سنگ طبیعی یکی از مصالح ساختمانی باستانی است که از ابتدای تاریخ بشر مورد استفاده قرار گرفته است. با این حال، جای تعجب است که ویژگیهای فنی و ماهیت انواع این سنگ برای بسیاری از ما ناشناخته باقی مانده است. شناخت مصالح و درک مشخصات آنها برای صنعت ساختمانسازی ضروری است، زیرا ارائه این اطلاعات به تمام افراد درگیر در این حوزه امری ضروری بوده و استفاده از سنگ طبیعی را آسانتر میکند. در این مطلب بیشتر به ارائه اطلاعات فنی در مورد انواع مختلف سنگهای طبیعی پرداخته و مشخصات و کاربردهای آنها را نیز بیان میکنیم.
ویژگیهای فنی سنگهای طبیعی
همانطور که در انتخاب هر متریالی، برای سازگاری آن با پروژه به درک عمیق و دانش در مورد ویژگیهایش نیاز داریم، در مورد سنگ نیز چنین است. با این که همه سنگها کاربردهای بالقوهای دارند اما همه آنها برای تمام مصارف مناسب نیستند. به عنوان مثال، میزان جذب آب یک سنگ به ما کمک میکند تا تشخیص دهیم که آیا برای استفاده به عنوان سنگ استخر شنا مناسب است یا خیر.
برای انتخاب سنگ مناسب برای کاربردهای گوناگون و خاص، باید روی چه ویژگیهایی تمرکز کنیم؟ در ادامه به خلاصهای از این ویژگیها میپردازیم.
چطور مشخص میشود که یک سنگ برای ساخت و ساز مناسب است یا خیر؟
این که یک سنگ را میتوان برای ساخت و ساز استفاده کرد یا خیر به محل یا کشوری که از آن استخراج شده و جایی که صادر میشود بستگی دارد.
این الزامات میتوانند بسته به جنس خود سنگ (گرانیت، مرمر، سنگ آهک و غیره) داشته باشند. حتی در مواردی نوع ساخت و ساز و عوامل دیگر مانند آب و هوا نیز بر روی استفاده از یک سنگ تاثیر میگذارند.
چگونه میتوان فهمید که چه آزمایشهایی باید روی مواد انجام شود؟
مهم است بدانید آزمایشهایی که مشخص میکند یک سنگ طبیعی برای ساخت و ساز مناسب است یا خیر، از کشوری به کشور دیگر ممکن است کاملا متفاوت باشد. همچنین نتایجی که از آزمایش حاصل میشود نیز ممکن است متفاوت باشد.
برای مثال، استاندارهای ASTM یک مقدار مشخص از حداقلها را برای سنگها در نظر میگیرد که آن را برای یک استفاده خاص تعیین میکند. با این حال، در اکثر کشورهای اروپایی محدودیتی برای متریال سنگ وجود ندارد، بلکه بر اساس کاربرد سنگ است که محدودیتها تنظیم میشوند.
از سوی دیگر، روشهای آزمایش نیز میتواند از کشوری به کشور دیگر متفاوت باشد. به عنوان مثال، روش تعیین مقاومت در برابر لغزش سنگ در اسپانیا (روش پاندول) با آلمان (روش رمپ) و آمریکا (روش لغزنده) متفاوت است.
علامت CE اجباری در اروپا چیست؟
علامت CE نشان میدهد که سازنده محصول اطمینان داده است که استاندارهای لازم رعایت شده است. تاکنون علامت CE در سنگ طبیعی برای سنگهای قرنیز، سنگفرشها و اسلبها و تایلهای نمای داخلی و خارجی، دالهای نما، کاشیها برای روکش کف و دیوارها و قطعات برای ساخت آجرکاری، یعنی دیوارهای سنگ فرش و موارد مشابه اجباری شده است.
بعد از این مورد، کسانی که در زمینه فرآوری سنگهای طبیعی فعالیت دارند، باید یک سیستم کنترل، یک سیستم آزمایش اولیه روی سنگها و آزمایشهای کنترلی انجام دهند. تنها در این صورت است که به سنگ این علامت استاندارد تعلق میگیرد.
