌اند.
سنگی که از معدن حاصل می‌گردد باید جهت مصرف در ساختمان آماده شود که این آماده‌سازی معمولاً به دو صورت کار شده و خرد شده (شن و ماسه) صورت می‌پذیرد. سنگ‌های کار شده را به شکل یک تیشه‌ای، دو تیشه‌ای، تخت، تراش، ساییده، لاشه و کلنگی در قسمت‌های گوناگون ساختمان مانند پی، دیوار، نمای کرسی‌چینی (ازاره)، نمای دیوار، پله، فرش‌کف‌ها و نمای داخلی و خارجی ساختمان استفاده می‌کنند. نام‌گذاری سنگ‌های خرد شده با توجه به ریزی و درشتی دانه‌هایشان انجام می‌گیرد.
دانه‌های با قطر کمتر از 09/0 میلی‌متر را «گرده‌سنگ»، دانه‌های با قطر بین 09/0 تا 2 میلی‌متر را «ماسه»، دانه‌های با قطر بین 2 تا 25 میلی‌متر را «نرمه‌سنگ» و دانه‌های با قطر بین 25 تا 60 میلی‌متر را «خرده‌سنگ» می‌نامند. همچنین به دانه‌های درشت‌تر از 60 میلی‌متر «پاره‌سنگ»، «لاشه‌سنگ» و «تخته‌سنگ» می‌گویند. در شکل بعدی می‌توانید اشکال ساختگی سنگ‌ها را مشاهده نمایید.
سنگ‌های نما:
این سنگ‌ها را در کارخانه به شکل لوح (سنگ پلاک) به ضخامت 6 تا 30 میلی‌متر برش می‌دهند و سپس روی آن را می‌سایند تا صاف گردد.
سنگ‌لوح صیقلی را در زمان استفاده در جای موردنظر قرار می‌دهند و پس از اطمینان از استقرار صحیح آن، پشت سنگ را ملات می‌ریزند تا به بنا یا زیر کار بچسبد و یا آن را برای فرش‌کف روی لایه‌ای از ملات پهن‌شده قرار می‌دهند و کف مدنظر را می‌پوشانند.
سنگ‌نماهایی که در ایران مورد استفاده قرا می‌گیرند، معمولاً آهکی هستند.
سنگ آراگونیت و تراورتن هر دو از ته‌نشین‌شدن مواد آهکی آب چشمه‌های پیرامون آتش‌فشان‌ها حاصل گردیده‌اند. سنگ گرانیت که رنگ‌های مختلفی دارد، یک سنگ آذرین است و در برابر عوامل فرسایشی بسیار مقاوم می‌باشد. اخیراً از این سنگ در نماهای خارجی و داخلی ساختمان‌ها، فرش‌کف و پله استفاده می‌شود.
نکته: در انتخاب ابعاد سنگ‌های پلاک بایستی به این موضوع توجه داشت که دو نفر به‌آسانی بتوانند در ارتفاع، آن را نصب کنند.
ویژگی‌ها و حداقل حدود مورد مقبولیت:
سنگ‌های مصرفی بایستی از لحاظ بافت و ظاهر، یکنواخت و بدون ترک بوده و عاری از رگه‌های خاکی مارنی، میکانی، پریت، ترکیبات سولفاتی و سولفیدی (حداکثر SO3 به 1% وزنی محدود می‌شود) و سایر موادی باشند که تحت‌تأثیر عوامل جوّی و هوازدگی خراب می‌گردند؛ زیرا در این صورت استحکامی نخواهند داشت. اشکال بعد نماکاری با سنگ‌های مختلف را نمایش می‌دهند.
در اشکال بعدی می‌توانید انواع دیوارهای کار شده با سنگ را ملاحظه نمایید.
استحکام و مقاومت سنگ‌ها
سنگ‌های متخلخل آب را به خود جذب می‌نمایند و در زمان یخبندان به علت اضافه حجم و فشارهای داخلی، می‌ترکند. این سنگ‌ها عموماً از از نوع آهکی و گاهی هم از نوع ماسه‌سنگ می‌باشند. سنگ‌های آهکی تحت‌تأثیر یخبندان به صورت ورقه‌ورقه شده و یا قطعاتی از آن جدا می‌گردد، اما ماسه‌سنگ‌ها ابتدا نرم شده و سپس می‌ریزند. پس از استخراج سنگ‌ها و پیش از برش بایستی آن‌ها را به مدت یک فصل زمستان نگهداری کرد تا آب معدن خود را از دست بدهند. اگر چنین عملی صورت نگیرد، این امکان وجود دارد که حتی بهترین سنگ‌ها نیز در برابر یخبندان خرد شوند. سنگ‌ها در اثر برخی عوامل شیمیایی نیز ممکن است تخریب گردند؛ به عنوان مثال سنگ‌های آهکی تحت‌تأثیر باران خراب می‌شوند. این سنگ‌ها در دمای 850 درجه‌ی سانتی‌گراد به آهک مبدل می‌گردند؛ لذا طبیعتاً قادر به پایداری زیاد در مقابل حرارت نیستند.
