استاندارد در سنگ های ساختمانی و تزئینی

استاندارد در سنگ های ساختمانی و تزئینی

حمیدرضا اشتری – کارشناس ارشد مکانیک سنگ

1. مقدمه

طبق تعریف استاندارد انجمن مواد و آزمون آمریکا (ASTM)، سنگ ساختمانی (Building Stone) به سنگ طبیعی گفته می شود که در اندازه ها و شکل های معینی انتخاب و فرآوری می شوند. این سنگ ها با یک یا چند سطح فرآوری شده و یا بدون سطح فرآوری شده در نمای ساختمان ها، جداول و سنگ فرش خیابان ها، بناهای یادبود و تاریخی استفاده می شوند؛به بیان دیگر به سنگی طبیعی با کیفیت مناسب که بتوان آن را به همان صورتی که در طبیعت یافت می شود، استخراج نموده و به صورت سنگ ساختمانی مورد استفاده در صنعت ساختمان، بریده و مصرف نمود اطلاق می گردد.

از دیدگاه مشخصات فنی، سنگ های ساختمانی و تزئینی بایستی در خصوصیات سنگ شناسی، ترکیب کانی شناسی، ترکیب شیمیایی و خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مورد توجه قرار گیرند. از دیدگاه کیفی، در اثر پیشرفت روزافزون تکنولوژی و متعاقب آن نیاز به محصولات با کیفیت سازمان های استاندارد در سراسر دنیا به وجود آمدند و سازمان بین المللی استاندارد (International Standard Organization) یا ISO به عنوان متولی اصلی جهانی در این زمینه پا به عرصه وجود نهاد و سازمان های استاندارد هر کشور با تبعیت از الزامات عمومی در سازمان جهانی مشمول تدوین استاندارد برای محصولات تولیدی و خدمات گشتند. بدون هیچ تردیدی وضع استاندارد و رویه های آزمون برای محصولات سنگی و صنایع سنگ یک الزام به شمار می رود زیرا موجب توسعه شده و وسیله ای برای حفظ حقوق مصرف کننده، شرکت های تولیدی و صنایع از اثرات منفی در ارتباط با ضایعات محصول می باشد.برای نمونه، بدون رعایت استاندارد برای مقاومت در برابر سایش سنگ جهت استفاده در پیاده راه (ASTM C241)، اگر سنگی بسیار نرم مورد در محل های تجاری استفاده قرار گیرد به راحتی آسیب می بیند و باعث افزایش هزینه تعمیر و نگهداری می گردد که اثر منفی بر شهرت صنایع سنگ بطور کلی خواهد داشت. همچنین استانداردها اثر مرزی بر حدود کیفی محصولات خواهند داشت. اگر سنگی با مقاومت خمشی زیر حد استاندارد بعنوان سردر استفاده شود ممکن است با سقوط موجبات آسیب و صدمه گردد. کف سازی داخلی وخارجی نیاز به پارامتر استاندارد مقاومت در برابر لغزش دارد و در صورت عدم رعایت استاندارد موجب حوادث لغزندگی در پروژه های خصوصی و عمومی می گردد.

آزمون های مورد نیاز اغلب قبل از مصرف بایستی انجام گیرند . برخی از آزمون ها نیز نیاز به استفاده در محل پروژه خاص می باشند. همچنین آزمون ها اغلب توسط تولید کنندگان یا نمایندگان آنها انجام میگیرد تا به عنوان نماد کیفیت به مشتریان معرفی گردد.

انجام آزمون به هر صورت نبایستی به صورت افراط صورت گیرد زیر برخی مشخصات بایستی براساس کارکرد محصول انجام گردد. بعنوان نمونه، آزمون مقاومت در برابر لغزندگی برای سنگ هایی که درسطوح عمودی کارگذاشته میشوند نبایستی صورت گیرد.

2–سازمان های استاندارد

1-2-انجمن مواد و ازمون آمریکا

این سازمان در سال 1898 تاسیس شده و سازمانی غیر انتفاعی می باشد که دارای بیش از سی هزار نفر عضو از 100 کشور جهان عضو آن هستندکه شامل تولیدکنندگان، مصرف کنندگان و سرمایه گذاران و نمایندگان حکومتی و دانشگاهی می باشد. کمیته های مختلفی در زمینه استقرار و تدوین استانداردها فعالیت می کنند که کمیته های سنگ ساختمانی (کمیته C18) و کمیته سیمان (کمیته C01) از جمله آن هستند. این کمیته ها از تعدادی زیر کمیته تشکیل شده اند که در آن ها تصمیم گیری و در خصوص تدوین و تغییر بحث و تبادل نظر انجام میگیرد.

2-2–انستیتوی استانداردهای ملی آمریکا (ANSI)

این سازمان در سال 1918 توسط 5 جامعه مهندسی و 3 آژانس دولتی تاسیس شده است که یک بنیاد خصوصی و غیر انتفاعی می باشد و فعالیت های تدوین استاندارد انجام می دهد و مقر آن در نیویورک و واشنگتن دی سی قرار دارد. در حال حاضر بیش از 270 توسعه دهنده بیش از 200 سازمان خصوصی و دولتی را در تدوین استاندارد ها نمایندگی می نمایند که این سازمان به عنوان نماینده رسمی آمریکا در سازمان بین المللی استاندارد حضور یافته و متون تدوینی را تبدیل به استانداردهای بین المللی می نماید.

3-2–بنیاد بهداشت ملی جهانی (NSFINTERNATIONAL)

این سازمان با نام سابق بنیاد بهداشت ملی یک سازمان غیر انتفاعی و غیر دولتی می باشد که استانداردها، گواهی نامه، آموزش و خدمات مدیریت ریسک را در حوزه های بهداشت عمویم و محیط زیست ارائه می نماید. این بنیاد در سال 1944 درپاسخ به نیاز استانداردهای بهداشت غذایی تاسیس گردید که تولید کنندگان و پیمانکاران را در حیطه قانونی خود قرار می داد. این سازمان 21 استاندارد برای کلیه محصولات و مواد مصرفی در خدمات غذایی دارد. استاندارد شماره 51 این سازمان در خصوص مواد تجهیزات می باشد که تولید کنندگان را ملزم به رعایت غیر سمی و تمیز بودن مصالح نماید. ارتباط این استاندارد با سنگ های ساختمانی بدین صورت است که با بازبینی گزانیت، مرمر و دیگر سنگ های طبیعی دو ملاحظه بایستی در نظر گرفته شود: همواری و سمی نبودن

در خصوص همواری این استاندارد بیان می دارد که سطح موادی بایستی صاف و هموار و عاری از ترک و شفاف باشد در خصوص سمی نبودن نیز در التزام با بند 21 مقررات فدرال سازمان غذا و داروی آمریکا  (FDA) تعیین این موضوع در انجام آزمون در حین استخراج سنگ جهت عاری بودن از فلزات سنگین میباشد.

