به طور كلي عوامل مهم در انتخاب سنگ ساختماني مناسب عبارتند از : قيمت ، رنگ ، دوام و مشخصات فني .
2-3- دوام
دوام يك سنگ ساختماني پايداري آن در مقابل تهاجم شيميايي و عوامل هوازدگي است .
متاسفانه دوام سنگ كه بايد مهمترين عامل در انتخاب سنگ باشد ، اغلب مورد توجه قرار نمي گيرد . بسياري از ساختاني گران قيمت وجود دارد كه در انتخاب سنگ آنها به اين موضوع توحه نشده و از اين ناحيه متضرر شده اند . از عوامل طبيعي كه روي اين موضوع اثر مي گذارند ، ساخت ، بافت و تركيب كاني شناسي را مي توان نام برد . موقعيت نصب سنگ در ساختمان و كاربرد آن نيز عامل ديگري است كه روي دوام سنگ موثر است . علاوه بر اين ، شرايط آب و هوايي نيز بسيار مهم است . در آب و هواي گرم و مرطوب ، هوازدگي شيميايي و در آب و هواي سرد و خشك ، هوازدگي فيزيكي مؤثرتر است .
2-3-1- ساخت :
هر ضعفي در ساختار سنگ اثر تهاجم عوامل هوازدگي را سرعت مي بخشد . بنابراين سطوح درزه ها ، سطوح لايه بندي ، سطوح گسل يا هر نوع شكاف ناشي از گسل يا چين خوردگي ( شامل تركهاي برشي ) همگي شرايط مناسب را براي تأثير عوامل هوازدگي و يخبندان به وجود مي آورند .
2-3-2- بافت :
سنگ ممكن است داراي دانه هاي هم اندازه از نوع درشت دانه يا ريزدانه ، يا داراي بافت پرفيري ( دانه هاي نامساوي ) باشد . سنگهاي درشت دانه زودتر از سنگهاي ريزدانه گسيخته مي شوند ، بخصوص به تغييرات دما حساس اند . اين نوع گسيختگي حداقل تا حدودي به علت تفاوت ضرايب انبساطي كانيهاي سازنده سنگ مربوط مي باشد .
سنگها همچنين ممكن است متراكم يا متخلخل باشند . سنگ متراكم ديرتر از سنگ متخلخل متلاشي مي شود . سنگهاي متراكم تقريبا غيرقابل نفوذند ، لذا عوامل هوازدگي نمي تواند سريعا عمل نمايد . از طرف ديگر ، سنگهاي با تخلخل باز و مويين ، آب را به سادگي جذب مي كنند و بر اثر يخبندان دچار ترك خوردگي مي شوند .
2-3-3- تركيب شناسي :
از آنجايي كه كانيهاي مختلف داراي مقاومتهاي متفاوتي در برابر هجوم عوامل هوازدگي مي باشند ، طبيعي است كه سنگها به دليل دارا بودن كانيهاي سازنده متفاوت ، داراي مقاومتهاي گوناگوني نيز در برابر هوازدگي اند و آنهايي كه داراي كانيهاي با مقاومت كمتر هستند ، زودتر بر اثر عوامل مختلف آسيب مي بينند .
2-3-3-1- كانيهاي مضر :
برخي از كانيهاي مشخص ( سولفورهاي آهن ) را مي توان در كليه شرايط به عنوان كانيهاي مضر در نظر گرفت ، در حالي كه برخي از كاني هاي ديگر ، مانند ميكا فقط در مقادير زياد و در برخي از سنگها مانند ماسه سنگها و مرمرها مضر هستند . يكي از علل تغيير رنگ در سنگها كه كمتر مورد توجه قرار مي گيرد ، وجود كانيهاي ناپايدار است كه به سهولت به كاني ديگري تبديل مي شوند ، اين كانيها اغلب از نوع سولفورهاي آهن بوده ، در مجاورت رطوبت اكسيده شده و به هيدروكسيد تبديل مي شوند كه نتيجه آن لكه دار شدن سنگ است .
مهمترين كانيهاي مضر به شرح زير مي باشند :
فلينت يا چرت :
اين واژه اشاره به شكلهاي آمورف سيليس دارد ، كه قطعاتي را در بسياري از سنگ آهك ها تشكيل مي دهد . در صورت وجود اين كاني ، چند مشكل ممكن است به وجود آيد . اول اينكه اين كاني خيلي سخت تر از كانيهاي همراه است و هنگام برش ايجاد مشكل مي نمايد . دوم در برابر هوازدگي بسيار مقاومتر است ، لذا باعث ايجاد نمايي آبله رو در سطح هوازده سنگ مي شود .