به‌طور کلی تاب فشاری سنگ‌ها جهت فعالیت‌های بنّایی نبایستی کمتر از اندازه‌ی تعیین‌شده در نقشه‌ها باشد؛ به‌عبارتی دیگر حداقل تاب فشاری سنگ‌ها برای امور بنّایی برابر با 15 مگاپاسکال (هر مگاپاسکال یعنی 10 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع) است.
سنگ‌های مصرفی در مناطق سرد باید علاوه بر پایداری در برابر یخبندان، مطابق استاندارد و ضوابط نیز باشند.
مواردی از قبیل جذب آب، میزان انحلال در آب، تخلخل، پایداری در مقابل هوازدگی (اثر O2 و SO2، بخارآب، وزش باد، پرتوهای خورشیدی و مانند این‌ها)، اسیدها، قلیاها و همچنین مواردی که سنگ‌ها در معرض عوامل مختلف واقع می‌شوند بایستی مطابق با استاندارهای مربوطه باشند. علاوه بر این، سختی و نرم‌شدن سنگ‌ها در آب و کاهش تاب آن‌ها بعد از یخ‌زدگی نیز بایستی در محاسبات در نظر گرفته شوند.
در کف‌های پر رفت‌وآمد و پله‌ها، تناسب پایداری سنگ‌ها در مقابل سایش و ضربه با نحوه‌ی مصرف آن‌ها ضروری است. در مورد سنگ‌های نما باید ضریب انبساط حرارتی کانی‌های گوناگون و همچنین ملات پشت آن در یک رِنج باشد تا از خرد شدن سنگ و جدا شدن آن از ملات ممانعت شود. میزان رنگ‌پریدگی سنگ‌های تزئینی نمای خارجی ساختمان تحت‌تأثیر آفتاب و هوازدگی نیز از اهمیت بالایی برخوردار است که بایستی به آن توجه نمود. جذب آب و رطوبت سنگ‌های رگی حداکثر 5 درصد بوده و ضریب نرم‌شدن سنگ در آب (ضریب نرم شدن سنگ در آب عبارت است از نسبت تاب فشاری نمونه‌ی خیس شده در آب در مدت 24 ساعت به تاب فشاری همان سنگ در حالت خشک) در مورد سنگ‌های باربر و نما حداقل 70 درصد است. درصد جذب آب مجاز در استاندارد ایرانی برای سنگ‌های آهکی متراکم 15، سنگ‌های آهکی متخلخل 25 و توف‌ها 30 درصد می‌باشد.
سطوح نمای سنگ باید به طور مناسبی یکنواخت و به بهترین شکل، کلنگی، تیشه‌ای، چکشی و صیقلی شود به گونه‌ای که رگه‌ها و نقش طبیعی آن به بهترین وجه قابل تشخیص باشد. حداقل ریشه در سنگ‌های راسته به اندازه‌ی ارتفاع سنگ است. ارتفاع سنگ ریشه‌دار در نما نبایستی از عرض و ریشه‌ی آن بیشتر باشد. حداقل عرض و ارتفاع سنگ بادبُر در نما به ترتیب 200 و 150 میلی‌متر و حداکثر بار سنگ هم 40 میلی‌متر است. برای سنگ بادبُر، سرتراش و بادکوبه‌ای حداقل ارتفاع هر سنگ بایستی 180 میلی‌متر در نظر گرفته شود. حداقل تراش سطوح زیری و بالایی سنگ باید 150 میلی‌متر و سطوح جانبی آن 80 میلی‌متر و حداکثر بار آن 15 میلی‌متر باشد. همچنین تمامی سطوح سنگ‌های تمام تراش باید با قلم تراشیده شود، به نحوی که سطح بدون اعوجاج بوده و حداکثر بار آن هم 2 میلی‌متر باشد.
نباید در سطوح و خطوط مرئی سنگ، لب‌بریدگی وجود داشته باشد؛ همچنین وجود تناسب میان شکل سنگ‌ها با شکل دیوار، ضروری است. حداقل ضخامت سنگ‌های نمای ریشه‌دار، پله، جدول و مواردی از این قبیل برابر با 150 میلی‌متر بوده و همچنین حداقل ضخامت سنگ‌های پلاک مصرفی در کف پله‌ها و درپوش‌ها 40 میلی‌متر، پلاک کف‌پوش 30 میلی‌متر، پلاک نما 20 میلی‌متر و برای سنگ‌های قرنیز در اتاق‌ها 10 میلی‌متر است.
شکل بعد، اجرای صحیح و نادرست دیوار سنگی را به نمایش می‌گذارد.
قفل و بست سنگ‌ها باید هم در نمای دیوار و هم در ضخامت دیوار، رعایت گردد
سنگ، باید متراکم و دارای ساخت و بافت یکنواخت بوده و از بلورهای ریز تشکیل شده باشد و همچنین بالا بودن درجه‌ی خلوص آن نیز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در جدول بعدی می‌توانید محل مصرف انواع سنگ‌ها را مشاهده نمایید.