4-2 -موسسه استاندارد آلمان

به آلمانی  (Deutsches Institut für Normung) به اختصار DINنام یک سازمان ملی آلمانی است که در راستای استانداردسازی فعالیت دارد و عضو سازمان بین‌المللی استانداردسازی از طرف آن کشور است. این موسسه استاندارد قدیمی از سال ۱۹۱۷ آغاز به کار کرده‌است و استانداردهای آن امروزه در سراسر دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرد و با بیش از ۳۰۰۰۰ عنوان استاندارد تقریباً تمامی جوانب تکنولوژی را در بر می‌گیرد.

5-2-سایر سازمان های استاندارد

سازمان استاندارد ملی روسیه (GOST) ، ژاپن (JIS)، اتحادیه اروپا (EN)، بریتانیا (BS) و سایر سازمان ها نیز استانداردهای ملی و بین المللی دارند که در بسیاری از الزامات مشترک می باشند.

6-2-ازمان ملی استاندارد ایران (ISIRI)

در سال ۱۳۰۴ شمسی اولین حرکت مدون در ارتباط با استاندارد و استاندارد نویسی در ایران با تصویب قانون اوزان و مقیاسها آغاز گردید. در سال ۱۳۳۲ به صورت یک اداره آزمایشگاهی زیر نظر اداره بازرگانی تأسیس گردید که در زمینه کنترل کالاهای وارداتی، صادراتی و تولیدات داخل کشور فعالیت نماید. در سال ۱۳۳۹ قانون ” اجازه تاُسیس موسسه‌استاندارد ایران ” در شش ماده به تصویب مجلس وقت رسید. در این سال ایران رسماً به عضویت سازمان بین‌المللی استاندارد پذیرفته شد.

در سال ۱۳۴۹ قانون مواد الحاقی به قانون موسسه‌استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران شامل هفده ماده و دو تبصره به تصویب مجلسین وقت رسید. در سالهای ۱۳۵۳تا ۱۳۷۱تنها مورد بااهمیت انتقال موسسه‌استاندارد از وزارت اقتصاد و دارایی به وزارت صنایع و معادن می‌باشد.الحاق ایران به کنوانسیون متر از اقدامات اساسی برای هماهنگ کردن سیستم متریک در کشور بود.کنوانسیون متر در سال ۱۳۷۱ قانون اصلاح قوانین و مقررات موسسه‌استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران شامل ۳۰ ماده و ۲۲ تبصره ازتصویب مجلس شورای اسلامی‌گذشت که جایگزین کلیه قوانین و مقررات قبلی مؤسسه شد و در حال حاضر نیز قانون اصلی این سازمان می‌باشد. در سال 1396 طرح ارتقای سازمان ملی استاندارد پس از شش سال بحث و بررسی در مجلس شورای اسلامی و تصویب آن توسط رئیس جمهور ابلاغ گردید. مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران تنها سازمانی در ایران است که بر طبق قانون می‌تواند استاندارد رسمی فراورده‌ها را تعیین و تدوین و اجرای آن‌ها را با کسب موافقت شورای عالی استاندارد اجباری اعلام نماید.

3- رده بندی سنگ ها از لحاظ جنس

براساس پیشنهاد انستیتوی سنگ های ساختمانی (BSI) سنگ های ساختمانی به سه رده به شرح زیر تقسیم می گردند:

1-3–سنگ های رسوبی (ماسه سنگ، سنگ های آهکی و دولومیت) که اصالتاً در دریا، دریاچه ها و از بقایای جانوران و گیاهان همینطور انتقال و رسوبگذاری محصولات سنگی تشکیل شده اند.

2-3-سنگ های دگرگونی (مرمر، سرپانتین، اونیکس، اسلیت، کوارتزیت و گنایس) که محصول سنگ های رسوبی و آذرین ناشی از حرارت و فشار می باشند.

3-3-سنگ های آذرین (گرانیت، سیانیت، دیوریت، گابرو، اندزیت و بازالت) که ناشی از سرد شدن ماگما (سنگ مذاب درون زمین) می باشد.

4-طبقه بندی سنتی انواع سنگ ها

انجمن مواد و آزمون آمریکا استانداردهایی در خصوص الزامات فیزیکی سنگ های ساختمانی صادر نموده که بیشترین کاربرد را در این صنعت دارا می باشند. این استانداردها هر 5 سال توسط کمیته شماره C-18 بازبینی شده و می توانند در صورت نیاز نیز تغییر نمایند.

1-4-گرانیت

سنگ آذرین درشت، متوسط و ریز دانه ای که از کوارتز، فلدسپار و میکا با کانی های جانبی تشکیل شده است. دامنه رنگ های آن صورتی، قرمز، آبی، سبز، برنزی، قهوه ای، سیاه و هر رنگ و سایه می باشد.گرانیت تحت استاندارد ASTM C615 یا 5694 ملی ایران الزامات فیزیکی را بایستی رعایت نماید.

پارامترهای تاثیر گذار برای این استاندارد درصد جذب آب، چگالی، مقاومت فشاری، مدول گسیختگی، مقاومت در برابر سایش و مقاومت خمشی می باشد که بایستی رعایت گردد و مطابق جدول زیر می باشد:

2-4-مرمر (Marble)

سنگی با تبلور مجدد دگرگون که از کانی های کربناته (کلسیت یا دولومیت) یا سرپانتین تشکیل شده است که قابلیت پولیش شدن را دارا بوده و  گستره وسیعی از رنگ و بافت را شامل می شود. برای پارامتر دوام مرمر ها به 4 دسته تقسیم می گردند:

گروه A: مرمر با دوام با کیفیت کاری مطلوب و یکنواخت بدون هیچ عارضه زمین شناسی و خلل و فرج

گروه B: سنگ مرمر شبیه به گروه قبلی با کیفیت کاری کمتر می تواند دارای گسل های طبیعی باشد و نیاز به مقداری واکس زنی، چسب زنی و منفذ گیری داشته باشند.

