تعریف سنگ معدن و انواع آن
از دید زمین شناسی، سنگ معدن به موادی از پوسته زمین اطلاق می‌شود که از یک یا چند کانی پیوسته باهم درست گشته‌اند. در مقابل خاک توده‌ای از ذرات با دانه‌های جدا از هم یا دارای پیوند سست است که بر اثر هوازدگی سنگ‌ها و به طور برجا ایجاد شده است. با این حال در مهندسی و کارهای ساختمانی قابلیت حفاری مصالح زمین‌شناسی به عنوان شاخصی در طبقه بندی آنها به دو گروه سنگ و خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد.
منشا شکل گیری سنگ‌ها و خرده سنگ‌ها ی معدنی
دو فرایند کوه زایی و کوه سایی در زمین باعث ایجاد محصولات سنگی می‌گردد.
- عوامل کوه زایی
فشارهای مواد مذاب درون زمین را که به پوسته جامد سطح آن وارد می‌شود می‌توان عامل فرایند کوه زایی و خشکی زایی نامید.
- عوامل هوازدگی یا کوه سایی
هر یک از چند فرآیندی که باعث خرد شدن و تغییر شکل مواد سخت سطح زمین و موادی که با جو در تماس هستند، هوازدگی می‌گویند. عوامل فرسایش یا هوازدگی به دو گروه فیزیکی و شیمیایی قابل تقسیم اند.
- هوازدگی شیمیایی
محصول هیدراتاسیون، انحلال، آبکافت، اکسیداسیون و یا عکس العمل آب‌های اسیدی با املاح تشکیل دهنده سنگ ها است.
- هوازدگی فیزیکی
هوازدگی فیزیکی توسط فرآیندهایی چون یخبندان، تغییرات حرارت در جو و در نتیجه انبساط و انقباض، نیروی جاذبه، رشد گیاهان، باد، جریان آب و عمل جانوران و مانند این گونه موارد شکل می‌گیرد و باعث خرد شدن سنگ‌ها و تغییر شکل آنها به دانه‌های ریزتر می‌گردد.
ساختمان شیمیایی سنگ‌ها
سنگ‌ها خود از قسمت‌های ساده تری به نام کانی تشکیل شده‌اند. کانی‌ها مواد جامد، طبیعی، معمولاً متبلور، غیرآلی، همگن و با ترکیبات شیمیایی مشخص هستند. تاکنون بیش از ۳۰۰۰ کانی در طبیعت یافت شده که تنها حدود ۲۴ کانی در سنگ‌های پوسته زمین فراوان هستند و آنها را کانی‌های سنگ ساز می‌گویند.
طبقه‌بندی شیمیایی سنگ‌ها
چون کانی‌های ایجاد کننده سنگ‌های معدن مختلف هستند، با توجه به میزان وجود بعضی دیگر از ترکیبات شیمیایی که در آنها وجود دارد سنگ‌ها را به چهار رده تقسیم می‌نمایند:
کربنات‌ها
سولفات‌ها
اکسیدها
سیلیکات‌ها
سنگ‌ها از نقطه نظر نحوهٔ تشکیل به سه گروه زیر تقسیم می‌گردند:
سنگ‌های رسوبی
سنگ‌های آذرین
سنگ‌های دگرگونی
سنگ‌های رسوبی
بعضی از سنگ‌های معدن به جهت ته نشینی مواد داخل آب ایجاد می‌شوند. رودها مقدار زیادی مواد را با خود به دریاها و دریاچه‌ها برده و این مواد به جهت وزن زیاد به ته دریا افول می‌کنند، روی هم قرار می‌گیرند و پس از سخت شدن سنگ‌هایی را شکل می‌دهند که به آنها سنگ‌های رسوبی می‌گویند. سنگ‌های رسوبی لایه لایه بوده که رنگ یا جنس هر لایه با لایه دیگر فرق دارد. سنگ‌های رسوبی در کوه‌های البرز و زاگرس به فراوانی یافت می‌شوند. ریگ، شن و سنگ‌های آهکی نمونه‌هایی از سنگ‌های رسوبی هستند.
سنگ‌های آذرین
گروه دیگری از سنگ‌ها به خاطر سرد شدن مواد شدیدا داغ به وجود آمده‌اند که قبلاً در اعماق زمین بوده‌اند. دمای اعماق زمین بالا بوده و بعضی سنگ‌ها را ذوب می‌نماید. این سنگ‌ها در زیر یا سطح زمین دوباره سرد شده و سنگ‌هایی را به وجود می‌آورند که به آنها آذرین گفته می‌شود. سنگ‌های کوه‌هایی چون دماوند و الوند از نوع آذرین است.
سنگ‌های دگرگون شده
بعضی از سنگ‌های رسویی یا آذرین اگر زان زیادی در اعماق زمین قرار بگیرند، باید فشار و گرمای زیادی را تحمل کنند. این سنگ‌ها مانند آجر پخته شده و شکل قبلی خود را از دست می‌دهند و به همین دلیل به آنها سنگ‌های دگرگون شده می‌گویند.
کاربرد
سنگ‌ها و کانی‌ها در ساختمان سازی، صنایع، پزشکی و ... کاربرد دارند.
انواع سنگ‌های ساختمانی
این سنگ‌ها در دسته‌های گوناگون و متنوعی نام گذاری می‌شوند که بعضا نام معدن سنگ به عنوان اسم آن استفاده می‌شود. عام ترین سنگ‌های ساختمانی عبارتند از:
گرانیت
ماسه سنگ‌ها
سنگ‌های آهکی
کوارتزیت
سنگ‌های رسی
تراورتن
سنگ‌های مورد استفاده در کارهای ساختمانی باید دارای مشخصات زیر باشند:
۱- بافت سنگ باید ساختمانی سالم داشته و بدون شیار، ترک و رگه‌های سست باشد.
