سنگ به عنوان مصالح ساختمانی

سنگی که در ساخت سازه ها استفاده می‌شود، به عنوان سنگ طبیعی نامیده می‌شود تا آن را از سنگ مصنوعی که برای این منظور تولید می‌شود، متمایز کند. ساده ترین اشکال سنگ طبیعی که به عنوان مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند، سنگ های ورقه ای و سنگ های مالون هستند. زمینه سنگ به صورت نا منظم است مانند مالون ها این سنگ ها، در طبیعت یافت می‌شود. در زمان های گذشته، مردم اندازه های قابل حمل را جمع اوری می‌کردند و انها را به محل ساخت و ساز حمل می‌کردند. سنگ قلوه سنگ ناشی از هوازدگی سنگ یا از برش کار در معادن بدون پردازش بدست می‌آید. بر خلاف سنگ فراوری شده، با لبه های شکستگی تیز و اشکال نامنظم قابل تشخیص است. سازه ها از زمان های بسیار قدیم از سنگ های ورقه ای و مالون و سنگ های بدون فراوای ساخته شده اند. اما از آنجا که اشکال گرد و نامنظم انها برای تشکیل سازه ها دشوار بود، سازندگان شروع به تغییر شکل سنگ ها به چیزی کاربردی تر کردند. بنابراین، شکل گیری دستی به اصطلاح ashlar یا سنگ تراشیده شده را از سنگ ورقه ای و سنگ کوپ به ارمغان آورد. به طور خاص، اگر هیچ مصالح ساختمانی کافی دیگری در دسترس نبود، سنگ ورقه ای و سنگ مالون نیز برای استفاده در سازه های هندسی پیچیده تر مانند طاق ها به وجود نمی‌آمد. امروزه پردازش سنگ طبیعی شامل بسیاری از تکنیک های دستی و ماشین محور است. سنگ طبیعی اره شده، بریده شده، ساب خورده شده، برش خورده، تیشه شده، بوش همر شده و غیره در دسترس است. نتیجه این فرایندها سنگ های طبیعی زیبایست که در سازه های امروزی کار می‌شود. سنگ طبیعی در بسیاری از زمینه های ساخت و ساز استفاده می‌شود. به غیر از کاربردهای آن در معماری ، که موضوع این مقاله است، سنگ طبیعی در باغبانی و محوطه سازی به عنوان سنگفرش و علامت گذاری مواد، و همچنین در دیوارها، پله ها، مبلمان و غیره استفاده می‌شود. در مهندسی هیدرولیک در سدها و تثبیت بانک رودخانه، در بخش حمل و نقل به عنوان بالاست و در ساخت بتن به عنوان سنگدانه عمل می‌کند.

از مواد خام تا سنگ ساختمانی

تبدیل سنگ طبیعی به سنگ ساختمانی یک پیشرفت است که از محل استخراج سنگ آغاز می‌شود، با مرحله پردازش صنعتی ادامه می‌یابد و با تحویل سنگ ساختمانی به محل ساخت و ساز به پایان می‌رسد. در طول سفر، سنگ ابتدا از یک محصول طبیعی به یک کالای تجاری مواد خام و سپس به یک محصول ساختمانی تبدیل می‌شود. در معدن ، بسته به نوع سنگ و هدف مورد نظر آن، سنگ به شکل بلوک یا اسلب برش داده می‌شود. اگر چه مواد خام هنوز یک محصول ساختمانی را در حالت تمام خود تشکیل نمی‌دهند، با این حال در سراسر جهان به همین صورت بلوک معامله می‌شود. برای تولید کنندگان سنگ کاملا معمول است که مواد خام برش داده شده در معادن خود را به سنگ ساختمانی پردازش کنند و همچنین آن را در خارج از کشور بفروشند. حمل و نقل مواد خام در حال حاضر عامل تعیین کننده قیمت قابل توجهی برای سنگ طبیعی است. به طور کل، اشکالات زیست محیطی تجارت بین المللی مواد خام سنگ طبیعی موضوعی است که به ندرت به طور عمومی مورد بحث قرار می‌گیرد. در کارخانه پردازش سنگ طبیعی، مواد خام طی عملیات انجام می‌گیرند، اره به ضخامت مشخص سنگ خام را برش میزند و آماده برای مرحله بعدی می‌کند. بسیاری از سنگ ها برای اسلب برای روکش نما و پوشش کف استفاده می‌شود. قطعات شکل گرفته به محل ساخت و ساز تحویل داده می‌شوند اغلب در فواصل طولانی آماده نصب هستند. استانداردهای مختلف اروپایی مشخصات محصولات سنگ طبیعی را تنظیم می‌کنند. هر سنگ ساختمانی که به بازار اروپا وارد می‌شود باید اثبات انطباق با این استانداردهای محصول را داشته باشد.