سوم اينكه وقتي سنگ در معرض هوازدگي قرار مي گيرد احتمالا از قسمتي كه چرت جانشين مي شود شكاف بر مي دارد نمونه هايي از اين قبيل در پلهايي كه از سنگ آهك هاي چرتي ساخته شده اند ، ديده شده است .
ميكا :
نوعي كاني فراوان در بسياري از گرانيتها ، گنايسها ، ماسه سنگها و ماربل است . براي گروه گرانيت ، ميكا جز مضري به شمار نمي آيد مگر اينكه تجمع موضعي ايجاد نموده باشد كه در اين صورت نماي بدي به سنگ خواهد داد . در گنايسها خيلي كم پيش مي آيد كه ميكا مضر باشد ، مگر اينكه مقدار آن آنقدر زياد باشد كه يك ساختار شيستي به وجود آيد و باعث مزاحمت در برش آن به ابعاد مناسب شود . در ماسه سنگها اگر مقدار ميكا كم و داراي توزيع پراكنده باشد ضرري ندارد ، اما اگر مقدار آن زياد و در امتداد لايه بندي تمركز يافته باشد ، باعث خردشدگي سنگ در اين نقاط بر اثر يخبندان هاي متوالي خواهد شد .
ميكا همچنين به عنوان يك كاني فرعي در بسياري از سنگ آهك هاي بلوري يا ماربل ها وجود دارد . در اينها ميكا ممكن است به شكلهاي پراكنده ، متمركز يا به صورت نواري وجود داشته باشد . دانه هاي پراكنده اگر كم باشند چندان مزاحمتي ايجاد نمي نمايند ، اما در دو حالت ديگر ، ميكا نه تنها باعث ايجاد مشكل در صيقل يكنواخت سنگ مي شود ، بلكه اغلب سنگ را در برابر تهاجم هوازدگي تضعيف مي نمايد به طوري كه سنگ به شكل بدي سوراخ سوراخ شده يا حتي پوسته پوسته مي شود . در برخي از ماربل ها كه در معرض شرايط سخت قرار بگيرند احتمالا در خلال چند سال اول پس از نصب سنگ ، از شكل خواهند افتاد .
پيريت :
خيلي از سنگهاي ساختماني داراي حداقل مقادير اندكي از اين كاني هستند . پيريت بر اثر هوازدگي به علت اكسيداسيون و هيدراكسيون به ليمونيت تبديل مي شود . مقادير اندك اين كاني با توزيع پراكنده آسيبي به سنگ نمي زنند ، اما اگر مقدار آن زياد باشد يا اين كه به صورت متمركز وجود داشته باشد ، تغيير پيريت به ليمونيت باعث ايجاد حفره هايي در سنگ مي شود . علاوه بر اين ، ليمونيت در سطح نمايان سنگ اغلب با آب شسته مي شود و روي سطح سنگ ايجاد آبله مي نمايند . به علاوه با تجزيه پيريت ، مقداري اسيد سولفوريك تشكيل مي شود كه اگر سنگ حاوي كربناتها باشد ، مورد تهاجم اسيد آزاد شده قرار مي گيرد .
وقتي پيريت به سولفات آهن تغيير مي كند ، سولفات توليد شده به سادگي محلول بوده و به وسيله تبخير رطوبت به سطح سنگ منتقل مي شود و باعث ايجاد شوره زدگي در سطح سنگ مي شود . البته تمام شووره هاي موجود در سطح سنگ را نمي توان به اين علت نسبت داد .
اگر مقدار پيريت كم بوده و به طور پراكنده در سنگ موجود باشد ، آسيبي به سنگ نخواهد زد , اما تغيير پيريت به ليمونيت موجود ايجاد يك رنگ زرد ملايم در سنگ خواهد شد ، البته در اينجا بايد گفت كه كربناتهاي آهن نيز بر اثر هوازدگي به ليمونيت تبديل مي شوند .
بر اساس مطالب فوق بايستي از مصرف سنگهايي كه داراي مقادير قابل توجهي از پيريت هستند به عنوان سنگ ساختماني اجتناب كرد .