گروه C: سنگ مرمر دارای تنوع در  کیفیت کاری، دارای نقایص زمین شناسی، خلل و فرج، رگه ها و خطوط جداکننده می باشند. در عمل بایستی این سنگ با استفاده از رزین پلی استر یا پوشش اپوکسی و دیگر اشکال تقویتی در صورت لزوم ترمیم گردند.

گروه D: این گروه مرمر ها مشابه گروه قبلی می باشند ولی با نسبت بیشتری دارای گسل های طبیعی، حداکثر تغییرات در کیفیت کاری، و نیاز به پرداخت بیشتر با روش های مشابه در گروه قبلی می باشد. این گروه شامل بسیاری از مرمر های رنگی می باشد که ارزش تزیینی بالایی دارند. سنگ مرمر هنگامی که به درستی انتخاب، طراحی و نصب شود یک ماده مناسب و بادوام برای استفاده است. آزمون نهایی برهرسنگ مرمر خاص، سابقه عملکرد قبلی آن برروی سازه های موجود است. بعضی از سنگ های مرمر، به ویژه سنگ هایی که در گروه های B، C و D قرار میگیرند برای استفاده در نمای بیرونی مناسب نیستند.

مرمر دولومیت شامل بیش از 40 درصد کربنات منیزیم است.

مرمر دولومیت نبایستی کمتر از 5 درصد وبیشتر از 40 درصد کربنات منیزیم باشد.

مرمر تراورتنی –  یک لایه سلولی یا متخلخل با قسمتی از کلسیت های متبلور با منشا شیمیایی

مرمر سرپانتینی (عموما به نام Verde Antique نامیده می شود) سنگی عمدتا یا تماما متشکل از سرپانتین (سیلیکات منیزیم هیدراته) می باشد

که با رنگی سبز تا سبز تیره می باشد که معمولا همراه با کلسیت و دولومیت یا منیزیت یا هر دو می باشد.

سنگ مرمر اونیکس – کلسیت نهان بلور لایه بندی با رنگ های در سایه علی الخصوص زرد، قهوه ای و سبز

مرمر تحت استاندارد ASTM C503 و استاندارد ملی 5696 ایران قرار دارد که بایستی الزامات فیزیکی را رعایت نماید. این پارامترها عبارتند از درصد جذب آب، چگالی، مقاومت فشاری، مدول گسیختگی، مقاومت در برابر سایش و مقاومت خمشی و بایستی توجه شود که در این استاندارد هر دو نوع کلسیتی و دولومیتی مورد ملاحظه قرار می گیرد. این الزامات مطابق جدول زیر است:

3-4-سنگ های برپایه کوارتز (Sandstone)

سنگ رسوبی با دانه های متوسط تا ریز که دارای حداقل 60 درصد سیلیس باشد. گستره رنگ های از خاکستری روشن تا زرد و قهوه ای می باشد. انواع تجاری مرسوم عبارتند از:

کات کبود (Bluestone) ماسه سنگی فلدسپاتیک متراکم ، سخت و معمولا ریز دانه می باشد که به رنگ خاکستری متمایل به سبز متوسط تا تیره یا خاکستری متمایل به آبی می باشد که به راحتی در امتداد لایه بندی به صفحات کوچکتر برای تشکیل اسلب های باریک تقسیم می شود.

سنگ قهوه ای (Brownstone) سنگی رسوبی متراکم و با دانه بندی متوسط با رنگ قهوه ای تیره تا قرمز قهوه ای.

ماسه سنگ کوارتزیتی که حاوی حداقل 90 درصد سیلیس آزاد می باشد.

کوارتزیت – ماسه سنگ دگرگون شده سخت شده که حاوی حداقل 98 درصد سیلیس ازاد است.

ماسه سنگ براساس استاندارد ASTM C616 یا 14213 ملی ایران الزامات فیزیکی را رعایت می نماید که شامل درصد جذب آب، چگالی، مقاومت فشاری، مدول گسیختگی، مقاومت در برابر سایش و مقاومت خمشی می باشد. در این استاندارد بایستی نوع ماسه سنگ مشخص شود که در دو دسته کوارتزیت یا ماسه سنگ کوارتزیتی می باشد. الزامات فیزیکی بشرح جدول زیر می باشد:

4-4-سنگ آهک (Limestone)

سنگ رسوبی که عمدتا از دانه های اندازه شن از جنس کلسیت، فسیل ها یا قطعات پوسته تشکیل شده است.

سنگ اهک االیتی: به طور عمده از ذرات کروی بنام االیت تشکیل شده است.

سنگ آهک دولومیتی: سنگ کربنات رسوبی که عمدتا از کانی دولومیت تشکیل شده است.

گستره رنگ ها از خاکستری روشن ، برنزی تا قهوه ای روشن می باشد.

سنگ آهک تحت استاندارد ASTM C568 یا 5695 ملی ایران الزامات فیزیکی را شامل درصد جذب آب، چگالی، مقاومت فشاری، مدول گسیختگی، مقاومت در برابر سایش و مقاومت خمشی بیان می دارد.جدول زیر این الزامات را بیان می دارد:

کات کبود (Bluestone): ماسه سنگ دگرگون ریزدانه با گستره رنگ هایی از سایه هایی از آبی، خاکستری، سبز و قرمز با رنگ های سطحی تصادفی از طلایی و قهوه ای می باشد.

اسلیت (Slate): سنگ ریزدانه ای که به راحتی در امتداد کلیواژ جدا می شود. رنگ های آن خاکستری، سیاه، بنفش، سبز، قرمز و قهوه ای می باشد.

شیست (Schist): سک سنگ حاوی فلدسپار کوارتز دگرگون ورقه ای شامل میکا یا کلریت می باشد. شیست به راحتی در امتداد صفحات فولیاسیون جدا می شوند.

