تعریف سنگ
سنگ‌ها، موادی سخت و مقاوم با تنوع بسیار بالا، در جنس و رنگ هستند که از دیرباز به‌عنوان یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی مورداستفاده بوده‌اند. این ماده علاوه بر نقش مهمی که در مقاوم‌سازی ساختمان ایفا می‌کند، سهم بسزایی در زیباتر کردن بناهای مختلف به‌عنوان عنصری تزئینی نیز دارد.
اگرچه سنگ‌ها اهميت خود را در سازه‌های سنگين و سخت نظير پل‌ها، تونل‌ها، بهمن‌گیرها، ديوارهای حائل، سنگ‌چین‌ها و کرسی چین‌ها و... حفظ کرده‌اند؛ اما با بررسی خواص عمومی آن‌ها و مواردی مانند مقاومت در برابر کشش، تحمل فشار، نفوذپذيری، انتشار امواج، پايداری و... به‌طورکلی می‌توان گفت هر سنگ طبيعی که دارای مقاومت کافی در شرايط جوی و رنگ جالبی باشد قابل‌استفاده در عملیات ساختمانی است و بسته به مورد مصرف به‌صورت های سنگ لاشه، سنگ قواره، سنگ بادبر، سنگ پلاک، سنگ درپوش، سنگ ستون و حتی به‌صورت ظروف و وسايل تزئینی سنگی استفاده می‌شود.
دوام بالا، جلا پذیری، مقاومت در برابر ضربه و سایش، قابلیت برش خوردن، قابلیت صیقل دادن، شستشوی آسان، رنگ ثابت، مقاومت بالا در برابر رطوبت و حرارت، غیرقابل نفوذ بودن، مقاومت و سختی بالا در برابر فشار زیاد، پایدار بودن در برابر مواد اسیدی و قلیایی، از ویژگی‌های خاص سنگ‌ها بشمار می‌رود. به همین دلیل سنگ‌ها یکی از مهم‌ترین مصالح ساختمانی هستند که در بخش‌های مهمی چون نما، پله‌ها، پوشش کف و دیوار و بسیاری نقاط دیگر ساختمان‌ها بکار می‌روند.
تقسیم بندی سنگ های ساختمانی
سنگ‌های ساختمانی را بر اساس پارامترهای زیر تقسیم‌بندی می‌کنند:
بر اساس وزن مخصوص
- سنگ‌های سنگین: سنگ‌هایی که وزن مخصوص آن‌ها بیشتر از 8/1 گرم بر سانتی‌متر مکعب باشد.
- سنگ‌های سبک: سنگ‌هایی که وزن مخصوص آن‌ها کمتر از 8/1 گرم بر سانتی‌متر مکعب باشد.
بر اساس مقاومت فشاری
- سنگ‌های سنگین: سنگ‌هایی که مقاومت فشاری آن‌ها از 100 تا 1000 مگا پاسکال باشد.
- سنگ‌های سبک: سنگ‌هایی که مقاومت فشاری آن‌ها از 4 تا 200 مگا پاسکال باشد.
بر اساس ضریب نرم شدگی
سنگ‌های مناسب برای احداث ساختمان باید مقدار ضریب نرم شدگی از 6/0 تا 1 داشته باشد.
سنگ‌های پی و دیوار
در پی ساختمان‌ها و بخشی از دیوارها که در زیر سطح زمین قرار دارند از سنگ‌های آذرین و رسوبی که ضریب نرم شدگی آن‌ها بیش از 7/0 باشد، استفاده می‌گردد.
نداشتن کانی‌های رسی یا قطعات غیرهمگن و درزه و شکاف برای سنگ های پی و دیوار ضروری است.
دیواره‌های سنگی
از سنگ‌های آذرین، رسوبی یا دگرگونی که دارای ویژگی‌های زیر باشند در دیوارهای سنگی استفاده می‌شود:
1) مقاومت فشاری بین 4/0 تا 50 مگاپاسگال باشد.
2) وزن مخصوص آن 9/0 تا 2/2 باشد.
3) ضریب نرم شدگی آن بین 6/0 تا 7/0 باشد.
4) سنگ هوازده نباشد.
سنگ نما و کف
سنگ‌های آذرین، دگرگونی و رسوبی که دارای ویژگی‌های زیر باشند، به‌عنوان سنگ نما و کف ساختمان بکار می‌روند:
1) مقاومت فشاری آن بیش از 5 مگا پاسکال باشد.
2) ضریب نرم شدگی بین 7/0 تا 9/0 باشد.
3) نداشتن درزه و شکاف در سنگ.
4) نبود کانی‌های رسی و مواد قابل‌حل در سنگ.
5) نداشتن حالت آلتراسیون و هوازدگی.
6) داشتن رنگ مرغوب.
سنگ‌های قابل‌مصرف در راه‌سازی
سنگ‌ها در راه‌سازی برای پل‌سازی، زیرسازی، سنگ‌فرش، زیر ریل آهن و غیره کاربرد دارند.
انواع سنگ‌های آذرین، دگرگونی و رسوبی که دارای ویژگی‌های زیر باشند، در راه‌سازی قابل‌استفاده خواهند بود:
1) مقاومت فشاری بیش از 100 مگا پاسکال
2) ضریب نرم شدگی بیش از 9/0
3) میزان جذب آب کمتر از 1 درصد
4) وزن مخصوص بیش از 3/2 گرم بر سانتی مترمکعب
5) نداشتن کانی‌های رسی، گچ و مواد قابل‌حل در آب
6) نداشتن حالت آلتراسیون و هوازدگی
سنگ‌های مقاوم در برابر محلول‌های اسیدی
عبارت‌اند از سنگ‌های گرانیت، دیاباز، دیوریت، کوارتزیت و بازالت.
