تحقیق در مورد موادی که از سنگها تهیه میشود

کاربرد انواع سنگ و از سنگ ها چه استفاده هایی می شود؟

از نقطه نظر زمین شناسی ، سنگ به موادی از پوسته زمین اطلاق می شود که از یک یا چند کانی که با یکدیگر پیوند یافته اند ، درست شده است. در مقابل خاک توده ای از ذرات با دانه های منفصل یا دارای پیوند سست است که بر اثر هوازدگی سنگ ها و به طور برجا تشکیل شده است. لیکن در مهندسی و کارهای ساختمانی قابلیت حفاری مصالح زمین شناسی به عنوان شاخصی در طبقه بندی آنها به دو گروه سنگ و خاک مورد استفاده قرار می گیرد.

• ثبت بیوگرافی و زندگینامه شما در گوگل!

چه موادی از سنگ ها تهیه می شوند؟

همانطور که گفته شد کانی ها و سنگ ها کاربرد های گوناگونی دارند. برای ساختن وسایل زندگی ، زیورآلات ، وسایل ساختمانی و در صنعت ، سنگ ها کاربردهای بسیار فراوانی دارند. بطور کلی سنگ ها و کانی ها به سه منظور استخراج می شوند و نیازهای انسان بر اساس نوع کاربرد از سنگ ها برآورده می شود.

• تأمین انرژی
• تأمین مواد اولیه صنایع
• جواهر سازی

نقش سنگ ها در تامین انرژی

اکثر منابع برای تامین انرژی از سنگ ها و کانی های آن ها نشئت گرفته اند. عددی در حدود 78 درصد انرژی زمین در بین سنگ های رسوبی یافت می شود. نفت به عنوان یکی از اصلی ترین منابع تامین انرژی گرچه خود از ترکیب هیدروژن و کربن تشکیل شده است ولی در بین سنگ های مادر و در اعماق اقیانوس ها یافت می شود.

زغال سنگ : یکی از مهمترین منابع انرژی است که به صورت لایه هایی در بین سنگ های رسوبی یافت می شود. مصرف عمده آن در تولید انرژی الکتریکی- ذوب فلزات و پتروشیمی می باشد.

کک ، سنگ آهک و … ار دیگر سنگ های تاثیر گذار در تامین انرژی برای صنایع مختلف هستند.

تامین مواد اولیه صنایع

تمام فلزات موجود روی کره زمین دارای کانی بوده و از سنگ معدن بدست می آیند.

سنگ ها در صنایع ساختمانی به وفور یافت می شوند. از جمله کاربردهای سنگ در ساختمان می توان به موارد زیر اشاره کرد :

• کف ساختمان و پلکان
• نماکاری ساختمان
• دیوار و شالوده
• پوشش دیوارهای داخل ساختمان
• پوشش پشت بام
• دکوراتیو نمودن ساختمان

سنگ گرانیت ، مرمر ، تراورتن ، کوارتزیت ، مرمریت ، ماسه سنگ و … مهمترین سنگ های مصرفی در ساختمان و صنایع مربوط به آن هستند.

کاغذ سنگ : کاغذ سنگ (که با اسم های دیگری همچون کاغذ معدنی ، کاغذ سنگ مرمر ، کاغذ معدنی غنی شده نیز شناخته می شود) محصولی شبیه کاغذ است که ماده اصلی تشکیل دهنده آن کربنات کلسیم در امتزاج با پلی اتیلن پرچگال HDPE می باشد. این محصول در نوشتار و لوازم و التحریر ، یادداشت ، پوستر ، کتاب ، مجله ، ساک دستی و بسیاری از کاربردهای دیگر استفاده می گردد.

سنگ نمک : سنگ نمک که با نام هالیت نیز از آن یاد می شود ، همان کانی سدیم کلراید (NaCl) است. این سنگ در سه نوع خوراکی ، تزئینی و صنعتی کاربرد دارد.

جواهر سازی و سنگ های قیمتی

سنگ های ارزشمند (GemStone) خود به دو دسته قیمتی و نیمه قیمتی تقسیم می شوند. این سنگ ها در صنایع تزیینی و جواهرسازی کاربرد فراوانی دارند.

سنگ های قیمتی

این گروه سنگهایی می باشند که به علت سختی و کمیاب بودنشان ارزش خیلی بالایی دارند و در مقایسه با گروه سنگهای نیمه قیمتی بسیار گران تر می باشند. به طور کلی نوع با کیفیت سنگهای الماس ، زمرد سبز ، یاقوت سرخ ، یاقوت کبود و یا هرگونه کانی کمیابی به عنوان سنگهای قیمتی در صنعت جواهرات معروف می باشند.

