سنگ در طراحی نما ویلا

درباره سنگ

کلیات سنگ جسمی طبیعی است که از کانی یا مجموعه ای از چند کانی تشکیل شده است. کانی، ماده طبیعی الى یا معدنی است. کانیها جامداند، گازها و مایعات، کانی محسوب نمی شوند.

کانی های سنگساز بر حسب انواع سنگ ها به سه گروه ماگما (آذرین)، رسوبی و دگرگون (متامورفیک) تقسیم می شوند؛ همچنین از نظر ترکیب شیمیایی بیشتر سنگها را می توان به سه دسته سیلیسی، سیلیکاتی و أهکی گروه بندی نمود.

 

انواع طبقه بندی سنگها

سنگ های آذرین: سنگ های آذرین از انجماد مواد مذاب درونی زمین به وجود می آیند. مواد مذاب ترکیب سیلیکاتی دارند و ماگما نامیده می شوند. سنگ های آذرین را بر حسب نوع سرد شدن به سه دسته تقسیم می کنند.

الف. سنگ های آذرین درونی (نفوذی): به آهستگی سرد می شوند، درشت دانه هستند و مولکولهای آن به طور منظم آرایش می یابند مانند سنگهای گرانیت، سینت، دیوریت و گابرو.

ب. سنگ های آذرین بیرونی (آتشفشانی): به سرعت سرد می شوند، کریستال های آن به صورت خمیری و غیر بلوری سرد می شوند. مانند سنگهای بازالت، تراخیت، پرفریت.

ج. سنگهای آذرین درونی بیرونی (بلوردار).

 

خصوصیات سنگ های آذرین

سنگ های آذرین همگن و ایزوتروپیک و فاقد فسیل و بقایای موجودات زنده اند. کانیهای آنها معمولا سیلیکات هستند و عموما دارای بلورند.

همچنین این سنگها از سنگ های رسوبی سخت ترند، مقاومت سایشی بیشتری دارند، شیشه را خط می اندازند. مقاومت مکانیکی آن در تمام جهات یکسان است و وزن مخصوص بیشتری از سنگ های رسوبی دارند.

سنگ های رسوبی: فرایند هوازدگی ارشد ریشه گیاه در خاک و تغییر شکل خاک و فرسایش) سنگهای قدیمی را به تدریج متلاشی و به قطعات کوچکتری تقسیم می نماید؛ عوامل فرسایش عبارتند از آبهای جاری، باد و یخ : یخ زدن های متوالی از عمده ترین عوامل فرسایش سنگ نما است.

سنگ های رسوبی بر حسب نوع پیدایش به سه دسته تقسیم می شوند. سنگهای رسوبی شیمیایی مانند سنگ نمک طعام. سنگ های رسوبی آلی مانند گل سفید، دیاتومه ها و یا سنگ تریپولی. سنگهای رسوبی تخریبی مانند ماسه سنگهاء خاک چینی و توفها.

 

سنگ های رسوبی از نظر جنس

– سنگهای آهکی، شامل آراگونیتها، دولومیتها و مارنها. از جمله سنگهای آهکی که در صد بالایی کربنات کلسیم دارند، تراورتن، مرمریت، چینی و کریستال می باشد.

– سنگهای سیلیسی شامل ماسه، ماسه سنگ، سنگ آسیاب، سنگ چخماق، فتانیتها و دیاتومه ها.

– سنگ های رسی.

– سنگهای تبخیری: این نوع از سنگها از تبخیر آب دریا و رسوب مواد محلول در آن حاصل می گردد. شامل نمک طعام، سنگ پتاس و انواع سنگ گچ (ژیپس یا ایندریت) میشود.

– سنگهای درهم (کنگلومرا).

 

خصوصیات سنگ های رسوبی

این سنگ ها لایه لایه و غیر ایزوترو پیکاند (به صورت نوارهای موازی اند)، دارای فسیل و درجه سختی کمتر از پنج، نیز دارای بلورهای هم جنس هستند و جنس آنها یکنواخت نمیباشد. همچنین دارای کمترین مقاومت سایشی می باشند.

هر اندازه سنگ های رسوبی، متخلخل تر باشند وزن مخصوص کمتر و در صد جذب بیشتری دارند. از این رو مقاومت فشاری و مقاومت در برابر یخ زدگی در آنها کاهش می یابد.

 

سنگهای دگرگونی

سنگهای دگرگونی، فرایندی است که سبب تغییر در شکل ساخت و ترکیب کانی شناسی سنگ و یا باعث تبلور مجدد آنها میشود. از جمله عوامل مهم دگرگونی، دما و فشار است.

هرچه سنگ متخلخل باشد، جذب آب در آن بیشتر، وزن مخصوص کمتر و مقاومت آن در برابر یخ زدگی و مقاومت فشاری کمتر است. از جمله سنگهای این گروه می توان به شیست، مرمر، کوارتزیته گرافولیت و فیلیت اشاره نمود.

