بخشی از مقاله
سنگهای تزئینی ایران، غنای ذخایر و فقر صادرات
پیشگفتار
می‌توان گفت تاریخ استفاده بشر از سنگ به ابتدای خلقت او می‌رسد. انسان اولیه بروی سنگ متولد شده، به وقت خطر در آن پناه جسته، یا از ابزار ساده از آن سرپناه ساخته، وسایل و ابزار زندگی خود مانند ابزار شکار، زراعت، دفاع و زینت‌آلات خود را از سنگ تراشیده و گاه حتی آن را مورد پرستش خود نیز قرار داده است. که آثار باستانی و بقایای تاریخی موجود گواه این ادعا است. سنگ به لحاظ خصوصیات طبیعی دارای ویژگی‌هایی است که بعد از گذر قرن‌ها با حفظ زیبایی و ایجاد حس آرامش در بشر هنوز هم جزء کالاهای ارزشمند محسوب می‌گردد.
مقدمه:
استخراج و فرآوری سنگ تزئینی در سراسر جهان گسترش یافته است به طوری که رشد آن در مقایسه با سیستم کلی اقتصادی تقریبا به دو برابر رسیده است که البته روند رشد در مناطق و کشورهای مختلف متفاوت است و هنوز هم بخش عمده‌ای از تولید جهانی در اروپا انجام می‌شود. تجارت سنگ تزئینی بر حسب کمیت، از یک طرف بیان کننده‌ی رشد فعالیتهای فرآوری در کشورهای وارد کننده و از طرف دیگر تمایل به خرید از خارج، در کشورهای مصرف‌کننده را نشان می‌دهد.
همچنین در مورد مصرف سنگ تزئینی در جهان می‌توان به این مطلب اشاره کرد که مصرف و کاربرد سنگ تزئینی، فرهنگ خاص خود را دارد به طوری که تقریبا دو سوم از مصرف کل سنگ در دنیا عمدتا در 12 کشور انجام می‌شود. این کشورها به ترتیب عبارتند از: چین، ایتالیا، آمریکا، اسپانیا، آلمان، ژاپن، هند، فرانسه، کره‌ی جنوبی، تایوان، یونان، عربستان صعودی. هم چنین لازم به ذکر
است که کاربرد سنگ در کشورهای مختلف به پیشینه‌ی تاریخی، سلیقه، طرز تلقی و نگرش مردم بستگی دارد و به دلیل تفاوت‌های فرهنگی، مصرف سنگ از یک نقطه‌ی دنیا به نقطه‌ی دیگر فرق می‌کند و در کشورهایی مانند ایتالیا و اسپانیا که امروزه در جمع بیشترین مصرف‌کنندگان سنگ قرار دارند، کاربرد سنگ نوعی حساسیت اقتصادی و اجتماعی را به همراه دارد به خصوص در پروژه‌های بزرگ سنتی، استفاده و انتخاب سنگ یک اجبار محسوب می‌شود.
سنگهای ساختمانی:
سنگ یکی از مصالح ساختمانی بسیار کهن است. تاکنون سنگ‌ها را به دسته‌های گوناگونی تقسیم کرده‌اند. در کل سنگهای ساختمانی به آن دسته از سنگ‌ها اطلاق می‌شود که به هر شکل و اندازه با تغاییر شکل فیزیکی یا بدون تغییر در یکی از قسمت‌های ساختمانی مثل، پی‌ها، کف، دیواره‌ها، نما، سنگ‌فرش جاده‌ها و محوطه‌ها، دیواره پل‌ها، دیواره‌های آب برگردان رودخانه‌های کنار شهرها، ساختمان‌های زیرزمینی و ... به کار می‌روند. این سنگ‌ها به دو دسته زیربنایی و تزئینی و نما تقسیم می‌شوند. در این تحقیق سنگهای تزئینی و نما موردنظر ماست. با وجود تنوع زیاد سنگ‌ها در طبیعت، تنها تعداد محدودی از آنها برای استفاده در نمای ساختمان
مناسب می‌باشند. علاوه بر قابلیت دسترسی و استخراج آسان، سنگی که در ساختمان استفاده می‌شود باید از نظر قابلیت کار کردن روی آن، ظاهر، دوام، بافت و تخلخل مناسب و ایده‌آل باشد. منظور از قابلیت کار کردن روی یک سنگ این است که کار برش دادن، شکل‌دهی و صیقل دادن سنگ به راحتی انجام‌پذیر باشد.
