پارامترهای موثر بر ارزیابی تولید سنگهای ساختمانی از استخراج تا استفاده
| هدایت محمدسلطانی |
| کارشناس ارشد متالورژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر |
مقدمه
بشر از دیرباز سنگ را برای مصارف ساختمانی بکار گرفتهاست. اهمیت سنگهای ساختمانی هر سال با توجه به اکتشافات جدید افزایش یافته است. برای برخی کشورها مانند برزیل، ایتالیا، اسپانیا، ترکیه و ایران، صنعت سنگ از جایگاه ویژهای برخودار است. در سال 2015، نزدیک به 78 میلیون تن سنگهای ساختمانی به ارزش 26 میلیارد یورو در بازارهای جهانی عرضه شدهاست . در این مقاله پارامترهای موثر بر گزینش یک سنگ بعنوان سنگ ساختمانی بیان خواهند شد.
- پارامترهای موثر بر گزینش سنگ بعنوان سنگ ساختمانی
تولید سنگهای ساختمانی تحت سه سیکل استخراج، فرآوری و بکارگیری در ساختمان تعریف میشوند. فاکتور زیبایی تعیینکننده انتخاب سنگ در میان انواع سنگهای ساختمانی در دسترس برای تولید است. با این وجود فاکتورهای دیگر مانند قیمت، دوام، قابلیت طراحی ابعادی، خواص فیزیکی و مکانیکی سنگ در سیکلهای تولید دارای اهمیت میباشند . در شکل 1 برخی فاکتورهای موثر در سیکلهای تولید سنگهای ساختمانی را نشان داده شدهاست.
در استخراج، سنگها برای فرآوری در اندازههای مناسب به شکل بلوک، برش خواهند خورد. اگر اندازه بلوکها بسیار بزرگ باشد، قابلیت تولید با توجه به محدودیت سیستمهای برش در کارخانه وجود نخواهد داشت. از طرفی این اندازهها بر طراحی ابعادی و الگوی ظاهری اتصالات محصول در ساختمان، اثرگذارند. از اینرو، انتخاب بهینهترین اندازه و جهت برش برای ایجاد بلوک سنگی، که در نهایت موجب هندسه و طرح ایدهآل در ساختمان خواهد شد، امری ضروری است . اتصالات خارج از الگوی سنگ، تغییرات متعدد ابعادی سنگ در یک الگو و عدم تراز سطوح سنگها از جمله خطاها در ارزیابی اتصالات سنگها میباشند .
سنگهای ساختمانی در شرایط مختلف محیطی بکار گرفته میشوند. از اینرو خواص فیزیکی و مکانیکی آنها باید مطابق با استانداردهای بین المللی در شرایط محیطی بکار گرفته شده، باشند . این استانداردها برحسب کاربرد سنگ، آب و هوا، شرایط آلایندگی و محیطی هر کشور متفاوت میباشند، اما ارزیابی خواص پایهای سنگها مانند چگالی، تخلخل و استحکام فشاری غیرمحوری یکسان است . برخی مشکلات ناشی از شرایط آب و هوایی مانند تغییرات رنگ، کاهش براقیت و ایجاد ناهمواری در سطوح کاری در انواعی از سنگها مانند گرانیتها ایجاد خواهند شد. بنابر این، چنین مشکلاتی هشدارهایی مهم هنگام بکارگیری سنگها میباشند .
دوام سنگ با تستهای طول عمر ارزیابی میشود. این تستها موجب شناخت سنگ تحت شرایط محیطی مختلف و حتی استفاده از یک راهکار محافظتی در برابر آن شرایط خواهد شد. علیرغم نظریه بیپایان بودن عمر سنگها، بکارگیری نادرست سنگ در شرایط محیطی خاص، طول عمر آنها را بشدت کاهش میدهد ]9[. ارزیابی سنگهای بناهای تاریخی بعد از گذشت قرنها، نشان از حملههای موثر محیطی بر آنها بودهاست . از اینرو اهمیت به دانش فیزیک سنگها و دانش مکانیک سنگها برای جلوگیری از تباهی آنها امری ضروری میباشد.
- جمع بندی
تحقیقات علمی نقش مهمی را در صنعت سنگهای ساختمانی بازی میکنند. در گذشته صرفا زیبایی و ابعاد سنگ تعیین کننده انتخاب سنگ برای کاربرد در ساختمان بود. اما امروزه فاکتورهای متعددی مانند علم فیزیک و مکانیک سنگها، ارزیابی شرایط محیطی، ایمنی، ماشینآلات، مهندسی و زمینشناسی بر انتخاب سنگ برای استخراج تا استفاده موثر میباشند و این حاکی از پیچیدهتر شدن و پیشرفت در صنعت سنگهای ساختمانی میباشد ]18-14[.
