سنگ ساختمانی يکی از ابتدايی ترين مصالح ساختمانی است که انسان برای ساختن ابزار و پناهگاه ها و رفع نياز خود استفاده کرده است. در ساختمان های سنگی از سنگ ساختمانی همراه با ملات های گچ و آهک استفاده شده است چنانچه بايد اذعان کرد که اگرچه سنگ به علت سنگينی و مشکلات حمل و نقل و استخراج تا حدی جای خود را به مصالحی نظير آجر داده است اما همچنان اهميت خود را در ساختمان های سنگين و سخت نظير پل ها، تونل ها، بهمن گيرها، ديوارهای حائل و سنگ چين ها و کرسی چين ها و غير حفظ کرده است. بررسی خواص عمومی سنگ ها مواردی مانند مقاومت در برابر کشش، تحمل فشار، نفوذپذيری، انتشار امواج، پايداری و در نظر گرفتن امتداد لايه بندی و سطوح ضعيف در عمليات که بايد در اين مورد گفت که سنگ های ساختمانی نوعا دارای سطوحی هستند که در آنها نيروی چسبندگی و اتصال دانه ها نسبت به لايه های ديگر کمتر و يا حداقل است. در مجموع بايد مقاومت سنگ ساختمانی بدون شيار، رگه، ترک، خلل و فرج پوسيدگی و لايه سست باشد و حتی المقدور رنگی يکنواخت داشته باشد. بطور کلی سنگ طبيعی را که دارای مقاومت کافی در شرايط جوی و رنگ جالبی باشد می توان در عمليات ساختمانی و به صورت سنگ لاشه، سنگ قواره، سنگ باربر، سنگ پلاک، سنگ درپوش، سنگ ستون و حتی به صورت ظروف و وسايل سنگی استفاده نمود.

تقسیم بندی سنگ ساختمانی

سنگ ساختمانی را بر اساس پارامترهای زیر تقسیم بندی می کنند:

بر اساس وزن مخصوص سنگ ساختمانی

 سنگ های سنگین وزن: سنگ های ساختمانی که وزن مخصوص آنها بیش از 1.8 گرم بر سانتی متر مکعب است.

 سنگ های سبک: دسته‌ای از سنگ های ساختمانی هستند که وزن مخصوص آنها کمتر از 1.8 گرم بر سانتی متر مکعب می‌باشد.

بر اساس مقاومت فشاری سنگ ساختمانی

سنگ های سنگین: که مقاومت فشاری آنها از 100تا 1000 مگا پاسکال است.

سنگ های سبک: که مقاومت فشاری آنها از 4 تا 200 مگا پاسکال است.

بر اساس ضریب نرم شدگی سنگ ساختمانی

 اگر مقدار این ضریب از 0.6 تا 1 باشد از آن برای احداث ساختمان استفاده می‌شود.

سنگ های پی و دیوار

در پی ساختمان ها و بخشی از دیوارها که در زیر سطح زمین قرار دارند از سنگهای آذرین و رسوبی که ضریب نرم شدگی آنها بیش از 0.7 باشد، استفاده می‌گردد. نداشتن کانی های رسی یا قطعات غیر همگن و درزه و شکاف در اینگونه سنگها ضروری است.

دیواره‌های سنگی

از سنگهای آذرین، رسوبی یا دگرگونی که دارای ویژگی های زیر باشند در دیوارهای سنگی استفاده می‌شود.

  • مقاومت فشاری بین 0.4 تا 50 مگاپاسگال باشد.
  • وزن مخصوص آن 0.9 تا 2.2 باشد.
  • ضریب نرم شدگی آن بین 0.6 تا 0.7 باشد. و نیز سنگ هوازده نباشد.

سنگ نما و کف

سنگهای آذرین، دگرگونی و رسوبی که دارای این ویژگی ها باشند، به عنوان سنگ نما ساختمان به کار می‌روند.

  • مقاومت فشاری سنگ نما بیش از 5 مگا پاسکال باشد.
  • ضریب نرم شدگی بین 0.7 تا 0.9 باشد.
  • نداشتن درزه و شکاف در سنگ نما.
  • نبود کانیهای رسی و مواد قابل حل در سنگ نما ساختمان.
  • بود حالت آلتراسیون و هوازدگی.
  • داشتن رنگ مرغوب.