5-4-سنگ لوح (Slate)

یک سنگ ریز بلورین دگرگونی است که به طور معمول از شیل مشتق می شود . شیل ها که سرچشمه سنگ لوح ها هستند، قبلا به صورت لایه رسی رسوب کرده اند. سنگ لوح ها به طور عمده از میکاها، کلریت و کوارتز تشکیب می شوند. گستره رنگی آن ها متنوع بوده و از تک رنگ های سیاه و خاکستری تا سبز، قرمز، آبی، بنفش، زرد، قهوه ای، زر تیره و لکه لکه تغییر می یابند. سنگ لوح های خاکستری و آبی به دلیل وجود کربن به این رنگ در آمده اند در حالی که اکثر رنگ های دیگر به دلیل وجود آهن است. مهمترین ویژگی این مصالح دوام رنگ آن است. رنگ اصلی برخی اسلیت ها، برای سال ها حفظ می شود. در حالی که رنگ سایر سنگ ها با گذشت زمان نسبتاً کوتاهی در معرض شرایط آب و هوایی، تغییر می کند. چنین تغییراتی اغلب به دلیل وجود مقدار کمی کربنات منیزیم آهن است که به سرعت تجزیه می شود و یک اکسید آهن آب دار زرد رنگ به نام لیمونیت تشکیل می شود. بنابراین سنگ لوح ها دو نوع هستند: رنگ رفته و دارای رنگ ثابت. در حال حاضر روش آزمون قابل اعتمادی برای پیش بینی تعیین حساسیت سنگ لوح در برابر رنگ رفتگی وجود ندارد. در این حالت از ارزیابی سابقه عملکردی مصالح در کاربردهای بیرونی موجود، برای پیش بینی دوام رنگ سنگ لوح استفاده می شود. سنگ لوح تحت استاندارد ASTM C629 الزامات فیزیکی را شامل درصد جذب آب، چگالی، مقاومت فشاری، مدول گسیختگی، مقاومت در برابر سایش و مقاومت خمشی بیان می دارد:

6-4-سرپانتین (Serpentine)

بطور عمده سنگ های سرپانتین از سرپانتین معدنی یا به طور کامل سیلیکات منیزیم هیدراته شده تشکیل می شوند. به طور کلی سنگ های این طبقه بندی سبز یا خاکستری رنگ هستند و ممکن است دارای یک لمس صابونی یا چربی بر روی سطح شان باشند. این مصالح اغلب به عنوان مرمرهای سرپانتینی شناخته می شوند. اما این اصطلاح صحیح نیست زیرا سرپانتین ها، مرمر نیستند. اکثر سنگ های این گروه برای کاربر نمای بیرونی مناسب هستند  هنگام قرار گرفتن در معرض شرایط آب و هوایی طبیعی کیفیت پرداخت خود را حفظ خواهند کرد. بعضی سرپانتین ها هنگام به کار گیری در کاربردهای بیرونی به صورت رنگ رفته شناخته می شوند. ویژگی های فیزیکی سرپانتین براساس انواع روش های آزمون تعیین می شوند که مقادیر حداکثر و حداقل الزامات فیزیکی مصالح سرپانتینی در استاندارد C1526 ASTM موجود می باشد.

بعضی از سرپانتین ها هنگامی که در معرض مصالح بستر برپایه آب قرار میگیرند در برابر پیچش آسیب پذیر هستند. باید تحقیقاتی برای تعیین فرآیندهای ویژه به منظور نصب سرپانتین ها انجام شود یا ترکیبات برپایه پلیمر برای نصب آن ها مورد نیاز خواهد بود.

7-4 -تراورتن (Travertine)

تراورتن یک سنگ متخلخل، دارای سلول لایه ای و تا حدودی کلسیت بلورین است که بطور عمده از چشمه های غنی مواد معدنی گرم یا سرد در محیط زمین شکل می گیرد. این تاریخچه تشکیل نفاومت واضحی با اکثر سنگ های آهک دارد که از انباشتگی واریزه های آلی کلسیم دارد رسوب شده در کف دریا تشکیل می شوند. تراورتن به خاطر نرمی، تنوع رنگ خاک و الگوهای متمایز رگه داری، در میان طراحان رایج است. منشا رسوبی تراورتن، یک مصالح به شدت ناهمسانگرد ایجاد میکند و ممکن است به عنوان سنگ تراورتن موجدار (سنگ به گونه ای برش داده می شود که رگه های رنگی هوازدگی در نمای پرداخت شده نهایی سنگ قابل رویت است) یا سنگ تراورتن بی موج (در راستای موازی با رگه های صفحه ای برش داده می شود و هنگامی برش که به طور تصادفی انجام شود اثر گل دارد در نمای پرداخت شده نهایی سنگ دیده می شود) به بازار عرضه شود. اکثر ویژگی مورد توجه تراورتن بی تردید وجود منافذ و حفرات درون سنگ است. به طور معمول این حفره ها یا یک پرکننده سیمانی یا صمغی (رزینی) برای افزایش دوام و تسهیل نگهداری مصالح، پر می شوند. هیچ استاندارد محدود کننده ای در مورد اندازه یا تناوب این حفره ها وجود ندارد و جود این حفره ها به عنوان نقص مصالح نیست بلکه صفت طبیعی این گروه سنگی خاص است. مصالح تراورتن از نرم ترین انواع سنگ ساختمانی هستند و به همین دلیل به اسانی در مجموعه کارخانه و مجموعه های میدانی به کار گرفته می شوند. اکثر سنگ های این گروه مقاومت سایشی نسبتاً پایینی دارند. بهتر است قبل از انتخاب این مصالح برای کاربردهای در معرض سایش بالا مانند کف سازی در مناطق دارای ترافیک بالا یا پله های سنگی، مقاومت سایشی این مصالح تایید شود. تعداد محدودی از مصالح تراورتن برای کاربرد بیرونی بخصوص در کاربردهای افقی در معرض چرخه های یخ زدگی/ یخ گشایی که تخلخل بالای سنگ در شرایط اشباع مشکل ساز می شود مناسب هستند. ویژگی های فیزیکی تراورتن براساس انواع روش های آزمون تعیین می شوند که مقادیر حداکثر و حداقل الزامات فیزیکی مصالح تراورتن در استاندارد C1527 ASTM  یا13247 ملی ایران موجود می باشد.