ترموليت :
يك كاني نوع آمفيبول با رنگ سفيد تا سبز كمرنگ ( بسته به مقدار آن موجود در آن ) است كه در برخي از سنگ آهك هاي ناخالص دگرگوني و معمولا به صورت مجموعه هاي اليافي با جلاي ابريشمي مشاهده مي شود و در صورت قرار گرفتن در معرض هوازدگي ، به مواد رسي با رنگ سبز مايل به زرد تبديل مي شود . اين مواد ثاني سريعا از روي سنگ قابل شست و شو بوده ، در نتيجه حفره هايي در سطح سنگ به وجود مي آيد . اندازه قطعات ترموليت در برخي از سنگها به حدود چند سانتي متر مي رسد .
2-3-4- عوامل مؤثر در عمر مفيد سنگ ساختماني :
بسياري از سنگهاي ساختماني بر اثر استخراج نادرسيت هدر مي روند . استفاده از مواد منفجره يا استفاده نامناسب از امته هاي حفاري ممكن است منجر به ايجاد تركهايي در سنگ شود . ممكن است برخي از تركها ميكروسكوپي باشند ، اما حتي در اين مقياس نيز باعث نفوذ عوامل تخريب و در نتيجه تلاشي سنگ مي شوند .
در مورد سنگهاي لايه لايه فرآوريهايي از قبيل برش و صيقل از جهت سطوح موازي لايه بندي صورت گيرد . اگر در مراحل استخراج ، ساب و صيقل سنگ نيز بيدقتي شود ، سبب ايجاد ترك ، درزه در سنگ مي شود در نتيجه پديده هوازدگي سريع خواهد شد .
- سنگ انتخابي بايد از هر گونه درزه ، ترك ، شكاف يا ساير نقاط ضعف عاري باشد .
- سنگ را بايد قبل از انتخاب آزمايش كرد . آزمايشهاي مورد نياز بر اساس كاربرد سنگ بايد تعيين شوند .
- قبل از انتخاب سنگ بايد آن را با مطالعات ميكروسكوپي بررسي نمود و در صورت وجود مقادير بيش از حد كانيهاي مضر و ناپايدار به صورت تجمعي از به كار بردن آنها در ساختمان پرهيز نمود .
- تراكم يك سنگ لزوما تضمين كننده دوام آن نيست .
- سنگهاي با مقدار جذب آب زياد فقط در نواحي خشك استفاده شوند . سنگهاي با تخلخل خيلي زياد نبايد در اقليم هاي سرد و مرطوب استفاده شوند . در شرايط خاص جهت محافظت سنگ مي توان از پارافين يا مواد مخصوص استفاده نمود .
- آزمايش مقاومت در يخبندان براي سنگهايي كه در مناطق سرد به كار مي روند ضروري است . طراح براي اين آزمايش بايد تعداد دوره هاي لازم يخبندان را با توجه به محل كاربرد تعيين نمايد .
- در محيط هايي كه با گازها و مواد شيميايي سر و كار دارند بايد دوام سنگ موردنظر در برابر اين مواد با آزمايش بررسي شود . كلا سنگهاي آهكي و ماسه سنگهايي كه سيمان آنها از نوع آهكي باشد ، نسبت به اين محيط ها پايداري كمتري دارند .
-2- رنگ :
اين عامل بيشتر از ديد معماران مهم است ، اگرچه مهندسان نيز حتما روي رنگ سنگ نظر دارند . معمولا رنگهاي روشن نسبت به رنگهاي تيره ترجيح داده مي شوند . اين موضوع خصوصا در سنگهاي آهكي مهمتر است زيرا اكثر رنگهاي تيره سنگهاي آهكي در نماي بيرون ساختمان بر اثر نور خورشيد و آلودگي هوا دوام ندارد . رنگ سنگ از ويژگيهايي است كه از نظر اقتصادي نيز بسيار مهم است . سنگهايي با رنگ سبز ، لاجوردي و قرمز كه كمياب هستند داراي ارزش بيشتري مي باشند . گاهي فاصله ديد در تشخيص رنگ سنگ اهميت دارد . يك گرانيت با دانه بندي متوسط كه داراي فلدسپاتهاي صورتي است ، در فاصله دور با اين ويژگي ديده نخواهد شد . همچنين يك قطعه چند رنگ از آن ، در فاصله دور به صورت تك رنگ در خواهد آمد . بنابراين بايد تك رنگ يا چند رنگ بودن سنگ را در فاصله اي حدود 20 تا 50 سانتي متر از چشم موردنظر قرار داد .
