از آزمایشهای فیزیکی و مکانیکی به طور گستردهای برای طبقه بندی سنگها استفاده شده است که وزن مخصوص، میزان جذب آب، تخلخل، مقاومت فشاری، مقاومت خمشی، مقاومت کششی، مقاومت سایشی، سختی، مقاومت ضربه ای، ویژگیهای حرارتی، مقاومت در برابر یخبندان و ترکیب شیمیایی سنگها مهمترین آنها هستند.
وزن مخصوص
گاهی اوقات چگالی سنگ میتواند مهم باشد. برای ساخت لنگرگاهها و دیوارهای ساحلی، داشتن دیوارهای با چگالی بالا مهم است زیرا سنگ در آب غوطه ور می شود و قسمت مهمی از وزن مؤثر خود را از دست میدهد از طرف دیگر در بنای طاق یا گنبد نیاز به استفاده از سنگهای سبک است.
در یک طبقه بندی سنگها بر اساس وزن خشک سنگ به دو گروه سبک با وزن حجمی کمتر از ۱/۸ تن بر مترمکعب و سنگین با وزن مخصوص بالای ۱/۸ تن بر مترمکعب تقسیم بندی شده است.
بر این اساس کاربرد سنگهای سبک برای ساخت دیوار در مناطق نزدیک به معدن و برای سنگهای سنگین برای انواع کاربردهای مهندسی از قبیل، شالوده، کف، دیوار حائل، سنگ نما و … ذکر شده است.
در طبقه بندی ،دیگری سنگها بر اساس وزن نسبی سنگ به شکل زیر تقسیم بندی شدهاند:
- سنگهای خیلی سبک (شناور درآب) با وزن مخصوص ظاهری کمتر از ۱
- سنگهای سبک با وزن نسبی ظاهری ۱ تا ۱/۵ تن بر مترمکعب
- سنگهای متوسط با وزن مخصوص ظاهری ۱/۵ تا ۲/۵ تن بر متر مکعب
- سنگهای سنگین با وزن مخصوص ظاهری ۲/۵ تا ۳ تن بر مترمکعب
- سنگهای خیلی سنگین با وزن مخصوص ظاهری بیش از ۳ تن بر متر مکعب
وزن مخصوص در جلاپذیری سنگ اهمیت دارد به طوری که سنگهای با چگالی کمتر از ۱/۵ جلای مناسب نمیپذیرند و تراکم بالای ۲/۲ به خوبی جلاپذیرند. وزن خشک سنگهای ساختمانی را میتوان مطابق با استاندارد ASTM C97 اندازه گیری کرد.
مقایسه چگالی انواع سنگهای ساختمانی
در ادامه مقایسه وزن مخصوص برخی از انواع سنگها را برای شما آوردهام:
- تراورتن: وزن مخصوص تراورتن معمولاً در محدوده 2.2 تا 2.8 تن بر مترمکعب است.
- گرانیت: وزن نسبی گرانیت نسبتاً بالاست و معمولاً در محدوده 2.6 تا 3.0 تن بر مترمکعب قرار دارد.
- مرمریت: وزن مخصوص مرمریت معمولاً در محدوده 2.5 تا 2.8 تن بر مترمکعب است. این مقدار ممکن است با توجه به نوع خاص مرمریت تغییر کند.
- مرمر: وزن مخصوص مرمر نیز معمولاً در محدوده 2.3 تا 2.7 تن بر مترمکعب قرار دارد. همچنین، وزن مرمر بستگی به نوع و رنگ آن دارد.
- چینی: چینی یک سنگ طبیعی است که معمولاً در محدوده 2.5 تا 3.0 تن بر مترمکعب قرار دارد. این مقدار همچنین ممکن است با توجه به نوع خاص چینی متغیر باشد.
- لایم استون: وزن مخصوص لایم استون معمولاً در محدوده 1.8 تا 2.3 تن بر مترمکعب است. این مقدار ممکن است با توجه به نوع لایم استون تفاوت داشته باشد.
لطفاً توجه داشته باشید که این مقادیر تقریبی هستند و ممکن است در صورت وجود متغیرهای دیگر، مانند پوروسیته یا عمق تراورتن، وزن حجمی تغییر کند. همچنین، تراکم ممکن است با توجه به شرایط معدنی و جغرافیایی محل استخراج نیز متغیر باشد.
اهمیت تراکم سنگ ساختمانی
وزن مخصوص سنگ ساختمانی میتواند در طراحی و ساخت ساختمانها اهمیت زیادی داشته باشد. در زیر توضیحاتی راجع به اهمیت وزن مخصوص سنگ ساختمانی آورده شده است:
1. استحکام سازه: وزن خشک سنگ بالای سنگ ساختمانی میتواند به استحکام کلی سازه کمک کند. سنگهای سنگین تر در سازهها قابلیت تحمل بار و فشار بیشتری دارند، زیرا تحمل نیروها و انتقال آنها به سایر اجزای سازه را تسهیل میکنند.
