دانلود مقاله مصالح سنگی و چوبی

بخشی از مقاله

مصالح سنگي و چوبی
هنوز تئوري كاملي براي اختلاف در تشكيلات ساختماني سنگ ها داده نشده است. سنگ ها عهده دار تركيب پوشش پوسته كره زمين بوده اند. تعيير حالت سنگ ها كه ديناميك ناميده مي شود قسمتي از شيمي پوشش است. توسعه شيمي تجزيه اي و ساختار مصنوعي بي اندازه در رشد سنگ شناسي موثر بوده است. نزديك شدن شيمي- فيزيك به يكديگر به تشخيص سنگها وانتهاب ورده بندي آنها كمك مي‌كند.

موارد علمي فوق باعث شده است كمتر ساختمان معاصر به علت عدم شناخت مصالح سنگي خراب شود. مقاومت وسائيدگي سنگ وساختمان ميكروسكوپي مخصوص ومطالعه سيماي سنگها كمك زيادي براي احداث جاده و ساختمان مي‌باشد.

مصالح سنگي كه در ساختمان ها و راه ها بكار برده مي شود مثل، شن و ماسه رودخانه سنگ معدن و گاهي سرباره هاي كوره بلند ذوب آهن وصخره هاي طبيعي‎؛ به صورت توده هاي بزرگ در طبيعت و به وفور وجود دارند كه تحت تاثير عوامل جوي به صورت ريز و قلوه و شن و ماسه تبديل شده اند. قبل از پراكندگي انتخاب در پس ستون و سد و موج شكن بايد از نظر مقاومت در برابر فشار و يخ بندان وسايش اطلاعات دقيقي بدست آورد.

زمين شناسان صخره هاي طبيعي را به سه طبقه آذرين-رسوبي-متامورفيك(دگرگونه) تقسيم كرده اند. تا امروز 400 هزار نوع سنگ دسته بندي شده اند.
سنگها از نظر مقاومت نسبت به يخ بندان به ده درجه (10-20-25-35-50-100-150-200-300-500) در جه تقسيم مي شود. درجه 500 از همه مقاومتر است و قبل از مصرف هر سنگ مساله مقاومت در مقابل يخ بندان محلي كنترل مي شود. سنگها از نظر مقاومت به گروههاي( 4-7-10-15-25-35-50-100-150-200-300-400-500) kg/cm2 تقسيم شده اند.

سنگهاي آذرين
اين سنگها به صورت كريستال از سرد شدن توده مذاب آتشفشانها (ماگما) بوجود آمده اند و به سه گروه اسيدي، نيم اسيدي روشن 66%-55% سيليس و آذرين بازي تيره رنگ كه كوارتز آزاد و 55% سيليس دارند تقسيم مي شود. اين سنگها مقاومت كلي بالايي دارند.

سنگهاي رسوبي
اين سنگها از رسوب ذرات حاصل از تجزيه صخره هاي مانده ازدرياها واقيانوس ها و بقاياي معدني موجودات دريايي يا از كريستاليزه شدن مواد معدني محلول مذاب بدست مي آينداغلب مقاومت ضعيفي دارند.
سنگهاي رسوبي با توجه به موادي كه دارند به سه گروه تقسيم مي شوند:
1-سنگها آهكي( مثل گچ، سنگ آهك، دولوميت وغيره)

2-سنگهاي سيليسي (ماسه سنگ، سنگ چخماق وغيره)
3-سنگهاي رسي(سنگهاي رسي و شيل)
بديهي است هر يك از اين سه رديف با هم مثلا 1و2 ماسه آهكي تشكيل مي‌دهند.

سنگهاي دگرگوني
از دگرگوني سنگهاي آذرين يا رسوبي تحت عوامل جوي، حرارتهاي زياد، فشار،بافت اصلي رسوبي يا آذرين متفاوت تشكيل شده اند وعموما بافت كريستالي دارند.مقاومت ا غلب آنها بالاست.
1-سرباره ها؛ به عنوان مواد راهسازي مصرف دارد و در ايران به سيمان اضافه مي كنند ومشابه مواد سنگهاي آذرين هستند. بافت آنها از حالت شيشه اي تا لانه زنبوري متفاوت است.
مواد سرباره درمقايسه با مواد طبيعي يكنواخت ومناسب تر است. بطور كلي سرباره هاي كوره بلند آهن و حاصل از ذوب مس و قلع را نيز ميتوان در عمليات راهسازي استفاده كرد.