معدنکاری

محل استخراج سنگ طبیعی (معدن) نامیده می‌شود. اصطلاح استخراج همچنین برای توصیف فرایندی که توسط ان یک ماده معدنی برای تولید مصالح ساختمانی از دل طبعت برداشته می‌شود، استفاده می‌شود. صرف نظر از نامگذاری، بخشی از محیط زیست حذف می‌شود زمانی که سنگ منابع طبیعی به عنوان یک متریال ساختمانی استفاده می‌شود. با این حال بسیار شبیه به چوب، سنگ هم بازسازی می‌شود. مسلما، فرایند بازسازی سنگ در یک چارچوب زمانی طولانی رخ می‌دهد و در طول یک نسل برای انسان غیر قابل مشاهده است. سنگ در حالت جامد آن بزرگترین منبع روی زمین است. تجاوز به طبیعت که توسط معدنکاری ضروری است اغلب به وضوح قابل مشاهده است. اما معادن سنگ باز همچنین می‌توانند زیستگاه های ویژه ای را برای گیاهان و حیوانات نادر فراهم کنند و می‌توانند تنوع زیستی فوق العاده ای را نشان دهند. گاهی اوقات، معادن پس از استفاده دوباره پر می‌شوند. علاوه بر پوشش جنبه های سنگ طبیعی که از ارتباط معماری و ساختاری هستند، این مقاله همچنین به پیامدهای زیست محیطی معدن سنگ طبیعی می‌پردازد.

معادن

استخراج سنگ در معادن سنگ انجام می‌شود. این سوال که چرا و چگونه سنگ طبیعی استخراج می‌شود، نسبت به محل و پیکربندی رسوبات سنگ، هدف نهایی که مواد بازیابی شده مورد استفاده قرار می‌گیرد، سوداوری عملیات و حفاظت از طبیعت تعیین می‌شود. معادن سنگ ساختمانی معمولا معادن روباز هستند. معدن زیرزمینی تنها در موارد خاص رخ وجود دارد آن هم برای استخراج یک سنگ نادر، به عنوان مثال؛ برای اطمینان از حداقل تاثیر قابل مشاهده بر چشم انداز؛ یا اجازه می‌دهد برای عملیات در طول سال، حتی در زمستان. معدن سنگ اثرات زیست محیطی دارد. گیاهان و جانوران تغییر می‌کنند، الودگی سر و صدا و گرد و غبار بوجود می‌ایند؛ اغلب آب های زیرزمینی باید کاهش یابد و تغییرات در کیفیت اب اشامیدنی را نمی‌توان رد کرد. به منظور اطمینان از اینکه این تهاجمات طبیعی در حد متوسط باقی می‌ماند، هر دو توسعه معادن جدید و گسترش معادن موجود در کشورها تحت فرایندهای صدور مجوز پیچیده قرار دارند. تاییدیه های قانونی تنها با مقررات گسترده در مورد مسائل مربوط به حفاظت و جبران خسارت اعطا می‌شود. این مقررات همچنین نیاز به بازسازی طبیعی سازگار با محیط زیست معادن باز دارد. در این ملاحظات مهم است که به خاطر داشته باشید که کسری از سنگ که در نهایت به سنگ طبیعی شکل پردازش می‌شود در مقایسه با شن و ماسه، شن و سنگ شکسته تولید شده بسیار کوچک است. با این وجود، فعالان محیط زیست و صنعت سنگ طبیعی در وضعیت مداوم درگیری بر سر تفسیرهای مربوطه خود از عواقب زیست محیطی معدن سنگ هستند. یک طرف از نفوذ به اکوسیستم انتقاد می‌کند، در حالی که طرف دیگر توانایی پایدار مصالح ساختمانی را تبلیغ می‌کند و معادن قدیمی را به عنوان پناهگاه های ارزشمند برای گیاهان و جانوران به تصویر می‌کشد. دومی قطعا در موارد مکرر که در ان یک معدن باز به عنوان زباله یا زباله های ساختمانی استفاده می‌شود، داده نمی‌شود. از انجا که استخراج سنگ طبیعی با محدودیت های بسیار کمتری در بسیاری از کشورهای دیگر همراه است، از دیدگاه اقتصادی صنعت سنگ طبیعی در برخی از کشور ها در معرض خطر رقابتی قرار دارد. دیده می‌شود از دیدگاه زیست محیطی و جامعه شناختی، معدن سنگ در هند و چین و ایران سزاوار بررسی دقیق تری هستند. توجه کم به عواقب دخالت در اکوسیستم پرداخت می‌شود. اما معادن نیز مکان های خاصی هستند که مردم را به خود می‌گیرند. انها اغلب به عنوان مکان های عجیب و غریب برای صحنه های سریال های تلویزیونی و تصاویر متحرک استفاده می‌شوند. سکانس های اکشن در یک کوانتوم ارامش که در ان جیمز باند تعقیب کنندگان خود را در معادن کارارا تکان می‌دهد برخی از نقاط اوج فیلم است. در این صحنه ها، گرد و غبار از سنگ مرمر مشهور جهان، ماشین اسپرت سیاه جیمز باند را سفید می‌کند.