سنگ های نیمه قیمتی

مجموعه ای از سنگهای نیمه قیمتی آنهایی هستند که به دلیل زیبایی خود ارزش گذاری می شوند و در رنج قیمت از ارزان تا گران بسته به خلوص و کیفیت خود در دسترس هستند. انوع مختلف سنگهای نیمه قیمتی شامل سنگهایی چون گارنت ، اوپال ، آمیتیست ، آکوامرین ، سیترین ، مروارید ، تورمالین ، توپاز و تانزانیت می باشند. البته همین سنگها نیز بر اساس خلوص ، اندازه و کیفیت خود می توانند ارزش و قیمت بالایی نیز داشته باشند.

از مشهورترین سنگ های قیمتی در ایران وجهان می توان به موارد زیر اشاره کرد :

فیروزه : نام این سنگ از کلمه فرانسوی Turquoise به معنی سنگ ترکی گرفته شده است. هر چقدر فیروزه صاف تر و بزرگ تر باشد ، ارزش آن بیش تر است.

عقیق : عقیق یا آگات(نوعی کوارتز) از دیگر سنگ های نیمه قیمتی است؛ آگات یا عقیق معمولی از لایه های منظم کلسدونی درست شده است و در مرکز آن بیشتر بلورهای آمیتیست دیده می شود.

الماس : ارزش بالای الماس حاصل سختی بالا ، جلای درخشان و پراکنش بالای آن است .افزون بر این ، در اسید و بازها کاملا انحلال ناپذیر است و ترک خوردگی ، شکستگی ، خراش و شکاف از وضوح الماس ها می کاهد.

زمرد : سنگ گارنت (زمرد) به رنگ های قرمز ، نارنجی ، قهوه ای و سبز یافت می شود. در این بین با ارزش ترین نوع گارنت ها از نوع رنگ سبز است.

لاجورد : لاژورد (لاجورد) جزو سنگ های نیمه قیمتی محسوب می شود. این سنگ از چند ماده معدنی ترکیبی درست شده است.

یاقوت : یاقوت دومین کانی طبیعی شناخته شده از نظر سختی است. کانی های همراه آن ، کلسیت ، فلدسپار ، میکا و گارنت است.

یشم : براساس اثرهای بدست آمده از کاوش های باستان شناسی در اروپا ، انسان های پیشین از یشم برای ساخت زینت آلات ، ظروف ، دسته کاردو …. استفاده می کردند.

منشا شکل گیری سنگ ها و خرده سنگ ها

دو فرایند کوه زایی و کوه سایی در زمین موجب پدید آمدن محصولات سنگی می شود.

1)عوامل کوه زایی

فشارهای کره مذاب درون زمین را که به پوسته جامد سطح آن وارد می شود را می توان عامل فرایند کوه زایی و خشکی زایی نامید.

2)عوامل هوازدگی یا کوه سایی

هر یک از چند روندی را که باعث خرد شدن و تغییر شکل مواد سخت سطح زمین و موادی که با جو در تماس هستند ، هوازدگی می نامند. عوامل فرسایش یا هوازدگی به دو گروه فیزیکی و شیمیایی تقسیم می شوند.

الف)هوازدگی شیمیایی : محصول هیدراتاسیون ، انحلال ، آبکافت ، اکسیداسیون و یا عکس العمل آب های اسیدی با املاح تشکیل دهنده سنگ هاست.

ب)هوازدگی فیزیکی : این پدیده توسط عواملی چون یخبندان ، تغییرات حرارت در جو و در نتیجه انبساط و انقباض ، نیروی جاذبه زمین ، رشد گیاهان ، باد ، جریان آب و عمل جانوران و مانند اینها شکل می گیرد و باعث خرد شدن سنگ ها و تغییر شکل آنها به دانه های ریزتر می شود.

ساختمان شیمیایی سنگ ها

سنگ ها خود از قسمت های ساده تری به نام کانی ساخته شده اند. کانی ها مواد جامد ، طبیعی ، معمولا متبلور ، غیرآلی ، همگن و با ترکیبات شیمیایی مشخص اند. تاکنون بیش از 3000 کانی در طبیعت شناخته شده که تنها حدود 24 کانی در سنگ های پوسته زمین فراوان هستند و آنها را کانی های سنگ ساز می نامند.