در راهسازي ساختمان داخلي سنگ از نظر زمين شناسي مورد نظر نبوده و مشخصات فيزيكي و طبقه مربوطه مهم است. در اين كار از سرباره ها، سنگهاي مصنوعي مختلفي درست مي كنند كه مصرف راهسازي و سيمان سازي دارد.
2-گروه بازالت؛ اين سنگ جزء سنگ هاي آذرين بيروني است ونوع بازي آن داراي دانه هاي ريز مي‌باشد. سنگ ديوريت نيز از گروه بازالت است.
معادن مربوط در 3 كيلومتري رودهن كه سياه و متراكم است يافت مي شود. در دماوند نيز بازالت قهوه وجود دارد. در مسير جاده تهران قم از اين نوع معادن يافت مي شود.

3-گروه فلمنت: رنگ آن از سفيد تا سياه متغير و وزن مخصوص آن كم واغلب به صورت شن ديده مي شود. سنگ چخماق از اين گروه مي‌باشد.
4-گابرو؛سنگهاي آذرين بازيك درشت دانه جزء اين دسته مي‌باشد. فلدسپاتها جز مواد متشكله آنها است. رنگ اين سنگها معمولا تيره وبه علت داشتن مواد آهني ومنگنز، وزن مخصوص بالايي داشته و بدين علت جز مهمترين مصالح راهسازي هستند.
ديوريت بازيك هم جز اين دسته است. گابرو در مبارك آباد پلور داراي اليوين وميكاي سياه پيدا مي شوند گابروي كرج پيروكسن دارد وكمرت بازيك است. در الوند همدان نيز گابرو وجود دارد.

5-گروه گرانيت؛ جزء سنگ هاي آذرين اسيدي ونيم اسيدي دانه دشت مي باشند. مهمترين اجزا متشكله كوارتز بوده، ميكا پيروكسن وآمفيبول در بافت آنها يافت مي شوند.

6-گروه گريتستن؛ با دانه هاي درشت يا متوسط، رسوبي سيليسي هستند. توده محكمي دارند وزن مخصوص آنها كمتر از 80/2 نبوده و با سنگهاي ماسه سنگ در راه سازي استفاده دارند.

7-گروه هورن فلس؛ خرده سنگهاي دگرگوني ،حرارتي ومتوسط دانه بوده وتيره رنگ هستند.
8-گروه سنگ آهك؛ سنگهاي رسوبي مثل دولوميت وسنگ مرمر عمدتا از كربنات كلسيم و منيزيم با رنگ روشن و دانه هاي ريز هستند و داراي وزن مخصوص متوسط و مصرف راهسازي دارند.

9-گروه پرفيري؛ خرده سنگهاي آذرين بيروني با اختصاصات آتشفشانهاي قديمي و سنگهاي اسيدي و نيم اسيدي دانه ريز مي‌باشد و به گروه گرانيت شباهت دارند.
10-گروه كوارتزي؛ سنگهاي سيليسي يا دگرگوني از كوارتز تشكيل شده اند. دانه هاي ريز يا متوسط دارند، وزن مخصوص متوسط و رنگ روشن و مصارف راهسازي دارند.
11-گروه شيست؛سنگهاي متورق، در كارهاي ساختماني غيرقابل مصرف مي باشند.

تهيه مصالح سنگي
مرغوبيت مصالح در مقابل فشار ساييدگي وصيقلي شدن،بستگي به نوع وخواص سنگ داشته از طرفي روش تهيه مصالح سنگي در مرغوبيت آنها موثر است.
اكثر در معادن، يك قشر رويه نامرغوب باران اسيدي خورده وجود دارد كه بايد به علت روشن نبودن فصل مشترك قسمت رويي را حذف كرد. درانفجارات بطور دستي مصالح وتكه هاي نامرغوب را جدا مي كنند با وجود اين مقداري از آنها وارد سنگ شكن مي شود.
با عبور دادن از سرندهاي مخصوص مي شود زوائد را حذف كرد و رس موجود را شست. اندازه دقيق سوراخ هاي سرند به جنس لايه بستگي داشته و معمولا در هر مورد متفاوت است.