جدول سنگ‌های متناسب برای مصارف گوناگون
مقاومت در مقابل فشار و کشش
به طور کلی اگر فشار اعمال گردیده بر سنگ عمود بر بستر رسوب باشد، دارای مقاومت بیشتری خواهد بود.
سنگ‌ها از نظر تاب فشاری در 4 دسته طبقه‌بندی می‌شوند:
- سنگ‌هایی که تاب فشاریشان بیش از 2500 کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع است.
- سنگ‌هایی که تاب فشاری آن‌ها بین 1250 تا 2500 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است.
- سنگ‌هایی که تاب فشاریشان بین 800 تا 1250 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است.
- سنگ‌هایی که تاب فشاری آن‌ها بین 400 تا 800 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است.
دقت داشته باشید که سنگ‌هایی که تاب فشاریشان از 400 کیلوگرم بر سانتی‌مربع کمتر باشد، اصولاً در ساختمان مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.
همواره مقاومت کششی سنگ‌ها به دلیل شکنندگی آن‌ها از مقاومت فشاریشان کمتر است و از آنجایی که آزمایش کششی امکان‌پذیر نیست، لذا از آزمایش خمش برای این کار استفاده می‌شود. برای سنگ‌هایی که از ساختمان به شکل کنسول خارج شده‌اند، مقاومت کشش را در نظر می‌گیرند.
حداقل تاب فشاری چند نوع سنگ ساختمانی بدین شرح می‌باشد:
حداقل تاب فشاری گرانیت‌ها 1000، مرمرهای سفید و خاکستری 800، مرمرهای رنگین 600، سنگ‌های آهکی متراکم 200، سنگ‌های آهکی متخلخل و توف‌ها 50 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است.
جلاپذیری
جلاپذیری سنگ‌ها به وزن فضایی آن‌ها وابسته است. به نکات زیر توجه نمایید:
سنگ‌هایی که جرم حجمی آن‌ها از 1500 کیلوگرم بر سانتی‌مربع کمتر باشد، جلادار نیستند.
سنگ‌هایی که جرم حجمیشان به 2000 کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع برسد، اندکی جلا برمی‌دارند.
سنگ‌هایی که جرم حجمی آن‌ها به 2200 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع برسد، جلاپذیر می‌باشند.
سنگ‌هایی که جرم حجمی آن‌ها 2400 کیلوگرم در متر مکعب یا بیشتر باشد، آیینه‌ای می‌شوند.
دانستن خواص سنگ‌ها موجب می‌گردد که بعضی از آن‌ها مورداستفاده قرار نگیرند. پیش از هر چیزی بایستی بدانیم که خاصیت اصلی سنگ، «همگن بودن» آن است. سنگی که دارای خواص متوسط ولی همگن باشد در مقایسه با سنگی که سختی زیادی دارد اما همگن نیست، ارجحیت دارد. سنگ همگن رگه و حفره‌های پر شده از مواد سست‌تر ندارد؛ همچنین قلوه‌سنگ در داخل آن نیست و صدای زنگ می‌دهد؛ زیرا صدای خفه، نمایانگر ترک در سنگ است.
چسبندگی سنگ‌ها به ملات:
براساس آزمایش‌های صورت گرفته، میزان چسبندگی سنگ‌ها با ملات سیمان خالص به شرح زیر می‌باشد:
- سنگ‌های آهکی سست چسبندگی مناسبی ندارند.
- سنگ‌های آهکی سخت و نیمه‌سخت دارای چسبندگی بسیار مناسبی هستند.
- سنگ‌های آهکی فشرده، چسبندگی نرمالی دارند.
- گرانیت‌ها هم اندکی چسبندگی دارند.
- چسبندگی کوارتزیت و شیشه‌ها بسیار ضعیف است.
در دسترس بودن و راحتی استخراج
دسترسی آسان به سنگ، بر قسمت آن تأثیرگذار است. همچنین وضعیت معدن و اتصالات سنگ‌ها بایستی به گونه‌ای باشد که بتوان سنگ‌ها را در قطعات بزرگ قطع و به‌صورت بلوک‌های سالم و بدون نقص استخراج کرد، چون استخراج پارامتر مهمی در انتخاب سنگ است.
نام‌گذاری مصالح سنگی
مصالح سنگی با توجه به ریزی و درشتی دانه‌ها به این گروه‌ها طبقه‌بندی می‌شوند:
- گروه درشت‌دانه از قطر 60 میلی‌متر تا 2 میلی‌متر که به آن «شن» می‌گویند.
- گروه میان‌دانه از قطر 2 تا 06/0 میلی‌متر که «ماسه» نامیده می‌شوند.
- گروه ریزدانه از قطر 06/ 0 تا 002/0 میلی‌متر که به آن «لای» می‌گویند.
- گروه ریزدانه از قطر 002/0 میلی‌متر کمتر که به آن «خاک‌رُس» می‌گویند.