طبقه بندی شیمیایی سنگ ها

چون کانی های تشکیل دهنده سنگ ها متنوع هستند ، بسته به میزان وجود بعضی دیگر از ترکیبات شیمیایی که در آنها است سنگ ها را به چهار دسته تقسیم می کنند :

1) کربنات ها

2) سولفات ها

3) اکسیدها

4) سیلیکات ها

5) طبقه بندی سنگ ها از نظر نحوه تشکیل

سنگ ها از نظر نحوه تشکیل به سه گروه زیر تقسیم می شوند :

1) سنگ های رسوبی

2) سنگ های آذرین

3) سنگ های دگرگون شده

1)سنگ های رسوبی

بعضی از سنگ ها بر اثر ته نشین شدن مواد داخل آب به وجود می آیند. رودها مقدار زیادی مواد را با خود به دریاها و دریاچه ها می برند. این مواد به دلیل سنگینی به ته دریا می روند. روی هم قرار می گیرند و پس از سفت شدن سنگ هایی را به وجود می آورند که به آنها سنگ های رسوبی گفته می شود. سنگ های رسوبی لایه لایه اند که رنگ یا جنس هر لایه با لایه دیگر متفاوت است. سنگ های رسوبی در کوه های البرز و زاگرس به فراوانی یافت می شوند. ریگ ، شن و سنگ های آهکی نمونه هایی از سنگ های رسوبی هستند.

2)سنگ های آذرین

گروه دیگری از سنگ ها بر اثر سرد شدن مواد بسیار داغ به وجود آمده اند که قبلا در زمین بوده اند. دمای اعماق زمین زیاد است و بعضی سنگ ها را ذوب می کند. این سنگ ها در زیر یا سطح زمین دوباره سرد می شوند و سنگ هایی را به وجود می آورند که به آنها آذرین می گویند. سنگ های کوه هایی مانند دماوند و الوند از نوع آذرین است. سنگ های آذرین از بلورهای ریز یا درشت تشکیل شده اند.

3)سنگ های دگرگون شده

بعضی از سنگ های رسویی یا آذرین اگر مدت زیادی در اعماق زمین بمانند ، باید فشار و گرمای زیادی را تحمل کنند. این سنگ ها مانند آجر پخته می شوند و شکل قبلی خود را از دست می دهند و به همین دلیل به آنها سنگ های دگرگون شده می گویند. (مانند سنگ مرمر)مشخصات کلی انتخاب سنگ برای مصارف ساختمانی

سنگ های مورد استفاده در کارهای ساختمانی باید دارای مشخصات زیر باشند :

1- بافت سنگ باید ساختمانی سالم داشته باشد ، یعنی بدون شیار ، ترک و رگه های سست باشد (کرمو نباشد)

2- بدون هرگونه خلل و فرج باشد

3- پوسیدگی نداشته باشد

4- یکدست ، یکنواخت و همگن باشد

5- سنگ ساختمانی نباید آب زیاد جذب کند ، لذا نباید :

الف- در آب متلاشی یا حل شود

ب- تمام یا قسمتی از آن بیش از 8 درصد وزن خود آب بمکد

6- سنگ ساختمانی نباید آلوده به مواد طبیعی و مصنوعی باشد

7- سنگ باید شرایط فیزیکی و شیمیایی محیط را تحمل کند ، لذا باید :

الف- در برابر باد ، یخبندان ، تغییرات دما و در صورت وجود جریان آب در مقابل آن و کلیه عوامل فرسایش مقاومت کند

ب- در برابر محیط های شیمیایی اسیدی و قلیایی و همچنین عمل آبکافت و اکسیداسیون مقاومت کند

8- مقاومت فشاری برای قطعات باربر نباید کمتر از 150 کیلوگرم بر سانتی متر مربع باشد

9- در مقابل سایش مقاوم باشد

تقسیم بندی سنگ های ساختمانی

الف)بر اساس وزن مخصوص

سنگ های سنگین وزن ، سنگ هایی که وزن مخصوص آنها بیش از 1.8 گرم بر سانتی متر مکعب است و سنگ های سبک ، دسته ای از سنگ ها هستند که وزن مخصوص آنها کمتر از 1.8 گرم بر سانتی متر مکعب می باشد.

ب)بر اساس مقاومت فشاری

سنگ های سنگین که مقاومت فشاری آنها از 100تا 1000 مگا پاسکال است. و سنگ های سبک که مقاومت فشاری آنها از 4 تا 200 مگا پاسکال است.

ج)بر اساس ضریب نرم شدگی

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

سنگ های پی و دیوار در زیر سطح زمین

در پی ساختمان ها و بخشی از دیوارها که در زیر سطح زمین قرار دارند از سنگ های آذرین و رسوبی که ضریب نرم شدگی آنها بیش از 0.7 باشد ، استفاده می گردد. نداشتن کانی های رسی یا قطعات غیر همگن و درز و شکاف در این گونه سنگ ها ضروری است.

دیواره های سنگی

1) از سنگ های آذرین ، رسوبی یا دگرگونی که دارای ویژگی های زیر باشند در دیوارهای سنگی استفاده می شود.