رنگ سنگهاي آذرين و دگرگوني سيليكاتي در ارتباط با رنگ فلدسپاتهاي تشكيل دهنده است كه برحسب نوع آن مي تواند رنگهاي صورتي ، كرم ، قرمز ، سبز و سفيد را به خود بگيرد .
در سنگهاي رسوبي ، كانيهاي اصلي معمولا بيرنگ هستند ( مانند كوارتز و كلسيت ) اما وجود مقدار اندكي از ناخالصي ها باعث رنگي شدن اين سنگها مي شود كه از مهمترين آنها كربن و اكسيدهاي آهن است . رنگهاي سياه و آبي بر اثر وجود كربن آلي و رنگهاي سبز و قرمز و زرد مي تواند بر اثر وجود اكسيدها و هيدروكسيدهاي آهن به شرح زير به وجود آيد :
ثبات رنگ سنگها يكي از ويژگيهاي مهم و كاربردي آنهاست . رنگ بعضي از سنگها تغيير مي كند و آنهايي كه از مواد آلي ( خاكستري و سياه ) تشكيل يافته اند ، تغييرات بيشتري خواهند داشت . رنگ سياه يك گابرو با وجود كانيهاي پيروكسن با دوام است ، اما رنگ سياه سنگ آهك كه داراي مواد هيدروكربور مي باشد با دوام نيست .
رنگ صورتي يك گرانيت حاصل از فلدسپاتها با دوام است ، اما رنگ سبز ماسه سنگ اگر بر اثر وجود تركيبات آهن باشد بادوام نخواهد بود.
ثبات رنگ سنگ بستگي به مكاني كه سنگ در آن به كار مي رود دارد . سنگ آهك سياه اگر در داخل ساختمان به كار رود ، رنگ آن براي مدت زيادي تغيير نمي كند اما اگر در بيرون در معرض شرايط جوي خاص مخصوصا با رطوبت زياد قرار بگيرد . تغيير رنگ آن بسيار سريع رخ مي دهد .
رنگ بعضي از سنگها وقتي كه در معرض شرايط جوي قرار گيرند تغيير مي كند وو يا حتي از بين مي روود . سنگ آهكهاي خاكستري به مرور زمان سفيد مي شوند ، آهكهاي سياه به خاكستري يا خاكستري زرد كم رنگ ميل مي كند . در ماسه سنگها و رس ها رنگ لاجوردي و سبز كه بر اثر سولفور آهن به وجود مي آيد ، به وسيله اكسيداسيون ابتدا به زرد مايل به سبز و سپس به زرد يا قرمز تبديل مي شود .
يكي از علل ديگر در تغييرات رنگ كه كمتر مورد توجه قرار مي گيرد وجود كانيهاي ناپايدار است كه به سهولت به كانيهاي ديگر تبديل مي شوند . اين موضوع در بخش (2-3-3-1) مورد بحث قرار گرفته و نمونه هايي از اين كانيها در جدول (2-1) ذكر شده است . تغييرات رنگ در سنگهاي سفيد نيز رخ مي دهد . معمولا اين سنگها كدر مي شوند و بر اثر فعل و انفعالات شيميايي در مجاورت رطوبت لكه هايي در سطح آنها به وجود مي آيد . فرسودگي اين نوع سنگ ها بيشتر در شهرهاي صنعتي و اقليم هاي گرم و مرطوب پديد مي آيد ، در صورتي كه در هواي خشك و تميز دوام اين نوع سنگها بيشتر خواهد بود ، كدر شدن سنگ در سطح آن يكنواخت نيست و در محل درزه ها و حفره ها بيشتر است .
از علل ديگر تغيير رنگ در سنگها شورده زدگي است كه به صورت لكه هاي سفيد رنگ سطح آن را مي پوشاند . اين لكه ها معمولا از ذرات كربنات كلسيم يا سولفات كلسيم تشكيل شده ، و گاهي با كلرورها و نيتراتها نيز همراهند .
شوره زدگي پيش از آنكه به نوع سنگ مورد استفاده مربوط باشد ، به بي توجهي در نصب آن برمي گردد . نمكها در صورتي كه تبخير سطحي پيش آيد روي سطح تشكيل بلور مي دهند و چنانچه تبخير در سطح زيرين پيش آيد نمك در درون سنگ انباشته مي شود .