سنگهای تزئینی و نما:
خارجی‌ترین قسمت ساختمان را نماسازی می‌گویند. با توجه به اینکه نمای ساختمان در مقابل عوامل جوی شدید قرار دارد، در انتخاب مصالح نماسازی باید دقت شود تا در مقابل عوامل جوی مقاوم بوده و در ثانی زیبایی لازم را داشته باشد. معمولا منظور از نصب سنگهای تزئینی در نما بیشتر جنبه‌ی زیباسازی و در کف ساختمان‌ها و محوطه‌ها و محل‌های عبور و مرور علاوه بر زیبایی، دوام آن در مقابل سایش و غیره می‌باشد. با توجه به اینکه سنگ‌ها پس از نصب علاوه بر فشارهای فیزیکی مختلف (با توجه به محل نصب)، تحت تأثیر عوامل آب و هوایی و محیطی قرار می‌گیرند، بنابراین در مقابل این عوامل و نیروها ناچار به تسلیم هستند و در صورتی که سنگ مناسب با شرایط محیطی انتخاب شود، علاوه بر طولانی شدن عمر سنگ، ازتخریب زودرس آن جلوگیری می‌کند و زیبایی آن حفظ می‌شود.
رایج‌ترین سنگهای مورد استفاده در ساختمان‌ها به عنوان سنگ نما عبارتند از گرانیت و سنگهای آذرین وابسته، سنگ آهک و مرمر و سنگ آهک دگرگون شده و همچنین ماسه‌سنگ و اسلیت که نوعی شیل دگرگون شده می‌باشد و به آسانی می‌توان آن را به ورقه‌های نازک، بزرگ و تخت
تبدیل کرد. این گروه از سنگهای ساختمانی را به نام‌های مختلف از جمله سنگهای تزئینی، نما، روکار، صیقل‌پذیر، بعددار و ... می‌شناسند. در کل سنگهای تزئینی به سنگ‌هایی گفته می‌شود که استحکام لازم را داشته و بتوانند به اشکال و اندازه‌های مختلف بریده و تراشیده و شکل داده شوند و پس از ساب و صیقل در قسمت‌هایی از ساختمان و بناها که در معرض دید است (مانند پوشش داخلی و بیرونی، کف اتاق‌ها، سالن‌ها، راهروها، محوطه‌ها، پله‌ها، نرده‌ها و دیوارهای تونل‌های مترو و ...) به کار گرفته شوند. سنگهای تزئینی را می‌توان به 4 گروه تقسیم‌بندی نمود: - گروه سنگهای سخت و مقاوم (گروه گرانیت)- گروه سنگهای نسبتا سخت (گروه
ماسه‌سنگ‌ها و کنگلومراها)- گروه سنگهای نیمه سخت و نسبتا مقاوم (گروه سنگهای آهکی) – گروه سنگهای نسبتا نرم (گروه سرپانتین، توف‌ها و شیل‌ها).
گروه گرانیت:
تعریف علمی: سنگی با دانه‌های مشخص و بلورین با دانه‌های هم اندازه یا متفاوت، معمولا دارای ترکیبی اساسی از دو فلدسپات (فلدسپات قلیایی به علاوه پلاژیوکلاز سدیمی یا دو فلدسپات قلیایی) و کوارتز. بعضی از گرانیت‌ها فقط یک نوع فلدسپات دارند. ممکن است 10 تا 60 درصد سازاهای فلیسک (روشن رنگ) را کوارتز تشکیل دهد و فلدسپات‌های قلیایی ممکن است 35 تا 100 درصد مجموع فلدسپاتها را شامل شوند.
فلدسپاتها ممکن است به صورت دانه‌های مجزا حضور داشته باشند. علاوه بر کوارتز و فلدسپاتها، گرانیت نوعا حاوی کانی‌های مختلف و معمولا میکا یا هورنبلند یا هر دو و ندرتا پیروکسن است.
تعریف تجاری: سنگی آذرین با دانه‌های مشخص، معمولا با رنگی از صورتی گرفته تا خاکستری روشن یا تیره و عمدتا متشکل از کوارتز و فلدسپات، همراه با یک یا چند کانی تیره که بافت آن نوعا همگن است اما ممکن است گنایسی یا پرفیری باشد. همچنین بعضی از سنگهای آذرین تیره با آنکه گرانیت به معنی خاص آن نیستند، در این تعریف جای دارند.