5-پرداخت کاری(Finishing)

1-5-سنگ های رسوبی

هموار (پرداخت ماشینی توسط اره، خرد کن یا رنده) – دستگاه برش (شیارهای یکنواخت) – پرداخت چیله بر (غیر یکنواخت، علائم برش عمیق) – پرداخت اره ساچمه ای (علائم نامنظم و ناهموار) – پرداخت شکافته (محدب و مقعر) – تیشه ای (مقعر) – ورقه ای

2-5-سنگ های دگرگونی

ماسه پاشی – ساب خورده (ساب متوسط تا زیاد) – پولیش شده – سنگ سابی – چکشی – شکافته – تیشه ای – ورقه ای

بایستی توجه شود که اسلیت و کوارتزیت نمی تواند پولیش زده شوند و می توانند ماسه پاشی، ساب خورده یا ورقه ای گردند. گنایس تمامی پرداخت زنی های مرمر و حتی شعله ای را قبول نماید.

3-5-سنگ آذرین

اره ای – ساب خورده – صیقلی – برش خورده (4 برش، 6 برش، اسکنه ای، تیشه ای، قلم خورده) – شعله ای  – سند بلاست – شکافته – تیشه ای

قابل توجه است که سنگ دیوریت پرداخت شعله ای یکنواختی ایجاد نمی نماید.

 در جدول زیر انواع پرداخت ها را برای سنگ های ساختمانی مشاهده میکنید:

براساس جدول زیر (عطایی 1387) مشخصات فنی سنگ های ساختمانی که برحسب نوع کاربرد باید اندازه گیری و با الزامات فنی طرح مطابقت داده شوند بدین شرح است:

در ایران نشریه شماره 378 سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور با نام راهنمای اکتشاف، استخراج و فرآوری سنگ های تزئینی و نما برحسب خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی پارامترهای مهمی را رده بنده کرده است:

1. جرم مخصوص: براین اساس سنگ ها را به دو گروه با جرم مخصوص بیش از 1800 کیلوگرم بر متر مکعب و کمتر از آن تقسیم میکنند
2. مقاومت فشاری تک محوری: براین اساسسنگ ها را به دو گروه با مقاومت فشاری تک محوری بیش از 100 مگاپاسکال و کمتر از آن تقسیم میکنند.
3. سختی: براساس رفتار سنگ ها در مراحل برش، ساب و صیقل به دو گروه سخت و نرم تقسیم بندی می کنند.
4. مقاومت در برابر یخ زدگی: براین اساس سنگ ها به 10 درجه تقسیم بندی می شوند. درجه های 10 تا 500 مگاپاسکال که رعایت این درجه بندی با توجه به شرایط آب و هوایی مناطق مختلف امری مهم و ضروری است.
5. مقاومت در مقابل اسیدها: به دو نوع مقاوم و غیر مقاوم در برابر اسیدها تقسیم می شوند. گرانیت، دیوریت، ماسه سنگ های سیلیسی و نظایر آن ها در گروه سنگ های مقاوم قرار میگیرند.
6. مقاومت در برابر بازها (قلیایی ها): به دو نوع مقاوم و غیر مقاوم در برابر قلیایی ها تقسیم می شوند. سنگ های کربناتی در گروه سنگ های مقاوم قرار میگیرند.

در نشریه شماره 90 بنام دیوارهای سنگی نیز اصول انتخاب سنگ های طبیعی سالم برای بنایی سنگی براساس معیارهای زیر می باشد:

الف) بافت سنگ: بافت طبیعی سنگ ساختمانی باید سالم باشد یعنی:

– بدون شیار، ترک و رگه های سست باشد (کرمو نباشد)

– بدون هرگونه خلل و فرج باشد.

-پوسیدگی نداشته باشد

-یکدست (یکنواخت و همگن) باشد.

ب)جذب آب: سنگ طبیعی ساختمانی نباید آب زیاد جذب کند یعنی:

-نباید در آب رو و یا حل شود.

-تمام یا یک قسمت از آن نباید بیش از 8 درصد وزن خود آب بمکد.

ج) پاکیزگی: سنگ طبیعی ساختمانی نباید آلودگی داشته باشد.

د)پایداری در برابر عوامل جوی: سنگ طبیعی ساختمانی باید در برابر عوامل جوی مقاومت کند یعنی:

-دربرابر یخ زدگی پایدار باشد (پوسته پوسته نشده و یا نترکد)

-در برابر فرسایش بسته به مورد مقاوم و پایدار باشد.

ه) مقاومت و دوام: سنگ طبیعی ساختمانی باید دارای مقاومت فشاری و دوام کافی متناسب با مورد مصرف خود باشد.

ه) مقاومت و دوام: سنگ طبیعی ساختمانی باید دارای مقاومت فشاری و دوام کافی متناسب با مورد مصرف خود باشد.

در نشریه 55 بنام مشخصات فنی عمومی کارهای ساختمانی در قسمت سنگ های ساختمانی ، سنگهای مصرفی باید از نظر بافت و ظاهر، یکنواخت و بدون ترک بوده و عاری از رگه های خاکی،
مارنی، میکایی، الیوین، پیریت، ترکیبات سولفاتی و سولفیدی (حداکثر SO₃ به %1وزنی محدود
میگردد) و سایر موادی باشد که در اثر عوامل جوی و هوازدگی خراب میشوند و به استحکام سنگها
لطمه میزنند.

تاب فشاری سنگها برای کارهای بنایی باربر نباید کمتر از اندازه مشخص شده در نقشهها و
مشخصات بوده و در هر حال نباید کمتر از 15 مگاپاسکال (هر Mpa حدود 10 کیلوگرم بر سانتیمتر
مربع) باشد. سنگهای مصرفی در اقلیمهای سرد باید در برابر یخبندان پایدار بوده و ضوابط مندرج در
مشخصات و استانداردهای مربوطه را پاسخگو باشند.

جذب آب، میزان حل شدن در آب، تخلخل، پایداری در برابر هوازدگی (اثر گازهایCO ،CO₂ ، O₂،SO₂ ، SO₃ بخار آب، وزش باد، پرتوهای خورشیدی و مانند اینها)، اسیدها و قلیاها در مواردی که
سنگها در معرض عوامل گوناگون قرار میگیرند، باید با استانداردهای مربوطه تطابق نماید. سختی، مدول
الاستیسیته، نرم شدن سنگها در آب و کاهش تاب آنها پس از آزمایش یخ زدگی نیز در محاسبات استاتیک باید مد نظر قرار گیرد. در کفهای پر آمد و شد و پله ها پایداری سنگ در برابر سایش و ضربه باید با مورد مصرف آن متناسب باشد.