سنگ های دگرگونی هم خواص سنگ های رسوبی (طبقه طبقه بودن) و هم خواص سنگهای آذرین (متبلور بودن) را دارا هستند.

 

مشخصات و کاربرد سنگهای ساختمانی

گرانیت: گرانیت محکم و بادوام. خشن و جلاپذیر و مقاوم در برابر هوازدگی با درجه سختی ۵۷ از بالاترین مقاومتهای سایشی) می باشد. برش و صیقل دادن گرانیتها بسیار مشکل تر و پرهزینه تر از سنگهای آهکی است. از آن به عنوان یک سنگ تزئینی مجلل در جهان استفاده می شود. همچنین از گرانیت خرد شده به عنوان بهترین سنگ دانه برای تهیه بشن و زیرسازی جاده و راه آهن استفاده می شود.

توفها: از توف با تخلخل کم در پی ساختمان ها و دیوارهای بلند و پهن، و از توف با تخلخل بیشتر، معمولا برای پله ها و کف حیاط و به عنوان قرنیز استفاده می نمایند. توفهای شیشه ای منبسط شده (پرلیت)، به عنوان پوشش و اندود مصرف می شوند.
بازالت: بازالت سنگ آذرین بیرونی است و به صورت خرد شده مورد استفاده قرار می گیرد. عمدتا به عنوان اجزای بتن و مواد لازم برای جاده سازی و بقیه به صورت مواد مستحکم کننده مسیر ریل قطار و پوشش سقف مصرف می شود. این سنگ به دلیل فقدان کوارتز در ترکیبات، برای دستگاهها و ماشین ها ساینده نمی باشد.

تراورتن: تراورتن سنگی رسوبی با منشأ آهکی میباشد. دارای سختی سه است. تراورتن به دلیل مقاومت قابل قبول، برش پذیری و صیقل پذیری ایده آل، وجود تخلخل جهت چسبیدن کامل به ملات و زیبایی و ارزانی نسبی، پرمصرف ترین سنگ ساختمانی است.

مرمریت: مرمریت نوعی سنگ آهکی رسوبی است. به دلیل دارا بودن سیلیس زیاد به شبه گرانیت معروف است. مرمریت ها دارای رنگهای متنوعی هستند و به صورت کلی سختی آنها بین ۲ میباشد و از آنها در کف پله ها، قرنیز و درپوش استفاده می کنند.
سنگ چینی و کریستال: سنگ چینی، سنگ آهک دگرگون شده با مرمر است. مرمر برخوردار از تبلور نسبتا درشت دانه به رنگ خاکستری روشن تا کرم را اصطلاحا کریستال میگویند. معمولا مرهر را در بازارهای جهانی «اونیکس» مینامند. بسیاری از مرمرها زمانی که در معرض عوامل جوی قرار می گیرند. دوام و استحکام خود را از دست می دهند، از این رو برای محیط های خارجی مناسب نیستند.

 

شکلهای مختلف سنگ مصرفی در ساختمان

سنگ های رودخانه ای: سنگ ها در جریان غلطیدن، در مسیر رودخانه ها و در برخورد آنها به یکدیگر و بر اثر عوامل فرسایش گونه های تیز خود را از دست می دهند. کوچک ترین سنگ قلوهای که در دیوارسازی سنگی به کار می رود. قطری در حدود ۱۵ سانتی متر دارد. از اندازه های کوچکتر به عنوان پرکننده در بلوکاژ استفاده میشود.

سنگ های کوهی قله (کوپ): سنگهایی که مستقیما از معدن سنگ به وسیله مواد منفجره چکش های ضربه ای هوای فشرده (رج بر) با پتک و قلم بزرگ استخراج می شوند، سنگ قله نام دارند.

سنگ لاشه: این سنگها در حین مراحل استخراج یا در طی مراحل قواره کردن سنگ به دست می آید. دارای شکل هندسی خاص نمی باشد. از سنگهای لاشه با قطر بزرگتر از ۱۵ سانتی متر می توان در دیوارهای سنگی استفاده کرد.

سنگ قواره: اگر گوشه های تیز سنگ لانسه را با چکش بگیرند. سنگ قواره به دست می آید. از این سنگ در دیوارهای باریر، جدول سازی و کف سازی، که در آن احتیاج به نماسازی دقیق نمی باشد استفاده میکنند.

سنگ بادبر (رگهای mellan: سنگی است به شکل مکعب مستطیل و تقریبا چهار گوش تراش خورده که ضخامت آن از طرف سر به ریشه (برای ملات ریزی بهتر) کمی کاهش می یابد. بادبر نام دارد. از این سنگ در تونل سازی، پل سازی، دیوار باربر و غیرباربر، جدول سازی، سنگ فرش و پله استفاده میشود.