به عنوان فروشنده، چه مواردی را باید در اختیار مشتری گذاشت؟
اگر شخصی در اتحادیه اروپا در زمینه فروش سنگهای طبیعی فعالیت داشته باشد، باید تمامی قابلیتهای محصولات خود را ارائه دهد. در سایر کشورها، مواردی که تاثیرگذار هستند و در خصوص سنگ مهماند باید ارائه شوند. همیشه باید آزمایشهایی که روی سنگ قرار گرفته تحت عنوان ویژگیهای فنی در اختیار مشتری قرار گیرد.
مهمترین ویژگیهایی که در حال حاضر درنظر گرفته میشوند کداماند؟
در حین ارائه هرگونه اطلاعات فنی مربوط به سنگ، توصیه میشود اطلاعاتی در مورد برخی از آزمایشات زیر وجود داشته باشد:
- مقاومت در برابر خم شدن
- مقاومت در برابر فشار
- جذب آب
- چگالی
- تخلخل
آزمایشات مهم دیگری نیز وجود دارد، اما همه اینها بستگی به مواردی دارد که از سنگ استفاده میشود، مانند آزمایش لغزش، یا فرسودگی در روسازی، یا آزمایش مقاومت در برابر یخ زدگی در آب و هوای سرد. در ادامه بیشتر در مورد این ویژگیها صحبت خواهیم کرد.
مقاومت در برابر خمش (Flexion)
مقاومت در برابر خمش (Flexion) به معنای تغییر شکل ناشی از نیروی وارده در جهتی عمود بر امتداد طول یک عنصر است. این نوع از فشارها را بر روی تایلها یا صفحات سنگی اعمال میکنند که در نمای داخلی و خارجی استفاده میشوند.
برای سنجش مقاومت در برابر خمش از دستگاه پرس استفاده میشود که به تدریج فشار بر روی سنگ را تا جایی که منجر به شکستگی آن شود، افزایش میدهد.
دانستن مقدار مقاومت در برابر خمش بسیار مهم است. عدد به دست آمده برای مقاومت سنگ به تنهایی نشان دهنده “بهتر یا بدتر بودن” سنگ نیست، بلکه لازم است ابعاد را به درستی محاسبه کرد.
در سنگهای طبیعی، مقادیر مقاومت در برابر خمش میتواند از یک متریال به متریال دیگر بسیار متفاوت باشد. به عنوان مثال، برخی سنگ آهکها یا ماسه سنگها میتوانند مقادیر 2 تا 3 مگاپاسكال (MPa) را تحمل کنند در حالی که تخته سنگها میتوانند مقادیر تا 60 مگاپاسكال (MPa) و یا حتی بیشتر را تحمل کنند. جدول زیر به طور تقریبی مقاومت در برابر خمش انواع مختلف سنگها را نشان میدهد:
مقاومت در برابر خمش (MPa)
| کوارتزیتها | گرانیتها | مرمرها | سنگهای آهک | ماسه سنگها |
کم | 6-9> | 5-8> | 4-7> | 3> | 3> |
متوسط | 9-20 | 8-16 | 7-15 | 3-6 | 3-6 |
زیاد | 20< | 20<-16 | 20<-15 | 8<-6 | 8<-6 |
مقاومت در برابر فشار
مقاومت در برابر فشار، در واقع مقاومت سنگ در برابر خورد شدن را نشان میدهد. از همین رو، این تست برای فرآوردههای سنگی که در ابعاد بزرگ نصب میشوند، مانند سنگفرش معابر یا سنگهای تراش خورده دیوارها، بسیار حائز اهمیت است. آزمایش با استفاده از یک پرس انجام میشود که فشار را به صورت تدریجی بر روی سنگ اعمال میکند تا جایی که باعث خورد شدن آن شود.
جدول زیر به عنوان یک راهنما، مقادیر مقاومت در برابر فشار برای انواع مختلف سنگها را نشان میدهد.