در مورد سنگهای نما ضریب انبساط حرارتی کانیهای مختلف سنگ و همچنین ملات پشت آن باید
در یک حدود باشد تا از خرد شدن سنگ و جدا شدن آن از ملات جلوگیری به عمل آید. میزان رنگ پریدگی سنگهای تزئینی نمای خارجی ساختمان در اثر آفتاب و هوازدگی نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است که باید مورد توجه قرار گیرد.

جذب آب سنگهای رگی حداکثر  (%5)و ضریب نرم شدن سنگ در آب (ضریب نرم شدن سنگ در آب عبارتست از نسبت تاب فشاری نمونه خیس شده در آب به مدت حداقل 24 ساعت به تاب فشاری همان سنگ در حالت خشک ) ، در مورد سنگهای باربر و نما دست کم  (%70)است. جذب آب مجاز در استاندارد ایرانی برای سنگهای آهکی متراکم (%15)سنگهای آهکی متخلخل  (%25)و در مورد توفها  (%30)ذکر شده است.

سطوح نمای سنگ باید یکنواخت و به بهترین وجه کلنگی، تیشهای، چکشی یا صیقلی شود به نحوی که رگه ها و نقش طبیعی آن به خوبی مشخص باشد.

حداقل ریشه در سنگ های لاشه سرتاسری (یا عمقی) در صورتی که ضخامت دیوار اجازه دهد  500
میلیمتر، در سنگهای کله 400 میلیمتر و در سنگهای راسته به اندازه ارتفاع سنگ خواهد بود. ارتفاع سنگ
ریشه دار در نما نباید از عرض و ریشه آن بیشتر باشد. حداقل عرض و ارتفاع سنگ بادبر در نما به ترتیب
باید 200 و 150 میلیمتر و حداکثر بار سنگ 40 میلیمتر باشد. در مورد سنگ بادبر سرتراش و بادکوبه ای
باید حداقل ارتفاع هر سنگ 180 میلیمتر، حداقل تراش سطوح زیری و بالایی سنگ 150 میلیمتر و
سطوح جانبی آن 80 میلیمتر و حداکثر بار آن 15 میلیمتر باشد. در مورد سنگهای تمام تراش باید کلیه
سطوح سنگ با قلم تراشیده و تیشه داری شود به نحوی که مسطح و بدون اعوجاج و حداکثر بار آن 2
میلیمتر باشد.

سطوح و خطوط مرئی سنگ نباید لب پریدگی داشته باشد و شکل سنگها باید طوری باشد که از
شکل دیوار تبعیت کند. حداقل ضخامت سنگهای نمای ریشه دار، پله، جدول و مانند اینها 150 میلیمتر
است. حداقل ضخامت سنگ های پلاک مصرفی در کف پله و درپوش 40 میلیمتر، پلاک کفپوش 30
میلیمتر، پلاک نما 20 میلیمتر و برای سنگهای قرنیز دور اطاق ها 10 میلیمتر میباشد.

سنگ باید متراکم و دارای ساخت و بافت یکنواخت بوده و از بلورهای ریز تشکیل شده باشد و درجه
خلوص آن حتی المقدور زیاد باشد. حداقل تاب فشاری گرانیتها 1000، مرمرهای سفید و خاکستری 800،
مرمرهای رنگین 600 ، سنگهای آهکی متراکم 200 ،سنگهای آهکی متخلخل و توفها 50 کیلوگرم بر
سانتیمتر مربع استاندارد شده است.

مصرف سنگهای غیر استاندارد در صورتی مجاز است که در مشخصات و نقشه ها ذکر شده و نمونه آنها قبلاً به تصویب دستگاه نظارت برسد. مصرف مصالح سنگی کهنه در صورتی که مطابق مشخصات بوده و کاملاً تمیز شده باشد بدون اشکال است، ولی بهتر است در پشت کار و به همراه مصالح تمیز به کار گرفته شود.

6-آزمون سنگ های ساختمانی

روش های آزمونی زیادی برای سنگ های ساختمانی وجود دارد که برخی از مهمترین آنها در زیر اشاره می شود:

1-6- روش آزمون استاندارد ASTM C97 یا 5699 ملی: این روش آزمون روش جذب آب و چگالی حجمی تمام انواع سنگ های ساختمانی، به جز سنگ لوح را تعیین می کند. آزمونه ها ممکن است به شکل مکعب، منشور مستطیل، استوانه ای و یا هر شکل منظم دارای کوچکترین بعد حداقل 51 میلی متر و بزرگترین بعد حداکثر 76 میلی متر و نسبت مساحت سطح منطقه به حجم حداقل 3/0 و حداکثر 5/0 هستند. برای کلیه سطو ح یک پرداخت اره بر ایجاد می شوند.

2-6- روش آزمون استاندارد ASTM C99 یا 5697 ملی: این روش آزمون، روش تعیین مدول گسیختگی تمام انواع سنگ ساختمانی به جز سنگ لوح را تعیین می کند. مدول گسیختگی به صورت تنش شکست خمشی سنگ با ضخامت 75 میلی متر و عرض 102 میلی متر و طول تیر 203 میلی متر با تکیه گاه های ساده با فاصله داری 178 میلی متر و بارگذاری شده در مرکز تعیین می شود. یک پرداخت سطح صاف برای تمام سطوح ایجاد می شود. به طور معمول روش های آزمون بر روی نمونه های خشک و مرطوب با تکیه گاه موازی و عمود بر ریفت سنگ یا سطوح لایه بندی انجام می شوند.
3-6- روش آزمون استاندارد ASTM C120 یا 14217 ملی: این روش آزمون بار شکست، مدول گسیختگی، مدول الاستیسیته خمشی سازه ای و سنگ لوح سقف سازی را تعیین میکند آزمون های سنگ لوح سازه ای، از آزمونه دارای ضخامت 25 میلی متر عرض 32 میلی متر و طول آزمونه 305 میلی متر قرار گرفته بر روی تکیه گاه های ساده با فاصله داری 254 میلی متر و بارگذاری شده در مرکز استفاده می کند. یک گرداخت سطح صاف برای تمام سطوح ایجاد می شود. به طور معمول روش های ازمون بر روی نمونه های خشک و مرطوب با تکیه گاه موازی و عمود بر سطوح لایه بندی انجام می شوند. در روش های آزمون سنگ لوح سقف سازی آزمونه های 100 در 125 میلی متر مستطیلی دارای نمای شکافته و ضخامت حداقل 5 میلی متر استفاده می شود. آزمونه ها برروی تکیه گاه های با فاصله دهانه 51 میلی متر قرار داده می شوند و بارگذاری در مرکز آنها انجام می شود. به طور معمول روش های آزمون برروی آزمونه های خشک با تکیه گاه های موازی و عمودی بر صفحات لایه بندی سنگ انجام می شوند.