گرانیت‌ها در رنگ‌ها و طرح‌های جذاب و زیبا وجود دارند، به همین سبب استفاده از آن در نمای خارجی و سطوح صیقلی و ظریف داخل بناها بیشتر مورد توجه واقع شده است و به عنوان یک سنگ تزئینی لوکس و گران قیمت مطرح می‌باشد. در حال حاضر، طیف بسیار وسیعی از انواع گرانیت در رنگ‌های سیاه و سبز زیتونی تیره، قرمز و صورتی خال‌خال با برق نقره‌ای تا تقریبا سفید در دسترس است که این سنگ‌ها به جز در موارد کم به خاطر وجود بلورهای مختلف سنگین و وجود بعضی مواد الوان در خمیره‌ی آن (متن سنگ) از یک رنگ تشکیل نشده و رنگ کلی سنگ، رنگ آن است، ضمن اینکه ترکیب رنگ‌ها و درشتی بلورهای تشکیل دهنده نیز خیلی مهم می‌باشد.
همچنین سنگهای این گروه در اشل موهس دارای سختی بیش از 4 هستند. برش‌پذیر و صیقل‌پذیرند. گروه گرانیت استحکام قابل توجهی در مقابل آسیب‌های جوی از جمله آب، باد، نور، خورشید، یخ‌زدگی و آلودگی‌های جوی و محیطی دارند.
گروه گرانیت شامل سنگهای گرانیتی، گرانودیوریتی، گابرو، لابرادوریت، برخی سینیت‌ها، گنایس، شیست‌ها، آمفیبولیت شیست‌ها، بازالت‌ها و آندزیت‌ها می‌باشد. از دید تجاری گروه گرانیت علاوه بر موارد شرح داده شده شامل انواع گنایس مانند گنایس گرانیت، گرانیت گنایس و انواع حدواسط آنها که تحت عنوان گرانیت سیاه نام‌گذاری شده است، می‌باشد. گرانیت‌ها از سنگهای بسیار پرکاربرد می‌باشند. از آنها به عنوان شمع در پل‌ها، دیواره‌های آب برگردان رودخانه‌های داخل یا
نزدیکی شهرها و تأسیسات دریایی، نمای پل‌ها، قسمت‌های خمشی ساختمان‌ها، سنگ‌فرش ساختمان‌ها و خیابان‌ها و پیاده‌روها، بناهای یادبود و نما و کف ساختمان‌های اداری، تجاری و مسکونی و ... استفاده می‌شود. در استاندارد 615-96 ASTM ویژگی‌های لازم برای سنگ گرانیت ساختمانی به شرح زیر است.
ویژگی‌های فیزیکی مکانیکی مقدار روش آزمایش
حداکثر جذب آب (درصد وزنی) 4/0 (چهاردهم) 96-92 ASTMC
حداقل چگالی (kg/m2) 2560 96-92ASTMC
حداقل مقاومت فشاری (Mpa) 131 90-560 ASTMC
حداقل ملول گسیختگی (Mpa) 34/10 (ده و سی و چهار صدم) 99-55 ASTM
حداقل مقاومت سایشی (سختی) 25 90-251 ASTM
حداقل مقاومت خمشی (Mpa) 27/8 (هشت و بیست و هفت صدم) 96-241 ASTM
در صنعت سنگهای نما تنها آن دسته از گرانیت‌ها که فاقد التراسیون بوده و پدیده‌های تکتونیکی و به ویژه میکروتکتونیک را تحمل نکرده باشند و از نظر رنگ نیز دارای ارزش در بازار باشند، مطرح می‌باشند. گرانیت‌های روشن و قرمز و صورتی (گرانیت‌های آلکالن Q+F) و یا گرانیت‌های رنگینع به دلیل رنگ خود بسیار ارزنده هستند و در بازار جهانی جایگاه ویژه‌ای دارند. گرانیت‌های ناحیه خوی، پیرانشهر در آذربایجان غربی از این نظر منحصر به فرد هستند. گرانیت‌های خاکستری رنگ
(گرانیت‌های کالکوآلکالن Q+F)، بر حسب درجه تیرگی و روشنی و اندازه کانی‌ها دارای مرغوبیت متغیری هستند. گرانیت‌های شیرکوه در یزد و الوند در همدان، خرم‌دره زنجان و غیره دارای طیف وسیعی از انواع گرانیت‌ها، با رنگ‌ها و بافت‌ها مختلف هستند. سینیت (F.alc+plg)، دیوریت (plg)، گابرو (plg) و سنگهای خروجی هم ارز آنها مانند تراکیت، آندزیت و بازالت‌ها و همچنین سنگهای دیگری مثل نفلین سینیت (F+f)، پریدوتیت، پیروکسنیت، آمفیبولیت و سنگ‌هایی از این قبیل به دلیل عدم وجود کوارتز در صورتی که کاملا تازه (fresh) بوده و دگرسان نشده باشند و در مقطع
صیقلی دارای رنگ‌های زیبایی باشند می‌توانند به عنوان سنگ نما به کار برده شوند.