تکنیک های استخراج معادن

در بیشتر تاریخ، استخراج سنگ طبیعی کار فیزیکی سنگین بود. کارگران در معادن فاقد حفاظت از آب و هوا و خطرات شدید حوادث بودند. به دلیل خطرهای فیزیکی بالا، حفاری دستی سنگ نیز یک شکل معمولی از کار اجباری بود. استخراج سنگ طبیعی با این واقعیت تسهیل می‌شود که شکاف ها، گسل ها، لایه ها و غیره رسوبات سنگ را به توده های سنگی تقسیم می‌کنند. این ناپیوستگی های طبیعی را می‌توان برای حفاری بلوک های بزرگ و تثبیت شده یا اسلب های مواد با هزینه قابل توجیه استفاده کرد. بخش بین دو سطح ناپیوستگی به عنوان یک بستر یا در مورد سنگ رسوبی ، یک لایه نامیده می‌شود. حفاری سنگ بسیار دشوارتر می‌شود زمانی که لایه بندی به صورت افقی یکنواخت ایده ال رخ نمی‌دهد.

امروزه ماشین الات، وسایل نقلیه حمل و نقل و سایر ابزارهای تکنولوژیکی جایگزین کار دستی سنگین شده اند. مواد خام از بلوک های سنگ اطراف با استفاده از مته، اره سیم یا پد، تکنیک های تقسیم و انفجار و فرایندهای مختلف دیگر جدا می‌شود. در صورت لزوم، ان را به اندازه مناسب برای حمل و نقل و پردازش بیشتر و یا به طور خاص توسط بازار خرده فروشی مورد نیاز است. این است که از طریق لودر چرخ و کامیون حمل و نقل. تکنیک خاصی که برای استخراج سنگ استفاده می‌شود عمدتا به نوع سنگ بستگی دارد. سنگ ماگمایی و دگرگونی اغلب می‌تواند از یک صخره بلند از بالا برداشته شود. برای سنگ های رسوبی، اندازه بلوک ها اغلب به دلیل فاصله باریک بین لایه ها و مفاصل متفاوت است.

فراوری

تنها زمانی که مواد خام گرفته شده از معدن به صورت صنعتی به سنگ فراوری شده تبدیل می‌شود، به یک محصول ساختمانی را به وجود می‌آورد. این پردازش قبلا در نزدیکی معادن انجام می‌شد تا مسیرهای حمل و نقل مواد خام بزرگ و سنگین را به حداقل برساند. امروزه حتی بلوک ها و اسلب های خشن کالاهای تجاری بین المللی هستند. پردازش سنگ اساسا در طول زمان یکسان باقی مانده است: در کارخانه، سنگ استخراج شده خشن به اندازه های کوچکتر و از پیش تعیین شده برش داده می‌شود و برای نصب در یک ساختمان آماده می‌شود، تقریبا تمام عناصر ساختمانی سنگ طبیعی پس از ترک کارخانه فراوری آماده نصب هستند. تنها کار اضافی که آنها ممکن است در محل ساخت و ساز نیاز داشته باشند، برش های اجتناب ناپذیر است، مانند تنظیم طول سنگ لبه در یک پلاک. همانطور که در مورد معدن اتفاق می‌افتد، ماشین ها تقریبا به طور کامل کار فیزیکی سخت در کارخانه پردازش را به عهده گرفته اند. درجه بالایی از اتوماسیون همچنین فرایندهای تولید کارامد را تضمین می‌کند. با وجود این، سنگ طبیعی یک محصول تولید انبوه خواهد بود. تنوع زیادی از انواع سنگ، طیف وسیعی از تکنیک های پردازش و ساخت سفارشی عناصر ساختمانی منحصر به فرد، سنگ طبیعی را از محصولات صنعتی معمولی متمایز می‌کند.