4-6- روش آزمون استاندارد ASTM C121 یا 14212 ملی: این روش آزمون جذب آب سنگ لوح را تعیین می کند. آزمونه های مربع یا مستطیلی با ضخامت 5 تا 8 میلی متر با وجوه شکافته شده و اندازه حداقل 102 میلی متر از هر طرف مورد استفاده قرار می گیرند.
5-6- روش آزمون استاندارد ASTM C170 یا 5698 ملی: این روش آزمون تاب فشاری تمام سنگ های ساختمانی را تعیین می کند. تاب فشاری به صورت تنش شکست تحت فشار تک محوره گزارش می شود. آزمونه ها ممکن است مکعبی، منشور مستطیل، یا استوانه هایی با قطر یا بعد جانبی حداقل 51 میلی متر و نسبت ارتفاع به قطر یا ارتفاع به بعد جانبی حداقل 1:1 باشند. به طور معمول این روش برروی آزمونه های خشک و مرطوب با بار فشاری موازی و عمود اعمال شده بر ریفت سنگ یا صفحات لایه بندی سنگ انجام می شود.
6-6- روش آزمون استاندارد ASTM C217 یا 14215 ملی: دو روش آزمون برای تعیین استحکام در برابر هوازدگی سنگ لوح را ارائه می دهد. استحکام سنگ لوح در برابر هوازدگی براساس عمق نرم شدگی ناشی از غوطه ور کردن سنگ در محلول اسید سولفوریک %1 و اندازه گیری آن با استفاده از آزمون گر خراش انداز یا خراش اندازی دستی تعیین می شود. آزمونه های با ابعاد آزمونه های 51 در 102 میلی متر با وجوه شکافته شده مورد استفاده قرار می گیرد.
7-6- روش آزمون استاندارد ASTM C241 یا 5700 ملی: این روش آزمون مقاومت سایشی تمام انواع سنگ ساختمانی را تعیین می کند که در آن سایش در اثر تردد پا ایجاد می شود. در این روش از آزمونه های مربعی با ابعاد 25 در 51 میلی متر با وجوه اره بر استفاده می شود. مقاومت سایشی براساس یک نسبت بی بعد مربوط به افت وزن ایجاد شده در طی 225 دوره سنگ زنی در یک دستگاه ازمون اختصاصی ساخته شده با ماده ساینده از قبل تعیین شده گزارش می شود. هنگامی که ماده ساینده از قبل تعیین شده در دسترس نباشد و با یک ماده دیگر جایگزین شود، موجب ارائه مقادیر آزمون کمتر می شود. روش آزمون استاندارد ASTM C1353 یا 8230 ملی سنگ های ساختمانی یک روش جایگزین برای این روش است.

8-6- روش آزمون استاندارد ASTM C880 یا 8229 ملی: این روش آزمون استحکام خمشی تمام سنگ های ساختمانی به جز سنگ لوح را تعیین می کند. استحکام خمشی برای آزمون های استاندارد، مقاومت شکست خمشی آزمونه با ضخامت 32 میلی متر عرض 102 میلی متر و طول تیر 381 میلی متر با تکیه گاه دارای فاصله دهانه 320 میلی متر و بارگذاری چهار نقطه گزارش می شود. یک پرداخت سطح نرم از پیش تعیین شده برای تمام وجوه انجام می شود. ازمونه ای با ضخامت و پرداخت های سطح مشخص برای استفاده برروی پروژه ساختمانی ویژه می تواند نیز استفاده شود. به طور معمول روش های آزمون بروی آزمونه های خشک و مرطوب با تکیه گاه های موازی یا عمود بر ریفت سنگ یا صفحات لایه بندی سنگ انجام می شود.
9-6- روش آزمون استاندارد ASTM C1201 یا 17191 ملی: این روش آزمون عملکرد سازه ای سامانه های نمای سنگ ساختمانی را براساس اختلافات فشار هوای استاتیک مثبت و منفی یکنواخت تعیین می کند. عملکرد این سامانه با استفاده از یک محفظه ازمون برای نمایش تاثیر بارهای باد روی اجزا سطح بیرونی ساختمان انجام می شود. تمام قطعات آزمونه ها با اندازه هماهنگ با استفاده از مصالح، پرداخت های مصالح، جزئیات و روش های مهاربندی استفاده / برنامه ریزی شده یکسان برای یک پروژه ساختمانی ویژه تعیین می شود. به طور معمول روش های آزمون برروی آزمونه های سنگی خشک اعمال می شوند یا این حال ممکن است آزمون های مرطوب نیز انجام شود.
10-6- روش آزمون استاندارد ASTM C1352: این روش آزمون مدول الاستیسیته خمشی تمام سنگ های ساختمانی به جز سنگ لوح را تعیین می کند. مدول الاستیسیته خمشی برای آزمونه های استاندارد براساس شیب منحنی بار / انحنا برای آزمونه سنگ با ضخامت 32 میلی متر عرض 102 میلی متر و طول تیر 381 میلی متر با تکیه گاه با فاصله دهانه 320 میلی متر و بارگذاری چهار نقطه گزارش می شود. یک پرداخت سطح نرم برای تمام وجوه انجام می شود. آزمونه ها با ضخامت و پرداخت های سطح مشخص شده برای استفاده بر روی پروژه ساختمانی نیز می تواند استفاده شود. به طور معمول، روش های آزمون برروی آزمونه های خشک و مرطوب با تکیه گاه های موازی یا عمودی بر ریفت سنگ یا صفحات لایه بندی سنگ انجام می شود.