مقاومت در برابر فشار (MPa)
| کوارتزیتها | گرانیتها | مرمرها | سنگهای آهک | ماسه سنگها |
کم | 70> | 80> | 50> | 30> | 30> |
متوسط | 70-150 | 80-150 | 50-120 | 30-100 | 30-80 |
زیاد | 150< | 150< | 120< | 100< | 80< |
جذب آب
جذب آب یکی از ویژگیهای مهم سنگهای طبیعی است که برای برخی کاربردها اهمیت ویژهای دارد. میزان جذب آب جوی (atmospheric water absorption) در سنگهای طبیعی می تواند از تقریبا صفر درصد، تا مقادیر 10 درصد یا بیشتر متغیر باشد.
برای مثال این درصد برای برخی از سنگهای مرمر و گرانیت صفر است. برای سنگهای آهک متراکم این مقدار تا 10 درصد و بالاتر نیز میرود.
البته باید این را در نظر داشت محصولاتی وجود دارند که میتوانند منافذ سنگها را بسته و سنگ را در برابر نفوذ و جذب آب مقاوم کنند. این محصولات، شیمیایی و ضدآب هستند. جدول زیر برخی از مقادیر رایج و تقریبی جذب آب را نشان می دهد.
جذب آب (%)
| کوارتزیتها | گرانیتها | مرمرها | سنگهای آهک | ماسه سنگها |
کم | 1> | 3.0> | 1.0> | 2> | 3> |
متوسط | 1-3 | 0.3-1 | 0,1-0,8 | 2-7 | 3-10 |
زیاد | 3< | 1< | >0,8 | >7 | >10 |
چگالی سنگ
چگالی سنگ بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب (kg/m³) از ماده اندازهگیری میشود. هر چه چگالی بیشتر باشد، درصد تخلخل (Porosity) کمتر و در نتیجه استحکام آن بیشتر و به طور معمول، ظرفیت جذب آب آن کمتر خواهد بود.
با اینکه در هر نوع سنگی امکان وجود سنگهایی با چگالی کم و زیاد وجود دارد، اما در اینجا تنها چگالی سنگهای رایج را بیان کردهایم. در جدول زیر میتوانید این مقادیر را ببینید.
چگالی (kg/cm3)
| کوارتزیتها | گرانیتها | مرمرها | سنگهای آهک | ماسه سنگها |
کم | <2500 | <2500 | <2500 | <1700 | <1900 |
متوسط | 2500-2800 | 2500-2800 | 2500-2800 | 1700-2200 | 1900-2500 |
زیاد | >2800 | >2800 | >2800 | >2200 | >2500 |
تخلخل سنگ
تخلخل ارتباط نزدیکی با چگالی دارد: هرچه منافذ بیشتر، چگالی مواد کمتر است، یعنی وزن کمتر در واحد حجم.
تخلخل بر حسب درصد اندازهگیری میشود و میتواند از یک ماده به ماده دیگر بسیار متفاوت باشد، از کمتر از 1% تا مقادیر بسیار بالاتر برای سنگهای بسیار متخلخل مانند سنگ تراورتن و موارد مشابه. در جدول زیر میزان تخلخل برخی از سنگهای محبوب را بیان کردهایم.
تخلخل باز (%)
| کوارتزیتها | گرانیتها | مرمرها | سنگهای آهک | ماسه سنگها |
کم | <0,4 | <0,4 | <0,3 | <1 | <1 |
متوسط | 0,4-1,3 | 0,4-1,3 | 0,3-1,3 | 1-5 | 1-15 |
زیاد | >1,3 | >1,3 | >1,3 | >5 | >15 |
مقاومت در برابر سایش
مقاومت در برابر سایش (Resistance to wearing out) به ساییدگی ناشی از تردد بر روی سطح کاشی یا سنگفرش اشاره دارد. روشهای مختلفی برای سنجش سایش وجود دارد.
روش آمریکایی نتیجه را به صورت شاخص (Índice de Desgaste – Id) ارائه میدهد، در حالی که سایر روشها سایش را برحسب میلیمتر اندازه گیری میکنند.
مقاومت در برابر سایش یک ویژگی مهم برای انتخاب سنگ مناسب در مکانهایی با تردد بالا مانند مراکز خرید، ایستگاههای قطار، فرودگاهها و غیره به شمار میرود.
