مقاومت کششی و مقاومت خمشی سنگ، یکی از مباحث بسیار مهمی است که در خرید سنگ، باید به آن توجه داشته باشیم. از این رو ما در این مقاله اطلاعات مناسبی را برای شما فراهم کرده ایم.
با ما همراه باشید.
مقاومت کششی سنگ :
به توانایی یک سنگ در تحمل تنش هایی که بصورت کششی به سنگ اعمال میشود، به طوریکه پس از این تنش سنگ ترک نخورد، مقاومت کششی سنگ گفته میشود.
مثلاً هنگامی که آب در منافذ سنگی یخ می‌زند، حجم آب با منبسط شدن بر اثر یخ زدن افزایش پیدا میکند و باعث ایجاد تنش های کششی در دیواره های منافذ سنگ شده، که منجر به ترک خوردن و از هم گسسته شدن سنگ میشود.
اینجاست که مقاومت کششی سنگ مطرح میشود.
مقاومت خمشی سنگ :
مقاومتی که یک سنگ برای تحمل نیروهای یکنواخت که منجر به خم شدن سنگ میشود، به طوریکه سنگ دچار گسستگی نشود را مقاومت خمشی سنگ می‌گوییم.
این نیروها، معمولاً روی قسمتی از سنگ به صورت متمرکز اعمال میشوند، که می‌تواند تاثیر بارهایی باشد که سنگ، آن‌ها را متحمل میشود.
مانند: قرار گرفتن اجسام سنگین برای مدت طولانی روی سنگ
عوامل مؤثر در مقاومت کششی سنگ
1 - متفاوت بودن جنس بافت های سنگ
در سنگ‌های ساختمانی می‌توان گفت که بیشتر از همه چیز، مقاومت کششی به ناهمواری های سطح سنگ و همچنین سطوح ناپیوسته در بافت سنگ بستگی دارد.
سطوح ناپیوسته در بافت سنگ، یک ضعف مکانیکی بزرگ در هر سنگ شمرده میشود؛ چرا که مقاومت کششی سنگ را به شدت کاهش می‌دهد.
اگر بخواهم این مورد را به صورت دقیق تر و تخصصی تر برای شما شرح دهم، باید بگویم که به طور کلی سنگ ها در قسمت هایی که دارای لایه‌بندی، تغییر جنس بافت‌ها، رگه ها و جهت یابی مختلف هستند، ضعیف اند و احتمال از هم گسیختن سنگ در این نواحی ببیشتر است.
مثلاً در سنگ مرمریت، که استحکام آن به دلیل اعمال فشارهایی است که در طول زمان منجر به فرایند شکل گیری این سنگ شده است، وجود این رگه ها و شکستگی ها باعث میشود تا یکپارچگی سنگ از بین برورد و به طبع آن نقاومت کششی سنگ کاهش بیابد.
در سنگ هایی که تغییر جنس بافت آن‌ها به وضوح دیده میشود، مقاومت کششی و مقاومت خمشی سنگ کاهش پیدا میکند.
2 - جهت اعمال تنش
اگر جهت اعمال تنش یا بارگذاری، عمود بر سطح ضعف مکانیکی سنگ باشد، مقاومت کششی سنگ، به حداقل خواهد رسید.
حال اگر جهت اعمال تنش موازی با راستای این سطوح باشد، میتوانیم بگوییم که مقاومت کششی سنگ به حداکثر خواهد رسید.
با توجه به موارد گفته شده می‌توان گفت که هرچه زاویه‌ی بین سطوح، ضعف مکانیکی موجود در سنگ و جهت اعمال تنش بیشتر باشد، مقاومت کششی سنگ کمتر خواهد بود و برعکس.
البته باید توجه داشت که وجود سطوح ضعف مکانیکی و تاثیر تنش های کششی بر سنگ، همواره جنبه ی منفی ندارند.
برای مثال، در هنگام عملیات معدنکاری و باز کردن سینه کار، چنانچه بتوان جهت برش را متناسب با جهت سطوح ضعف مکانیکی انتخاب کرد، در این صورت برش سنگ نیز آسان خواهد بود که این امر بسیار تخصصی است.
3 - نحوه خواباندن بلوک های بریده شده
با کنترل نحوه‌ی خواباندن بلوک های بریده شده، می‌توان از وجود سطوح ضعف مکانیکی سنگ، حداکثر استفاده را کرد!
این کار به این صورت انجام میشود که بلوک از محل سطوح ضعف، بدون اعمال برش های اضافی، جدا خواهد شد.
پس بی شک آنچه در بالا بردن راندمان کوپ دهی و قواره بندی بلوک مهم است، بررسی و کنترل سطوح ضعف سنگ است.
عوامل مؤثر در مقاومت خمشی سنگ
1 - بافت سنگ
منظور از بافت سنگ که در مقاومت خمشی سنگ بسیار مؤثر است، نحوه قرار گیری اجزای تشکیل دهنده سنگ کنار یکدیگر است. این مورد تاثیر بسیار زیادی در عملکرد سنگ مقابل نیروهای غیر یکنواخت دارد.
چنانچه بلورهای سنگ در هم قفل‌‌شدگی بیشتری داشته باشند، مقاومت خمشی سنگ، بالاتر خواهد بود.