تغيير رنگ سنگ به اهداف طرح و زيبايي آن آسيب مي زند ، بنابراين بايد در انتخاب سنگ به اين نكات توجه كرد :
الف) به هنگام انتخاب سنگ موردنظر ، به كاركرد آن در ساختمانهاي موجود با شرايط اقليمي مشابه دقت شود . معدنكاران و شركتهاي سنگبري كه با سنگ موردنظر سر و كار دارند مي توانند مشاوران خوبي در اين زمينه باشند .
ب) اغلب سنگهاي آهكي سياه در بيرون ساختمان در معرض شرايط جوي و نور آفتاب تغيير رنگ مي دهند .
ج) كانيهاي ناپايدار حتي به ميزان كم باعث تغيير رنگ مي شوند . پيش از انتخاب سنگ ، اين موضوع را مي توان به وسيله مطالعه پتروگرافي بررسي كرد .
د) صيغلي بودن سنگ به دوام رنگ آن كمك خواهد كرد .
2-1- قيمت :
قيمت سنگ ساختماني به طور اهم به موارد زير بستگي دارد :
الف) نوع سنگ و قابليت كار روي آن ، خصوصا به لحاظ هزينه هاي استخراج و فرآوري
ب) قابليت دسترسي به كانسار و نزديكي به مسيرهاي حمل و نقل
ج) تغييرات رنگ و بافت در سنگ و فراواني آن
د) شرايط محلي
هر يك از عوامل فوق ممكن است بسته به شرايط حاكم بر بازار ، ساير عوامل را تحت الشعاع قرار دهد .
2-4- ويژگيهاي فني سنگها :
ويژگيهاي فني سنگها كه با آزمايشهاي شيميايي ، فيزيكي و مكانيكي به دست مي آيد به علت تنوع بافت ، ساخت و شرايط تشكيل سنگها ، بسيار متفاوت مي باشد . با تجزيه شيميايي سنگها مي توان تا حدودي تركيب شيميايي آنها را به دست آورد و آن را به عنوان مكمل همراه با بررسيهاي كاني شناسي ميكروسكوپي مورد استفاده قرار داد . علاوه بر اين ، وجود تركيبات مضر از قببل پيريت ، قطعات درشت ميكا ، تالك و غيره را ميتووان تعيين نمود . براي سنگهايي كه در مجاورت آبهاي شور به كار مي روند ، حتما بايد آزمايشهاي شيميايي به عمل آيد . از آزمايشهاي فيزيكي و مكانيكي به طور گسترده اي براي طبقه بندي سنگها استفاده شده است كه از آن جمله مي توان وزن مخصوص ، مقاومت فشاري در يخبندان را نام برد .
2-4-1- وزن مخصوص :
گاهي اوقات وزن سنگ مي تواند مهم باشد ، براي ساخت لنگرگاهها و ديوارهاي ساحلي داشتن ديوارهاي با چگالي بالا مهم است زيرا سنگ در آب غوطه ور مي شود و قسمت مهمي از وزن موثر خود را از دست مي دهد . از طرف ديگر ، در بناي طاق يا گنبد نياز به استفاده از سنگهاي سبك مي باشد .
در يك طبقه بندي ، سنگ ها بر اساس وزن مخصوص به دو گروه سبك با وزن مخصوص كمتر از 8/1 و سنگين با وزن مخصوص بالاي 8/1 گروه بندي شده است . بر اين اساس كاربرد سنگهاي سبك براي ساخت ديوار در مناطق نزديك به معدن و براي سنگهاي سنگين براي انواع كاربردهاي مهندسي از قبيل شالوده ، كف ، ديوار حائل ، سنگ نما و غيره ذكر شده است .
بر اساس طبقه بندي ديگر ، سنگها بر اساس وزن مخصوص به شكل زير گروه بندي شده اند :
1- سنگهاي خيلي سبك ( شناور در آب ) 1 وزن مخصوص ظاهري
2- سنگهاي سبك 5/1-1
3- سنگهاي با وزن متوسط 5/2/-5/1
4- سنگهاي سنگين 3-5/2
5- سنگهاي خيلي سنگين 3
وزن مخصوص در جلاپذيري سنگ اهميت دارد به طوري كه سنگهاي با وزن مخصوص كمتر از 5/1 جلاي مناسب نمي پذيرند و وزن مخصوص بالاي 2/2 به خوبي جلاپذيرند .
وزن مخصوص سنگهاي ساختماني بايد تا تدوين و تصويب استاندارد ملي ايران ، مطابق با استاندارد ASTM C : 97 اندازه گيري شود .