۲- بدون هرگونه خلل و فرج باشد
۳- بدون پوسیدگی باشد
۴- یکدست، یکنواخت و همگن باشد
۵- سنگ ساختمانی نباید آب زیاد جذب کند، لذا نباید:
الف- در آب متلاشی یا حل شود
ب- تمام یا قسمتی از آن بیش از ۸ درصد وزن خود آب بمکد
۶- سنگ ساختمانی نباید آلودگی به مواد طبیعی و مصنوعی داشته باشد
۷- 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 محیط‌های شیمیایی اسیدی و قلیایی و همچنین عمل آبکافت و اکسیداسیون مقاومت کند
۸- مقاومت فشاری برای قطعات باربر نباید کمتر از ۱۵۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع باشد
۹- در مقابل سایش مقاوم باشد
فساد در سنگ
عامل اصلی فساد در سنگ‌های معدن اثر نمک‌های محلول بر آنها است. آلودگی محیط، یخبندان و پوسیدگی در قطعات فلزی و وجود رگه‌های محدود و عملیات اجرایی ضعیف هم باعث تخریب سنگ‌ها می‌گردد.
تاثیر نمک‌های محلول
چنانچه رطوبتی که به همراه خود نمک‌های محلول وجود دارد از سطح سنگ تبخیر شود، مقداری نمک در سطح آن به صورت شوره در خلل و فرج سنگ برجای می‌گذارد. تداوم دور رطوبت- تبخیر موجب افزایش حجم بلورها و پوسته شدن سطح سنگ می‌شود. لذا سنگ‌هایی که متخلخل ترند در برابر نمک‌های محلول حساس تر خواهند بود.
آلودگی محیط
سنگ‌های معدن دارای کانی کربنات کلسیم به خصوص در برابر محیط‌های اسیدی حساس اند. اکسید گوگرد در محیط مرطوب و اکسیژن موجود در هوا تولید اسید سولفوریک می‌کند که بر سنگ‌های آهکی اثر می‌گذارد و تولید سولفات کلسیم می‌نماید. سنگ‌های آهکی و ماسه سنگ‌های آهکی در این مورد حساس ترند.
در مورد سنگ‌های آهکی، سولفات کلسیم حاصل شده در سطح، به وسیله آب شسته می‌شوند. ولی در سطوحی که قابل شستشو نیستند، سطح به وسیله دوده سیاه می‌شود و مبدل به پوسته‌های سخت و برآمدگی‌هایی می‌شود که گرد آهکی در اطراف آن وجود دارد.
در انواع سنگ‌های آهکی منیزیم دار، ایجاد سولفات منیزیم روند فساد را تسریع می‌کند.
در ماسه سنگ‌ها خلل و فرج توسط گچ (سولفات کلسیم) پر می‌شوند، پوسته‌های سخت ایجاد شده اغلب به علت تفاوت انبساط حرارتی فرو می‌ریزند. ماسه سنگ‌های سیلیسی گرچه مستقیما بر اثر تهاجم اسیدهای موجود در هوا آسیب نمی‌بینند ولی سنگ گچ تولید شده توسط سنگ آهک موجب خرابی در آنها می‌شود که به علت تبخیر حاصل از تبلور در سطح آنها به وجود می‌آید.
مرمر که اساسا کربنات کلسیم است مورد هجوم اسیدهای موجود در هوا قرار می‌گیرد و سطح صیقلی آن در مرور زمان زبر می‌شود. ولی به علت بافت متراکم و چگال آن کمتر تحت تاثیر عمل تبلور قرار می‌گیرد.
اثر یخبندان
تخریب بر اثر یخبندان در قسمت‌هایی از ساختمان نظیر محل درپوش‌ها، سایه بان‌ها، کرسی بنا و کف پنجره‌ها بیشتر دیده می‌شود. عموما سنگ آهک و دولومیت بیش از ماسه سنگ در معرض تهاجم اثر یخبندان هستند.
مرمر، شیت و گرانیت به علت تخلخل اندک تحت تاثیر اثر یخبندان واقع نمی‌شوند.
پوسیدگی در فلزات
آب بارانی که از سطوح مس و آلیاژهای آن به سطح سنگ آهکی می‌ریزد باعث ایجاد لکه‌های سبزرنگی در آن می‌شود. زنگ زدگی حاصل از مواد آهنی و فولادی بسیار سخت بوده و از روی سطوح متخلخل سنگ‌ها پاک می گردد. بیشترین آسیب دیدگی ناشی از انبساط زنگ زدن قطعات آهنی و فولادی داخل سنگ کاری نما رخ می‌دهد. به این منظور کلیه قطعات فلزی مورد استفاده در نصب سنگ نما باید ضدزنگ باشند.
آتش
آتش گاهی موجب تخریب کلی در کارهای سنگی می‌شود ولی سطح نمای گرانیت، مرمر و ماسه سنگ‌ها ممکن است در اثر آتش سیاه یا خرد گردد.
سنگ‌های آهکی غالبا تحت تاثیر آتش قرار نگرفته و فقط سنگ‌های روشن به علت اکسید شدن آهن موجود در آنها برای همیشه صورتی رنگ می‌گردند.
منبع:
http://www.asemooni.com