در گروه گرانیت، هوازدگی بوسیله‌ی اکسیده شدن توده سنگ انجام می‌شود و ضرایبی را نیز بر حسب اکسیده شدن برای بعضی اقسام سنگ‌ها قایل می‌باشند. مثلا در مورد گرانیت‌ها اکسیداسیون خیلی کم را با ضریب 0 و اکسیداسیون محدود را با ضریب 1 و محدود متوسط را با ضریب 2 و متوسط را با ضریب 3 و بالاخره اکسیداسیون زیاد را با ضریب 4 عنوان می‌کنند که سنگهای اکسیده با ضریب 2 و 3 و 4 را معمولا برای مصارف تزئینی در نظر نمی‌گیرند.
استخراج گرانیت با تکنولوژی جت آب:
برش و طراحی با جت آب:
در برش با جت آب از آب با فشار 55000psi، همراه با ماده‌ای ساینده (معمولا گارنت)، برای بریدن سنگ استفاده می‌شود. آب از نازلی بیرون می‌آید که قطر روزنه‌ی آن تقریبا 013/0 اینچ است. نازل روی یک بازوی روبوتی نصب شده است و با برنامه‌ی کامپیوتر کار می‌کند. به عبارت دیگر، ابتدا نقش را می‌روبند (اسکن می‌کنند) و آن را رقمی می‌کنند، سپس به کمک برنامه‌ی کامپیوتری آن را بارها و بارها روی سنگ پیاده می‌کنند. در اغلب موارد، برش کاری به اندازه‌ای دقیق انجام می‌شود که درز بین سنگ‌ها نامشهود است.
ماده‌ی ساینده را به آب می‌افزایند و مخلوط با سرعتی سه برابر سرعت صوت از نازل بیرون می‌آید و مواد سخت از قبیل سنگ، مرمر، کاشی سرامیکی، شیشه و فلز را تا ضخامت 18 اینچ با دقت 005/0 اینچ برش می‌دهد.
امکان برش همه‌ی این مواد با یک ماشین از مزایای اصلی برش با جت آب است. کارگاه‌هایی که به دستگاه برش با جت آب مجهز باشند، می‌توانند کف پوش، رویه‌ی کابینت، یادمان و سایر کارهای معماری را اجرا کنند.
مزیتهای برش با جت آب: روش با جت آب هم برای معماری داخلی و هم معماری خارجی مزیتهای بیشمار دارد. امکانات متنوع شکل تراشی، ایجاد شکل‌های پیچیده‌ای را که با ابزارهای متعارف یا با دست امکان‌پذیر نبود، ممکن کرده است. اکنون سازندگان می‌توانند هر شکلی را که روی کاغذ ترسیم شده یا در حافظه‌ی کامپیوتر ذخیره شده باشد، از جمله نقشکوبی، مدالیون، قاب و حاشیه و سایر شکل‌های پیچیده را به آسانی تولید کنند. در این روش تنش مکانیکی وارد بر قطعه‌ی کار کم است و در نتیجه احتمال شکستن مواد شکننده کاهش می‌یابد. به همین دلیل، نیاز به کاربند و ابزارهای مختلف به حداقل می‌رسد.
خودکاری نیز از دیگر مزیتهای این روش است. اپراتورهای با کنترلگر CNC (کنترل عددی کامپیوتری) یا PC، جت آب را هدایت می‌کنند و در نتیجه فرآوری با جت آب در مقایسه با فرآوری‌های دستی ساده‌تر می‌شود. اپراتورها فقط فایل‌های CAD (طراحی به کمک کامپیوتر) را به کنترلگر وارد می‌کنند تا طرح موردنظر را به کمک جت آب تولید کنند و به صورت یکنواختی برش می‌دهد.
مزیت دیگر جت آب عملکرد سریع آن است زیرا که ذرات گارنت که با جریان آب همراهند، سبب می‌شوند که سطح حاصل از برش بسیار صاف باشد و به پرداخت اندکی نیاز داشته باشد یا اصلا نیازمند پرداخت نباشد.
لکه‌زدایی از گرانیت:
گرانیت‌ها بر خلاف تصور، رطوبت جذب می‌کنند. در گرانیت هم مثل همه‌ی سنگهای بلورین ترک و خلل و فرج وجود دارد. درست است که گرانیت بسیار سخت و متراکم است، اما باز هم می‌تواند مایعات را جذب کند و در نتیجه تیره شود.