برش

تقریبا تمام سنگ ها در معدن در بلوک ها نسبا بزرگ استخراج می‌شوند. شکل دادن بلوک های معدن به یک فرم و اندازه داده شده در معدن یا در کارخانه پردازش انجام می‌شود. اولین گام در پردازش بیشتر برش یا اره کردن بلوک ها است. استثنائات این امر در مورد شیل، که با دست در کارخانه تقسیم می‌شود، یا سنگ آهک ، که به صورت دستی به صورت پانل استخراج می‌شود، رخ می‌دهد. نحوه برش سنگ طبیعی بستگی به عملکرد مورد نظر آن، به ویژه در اندازه و هندسه محصولات نهایی دارد. صرف نظر از تکنیک اره، انتخاب زاویه برش در سنگ با لایه ای مشخص هاله یا رگه، به دلایل بصری و فنی مهم است و بخشی از محصول نهایی مورد نظر تعیین می‌شود. بلوک بزرگ را می‌توان با ورید یا موافق جهت رگه برش داد، یعنی به موازات یا در زاویه راست به لایه های سنگ .برش با ورید عملکرد ظاهر ابر مانند، در حالی که برش در برابر ورید در معرض یک سطح نوار. اگر چه دومی معمولا از نظر بصری جذاب تر است، استحکام کششی خمشی سنگ بسته به جهت ورید ان به طور قابل توجهی متفاوت است، که باید در مستندات ظرفیت تحمل بار آن در نظر گرفته شود. موقعیت های نصب خاص می‌تواند لازم باشد که در اوایل بر روی شیوه دقیق که بلوک اره شده است تمرکز کنید. به عنوان مثال، در بوک مچ پانل های همسایه برش داده شده از یک بلوک واحد در کنار یکدیگر نصب می‌شوند تا الگوهای روی سطوح انها تصاویر اینه ای به نظر برسند. این امر مستلزم آن است که پانل های مربوطه از بلوک بریده شوند و دقیقا به همان ابعاد بریده شوند.

اسلب ها و تایل ها

بلوک های خشن توسط تیغه های موازی به اصطلاح اره باند الماس یا اره های چند سیمی برش داده می‌شوند و از همان اصل اساسی یک برش تخم مرغ سخت جوش خورده پیروی می‌کنند. اگر برش ها در ابعاد کل بلوک برش بخورند، انها به عنوان اسلب نامیده می‌شوند، در حالی که ابعاد کوچکترتایل نامیده می‌شود. اسلب ها برای ساخت سنگ های ساختمانی و قطعات سنگهای بزرگتر مانند دیواره ها و کف سالنها وپله استفاده می‌شوند. تایل ها در درجه اول برای روکش دیوار و پوشش کف تولید می‌شوند. ماشین های اره تک سیم با جداول چرخشی را می‌توان برنامه ریزی کرد تا انواع بیشتری از گزینه های برش را انجام دهند، به طوری که آنها می‌توانند برش های قطری یا منحنی (به عنوان مثال برای تولید روکش ستون های گرد). این باعث می‌شود که حتی سنگ گرد را به صورت سفارشی برش دهید و فرم های پیچیده تر را هم همینطور. دیسک یا اره دایره ای را می‌توان برای تولید سنگ دیواری خاص، اجزای ساختمان تخصصی و قطعات منحصر به فرد استفاده کرد. قبل از اینکه تایل های اره شده به ابعاد دقیق خود در ماشین های برش قالب بندی شوند، سطوح انها در خطوط مونتاژ خودکار یا در موارد استثنایی با دست پردازش می‌شود. طرف هایی که هنگام نصب در معرض دید قرار نمی‌گیرند، خشن باقی می‌مانند. پس از فراوری سطح، پانل ها به طول و عرض مورد نظر در یک فرایند که اغلب به طور کامل خودکار برش داده می‌شود.