2-4-2- ميزان جذب آب
ميزان جذب آب ، مقدار آبي است كه سنگ بر حسب درصد وزن خشك خود جذب مي نمايد . ميزان جذب در سنگها بسيار متفاوت بوده و گاه ممكن است در يك نوع تغييراتي مشاهده شود . اما به طور كلي اين مقدار در سنگهاي آذرين خيلي كم است .
سنگ آهك ها و ماسه سنگ ها مقادير مختلفي را نشان مي دهند در كل براي سنگهاي ساختماني ميزان جذب آب بايد پايين باشد .
براي اندازه گيري جذب آب سنگ بايد تا تصويب استاندارد ملي ايران ، از روش استاندارد ASTM C : 97 استفاده شود .
2-4-3- تخلخل و ارتباط آن با جذب آب :
تخلخل نشان دهنده حجم فضاهاي خالي موجود در سنگ است و لذا سنگ با تخلخل كم مقدار كمي مي تواند آب جذب كند ، اما سنگ با تخلخل زياد ممكن است مقادير زيادي آب جذب و در خود نگه دارد .
البته باقيماندن آب در سنگ بستگي به ابعاد و شكل منافذ نيز دارد . منافذ كوچك به خاطر خاصيت مويينگي ، آب بيشتري جذب مي نمايند و بالعكس اگر منافذ بزرگ باشند آب ساده تر خارج مي شود . در برخي موارد علي رغم تخلخل بالا ، ميزان جذب آب پايين مشاهده مي گردد و لزوما رابطه مستقيمي بين اين دو وجود ندارد .
سنگها را بر اساس درصد تخلخل ظاهري به گروههاي زير تقسيم مي كنند :
- سنگهاي با تخلخل خيلي زياد بالاتر از 20 درصد
- سنگهاي با تخلخل زياد 10 تا 20 درصد
- سنگهاي با تخلخل نسبتا زياد 5 تا 10 درصد
- سنگهاي با تخلخل متوسط 5/2 تا 5 درصد
- سنگهاي با تخلخل كم 1 تا 5/2 درصد
- سنگهاي خيلي متراكم كمتر از يك درصد
تخلخل ظاهري را مي توان از فرمول زير به دست آورد :
P= 100 × (W-D)/W-S
كه در آن :
=P درصد تخلخل
=W وزن اشباع
=S وزن اشباع غوطه ور در آب
=D وزن خشك
براي يافتن مقادير W , S , D مي توان از روش استاندارد ASTM C : 97 استفاده نمود .
2-4-4- مقاومت فشاري :
مقاومت فشاري سنگ حد پايداري آن را برابر نيروهاي فشاري اعمال شده نشان مي دهد . به اين خاصيت بيش از حد توجه شده است . از اين رو اكثرا اين تنها آزمايشي است كه بر روي سنگ انجام مي شود . سنگهايي كه براي مقاصد ساختماني استفاده مي شوند ، به ندرت مقاومتي كمتر از 40 مگا پاسكال از خود نشان مي دهند و در بسياري موارد بخصوص در سنگهاي آذرين از 140 تا 200 مگا پاسكال و حتي بيش از اين مقدار را هم ميتوان مشاهده كرد . در حالي كه در پي بلندترين ساختمانها فشار وارده احتمالا بيش از يك مگاپاسكال نخواهد بود .
مقاومت فشاري سنگ معمولا به وسيله جك فشاري با شكستن نمونه هاي مكعبي يا استوانه اي به دست مي آيد .
براي اينكه نتايج آزمايشهاي مختلف قابل مقايسه باشد بايد شرايط آزمايش كاملا يكسان باشد . دليل اين موضوع ، اثر عوامل مختلف بر روي نتايج آزمايش است كه از آن جمله ، روش استخراج ، ميزان هوازدگي سنگ ، روش آماده سازي نمونه ، درجه خشك بودن سنگ ، دماي محيط آزمايش ، جهت بارگذاري نسبت به لايه بندي ، مشخصات صفحات نگاهدارنده نمونه ها و غيره را ميتوان نام برد . لذا مشخص است كه آزمايش بايد استاندارد باشد و براي كليه كارها از روش استاندارد تبعيت شود .
مقاومت فشاري سنگ به وضعيت دانه بندي سنگ بستگي دارد . در سنگهاي آواري مقدار و نوع سيمان و در سنگهاي آذرين يا دگرگوني نحوه اتصال دانه ها اهميت زياد دارد .