• روش آزمون استاندارد ASTM C1353 یا 8230 ملی: این روش آزمون مقاومت سایشی تمام انواع سنگ ساختمانی مورد استفاده برای کف ها، پله ها و کاربردهای مشابه را تعیین می کند. مقاومت سایشی براساس سایش ناشی از تردد پا تعیین می شود. مقاومت سایشی براساس یک نسبت بی بعد مربوط به افت وزن ایجاد شده در طی 1000 چرخه سنگ زنی در دستگاه مجهز به چرخ های ساینده گزارش می شود. آزمونه های استاندارد مربعی با ابعاد 102 میلی متر و ضخامت 10 میلی متر دارای وجوه نرم مورد استفاده قرار میگیرند. همچنین آزمونه های با پرداخت های سطح مشخص شده برای استفاده بر روی یک پروژه ساختمانی ویژه نیز ممکن است مورد استفاده قرار گیرد.
  • روش آزمون استاندارد ASTM C1354 یا 16994 ملی: این روش آزمون استحکام نهایی سنگ در نقاط مهاربندی را تعیین می کند. این روش آزمون برای نشان دادن اندرکنش مهاری با پانل سنگی در نظر گرفته شده است. با این حال به عنوان روشی برای تعیین استحکام مونتاژ کل مهار بندهای مکانیکی در نظر گرفته نمی شود. تاثیر ساختار تکیه گاهی، در تجهیزات آزمون گنجانده نمی شود. به طور معمول روش های آزمون برروی آزمونه های سنگی خشک انجام می شوند با این حال ممکن است آزمون های مرطوب نیز انجام شود.

شکل زیر نمودار قابلیت کاربرد روش های آزمون  را مشاهده می نمایید:

ردیف	استاندارد	ASTM	EN	ISIRI
1	اصطلاحات علمی	C119	12670	8228
2	مشخصات مرمر	C503		5696
3	مشخصات سنگ آهکی	C568		5695
4	مشخصات گرانیت	C615		5694
5	مشخصات سنگ کوارتزدار	C616		14213
6	مشخصات سنگ لوح	C629		14216
7	مشخصات سرپانتین	C1526		14214
8	مشخصات تراورتن	C1527		13247
9	ویژگی های هندسی		13373	14872
10	معیارهای ارزش سنگ		12440
11	اسلب برای سنگ فرش		1341	17014
12	مجموعه سنگ های طبیعی برای سنگ فرش		1342	17017
13	خصوصیات سنگ جدول		1343	17018
14	سنگ لوح و طبیعی برای سقف سازی منفصل و نما		12326-1	1-17092
15	سنگ لوح و طبیعی برای سقف سازی منفصل و نما-آزمون		12326-2	2-17092
16	الزامات بلوک های زبر		1467
17	الزامات اسلب برای نما		1469	17196
18	الزامات کاشی های مدولار (تایل)		12057	17192
19	الزامات اسلب برای طبقات و پلکان		12058	17011
20	جذب آب و وزن مخصوص	C97		5699
21	مدول گسیختگی	C99		5697
22	مقاومت خمشی سنگ لوح سازه ای	C120		14217
23	جذب آب سنگ لوح	C121		14212
24	مقاومت فشاری	C170	1926	5698
25	مقاومت در برابر هوازدگی سنگ لوح	C217		14215
26	مقاومت در برابر سایش ناشی از رفت و آمد	C241	14157	5700
27	مقاومت خمشی	C880		8229
28	عملکرد ساختار سامانه های سنگ نمای بیرونی ساختمان توسط اختلاف فشار هوای ثابت و یکنواخت	C1201		17191
29	مدول الاستیسیته خمشی	C1352	12372	17015
30	مقاومت سایش در اثر رفت و امد با استفاده از صفحه ساینده دوار	C1353		8230
31	استحکام مهاربندی های سنگ	C1354		16994
32	تعیین چگالی ظاهری و حقیقی تخلخل مجموع و باز		1936	17195
33	تعیین جذب آب در فشار اتمسفر		13755
34	جذب آب تحت اثر خاصیت مویینگی		1925	16936
35	ویژگی سنگ لوح برای سقف سازی	C406		14218
36	ضریب سرخوردگی با دستگاه آونگی		14231	14870
37	تعیین سرعت انتشار صدا در سنک		14579	16015
38	مقاومت خمشی تحت ممان ثابت		13161	17021
39	سنگ مورد استفاده برای سنگ جدول		771-6
40	سنگ مورد استفاده برای شرکت سنگبری		12059
41	تعیین سختی نوپ		14205	16938
42	مقاومت در طول زمان در حضور شوک حرارتی		14066	13229
43	انرژی گسیختگی		14158
44	مدول ارتجاعی استاتیکی		14580	16937
45	مدول ارتجاعی دینامیکی		14146
46	نمونه برداری و آماده سازی آزمونه	C1799		20617
47	ضریب اتساع حرارتی		14581
48	تعیین بار شکست در پین چال		13364	14861
49	الزامات اسلب های زبر سنگ طبیعی		1468	16934
50	واحدهای بنایی سنگ طبیعی		771-6
51	بازرسی و تعمیر سنگ ساختمان بیرونی دیواره های آجری و بناها	C1496		13235
52	مقاومت در برابر اسید و هوازدگی	C217	13919	14215
53	مقاومت در برابر انجماد- آب شدن		12371	14959
54	مقاومت مرمر در برابر چرخه های طبیعی و رطوبتی		16306	17016
55	مقاومت در برابر کریستالیزاسیون نمک		12370
56	مقاومت در طول زمان در حضور غبار نمک		14147
57	طراحی و نصب سامانه های سنگ نمای خارجی	MNL 21
58	انتخاب طراحی و نصب سیستم های مهاری و نصب مهارهای سنگ ساختمانی بیرونی	C1242
59	تمیزی سنگ های ساختمانی بیرونی دیواره های آجری و نماها	C1515
60	راهنمای انتخاب سنگ تزئینی برای استفاده بیرونی	C1528		22073
61	سنگ نگاری	C1721	12407	13234
62	ترمیم و بازسازی سنگ	C1722