سنگ های قابل مصرف در راه سازی

سنگها در راه سازی مصارف متعدد دارند که از جمله این موارد پل سازی، زیر سازی، سنگفرش، زیر ریل آهن و غیره است. انواع سنگهای آذرین، دگرگونی و رسوبی که واجد خصوصیت های زیر باشند، در راه سازی قابل استفاده خواهند بود.

  • مقاومت فشاری بیش از 100 مگا پاسکال
  • ضریب نرم شدگی بیش از 0.9
  • میزان جذب آب، کمتر از 1 درصد
  • وزن مخصوص بیش از 2.3 گرم بر سانتیمتر مکعب
  • نداشتن کانیهای رسی، گچ و مواد قابل حل در آب
  • عدم آلتراسیون و هوازدگی در سنگ

سنگ های مقاوم در برابر محلولها و حرارت

 سنگهایی که در برابر اسیدها مقاومند، عبارتند از گرانیت، دیاباز، دیوریت، کوارتزیت و بازالت.

سنگ های مقاوم در برابر محلولهای قلیایی

 عبارتند از سنگ آهک، دولومیت، سنگ مرمریت و منیزیت.

سنگ هایی که در شرایط حرارت بالا مقاوم هستند

عبارتند از بازالت، دیاباز و توف. ویژگی مهم این سنگها داشتن مقاومت فشاری بیش از 100 مگا پاسگال است که میزان جذب آن حداکثر به 1 در صد می‌رسد.

فساد در سنگ ساختمانی

عامل اصلی فساد در سنگ ساختمانی اثر نمک‌های محلول بر آنها می‌باشد. آلودگی محیط، یخبندان و پوسیدگی در قطعات فلزی و وجود رگه ‌های ضعیف و همچنین عملیات اجرایی ضعیف نیز موجب تخریب سنگ‌ها می‌شود.

اثر نمک‌های محلول بر سنگ ساختمانی

چنانچه رطوبتی که به همراه خود نمک‌ های محلول دارد از سطح سنگ تبخیر شود مقداری نمک در سطح آن به صورت شوره و لایه‌ای هم در خلل و فرج سنگ باقی می‌گذارد. تداوم دور رطوبت-تبخیر موجب افزایش حجم بلورها و پوسته شدن سطح سنگ می‌گردد. لذا سنگ‌هایی که متخلخل ترند در برابر نمک‌های محلول حساس ترند.

آلودگی محیط و اثر آن بر سنگ ساختمانی

سنگ‌ های دارای کانی کربنات کلسیم به خصوص در برابر محیط‌های اسیدی حساس هستند. اکسید گوگرد در محیط مرطوب و اکسیژن موجود در هوا تولید اسید سولفوریک می‌کند که بر سنگ ‌های آهکی اثر می‌گذارد و تولید سولفات کلسیم می‌نماید. سنگ‌های آهکی و ماسه سنگ‌های آهکی در این مورد حساس ترند.

در مورد سنگ‌ های آهکی، سولفات کلسیم حاصل شده در سطح، به وسیله آب شسته می‌شوند. ولی در سطوحی که قابل شستشو نیستند، سطح به وسیله دوده سیاه می‌شود و مبدل به پوسته‌های سخت و برآمدگی‌هایی می‌شود که گرد آهکی در اطراف آن وجود دارد. در انواع سنگ‌های آهکی منیزیم دار، ایجاد سولفات منیزیم روند فساد را تسریع می‌کند.

در ماسه سنگ‌ها خلل و فرج توسط گچ (سولفات کلسیم) پر می‌شوند، پوسته‌های سخت ایجاد شده اغلب به علت تفاوت انبساط حرارتی فرو می‌ریزند. ماسه سنگ‌های سیلیسی گرچه مستقیما بر اثر تهاجم اسیدهای موجود در هوا آسیب نمی‌بینند ولی سنگ گچ تولید شده توسط سنگ آهک موجب خرابی در آنها می‌شود که به علت تبخیر حاصل از تبلور در سطح آنها به وجود می‌آید.

مرمر که اساسا کربنات کلسیم است مورد هجوم اسیدهای موجود در هوا قرار می‌گیرد و سطح صیقلی آن در مرور زمان زبر می‌شود. ولی به علت بافت متراکم و چگال آن کمتر تحت تاثیر عمل تبلور قرار می‌گیرد.

اثر یخبندان

تخریب بر اثر یخبندان در قسمت‌هایی از ساختمان نظیر محل درپوش‌ها، سایه بان‌ها، کرسی بنا و کف پنجره‌ها بیشتر دیده می‌شود. عموما سنگ آهک و دولومیت بیش از ماسه سنگ در معرض تهاجم اثر یخبندان هستند. مرمر، شیت و گرانیت به علت تخلخل اندک تحت تاثیر اثر یخبندان واقع نمی‌شوند.