سنگ‌های مقاوم در برابر محلول‌های قلیایی
عبارت‌اند از سنگ‌آهک، دولومیت، سنگ مرمر و منیزیت.
سنگ‌هایی که در شرایط حرارت بالا مقاوم هستند
عبارت‌اند از بازالت، دیاباز و تووف. ویژگی مهم این سنگ‌ها داشتن مقاومت فشاری بیش از 100 مگا پاسکال است که میزان جذب آب آن حداکثر به 1 درصد می‌رسد.
فساد در سنگ
نمک‌های محلول، آلودگی محیط، یخبندان، پوسیدگی در قطعات فلزی، وجود رگه‌های ضعیف، همچنین عملیات اجرایی ضعیف نیز از عواملی است که موجب تخریب سنگ‌ها می‌شود.
اثر نمک‌های محلول
عامل اصلی فساد در سنگ‌ها، اثری است که نمک‌های محلول، بر آن‌ها می‌گذارد. چنانچه رطوبتی که به همراه خود نمک‌های محلول دارد از سطح سنگ تبخیر شود مقداری نمک در سطح سنگ و لایه‌ای هم در خلل و فرج آن به‌صورت شوره باقی می‌گذارد. تداوم دور رطوبت_ تبخیر موجب افزایش حجم بلورهای نمک و درنتیجه پوسته‌شدن سطح سنگ می‌شود. بنابراین سنگ‌هایی که متخلخل‌ترند در برابر نمک‌های محلول حساس‌ترند.
اثر آلودگی محیط
سنگ‌های دارای کانی کربنات کلسیم، بخصوص در برابر محیط‌های اسیدی حساس هستند. اکسید گوگرد در محیط مرطوب واکسیژن موجود در هوا تولید اسیدسولفوریک می‌کند که بر سنگ‌های آهکی اثر می‌گذارد و تولید سولفات کلسیم می‌نماید.
سنگ‌های آهکی و ماسه‌سنگ‌های آهکی در این مورد حساس‌ترند.
در مورد سنگ‌های آهکی، سولفات کلسیم بوجودآمده در سطح سنگ، به‌وسیله آب شسته می‌شود. ولی در سطوحی که قابل شستشو نیستند، سطح به‌وسیله دوده سیاه می‌شود و تبدیل به پوسته‌های سخت و برآمدگی‌هایی می‌شود که گرد آهک در اطراف آن وجود دارد.
در انواع سنگ‌های آهکی منیزیم دار، ایجاد سولفات منیزیم روند فساد را تسریع می‌کند.
در ماسه‌سنگ‌ها، خلل و فرج توسط گچ (سولفات کلسیم) پر می‌شود، پوسته‌های سخت ایجادشده اغلب به علت انبساط حرارتی فرومی‌ریزند. ماسه‌سنگ‌های سیلیسی گرچه مستقیماً براثر تهاجم اسیدهای موجود در هوا آسیب نمی‌بینند ولی سنگ گچ تولیدشده توسط سنگ‌آهک موجب خرابی در آن‌ها می‌شود که به علت تبخیر حاصل ازتبلور در سطح آن‌ها به وجود می‌آید. سنگ‌های مرمر، که اساساً کربنات کلسیم هستند مورد هجوم اسیدهای موجود در هوا قرار می‌گیرند و سطح صیقلی آن‌ها در مرور زمان زبر می‌شود. ولی به علت بافت متراکم و چگال این سنگ‌ها کمتر تحت تاثیرعمل تبلور قرار می‌گیرند.
اثر یخبندان
تخریب براثر یخبندان در قسمت‌هایی از ساختمان نظیر محل درپوش‌ها، سایه‌بان‌ها، کرسی بنا و کف پنجره‌ها بیشتر دیده می‌شود. عموماً سنگ‌های آهک و دولومیت بیش از ماسه‌سنگ‌ها در معرض تهاجم اثر یخبندان هستند. سنگ‌های مرمر، شیست و گرانیت به علت تخلخل اندک تحت تأثیر اثر یخبندان واقع نمی‌شوند.
پوسیدگی فلزات
آب بارانی که از سطوح مس و آلیاژهای آن به سطح سنگ‌های آهکی می‌ریزد باعث ایجاد لکه‌های سبزرنگ روی آن‌ها می‌شود. زنگ‌زدگی حاصل از مواد آهنی و فولادی بسیار سخت و دشوار از روی سطوح متخلخل سنگ‌ها پاک می‌شوند. بیشترین آسیب‌دیدگی ناشی از انبساط زنگ زدن قطعات آهنی و فولادی داخل سنگ‌کاری نما رخ می‌دهد. بنابراین کلیه قطعات فلزی مصرفی در نصب سنگ نما باید ضدزنگ باشند.
آتش
آتش به‌ندرت موجب تخریب کلی درباره‌ای سنگی می‌شود. ولی سطح نمای سنگ‌های گرانیت، مرمر و ماسه‌سنگ‌ها ممکن است دراثرآتش، سیاه یا خُرد شوند. سنگ‌های آهکی عموماً تحت تأثیر آتش قرار نمی‌گیرند، فقط سنگ‌های بارنگ روشن به علت اکسیدشدن آهن موجود در آن‌ها برای همیشه صورتی‌رنگ می‌شوند.