مصالح شكسته هم از لحاظ استحكام وهم در مورد خواص فيزيكي بي اندازه اهميت دارند در مقابل مصالح مناسب متورق يا دراز نبايد مصرف شوند. شكل مصالح شكسته ،طبق مطالعات، به جنس سنگ ونوع سنگ شكن، مربوط مي شود. چنانچه نسبتها يعني اندازه دانه ها در آخرين مرحله شكست بيشتر از 4:1 نباشد جنس معدن هر چه باشد معمولا شكل مصالح شكسته با مشخصات وفق مي‌دهد. مثلا براي تهيه دانه يك اينچ، 4 اينچ بيشتر ريخته نشود. براي 8/3 نبايد بيشتر از ½ 1 اينچ وارد دستگاه كرد. البته نسبت كاهش را در بعضي معادن مي شود با مطالعه تغيير داد.
نوع دانه بندي معمولا بسته به كاربرد دارد. در عمل اول مصالح شكسته را جداگانه كپه مي نمايند و در اندازه هاي زير مرتب مي كنند

سپس با توجه به دانه بندي آنها را مخلوط مي كنند.
مصالح به سه اندازه از سنگ شكن خارج مي شوند كه عبارتند از: ريز دانه
8-0 ميليمتر متوسط 16-8-ميليمتر درشت دانه 26-16 ميليمتر،چنانچه اين مصالح را در كارخانه آسفالت بريزند، بايداندازه سرندهاي كارخانه، از بالا به پايين، به ترتيب :26،16،8 ميليمتر باشند. البته با توجه به شرايط كار مي توان اندازه سرند ميانه و زيرين را تغيير داد.
چنانچه دانه بندي وسط حدود مشخصات فوق را بخواهند بكار ببرند عملا تهيه صددرصد دقيق دانه بندي فوق در حجم زياد مقدور نيست لذا تجاوز تا 5% از دانه بندي مجاز شناخته شده است.
بديهي است اگر اندازه سرواخ ها و سطح سرند مناسب انتخاب شده باشد دانه بندي مورد نظر بدست مي آيد. اگر موارد زير مراعات نشود اشكال ايجاد مي شود:

1-سرند بالايي پاره شده و دانه هاي بزرگ وارد شوند.
2-سنگ ومعدن آلوده به گل و لاي يا قشر سست باشد ريزدانه ها وارد شده و دانه بندي را به هم مي زنند.
3-چنانچه ارتعاش سرند يا شيب آن مناسب نباشد مصالح فرصت عبور نداشته خارج مي شوند در اين حالت سه صورت پيش مي آيد.
1-3- در صورتي كه حالت 3 مربوط به سرند فوقاني باشد قسمت عمده مصالح شكسته هدر مي رود و بايد دوباره به سنگ شكن برگردد.

2-3-چنانچه حالت فوق مربوط به سرند مياني باشد مقدار زيادي مصالح ريز وارد قسمت متوسط دانه مي شوند و دانه بندي را به هم مي زنند.
3-3 چنانچه اين حالت مربوط به سرند زير باشد مصالح روي هم جمع شده، مخزن ريز نمي تواند جوابگوي عملكرد كارخانه باشد و مرتب بايد صبر نمود تا مخزن ريزدانه پر شود.

4-چنانچه مصالح روي سرند ها بيش از مقدار ريخته شود عمل سرند با اشكال مواجه مي گردد دراين حالت ريزدانه ها وارد مخازن مي شوند.