در سنگی مانند: گرانیت، مرز بین کانی‌‌ها ( به ویژه کوارتز و فلدسپار ) به صورت انحنادار است که این وضعیت، باعث درهم تنیدگی بیشتر اجزاء شده و مقاومت خمشی سنگ افزایش پیدا خواهد کرد.
اما در سنگی مانند: مرمریت، به علت آن که مرز بین بلورهای کلسیت ( کربنات کلسیم ) معمولاً به صورت صاف و با انحنای کم است، در نتیجه سطح درگیر بین اجزاء کمتر بوده و مقاومت خمشی نیز کمتر خواهد بود.
2 - جنس سنگ
جنس سنگ در مقاومت خمشی سنگ بسیار مهم است به طوری که هر چقدر سنگ نرم تر باشد، مقاومت خمشی سنگ پایین تر خواهد بود.
به عنوان مثال:
سنگ مرمریت از جنس کربنات کلسیم (یا کربنات منیزیم) است. کانی کلسیت، که نوعی کربنات کلسیم است، دارای سختی ۳ در زمین‌‌شناسی است.
در صورتی که سنگی مانند: گرانیت سفید عمدتاً از کانی‌‌های سخت‌‌تری چون کوارتز و فلدسپار تشکیل شدهاند.
در نتیجه، مقاومت مرمریت از گرانیت کمتر خواهد بود. چرا که کانی‌‌های سازنده‌‌ی ضعیف‌‌تری دارد. همچنین، طی فرآیند دگرگونی به دلیل تغییرات گسترده‌‌ی ناشی از حرارت و فشار در بافت سنگ، سنگ مقاومتر میشود.
مثلاً سنگ چینی سفید بدون رگه، بسیار مقاومتر از سنگ کربناته‌‌ی دگرگون نشده است.
به همین دلیل، سنگ چینی به طور گسترده در کف‌‌سازی پارکینگ‌‌ها و راهروها مورد استفاده قرار می‌‌گیرد.
3 - اندازه ذرات
هر چقدر اندازه بلورها و ذرات تشکیل دهنده سنگ کوچکتر باشد، سنگ مقاومتر است.
در این صورت سطح ویژه‌‌ی درگیر بین بلورها بیشتر بوده و نیروی اصطکاک کافی برای تامین مقاومت خمشی سنگ وجود خواهد داشت.
4 - سطوح ضعف مکانیکی
همانطور که خدمتتان شرح داده شد، رگه‌‌ها و شکستگی‌‌های سنگ، نقش سطوح ضعف مکانیکی را ایفا می‌‌کنند. به عبارت دیگر، هنگامی که سنگ تحت تاثیر نیروهای غیر یکنواخت قرار می‌‌گیرد، سنگ از ناحیه‌‌ی رگه ها و شکستگی ها تضعیف شده و امکان گسیختگی وجود دارد.
وقتی قسمتی از یک سنگ در حالت خمش قرار می‌‌گیرد، در قسمت محدب سنگ، تنش‌‌های کششی وارد عمل میشوند.
چنانچه در قسمتی که تحت کشش است رگه ها و شکستگی ها وجود داشته باشند و محور تنش کششی، عمود بر راستای شکستگی‌‌ها باشد، سنگ به راحتی گسیخته خواهد شد!
اما باید توجه داشت، اگر مواد پر کننده‌‌ی طبیعی در سنگها مقاوم باشند (مانند: سیلیس و کلیست در سنگ مرمریت)، مقاومت سنگ در این صورت ارتقاء پیدا خواهد کرد و وجود مواد نرم‌‌تر مانند: رس‌‌ها در این رگه‌‌ها، سنگ را بیشتر تضعیف میکند.
5 - تخلخل سنگ و خلل و فرج های موجود در آن
سنگ‌‌هایی که تخلخل و حفرات بیشتری دارند، حالت پوک داشته و مقابل نیروها، عملکرد ضعیف‌‌تری خواهند داشت. پس توجه به درصد تخلخل سنگها، از این جهت بسیار حائز اهمیت است و هر چقدر تخلخل بیشتر باشد، مقاومت خمشی سنگ کمتر میشود.
اگر یادتان باشد ما در مقالات قبلی، سنگ تراورتن را که یک سنگ متخلخل و دارای خلل و فرج های زیاد است را مورد بررسی قرار دادیم و گفتیم یکی از مناسب ترین سنگها برای سنگ نما، این سنگ است و بعد از آن در مقاله “ برای هر بخش از ساختمان چه سنگی مناسب تر است ؟ ” کاملاً توضیح دادیم که هر سنگ با چه شرایطی، چه کاربردی دارد و بهتر است در چه جایی استفاده شود.
بنابر این در جاهایی که نیاز داریم سنگ مقاومت خمشی بالایی داشته باشد، سنگ تراورتن، سنگ مناسبی نیست و بهتر هست از سنگ های چینی و گرانیت بر اساس بودجه و سلیقه‌ای که داریم استفاده کنیم.
تا این قسمت مقاومت کششی و مقاومت خمشی سنگ را به طور کامل بررسی کردیم. همچنین عوامل مؤثر در مقاومت کششی و مقاومت خمشی سنگ ها را مورد بررسی قرار دادیم.
از این که با ما همراه بودید از شما بی نهایت سپاس گزاریم.
تولید محتوا :