لباس های سنگی

قطعات جامد سنگ لباس مناسب برای استفاده به عنوان قاب پنجره و درب، بلوک های پله، گوشه های ساختمان، بلوک های پایه و خیلی بیشتر مناسب است. برای تولید این سنگ ها، اره باند الماس یا اره دیسک برای برش اسلب های ضخیم یا بلوک های بزرگ استفاده می‌شود، در حالی که عناصر گرد با برش های موازی یا برش با استفاده از اره های سیم کانتور پیش بینی می‌شوند. شکل دادن و پیرایش بیشتر به شکل مورد نظر، و همچنین فراوری های سطحی، سپس به صورت دستی یا با ماشین اجرا می‌شود. ماشین الات پردازش سنگ چند محوری کنترل شده توسط CNC در حال حاضر قادر به فرز پیچیده، چند بعدی تولید فرم تا چند متر در اندازه با یک ابزار چرخشی. حتی قطعات یک نوع مانند زیور الات نمای بسیار دقیق و پیچیده را می‌توان بر اساس یک مدل دیجیتال با استفاده از فرز CNC ایجاد کرد. پروفایل لایه نهایی، که ضخامت ان حدود 2 میلی متر است، به صورت دستی توسط سنگ تراش تکمیل می‌شود تا تمام اثار ماشینکاری را از بین ببرد و سنگ لباس را با دست کار نشان دهد. اتمام کاملا خودکار سنگ با استفاده از یک دستگاه فرز CNC پنج محور، پتانسیل پیش ساخته کارامد و رقابتی اقتصادی اجزای ساختمانی در مقیاس بزرگ و آزادانه را باز می‌کند.

سطوح سنگی

ظاهر یک قطعه سنگ طبیعی برش داده شده نه تنها توسط نوع سنگ انتخاب شده، بلکه توسط بافت سطح سنگ تعیین می‌شود. بسته به پایان سطح، انواع سنگ یکسان می‌توانند ظاهر بصری بسیار متفاوت را نشان دهند، زیرا ساختار، granu - larity و کنتراست را می‌توان برجسته کرد تا متفاوت باشد. گذشته از ملاحظات زیبایی شناختی، عملکرد نیز در انتخاب یک فراوری سطح خاص، به ویژه با توجه به مقاومت در برابر لغزش و سهولت تمیز کردن نقش دارد. علاوه بر این، همه فراوری ها برای هر نوع سنگ مناسب نیستند. در حالی که فراوری سطح قبلا با ابزارهای دستی انجام می‌شد، امروزه سطوح سنگی معمولا در خطوط مونتاژ خودکار فراوری می‌شوند. سنگ از ماشین الات پردازش متنوع در فرم پانل بزرگ عبور می‌کند و تنها پس از ان به اندازه نصب آن برش داده می‌شود. اکثر تکنیک های فراوری برای سطوح سنگی از تعاریف استاندارد پیروی می‌کنند که درک و مقایسه را ساده می‌کند. در میان گزینه های متعدد ارائه شده توسط صنعت سنگ. تکمیل فرایندهای مشخص شده در استانداردها، روش های فراوری مستقل بیشتری وجود دارد که در خانه یا برای پروژه های خاص توسط شرکت های سنگ طبیعی فردی توسعه یافته است. به عنوان مثال، برش دادن به وسیله واتر جت و فراوری های های سفارشی است که تسکین سطح را از طریق شکاف، فرز و غیره ایجاد می‌کند. به دلیل تعداد زیادی از انواع سنگ طبیعی و تکنیک های پردازش، انتخاب سنگ و انتخاب فراوری سطح معمولا با کمک نمونه های مرجع و اشیاء مرجع ساخته شده ساخته شده است. انتخاب سنگ طبیعی برش برای ساخت و ساز یک فرایند تکراری است که در ان الزامات معماری و عملکردی در ابتدا تعریف می‌شود و در ان تولید کنندگان سنگ طبیعی و شرکت های پردازش و همچنین کارشناسان اضافی در صورت نیاز شرکت می‌کنند.