سنگ سرتراش (رگهای کلنگی): اگر به منظور ایجاد درزهای ملات خور ظریف تر قسمتهای ملات خور سنگ بادیر را به کمک کلنگ مخصوص تراش دهند، سنگ سرتراش حاصل می گردد.

سنگ بادکوبه ای: همان سنگ سرتراش است که دور تا دور وجه نمای آن را با قلم تراش داده اند. بقیه سطح نما را تیشه داری می کنند؛ به این سنگ، رگهای کلنگی و لبه فینیله ای نیز میگویند.

سنگ تمام تراش (چندنما): اگر کلیه سطوح افقی و قائم سنگ را یکدست تراش دهند، به این نوع سنگ دست خواهیم یافت.

سنگ چند وجهی نمای این نوع سنگ به صورت چند وجهی منظم یا نامنظم است، اما باید توجه داشت که هر کدام از زوایای سطح نما نباید از ۹۰ درجه کمتر باشد.

سنگ قیچی: این نوع از سنگ در نمای ساختمان بدون بند نصب می گردد و پشت آن را دوغاب سیمان می ریزند.

سنگ پلاک: به سنگهای معمولا چهار گوش و دارای لبه های قائم که پر مصرف ترین نوع سنگ می باشند، سنگ پلاک گفته میشود. [۳] سنگ های ساختمان می توانند با عملکرد باربر، تزئینی با ترکیبی از هر دو نوع باشند.

 

استانداردها و آزمایش های مربوط به سنگ

– آزمایش مقاومت مصالح سنگی در مقابل عوامل جوی، میزان جذب آب و تاب مصالح سنگی در یخبندان.

– آزمایش های مربوط به تاب فشاری و خمشی. در مبحث مصالح سنگی، آزمایش مربوط به تاب برشی نداریم.

ویژگی های سنگ ساختمانی

تاب فشاری سنگها برای کارهای بنایی باربر نباید کمتر از ۱۵ مگاپاسکال باشد؛ : در مورد سنگهای نما، ضریب انبساط حرارتی آن ها با ملات پشت آن باید در یک حدود باشد تا از خردشدن سنگ و جدا شدن آن از ملات جلوگیری به عمل آید.

ضریب نرم شدن سنگ در آب در مورد سنگهای مختلف شامل آهکی متراکم > اهکی متخلخل < تف < باربر و نما. سنگها باید متراکم، دارای ساخت و بافت یکنواخت بوده، از بلورهای ریز تشکیل شده باشد. درجه خلوص آن حتی المقدور زیاد باشد.

 

حداقل تاب فشاری (برحسب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع)

– گرانیت: ۱۰۰۰ ، مرمر سفید و خاکستری: ۸۰۰، صرصر رنگین: ۶۰۰ ، سنگ آهکی متراکم: ۲۰۰ ، سنگ آهکی متخلخل و توف:۵۰.

– مقاومت فشاری سنگ های غیر باربر حداکثر ۱۵ مگاپاسکال می باشد.

حداقل دما برای انجام کار بنایی با سنگ، ۵+ درجه سیلیسیوس می باشد؛ : اتصالات و پست های فلزی سنگها باید از فلزی باشد که زنگ نزند و با تمام قسمت های آن در داخل خمیر سیمان ملات و دوغاب قرار گیرد تا از زنگ زدگی جلوگیری کند.

– اتصالات غیر فلزی از نظر استحکام و دوام باید به تصویب دستگاه نظارت برسد.

 

انتخاب سنگ مناسب در ساختمان سازی

ابنیه فنی راه و کارهای آبی؛ سنگهای اهکی متراکم، ماسه سنگها، توفها، گرانیت، دیوریت، کابرو، بازالت و دیگر سنگهای با دوام.

پی سازی ها و شالودها؛ هرنوع سنگی که با ضوابط پروژه مطابقت داشته باشد.

نمای خارجی ساختمانها؛ سنگهای آهکی متراکم، ماسه سنگها، مرمرهای رنگی گوناگون، توقای آتشفشانی، گرانیت، زینیت، دیوریت، لابرادوریت، گابرو، بازالت و دیگر سنگهای مطابق با ضوابط پروژه.

دیوارها؛ سنگهای آهکی، دولومیت، ماسه سنگها، سنگهای گچی، توقای آتشفشانی و سنگهای گوناگون که برای تهیه سنگ شکسته مناسب اند.

پوشش سطوح داخلی دیوارها؛ سنگهای آهکی مرمرین شبه مرمر، مرمرها، سنگهای گچی: توقها، کتگلومراهای کربناتی و سنگهای مشابه.

پله ها، کفها و دست اندازهای داخلی؛ مرمر، گرانیت، زینیت و لابرادوریت.