نمونه برداري از مصالح سنگي
بايد سعي شود نمونه از كليه قسمت هاي برداشته شود يعني:نمونه ،جامعه وكلي باشد .توصيه مي شود نمونه ها را از معادن يا كپه هاي مصالحي از نقاط مختلف برداشت وحاصل را خوب به هم زد وچهار قسمت كرده دو قسمت را با هم مخلوط كرده و برداشت. باز چهار قسمت كرده دو قسمت مقابل را برداشت و بقيه را دور ريخت. اين عمل را در آزمايشگاه دستگاهي به نام Quarter انجام مي‌دهد ونمونه ها را به دو قسمت مساوي تقسيم مي‌كند.

5-8-دانه بندي
تعريف دانه بندي مصالح سنگي عبارت است از تعيين درصد وزني دانه هاي يك اندازه از كل مخلوط نتايج اين كار در راهسازي و ساختمان كاربرد وسيع دارد.
براي اين كار توسط دستگاه كوارتر 4 بخش كن مقدار مناسبي از مصالح برداشته و روي الكها ريخته و حدود دو دقيقه و بيشتر تكان مي دهند. اين الكها از بالا به پايين درشت تا ريز هستند.

1-5-8- طرز عمل
چون براي هر طرح راهسازي نوعي دانه بندي مخصوص احتياج است. ابتدا با توجه به نوع مشخصات الكهاي مورد نياز را بايد مشخص كرده و روي هم چيد. بديهي است الكها از بالا به پايين مواد درشت تر را رد مي‌كند. پس از 2 دقيقه تكان دادن آنقدر اين عمل را ادامه مي دهند تا تمامي مصالح درجه بندي و الك شوند.
وزن دانه هاي انده روي الك را تعيين و در جدولي نظير جدول شماره 29 ثبت مي كنند.
مصالح شستشو داده شده روي الك 200 را كه بالاي الك مانده وخشك وتوزين مي كنند تفاوت اين وزن با وزن اوليه وزن مواد رد شده از 200 مي‌باشد. پس از خشك كردن آنها را دانه بندي نموده حاصل توزين را به روش خشك در جدول يادداشت مي مي كنند بعد از محاسبه دانه بندي مصلاح را توزين وگزارش مي كنند.

در ساختمان و راهسازي موارد زير مصرف دارند:
1-پي سازي؛
2-لاشه سازي و كرسي چيني؛
3-بنا سازي؛
4-پلاك براي قرنيز و ديوار سازي داخلي؛
5-پله سازي؛
6-قرنيز وكتيبه؛
7-دانه بندي هاي سبك ومتوسط وسنگين در بتن؛
8-سنگهاي تركيبي و چسبي

1-پي سازي
2-لاشه چيني وكورس چيني
3-نماسازي
4-سنگهاي پلاك نما
5-پله سازي
6-قرنيز و كتيبه
7-موزائيك وكف سنگها
8-دانه بندي هاي سبك و متوسط و سنگين در بتن
9-سنگهاي تركيبي و چسبي

چوب
كليات
چوب از بهترين مصالح قابل استفاده در ساختمان مي‌باشد و در موارد زير مصرف دارد:
1-ساختمان هاي صددرصد چوبي در مناطق جنگلي سرد كه پي آن به صورت سرگوه در زمين كوبيده ميشود وروي آن تنه بزرگ ميخ يا اسكوپ شده؛ كف وديوارها با چوب دو بر تراش در هم كام و زبانه مي شود درب و پنجره ها به طريق اتصال ميخ چوبي جاگذاري شده شيب پشت بام نسبت به عوامل جوي ،شيبدار انتخاب رو روي آن پلاكها وتخته هاي چوبي روي هم سوار شده است اجرا مي گردند.

2-در وپنجره وكمد و قرنيز پاي ديوار وپوشش سقف، در اغلب ساختمان هاي ارزان محلي ، به صورت استفاده مستقيم از چوب با استفاده از سه لايي و لانه زنبوري فشاري وخرده چوب چسبي، قير، نئوپان وغيره كه هر روز به تعداد آنها اضافه مي گردد ساخته مي شود.
3-به صورت اسكلتهاي سبك موقت يا دائمي كه ستونها وتيرهاي اصلي وخرپا و تيوچه ها و زير ستونها از چوب هاي سخت عمل آورده(موادغذايي توسط بخار از آوند ها بيرون كشيده و سموم ومواد چربي براي آب بندي وكشيدن نم و مواد نسوز برا ي نسوز براي نسوختن آن تا درجات 200-150 وكشيدن رويه روغني وجذبي و..) ديده مي شودند.