پوسیدگی فلزات

آب بارانی که از سطوح مس و آلیاژهای آن به سطح سنگ آهکی می‌ریزد باعث ایجاد لکه‌های سبزرنگی می‌شود. زنگ زدگی حاصل از مواد آهنی و فولادی بسیار سخت و دشوار از روی سطوح متخلخل سنگ‌ها پاک می‌شوند. بیشترین آسیب دیدگی ناشی از انبساط زنگ زدن قطعات آهنی و فولادی داخل سنگ کاری نما رخ می‌دهد. به این منظور کلیه قطعات فلزی مورد استفاده در نصب سنگ نما باید ضدزنگ باشند.

آتش و سنگ ساختمانی

آتش به ندرت موجب تخریب کلی در کارهای سنگی شود. ولی سطح نمای گرانیت، مرمر و ماسه سنگ‌ها ممکن است در اثر آتش سیاه یا خرد شوند. سنگ‌های آهکی عموما تحت تاثیر آتش قرار نمی‌گیرند، فقط سنگ‌های با رنگ روشن به علت اکسید شدن آهن موجود در آنها برای همیشه صورتی رنگ می‌شوند.

عمليات ساختمانی با سنگ

برای ساخت بنایی سنگی باید یکسری الزامات در هنگام اجرا رعایت شوند. اين مبانی که ضامن ساخت بنا با کيفيت بهتر خواهند بود عبارتند از:

  • مشخصات سنگ بايد برابر مراتب مندرج در بخش قبل باشد.
  • در هنگام بنايی بايد سنگ را ابتدا مرطوب کرد و سپس از آن استفاده نمود.
  • سنگ ها به صورت کله و راسته بايد به نحوی روی هم قرار گيرند که قطعات به خوبي در يکديگر قفل بست شوند و نبايد بندهای بين سنگ ها روی يکديگر قرار گيرد.
  • ملات در بين سنگ ها بايد به نحوی قرار گيرد که مانع از تماس لبه های سنگ فوقانی و تحتانی با يکديگر شود.
  • قطعات سنگ چيده شده در رج اول بايد بزرگتر از رج های فوقانی باشد.
  • سنگ بايد در جهت خواب و جهت اوليه و طبيعی آن قرار گيرد. به اين ترتيب راستای نيروهای وارده بر روی هر قطعه از سنگ ساختمانی، بايد عمود بر رگه يا خواب طبيعی آن باشد. اين مساله در مورد سنگ های لايه لايه از اهميت ويژه ای برخوردار است.
  • قطعه سنگ بايد در محل مورد نظر به نحوی قرارداده شود که پس از تماس با ملات حرکت نکند.
  • عمليات بنايی با سنگ در هوای زير 5 درجه سانتی گراد مجاز نيست و پس از عمليات ساختمانی بايد به نحوه مطلوب آنها را در برابر ضربه و عوامل جوی حفظ نمود.
  • بسته به نوع و مقاومت سنگ و شرايط اقليمی و مصالح طرح بايد بندکشی مناسب با ديوارهای سنگ انجام شود.
  • برای نصب سنگ های پلاک قطعا بايد قلاب های مناسب فلزی از آهن زنگ نزن و يا ساير فلزات مناسب مانند برنز جهت اتصال بهتر سنگ به ملات و يا به صورت نصب خشک پيش بينی شود.

مشخصات کلی انتخاب سنگ ساختمانی

سنگ‌های مورد استفاده در کارهای ساختمانی باید دارای مشخصات زیر باشند:

  • بافت سنگ باید ساختمانی سالم داشته باشد، یعنی بدون شیار، ترک و رگه‌های سست باشد.
  • بدون هرگونه خلل و فرج باشد.
  • پوسیدگی نداشته باشد.
  • یکدست، یکنواخت و همگن باشد.
  • سنگ ساختمانی نباید آب زیاد جذب کند.
  • سنگ ساختمانی نباید آلوده به مواد طبیعی و مصنوعی باشد.
  • سنگ باید شرایط فیزیکی و شیمیایی محیط را تحمل کند.
  • مقاومت فشاری برای قطعات باربر نباید کمتر از ۱۵۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع باشد.
  • در مقابل سایش مقاوم باشد.