مقاومت در برابر لغزش
مقاومت در برابر لغزش (Slippage Resistance) به معنای قابلیت سنگ در جلوگیری از لیز خوردن فرد بر روی سطح آن است. روشهای مختلفی برای اندازهگیری این ویژگی وجود دارد، اما رایجترین روش، استفاده از “پاندول اصطکاک” است که تصویر آن در زیر آمده است.
بزرگترین مزیت این روش امکان انجام آزمایش در محل، یعنی خارج از آزمایشگاه است. روشهای دیگر مانند روش آلمانی (Ramp Test) یا روش آمریکایی (BOT 3000) نیز برای تعیین این مشخصه مفید هستند.
محدوده قابل قبول برای مقاومت در برابر لغزش بسته به کشور مقصد متفاوت است. به طور کلی، در اروپا، مقادیر لغزندگی بالاتر از 35 ایمن در نظر گرفته میشود. در روش آلمانی، نوع لغزندگی (از R9 تا R13) تعیین میشود. در آمریکا، ضریب اصطکاک دینامیکی بین 0 تا 1 سنجیده میشود.
اسامی سنگها
در نامگذاری سنگها، دو اصطلاح رایج وجود دارد: نام تجاری و نام سنگشناسی.
- نام تجاری، نامی است که توسط تولید کننده و تامین کننده انتخاب میشود. این اتفاق رایجی است که یک سنگ از یک معدن خاص، پس از فرآوری و عرضه توسط شرکتهای مختلف، نامهای تجاری متفاوتی به خود میگیرد.
- نام سنگ شناسی (پتروگرافی) بر اساس مطالعات میکروسکوپی و بررسی دقیق ماهیت سنگ، تعیین میشود. به عنوان مثال، سنگی که به لحاظ تجاری با نام “روسا پورینو” شناخته میشود (که به رنگ مشخص آن اشاره دارد)، از نظر سنگ شناسی، یک گرانیت بیوتیتی است. این دو نام، به همراه منشأ سنگ (موقعیت معدن)، باید به طور واضح در برگه اطلاعات محصول ذکر شوند.
سایر ویژگیها با توجه به ویژگیهای خاص پروژه:
هر پروژه شرایط و ویژگیهای متمایز خود را دارد. به عنوان مثال، در فضاهای خارجی که در معرض بارش برف مکرر قرار دارند، مقاومت سنگ در برابر چرخههای یخزدگی و ذوب شدن بسیار مهم است.
همچنین هنگامی که سنگی در معرض دمای بالا یا شوکهای حرارتی قابل توجه قرار میگیرد، باید تغییراتی که در ماده رخ میدهد را ثبت کرده و در صورت لزوم، ضریب انبساط حرارتی سنگ را نیز بررسی کرد.
در صورتی که منطقه استفاده از سنگ نزدیک به دریا یا محیط شور باشد، قضاوت در مورد این جنبهها نیز ضروری خواهد بود. زیرا قطعا به سنگی نیاز پیدا خواهید کرد که در برابر نمک دریا مقاوم باشد.
برای هر پروژه چه سنگی نیاز است؟
در این بخش، به بررسی برخی از مهمترین ویژگیهای سنگها با توجه به کاربرد آنها میپردازیم.
ویژگیهای مورد نیاز سنگ برای استفاده در پیادهروها:
انتخاب سنگ مناسب برای پیادهروها نیازمند توجه به ویژگیهای مختلفی است که در ادامه به برخی از آنها اشاره میشود:
مقاومت در برابر خمش (Flexion) یکی از اطلاعات مهم برای محاسبه ضخامت سنگ است. این موضوع به ویژه در هنگام نصب قطعات بزرگ و باریک اهمیت پیدا میکند.
داشتن مقاومت در برابر خمش بالا یا پایین به معنی بهتر یا بدتر بودن سنگ نیست، بلکه به این معنی است که تحت شرایط یکسان، سنگی با ضخامت بیشتر باید نصب شود. در مقابل، هنگام کار با سنگفرشهای قلوه سنگی، مقاومت در برابر فشار مهمترین ویژگی خواهد بود.
جذب آب و تخلخل سنگ: میزان جذب آب و تخلخل سنگ با توجه به رطوبت محیط اهمیت پیدا میکند. این مسئله برای سنگفرشهای خارجی یا سنگهایی که دائما در معرض آب هستند، بسیار با اهمیتتر است.