منابع
1. IMM. Stone Sector 2016. Annual Report and Prospects for the International Stone Trade. Internazionale Marmi e Macchine Carrara, 2016.
http://www.stat.immcarrara.com/uk/STAT/stone-sector/stone-sector-intro.asp
2. Sousa LMO, Oliveira AS, Alves IMC. Influence of fracture system on the exploitation of building stones: the case of the Mondim de Basto granite (north Portugal). Environmental Earth Sciences. 2016; 75:39. DOI 10.1007/s12665-015- 4824-6.
3. Sousa L. CURRENT APPROACHES IN THE RESEARCH OF DIMENSION STONES: FROM QUARRY TO HERITAGE. Adv Geo Sci. 2017.
4. Yarahmadi R, Bagherpour R, Sousa LMO, Taherian G. How to Determine the Appropriate Methods for Identifying the Geometry of In Situ Rock Blocks in Dimension Stones. Environmental Earth Sciences. 2015, 74(9):6779-6790.
DOI 10.1007/s12665-015-4672-4.
5. Sousa L, Barabasch J, Stein KJ, Siegesmund S. Characterization and quality assessment of granitic building stone deposits: a case study of two different Portuguese granites. Engineering Geology. 2017; in press.
6. Selonen O, Ehlers C, Luodes H, Harma P. Exploration methods for granitic natural stones – geological and topographical aspects from case studies in Finland. Bulletin of the Geological Society of Finland. 2014; 86:5–22.
7. Mustafa S, Khan MA, Khan MR, Sousa LMO, Hameed F, Mughal MS, Niaz A. Building stone evaluation—A case study of the sub-Himalayas, Muzaffarabad region, Azad Kashmir, Pakistan. Engineering Geology. 2016; 209:56–69.
Doi: 10.1016/j.enggeo.2016.05.007
8. Freire-Lista DM, Fort R,Varas-Muriel MJ. Freeze-thaw fracturing in building granites. Cold Regions Science and Technology. 2015; 113:40-51.
Doi: 101016/jcoldregions201501008
9. Steiger M, Charola E, Sterflinger K. Weathering and deterioration. In Siegesmund S, Snethlage R (eds), Stone in Architecture – Properties, Durability. 2011; 227- 316. Fourth Edition, Springer Verlag Berlin Heidelberg.
10. Panova EG, Vlasov DY, Luodes H. Evaluation of the durability of granite in architectural Monuments. Geological Survey of Finland. 2014; Report of Investigation 214.
11. Vázquez P, Acuña M, Benavente D, Gibeaux S, Navarro I, Gomez-Heras M. Evolution of surface properties of ornamental granitoids exposed to high temperatures. Construction and Building Materials. 2016; 104:263–275.
http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.12.051
12. López-Arce P, Fort R, Gómez-Heras M, Pérez-Monserrat E, Varas-Muriel MJ. Preservation strategies for avoidance of salt crystallisation in El Paular Monastery cloister, Madrid, Spain. Environmental Earth Sciences. 2011; 63:1487–1509.
Doi: 10.1007/s12665-010-0733-x
13. García-Talegón J, Iñigo A., Vicente-Palacios V. A laboratory simulation of desalting on calcareous building stone with wet sepiolite. Environmental Earth Sciences. 2016; 75:925. DOI 10.1007/s12665-016-5647-9
14. Pedreschi R. A feasibility study of post-tensioned stone for cladding. Construction and Building Materials. 2013; 43:225–232.
http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.02.008
15. Martínez-Garrido MI, Fort R. Experimental assessment of a wireless communications platform for the built and natural heritage. Measurement. 2013; 82:188–201. http://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2015.12.036
16. Ioannidou D, Zerbi S, Habert G. When more is better e Comparative LCA of wall systems with stone. Building and Environment. 2014; 82:628-639.
http://dx.doi.org/10.1016/j.buildenv.2014.10.004
17. Verma DV, Vacek PM, Tombe K, Finkelstein M, Branch B, Gibbs GW, Graham WG. Silica Exposure Assessment in a Mortality Study of Vermont Granite Workers. Journal of Occupational and Environmental Hygiene. 2011; 8(2):71-79.
DOI: 10.1080/15459624.2011.543409
18. Guillén J, Tejado JJ, Baeza A, Salas A, Muñoz-Muñoz JG. Environmental impact of a granite processing factory as source of naturally occurring radionuclides. Applied Geochemistry. 2014; 47:122–129.
http://dx.doi.org/10.1016/j.apgeochem.2014.06.001