براي اندازه گيري مقاومت فشاري تا هنگام تدوين و تصويب استاندارد ملي ايران از استاندارد ASTM C : 170 استفاده شود .
2-4-5- مقاومت خمشي :
مقاومت خمشي سنگ را ميتوان به عنوان توانايي آن در برابر تنشهاي خمشي بيان نمود . معمولا اين مقاومت را بر حسب مدول گسيختگي بيان مي كنند . به اهميت اين آزمايش توجه چنداني نشده است و لذا كمتر انجام مي شود . بسياري از اوقات مشاهده شده كه سنگ به كار رفته براي آستانه پنجره ها ، بر اثر نيروهاي خمشي شكسته است دليل اين شكستگي را بايد در مقاومت خمشي آن كه خيلي كم بوده است دانست .
وارد شدن چنين نيروهايي در اثر نشست ساختمان چندان غيرمعمول نيست . بايد توجه نمود كه هيچ رابطه مستقيمي بين مقاومت خمشي و مقاومت فشاري سنگ وجود ندارد . بين نمونه هاي مختلف از يك نوع سنگ تغييرات وسيعي از مقاومت خمشي ديده مي شود . مقاومت خمشي سنگ معمولا بر اثر رطوبت كاهش مي يابد .
تا هنگام تدوين و تصويب استاندارد ملي ايران ، براي اندازه گيري مقاومت خمشي سنگ از استاندارد ASTM C:99 استفاده شود .
- در سنگهاي لايه لايه مقاومت فشاري عمود بر سطح لايه بندي ، بيشتر مقدار آن در جهت موازي با لايه بندي است . اگر چه مواردي مغاير اين هم عملا مشاهده شده است ، در صورت عدم آزمايش تجربي ، بهتر است برش و نصب سنگ به گونه اي باشد كه بارگذاري در جهت عمود بر لايه باشد .
- مقاومت فشاري سنگ ساختماني را بايد در هر دو شرايط خشك و تر اندازه گرفت . اين دو غالبا تفاوت فاحشي دارند و در حالت تر ، مقاومت فشاري كاهش مي يابد . بيشترين كاهش وقتي رخ مي دهد كه سيمان سنگ از نوعي باشد كه در تماس با آب قابليت سست شدن داشته باشد .
- مقاومت فشاري اكثر سنگها پس از چند دوره يخبندان كاهش نشان مي دهد . لذا آزمايش اين موضوع قبل از انتخاب توصيه مي شود .
- در استاندارد ASTM C : 170 ابعغاد يالهاي نمونه هاي آزمايشي بين 5 تا 5/7 سانتي متر مشخص شده است . با توجه به تجارب موجود و كتب علمي در اين زمينه ، توصيه مي شود در تدوين استاندارد ملي ايران حد مجاز اين ابعاد براي سنگهاي دانه درشت به 10 سانتي متر افزايش يابد .
- در اكثر استانداردها تعداد نمونه هاي لازم براي اندازه گيري مقاومت متوسط 5 عدد ذكر شده است . در صورت عدم همخواني نتايج 5 نمونه ، توصيه مي شود كه اين تعداد به 8 عدد افزايش يابد .
2-4-6- مقاومت كششي :
مقاومت كششي ، تنش كششي لازم براي شكستن نمونه اي با شكل و اندازه خاص مي باشد . مقاومت كششي سنگها به جهت بارگذاري بستگي دارد ، به عنوان مثال در گنايسها در جهت شيستوزيتي بيشتر از جهت عمود بر آن مي باشد . همچنين مقاومت كششي به ميزان رطوبت سنگ نيز بستگي دارد . مقدار مقاومت كششي سنگها از مقاومت فشاري آنها كمتر است و معمولا بين 10 تا 40 درصد آن تغيير مي كند .
2-4-7- مقاومت سايشي :
مقاومت سايشي سنگ به وضعيت دانه بندي و سختي كانيهاي تشكيل دهنده بستگي دارد . برخي از سنگها به علت سختي متفاوت سازنده هاي آن ، دچار فرسايش نامنظمي مي شوند و از اين نظر ممكن است كمتر از سنگهايي كه داراي سختي كم ، اما يكنواخت هستند مورد توجه باشند .