استانداردهای آمریکایی ASTM بر حسب نوع سنگ، توصیههایی را برای جذب آب در فشار اتمسفر تعیین کرده است. برای مثال، میزان جذب آب برای گرانیت 0.4 درصد و برای مرمر 0.2 درصد میباشد.
مقاومت در برابر لغزش: کاهش احتمال سر خوردن عابران بر روی سنگفرش برای تضمین ایمنی، به خصوص در فضاهای خارجی یا داخلی که خطر ریختن مایعات وجود دارد، بسیار مهم است. الزامیست تا سنگفرش انتخابی مطابق با الزامات تعیین شده در کشور مورد نظر باشد.
ساییدگی ناشی از تردد (Resistance to Wearing) موضوع کم اهمیتی نیست. فرسودگی سطح سنگفرش ها در طول زمان، ناشی از عبور و مرور، مسئلهای جدی است. در برخی از کشورها، با توجه به میزان ترافیک و شدت استفاده از کفپوش، محدودیتهایی برای مقاومت در برابر ساییدگی در نظر گرفته میشود.
ویژگیهای مورد نیاز سنگ برای استفاده در نمای ساختمان:
به طور کلی، هنگام انتخاب سنگ برای نمای ساختمان، باید به ویژگیهای زیر توجه کرد:
مقاومت در برابر خمش (Flexion Resistance): مشابه سنگفرشها، برای نمای ساختمان نیز باید مقاومت در برابر خمش سنگ را بدانیم تا بتوانیم ضخامت مناسب را برای قطعات سنگ نما انتخاب کنیم.
جذب آب (Water Absorption): در قسمتهای پایین نما (سکوها) که دائماً با آب (ناشی از پیادهروها و تراسها) در تماس هستند، کنترل جذب آب به دلیل خاصیت موئینگی اهمیت دارد.
مقاومت در برابر مهار (Resistance to Anchors): برای سنگهایی که با مهار در لبهها یا پشت نصب میشوند، انجام تست مقاومت در برابر این نوع مهارها بسیار مفید است.
ویژگیهای مورد نیاز سنگ برای استفاده به عنوان کانتر کابینت:
به طور معمول برای کانتر کابینتها، از زیباترین و خیرهکنندهترین سنگها استفاده میکنند. مهم است از چه نوع سنگی استفاده میشود. سنگهایی که برای این کار در نظر گرفته میشوند باید ویژگیهای زیر را داشته باشند:
- تخلخل بسیار کم یا بدون تخلخل، نزدیک به 0%: به همین دلیل گاهی اوقات از محصولاتی برای بهبود این ویژگی استفاده میشود.
- لکه پذیری پایین: برای این مورد آزمایشی وجود دارد که حساسیت سنگ به لکههای اتفاقی را تعیین می کند. این آزمایش میتواند با موارد مختلفی مانند قهوه، روغن، شراب و غیره در یک زمان خاص انجام شود.
- مقاومت در برابر شوکهای حرارتی: این شوکها ناشی از قرار دادن ظروف داغ روی سطح صفحه کابینت ایجاد میشوند.
- مقاومت در برابر خراشیدگی: این ویژگی برای مقابله با ابزارهای تیز احتمالی که در آشپزخانه استفاده می شود، اهمیت دارد.
کلام آخر
سنگهای طبیعی جزو محبوبترین مصالحی هستند که در ساخت و ساز استفاده میشوند. هرکدام از آنها، رنگ، خاصیت فیزیکی، خاصیت شیمیایی حتی اسم مشخص و متفاوتی دارند. اما این تفاوتها از کجا میآیند؟ چطور بدانیم کدام سنگ برای کدام بخش مناسب است. در این مطلب به طور کامل در مورد این موضوع صحبت کردیم که سنگها چطور نامگذاری میشوند، کجا از چه سنگی استفاده کنیم و در حین انتخاب سنگ برای پروژههای ساختمانی به چه ویژگیهایی از سنگ دقت کنیم. اگر در این زمینه سوال یا نظری دارید، میتوانید در بخش کامنتها با ما در ارتباط باشید.