4-در صندوقه سازي ها كه مصرف تجاري وحمل ونقل صنعتي دارند اغلب چوبهاي سخت وكار شده استعمال مي شود.
5-عايق كاريهاي درجه 4 حر ارتي ،پارتيشن ها، نورگيرها،كاغذسازي، مبل وصندلي پارچه وكاغذ هاي سخت.
6-در قابلهاي بتني به صورت اطراف صندوقچه ها ، پي،ديوار شناژها و تيرها و سقفها، از چوب استفاده مي شود.اخيرا به صورت اسكلت آهني كه رويه(براي كم چسبيدن به بتن) چند لايي چند جهته با مواد مختلف ودر بعضي موارد نوارهاي پلاستيكي ونچپس كاملا مقاوم در مقابل تاثيرات جوي، رطوبت، موارد تماس، عدم خطر براي محيط زيست حساب شده واجرا شده اند بكار مي رود.

بديهي است با ازدياد جمعيت و استفاده بيشتر از چوب ميزان مصرف با اكوسيستم و محيط زيست سازگار نيست و از بين رفتن جنگلها، كمبود اكسيژن و مشكلات فراواني كه موضوع بحث اين كتاب نيست. ايجاد مي‌كند. لازم به يادآوري است كه جنگلهاي آمازون(شيرزن) حدود 40% اكسيژن كره زمني را توليد مي‌كند و جنگلهاي ايران نيز همين حدود اكسيژن ايران را و دليل عدم استفاده زياد از درختان و جنلگهاي ،‌ارزان بودن نفت سفيد در ايران مي‌باشد. لذا ،بشر، مجبور به استفاده از سيمان و آهن شد در صورتي كه ساختمانهاي سالم براي انسان فقط از خاك وچوب و تا اندازه سنگ حداكثر در ارتفاع 2 متر در جاهايي كه موازين زلزله صددرصد مراعات نشده ساخته مي شود كه بشر جديدا به آن رو آورده است. بطور كلي درختان:كاج،صنوبر و بلوط و .. به علت استحكام وسبكي وقدرت، مصرف بيشتري دارند.

مواد متشكله
چوب حدود 50% كربن، 40% اكسيژن،6% هيدروژن وا1% ازت و مواد معدني را شامل مي شود.
1-درخت از ريشه، تنه وسر تشكيل شده كه ريشه ،آب ومواد معدني را از طريق لوله ها.
آوندها از طريق تنه، به برگها وقسمت سررسانيده ومواردي را نيز بر مي گرداند. كارخانه عظيم ساخت مواد، پمپ بالابر، عايق ساز، واحدهاي مختلف و متعدد توليد و .. دارد.

2-اغلب با ساختمان تنه، سروكار داريم كه شامل پوست و دواير سالانه عمر(اين بخش شامل قسمت بهاره و پاييزه وتابستاني مي‌باشد كه قسمت دوم استحكام بيشتري دارد) و مغز درخت كه پوك و ضعيف است مي شود.

3-مشخصات چوب از نظر كلي سه برش افقي، قائم به طول تنه و شعاعي وطولي (Macrostructure) تعيين مي گردد. پوسته، درخت را در مقابل ضربه و صدمات مكانيكي و جوي حفظ مي‌كند و از سه قسمت داخلي، رابط بيروني تشكيل شده است. قسمت داخلي رابط بيروني تشكيل شده است. قسمت داخلي مواد را از سردرخت پايين بر مي گرداند. شيوه بر نيز نزديك قشر رابط بوده و آب ومواد را بالا مي برد و از قسمت هاي نرم وسفت تشكيل شده وقسمت اعظم استقامت چوب را شامل مي شود. مجموع اين دو قسمت دايره هاي عمر را تشكيل مي دهند.