مقاومت سايشي سنگ وقتي مهم است كه در معرض سايش قرار گيرد . از جمله مي توان از پلكان ، سنگفرش پياده رو ها و كف ساختمانها يا كانالههاي آب و فاضلاب نام برد . علاوه بر اين ، در مناطق خشك كه فرسايش باد قابل توجه است يا در امتداد سواحل كه وجود ماسه و باد مي تواند عمل سايش را به وجود آورد ، اين موضوع بايد در نظر گرفته شود .
آزمايش مقاومت سايشي سنگها به طرق مختلف قابل انجام است كه از جمله سايش اصطكاكي و پرتاب ماسه را مي توان نام برد :
آزمايش سايش اصطكاكي :
به وسيله اين آزمايش مقدار وزن يا حجم لايه ساييده شده از يك نمونه تخت كه در مجاورت يك صفحه دوار با سرعت مشخص قرار گرفته و به وسيله مواد ساينده استاندارد ساييده ميشود ، تعيين مي گردد . اين آزمايش براي سنگهاي كف ، پلكان ، پياده رو و از اين قبيل انجام مي شود . روش آزمايش مطابق استاندارد ملي ايران شماره 619 مي باشد .
آزمايش پرتاب ماسه :
براي بررسي مقاومت سايشي سنگهاي لاشه يا سنگدانه هاي درشت براي مصارف جاده و راه آهن انجام ميگيرد . همچنين براي سنگهايي كه در معرض فرسايش باد و طوفان هستند مناسب است .
يكي ديگر از روشهاي متداول براي مقاومت سايشي سنگها ، آزمايش لس آنجلس است كه مطابق استاندارد ملي ايران شماره 448 بايد انجام گيرد .
2-4-8- سختي :
سختي يكي ديگر از ويژگيهاي سنگها ، سختي است كه معمولا به وسيله مقاومت در برابر خراش پذيري ، سايش ، برش و سوراخ شدن تعيين مي شود . اين ويژگي بستگي به خصوصيات كانيهاي سنگ ، تراكم ، دانه بندي ، ساخت و بافت . درجه هوازدگي ، درجه و نوع سيمان شدن دارد . براي سنگهايي كه از چند كاني تشكيل شده اند ، درجه سختي در نقاط مختلف تغيير مي كند . سختي از نظر خراش را مي توان با مقايسه با جدول موس تخمين زد و از نظر فرسايش نيز آزمايشهاي سايش اصطكاكي مانند مراجع 11 و 13 قابل استفاده هستند .
2-4-9- مقاومت ضربه اي :
مقاومتي است كه يك سنگ در برابر ضربه ديناميكي از خود نشان مي دهد ( مثلا ضربه چكش يا افتادن جسم روي آن ) . سنگي كه مقاومت كمي از خود نشان دهد شكننده مي گويند . مقاومت ضربه اي به سختي و ساختمان سنگ بستگي دارد . معمولا هر چه سنگ داراي دانه بندي ريزتري باشد ، سخت تر است . اين خاصيت در سنگهايي كه براي ساخت بندرها ، كف ها ، پياده روها و راه آهن به كار مي روند بسيار مهم است . براي اندازه گيري روشهاي متعددي وجود دارد كه رايج ترين روشها اين است كه ، نمونه را روي يك كيسه شن قرار مي دهند و سپس يك وزنه چدني يك كيلوگرمي را از ارتفاع معيني روي سنگ پرتاب مي كنند . ارتفاع گلوله را آنقدر افزايش مي دهند تا نمونه بشكند . حاصل ضرب ارتفاع ( متر ) در وزن وزنه ( كيلوگرم ) مقاومت ضربه اي نمونه را به دست مي دهد . ( در هر بار افزايش ارتفاع از نمونه استفاده مي شود )
2-4-10- ويژگيهاي خواص حرارتي :
2-4-10-1- انبساط و انقباض حرارتي سنگها :
سنگهاي ساختماني بر اثر گرما منبسط و بر اثر سرما منقبض مي شوند ، اما به ابعاد اوليه خود باز نمي گردند . اين تغييرات ممكن است براي يك سنگ به طول يك متر ناچيز باشند ، عدد قابل توجهي خواهد بد . لذا اگر سنگها به طور فشرده و بدون بند اتصال كنار يكديگر قرار گيرند احتمالا ديوار دچار كمانش خواهد شد ، اما اگر بند اتصال با ملات پر شده باشد مي تواند مقداري از افزايش طول را تحمل كند . حتي در اين صورت نيز گاهي اوقات استفا