پله ها، کفها و دست اندازهای خارجی؛ ماسه سنگها، گرانیت، زینیت، گابرو و بازالت.

 

سنگهای سفت کاری، نما و پوششهای ویژه

الف. ضد آتش: سنگ صابونی (تالکوم)، توف، اندزیت، بازالت و دیاباز.

ب. ضد اسید: گرانیت، دیوزیت، کوارتزیت، ماسه سنگ های سیلیسی، اندزیت، تراکیت، بازالت و دیاباز.

ج. ضد قلیا: سنگ های اهکی متراکم، دولومیت، منیزیت، ماسه سنگهای آهکی.

انواع سنگهای غیرباربر: ۱. توف های آتشفشانی، ۲. سنگهای گچی، ۳، سنگ صابونی (تالکوم)

 

نانو سنگ ها (نانو پوشش های سنگ)

امروزه نقش سازهای سنگی که در قدیم بر عهده داشته، به مصالح مناسب تری مانند بتن مسلح واگذار شده و سنگ بیشتر نقش تزئینی در ساختمان ایفا می کند.

بر پایه نانو شیمی محصول ترکیبی نوینی به بازار ساختمان عرضه شد که متشکل از نانوذرات ویژه اصلاح شده ای است که در ماتریسی از سیلیکون به یکدیگر می پیوندند.

این اجزای نانو مقیاس یک لایه نامرئی را بر روی سطح سنگها پدید می آورند که خاصیت آب گریزی ویژهای نسبت به آب و چربی ها و روغن ها از خود نشان میدهند.

سطوح سنگها باید کاملا تمیز و عاری از هرگونه آلودگی، گرد و خاک، چربی و غیره باشد و باید قبل از مصرف نانوپوششها آنها را کاملا شسته و خشک کرد.

 

خصوصیات و مزایای نانو پوشش های سنگی

الف. این پوشش ها از پراکندگی نانوذرات غیرآلی در یک ماتریس غیر پلیمری تشکیل شده است. نقش اصلی حلال پراکندگی نانوذرات استه مایع حلال غیر پلیمری تبخیر شده و تنها نانوذرات بر سطح باقی خواهند ماند. با این وصف دیگر هیچ ماده پلیمری بر سطح باقی نمی ماند که به مرور زمان کیفیت پوشش افت کند.

ب. این نانو پوشش ها همه قابلیت های مفید را به شکلی انعطاف پذیر و ایمن برای مصالح تأمین می کنند بر خلاف انواع قدیمی تر، پوششهای ضد خزه و ضد باکتری که بر اساس مواد آلی ساخته شده و شکننده بودند، در کشمکش ها، تغییر شکل ها، تغییرات دما و شرایط خاص آسیب پذیر نیستند.

ج. نانوذرات پیش گفته تنها به عنوان پوشش نبوده بلکه به شکلی عمیق در ساختار سنگهای متخلخل نفوذ کرده و پس از گذشت زمانی در حدود یک سال، سطح و حجمی بزرگ از سطح را احاطه می کنند.

د. در اقلیم هایی که تغییرات و تقاوت دمای زیادی رخ می دهد، به مصالح شک حرارتی وارد شده و موجب بروز ترک مویین در بافت أنها می شود.

در چنین شرایطی نانوذرات مورد استفاده در پوشش ها به شکلی ارتجاعی و کشسان عمل کرده و شوکهای حرارتی را جذب می کنند و دچار تغییر شکل های موقتی میشوند بدون آنکه دچار آسیب شوند یا ترک بردارند. دلیل اصلی این پدیده تولید این پوششها در دمای بالاست.

ه. مواد ضد آب سنتی، اغلب حالتی صابونی داشته و رنگی هستند و رنگ لایه زیرین خود را دقیقه همان طور که هست نشان نمی دهند، اما نانو پوشش های جدید رنگ سطوح را همان طور که هست می نمایانند.

 

فهرستی از مزایایی که نانو پوشش های سنگی به ارمغان می آورند

الف. ویژگی آب گریزی و پس زدن مایعات و کثیفی ها.

ب. حفاظت سنگ در مقابل پرتوهای فرابنفش.

ج. پیدا شدن ویژگی ضدباکتری.

د. خود تمیز شوندگی و کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری.

ه. پایدار و با دوام در دماهای گوناگون.

و. بازدهی زیست محیطی و ایمنی از حفظ کیفیت ظاهری سنگ.

ح. مقابله با رویش قارچ ها، جلبکها و غیره.

 

حوزه های کاربرد نانو پوشش های سنگین

1. کاربردهای بیرونی: نماسازی، کف سازی، و محوطه سازی.

٢. در معماری داخلی: کف پوش ادوات بهداشتی.

٣. تندیس ها و سازههای یادمانی سنگی.

۴. دیوار سنگی.

5. دال های سنگی.