هنگامی که ورق یا پلاک در ملات یا روی بستر نازکی که حاوی رطوبت است نصب می‌شود، آب می‌خواهد به هر طریق ممکن راهی به محیط بیرون پیدا کند و همیشه آسانترین راه را در پیش می‌گیرد. معمولا آسانترین راه برای خروج آب، زیرآیند رویه کابینت یا درزهای دوغاب‌ریزی شده است. اگر چنین درزهایی وجود نداشته باشد، یا زیرآیند رطوبت جذب نکند و به بخار امکان عبور ندهد، راهی برای خروج آب باقی نمی‌ماند، مگر از درون سنگ.
چون گرانیت بسیار متراکم است و در طول روز مقدار اندکی آب از خود عبور می‌دهد، ممکن است عبور آب از گرانیت، مدتها به طول بینجامد.
هر نوع گرانیت مشخصه‌های فیزیکی خاص خود را دارد که از آن جمله می‌توان به ضریب جذب و آهنگ عبور آب اشاره کرد. این عامل‌ها به اندازه و پیوستگی ترک‌ها و درزهای درون سنگ بستگی دارند. در بعضی از این سنگ‌ها این ترک‌ها راه به جایی ندارند، اما در بعضی دیگر ترک‌ها از پشت تا روی سنگ امتداد دارند و مسیری مستقیم برای عبور آب یا رطوبت فراهم می‌کنند. روی گرانیت‌های نصب شده تیره رنگ به ویژه سیاه، غالبا لکه‌های دایره‌ای تیره دیده می‌شود که اندازه‌ی انها از یک سکه تا یک بشقاب غذاخوری متغیر است. این لکه‌ها پس از یک یا دو هفته ناپدید می‌شوند. گاه خشک شدن سنگ ناپدید شدن لکه‌ها بیشتر طول می‌کشد.
دلیل ایجاد لکه‌های دائمی: هنگامی که ماده‌ای جامد در آب حل شود و پس از تبخیر آب، در سنگ رسوب کند، لکه‌ای روی سنگ باقی می‌ماند. تاکنون سه منبع نمونه‌وار برای این نوع آلاینده‌ها شناسایی شده است:
1) مواد موجود در ملات از قبیل نمک‌ها یا کربنات‌ها که در آب حل می‌شوند.
2) آب سختی مورد استفاده در ساختن ملات یا بسترهای نازک برای چسباندن سنگ.
3) بعضی از سنگ‌ها حاوی مقدار ناچیزی ماده‌ی معدنی محلول در آب‌اند که در ناحیه‌هایی از سنگ که بخار بیشتری را عبور می‌دهند، متمرکز می‌شوند.
می‌توان با درزبندی سنگ با مواد داخلی، پس از نصب و پیش از آنکه سنگ کاملا خشک شود، این اثر را ایجاد کرد. اگر سنگی کاملا خشک نشده باشد و با ماده دافع درزبندی شود، این ماده فقط در نواحی نسبتا خشک جذب می‌شود و ناحیه مرطوب را نادیده می‌گیرد. بعدا نواحی درزبندی شده با ماده دافع به رنگ روشن دیده می‌شوند و ناحیه‌هایی که ماده درزبند به آنها نفوذ نکرده است به رنگ تیره در می‌آیند. لکه‌هایی که بدین طریق ایجاد می‌شوند، معمولا شکل‌های نامنظم دارند.
برای لکه‌زدایی از سنگ گرانیت کارهای زیر را به ترتیب انجام دهید:
1) دست کم سه بار سنگ را با آب و ماده‌ی پاک کننده ملایم بشویید و بگذارید خشک شود.
2) دست کم سه بار سنگ را با آب و ماده‌ی پاک کننده قلیایی بشویید و بگذارید خشک شود.
3) سه بار سنگ را با آب و ماده‌ی پاک کننده ملایم و اندکی سرکه بشویید. (این کار را فقط در مورد گرانیت انجام دهید نه مرمر).
4) سنگ را با سرکه بشویید، ابتدا ناحیه‌ای کوچک را آزمایش کنید. (این کار را فقط در مورد گرانیت انجام دهید نه مرمر).
5) مرحله‌ی 1 تا 4 را دوباره انجام دهید و در این مرحله صفاد (ورقه آغشته به ماده‌ی دافع) را به کار برید.
همچنین این نکته قابل توجه است که سنگ را مادامی که خشک نشده است، با هیچ ماده‌ای درزبندی نکنید. اگر سنگ قبلا با ماده‌ای دافع درزبندی شده باشد می‌توانید با استفاده از الکل ایزوپروپیل که حلال آب و مایعات چرب است، آن را پاک کنید. برای این کار می‌توان از هر دو روش شستشو و صفادگذاری استفاده کرد.