2) مقاومت فشاری بین 0.4 تا 50 مگاپاسگال باشد.

3) وزن مخصوص آن 0.9 تا 2.2 باشد.

4) ضریب نرم شدگی آن بین 0.6 تا 0.7 باشد. و نیز سنگ هوازده نباشد.

سنگ نما و کف

1) سنگهای آذرین ، دگرگونی و رسوبی که دارای این ویژگیها باشند ، به عنوان سنگ نمای ساختمان بکار می روند.

2) مقاومت فشاری آن بیش از 5 مگا پاسکال باشد.

3) ضریب نرم شدگی بین 0.7 تا 0.9 باشد.

4) نداشتن درزه و شکاف در سنگ.

5) نبود کانی های رسی و مواد قابل حل در سنگ.

6) نبود حالت هوازدگی.

7) داشتن رنگ مرغوب.

سنگ های قابل مصرف در راه سازی

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

1) مقاومت فشاری بیش از 100 مگا پاسکال

2) ضریب نرم شدگی بیش از 0.9

3) میزان جذب آب ، کمتر از 1 درصد

4) وزن مخصوص بیش از 2.3 گرم بر سانتیمتر مکعب.

5) مقاومت ضربه ای آن 15 کیوگرم نیرو بر سانتیمتر مکعب باشد.

6) نداشتن کانی های رسی ، گچ و مواد قابل حل در آب.

7) عدم آلتراسیون و هوازدگی در سنگ.

سنگ های قابل استفاده در تونل ها و محیط های آبی

در تونل ها از گرانیت ، دیوریت ، گابرو و یا بازالت که مقاومت فشاری آنها از 100 مگا پاسگال باشد ، استفاده می کنند. ویژگی های سنگ های مصرفی در محیط آب به شرح زیر است.

1) نداشتن کانی های رسی ، گچ و مواد محلول در آب.

2) همگن بودن سنگ.

3) داشتن مقاومت در برابر فشارهای بالا.

سنگ های مقاوم در برابر محلول ها و حرارت

1) سنگ هایی که در برابر اسیدها مقاومند ، عبارتند از گرانیت ، دیاباز ، دیوریت ، کوارتزیت و بازالت.

2) سنگ های مقاوم در برابر محلول های قلیایی عبارتند از سنگ آهک ، دولومیت ، سنگ مرمر و منیزیت.

3) سنگ هایی که در شرایط حرارت بالا مقاوم هستند عبارتند از بازالت ، دیاباز و توف. ویژگی مهم این سنگ ها داشتن مقاومت فشاری بیش از 100 مگا پاسگال است که میزان جذب آن حداکثر به 1 در صد می رسد.

شکل طبیعی سنگ ها

سنگ ها از نظر شکل طبیعی به گروه های زیر تقسیم می شوند :

الف)سنگ های رودخانه ای

این سنگ ها در جریان غلتیدن در مسیر رودخانه و برخورد با یکدیگر و بر اثر عمل فرسایش ، گوشه های تیز و لبه دارشان را از دست می دهند و سطح آنها تقریبا صاف و صیقلی می گردد . قلوه سنگ رودخانه ای از این دسته است که حداقل قطری برابر 5 سانتی متر دارد . کوچک ترین قلوه سنگی که در دیوارسازی به کار می رود معمولا قطری در حدود 15 سانتی متر دارد . اندازه های کوچک تر به عنوان پرکننده مورد استفاده قرار می گیرند.

ب) سنگ های کوهی

این سنگ ها بیشتر لبه تیز هستند و مستقیما از معدن سنگ استخراج می شوند . در روند عملیات استخراج ، به شیوه های گوناگون قطعات بزرگ سنگ را از کوه جدا نموده و برای آماده سازی به کارخانه حمل می کنند . به این قطعات اصطلاحا سنگ قلوه می گویند . باید توجه داشت سنگ هایی که به طور طبیعی از کوه جدا و در دامنه انباشته می شوند ، در بیشتر موارد با توجه به تاثیر عوامل هوازدگی بر آنها ، در عملیات ساختمانی به کار برده نمی شوند .

ج) سنگ های لاشه

این سنگ ها در نتیجه عمل انفجار یا پس از خردکردن قطعات بزرگ تر سنگ به دست می آیند و شکل خاص و سطوح مشخصی ندارند . استفاده از سنگ لاشه بدون این که گوشه های تیز ولبه دار آن گرفته شود مجاز نیست ، مگر با ابعاد کوچک تر از 15 سانتی متر که به عنوان پرکننده از آن استفاده می شود.

د)سنگ لایه لایه یا تخته ای

این سنگ ها استحکام چندانی ندارند و حداقل ضخامت آنها در کارهای بنایی نباید کمتر از 8 سانتی متر باشد.