به مقاومت هر سنگ در برابر سایش و خراش، مقاومت سایشی آن سنگ گفته می‌شود؛ که به وضعیت دانه‌بندی و سختی کانی‌های تشکیل دهنده بستگی دارد.
بسیاری از سنگ ها، به دلایل مختلفی از جمله تفاوت در سختی کانی‌ها و بقیه اجزای سازنده آن سنگ، فرسایش نامنظم دارند. مانند سنگ گرانیت. این سنگ ها، از سنگ‌هایی که دارای سختی کم اما یکنواخت هستند، کمتر مورد توجه قرار می‌گیرند.
مقاومت سایشی سنگ چه مواقعی اهمیت دارد ؟
مقاومت سایشی سنگ وقتی که در معرض سایش قرار گیرد، بسیار مهم است.
راه پله، سنگفرش پیاده‌روها و حتی کف ساختمان ها، موقعیت‌هایی هستند که دائماً در معرض سایش می‌باشند. اینجا باید به مقاومت سایشی سنگی که می خواهیم در این مکان ها استفاده کنیم، توجه کنیم.
جالب است بدانید در مناطق خشک که فرسایش ناشی از باد، بسیار قابل توجه است یا حتی در مناطقی که در امتداد سواحل هستند، وجود ماسه و باد می تواند عمل سایش را به وجود آورد، در اینجا باید مقاومت سایشی سنگ را در نظر بگیریم.
از کجا می‌توانیم مقاومت سایشی سنگ‌ها را متوجه بشویم ؟
برای اندازه گیری میزان مقاومت سایشی سنگ ها، روش های زیادی وجود دارد که به روش های مختلف قابل انجام است.
از جمله این روش ها، “آزمایش سایش اصطکاکی و پرتاب ماسه” را می توان نام برد.
سایش اصطکاکی
در آزمایش سایش اصطکاکی، مقدار وزن یا حجم لایه‌ی ساییده شده از یک نمونه تخت که در مجاورت یک صفحه دوار با سرعت مشخص قرار گرفته و به وسیله مواد ساینده استاندارد ساییده می شود، تعیین می گردد. در این حالت مقدار یا حجمی که ساییده شده است بسیار مهم است و معیار در نظر گرفته می‌شود.
در واقع می‌توان گفت آزمایش سایش اصطکاکی برای سنگ های کف، پله، پیاده رو و موارد این چنینی مناسب است.
آزمایش پرتاب ماسه
آزمایش پرتاب ماسه، برای بررسی کردن مقاومت سایشی سنگ های لاشه و همچنین سنگدانه های درشتی که در معرض فرسایش باد و طوفان هستند، بسیار مناسب است.
یکی دیگر از روش های بسیار کاربردی و مرسوم برای اندازه گیری مقاومت سایشی سنگ ها، آزمایش لس آنجلس است.
این آزمایش مطابق استاندارد ملی ایران شماره ۴۴۸ باید انجام گیرد.
عوامل موثر در مقاومت سایشی سنگ
1 - ترکیب کانی شناسی
یکی از مهم‌تریم ویژگی های یک سنگ که بر مقاومت سایشی بسیار مؤثر است، بی شک، ترکیب کانی شناسی سنگ است.
طبیعتاً اگر میزان کانی هایی که سختی بیشتری دارند در سنگ افزایش پیدا کند، آن سنگ می‌تواند از مقاومت سایشی بالاتری برخوردار شود.
کانی هایی که در سنگ ها با درجه سختی بالا موجود هستند، کدامند ؟
1 – کانی کوارتز
2 – اسفن
3 – فلدسپات های ارتوکلاز
این کانی ها در ترکیب کانی شناسی سنگ‌ها، می‌تواند مقاومت سایشی سنگ ها را به شدت افزایش دهند.
جالب است بدانید که سنگ هایی که از کانی هایی با درجه سختی کمتر مانند: مسکوویت و بیوتیت تشکیل شده اند، دارای مقاومت سایشی کمتری خواهند بود.
در واقع سنگ هایی مانند:
گرانیت
هورنفلس
با درصد کوارتز و فلدسپار بالا، مقاومت سایشی بسیار بالایی دارند.
2 - شکل دانه های موجود در سنگ ها
متغیرهای شکل دانه های موجود در سنگ، حالت های مختلفی دارد که محققین مختلف آن ها را بررسی کرده اند. در واقع محققین، برای توصیف شکل دانه ها از دو متغیر بدون بُعد استفاده کرده اند. این دو متغیر بدون بُعد کُرویَت (Sphericity) و گِردشُدگی (Roundness) می‌باشند.
کرویت تعریف شده توسط ودل (Wadell, 1934)، عبارت است از نسبت حجم دانه به حجم کره محیط کننده ی دانه ها.
گردشدگی تعریف شده توسط ودل (Wadell, 1934) نیز، از مجموع شعاع دوایری که در گوشه های ذره جای می‌گیرند، به تعداد دوایر گوشه های ذره بدست می آید.
بر اساس مطالعات متغیرهای شکل دانه (کرویت و گردشدگی)، تأثیر قابل توجهی بر میزان مقاومت سایشی سنگ دارند. چرا که با افزایش میزان گردشدگی، اندازه مقاومت سایشی به طور قابل توجهی کمتر می‌شود.
در استاندارد منتشر شده توسط سازمان ملی استاندارد، در مورد تعیین مقاومت سایشی سنگ های ساختمانی به شماره ی INSO 8230، تعاریف و اصطلاحاتی ارائه شده است که به معرفی برخی از آن ها پرداخته‌ایم. مبنای استاندارد یاد شده نیز، استاندارد ASTM C1353: 2015 است.
ساینده abraser/ abrader
وسیله ی آزمون سایش برای ارزیابی مقاومت سایشی، نمونه سنگ است.
چرخه سایش abrasion cycle
در آزمون سایش، حرکات یک یا چند باره‌ی ساینده از وسط سطح مواد تحت سایش یا سطح مواد تحت سایش از وسط سطح ساینده، که اجازه ی بازگشت به نقطه ی شروع را می دهد.
روش آزمون با صفحات گردان، شامل یک چرخش کامل آزمونه است.
شاخص مقاومت سایشی index of abrasion resistance
عددی است که از افت وزنی نمونه سنگ محاسبه می شود؛ هنگامی که تحت سایش با تعداد دورهای معین در برابر یک چرخ ساینده ی استاندارد قرار گیرد.
نمونه sample
شامل یک بلوک سنگی دارای شکل هندسی منظم، است.
آزمونه test specimen
یک منشور مسطح با اندازه و شکل مشخص، که از نمونه ی مورد نظر بریده شده است.
خلاصه روش آزمون بر اساس استاندارد INSO 8230
در این حالت، با استفاده از عمل سایشی چرخشی، تحت شرایط کنترل شده ی فشار و عملکرد ساینده، ساییده می شود. آزمونه، در کف یک صفحه ی گردان قرار می گیرد و حول محور عمودی چرخیده و در مقابل چرخش سایشی دو چرخ قرار می گیرد.
یکی از چرخ های ساینده، آزمونه را از خارج به داخل، در پیرامون آن می سابد و دیگری از داخل به خارج، مرکز آزمونه را می سابد. مقاومت در برابر سایش، با تعیین حجم حذف شده در اثر سایش و محاسبه ی شاخص مقاومت سایشی، ارزیابی می شود.
امیدوارم از این مطالب اطلاعات مورد نظر خود را دریافت کرده باشید.
تولید محتوا :