2. پایداری سازه: وزن نسبی مناسب سنگ ساختمانی میتواند به پایداری سازه کمک کند. با استفاده از سنگهای سنگین تر، مرکز ثقل سازه پایینتر خواهد بود و احتمال وقوع حرکات ناخواسته یا سرنگونی کاهش مییابد.
3. عایق حرارتی و صوتی: وزن حجمی بالای سنگ ساختمانی میتواند به دلیل جرم بالا، خواص عایق حرارتی و صوتی بهتری را فراهم کند. ساختمانهای با سنگهای سنگین تر میتوانند نفوذ حرارت و صدا را بهبود داده و محیط داخلی ساختمان را از شرایط خارجی جدا کنند.
4. زیبایی و طراحی: وزن مخصوص سنگ ساختمانی میتواند در طراحی و زیبایی ساختمان نقش مهمی ایفا کند. سنگهای سنگین و با وزن مخصوص بالا معمولاً ظاهری استوانهای و پایدارتر دارند و میتوانند به طرحهای معماری استثنایی و خاصی کمک کنند.
5. مقاومت در برابر رطوبت و آب: سنگهای با تراکم بالا معمولاً کمتر به رطوبت و نفوذ آب حساس هستند. این ویژگی میتواند در قابلیت مقاومت ساختمان در برابر سایر عوامل آبی مانند باران، رطوبت زمین و تغییرات دما مؤثر باشد.
به طور کلی، وزن مخصوص سنگ ساختمانی به عنوان یک عامل مهم در انتخاب و طراحی ساختمانها مورد توجه است و میتواند بر استحکام، پایداری، عایق حرارتی و صوتی، زیبایی و طراحی، مقاومت در برابر رطوبت و آب و حتی هزینههای ساخت تأثیرگذار باشد.
برای مثال، در ساختمانهای بلند، استفاده از سنگهای سنگین با وزن مخصوص بالا ممکن است بهترین انتخاب باشد زیرا قابلیت تحمل بار بالا را داراست. همچنین، وزن مخصوص بالا میتواند به پایداری سازه کمک کند و در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله، بادهای شدید و فشار خاک مقاومت بیشتری ایجاد کند.
علاوه بر این، وزن خشک سنگ ساختمانی میتواند در کاهش نفوذ حرارت و صدا به ساختمان تأثیرگذار باشد. ساختمانهایی که سنگهایی با وزن مخصوص بالا دارند، میتوانند از نفوذ حرارت و صدا کمتری به داخل سازه رنج ببرند و به همین ترتیب، به ایجاد محیط داخلی آرامشبخش و بهبود انرژی ساختمان کمک کنند.
همچنین، در طراحی و زیبایی ساختمان، استفاده از سنگهای سنگین با چگالی بالا میتواند نقش بسیار مهمی ایفا کند. این سنگها، به عنوان عناصر قابل ملاحظه و جذاب در فضاهای داخلی و خارجی ساختمان، میتوانند به طرحهای معماری استثنایی و منحصر به فرد شکل دهند.
در نهایت، وزن حجمی سنگ ساختمانی میتواند تأثیر مستقیمی در هزینههای ساخت داشته باشد. ساختمانهایی که از سنگهای سنگین با وزن مخصوص بالا استفاده میکنند، ممکن است نیاز به سازههای پشتیبان یا تأسیسات قویتری داشته باشند که در نهایت میتواند به افزایش هزینههای ساخت منجر شود.
اما برخلاف آن، ساختمانهایی با وزن نسبی کمتر ممکن است نیاز به سازهها و تأسیسات سنگینتری داشته باشند که در نتیجه، هزینههای ساخت را کاهش دهد.
با توجه به این عوامل، چگالی سنگ ساختمانی میتواند در طراحی و انتخاب سنگ ساختمانی به عنوان یک عامل کلیدی مد نظر قرار گیرد.
همچنین، لازم به ذکر است که وزن خشک سنگ ساختمانی تنها یکی از عواملی است که باید در انتخاب سنگ مد نظر قرار گیرد و نیازمند توجه به سایر ویژگیها مانند استحکام، نفوذپذیری، مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی، قابلیت برش و انعطافپذیری، زیبایی و همچنین هزینههای ساخت است.
در نهایت، با توجه به نیازها و مشخصات خاص پروژه ساختمانی، انتخاب مناسبی برای سنگ ساختمانی صورت میگیرد که علاوه بر وزن مخصوص، سایر عوامل مهم را نیز در نظر بگیرد و باعث ایجاد یک سازه ایمن، پایدار و زیبا شود.
منبع : ایران زاده هوشنگ، اصول طراحی استخراج در معادن، مجموعه مقالات دومین سمینار سنگ های ساختمانی، تزیینی و نما، آبان ماه 1370