بنام خدا
از استفاده کنندگان گرامی خواهشمندیم به منبع اصلی این مطالب که ( سایت علمی نخبگان جوان = www.njavan.com ) می باشد اشاره کنند.
ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــ
1. آزمایشگاه حفاظت و مرمت آثار تاریخی ( سنگ )
سنگ
خلاصه ای از کاربرد سنگ در تاریخ کهن :
سنگ همانند چینه و خشت از ادوار ما قبل تاریخ در ایران برای ساختمان سازی به کار رفته است. گر چه سنگ به صورت طبیعی و بدون شکل دادن خاص به ان مورد استفاده داشته است با این اوصاف با ورود اقوام آریایی در اواخر هزاره ی دوم ( حدود 1200 سال پیش از میلاد ) مصالح سنگی در ساختمان بزرگ به صورت قطعات تراش خورده و صاف به کار می رفت.
ساختمانهای دوره ی هخامنشی کاربرد سنگ را به کمال در معماری ایران نشان می دهد.
کاربرد سنگ : با اینکه ایران سرزمینی کوهستانی است و سنگ به فراوانی در آن یافت می شود ولی چون سنگ حرارت را در خود نگه می دارد برای آب و هوای ایران زیاد مطلوب نیست. بنابراین در طی تاریخ تحولات معماری، به تدریج معماری کاملا" کاربد خود را از دست داد و به جای آن استفاده از خشت و پس از آن آجر معمول تر شد ولی سنگ در ساخت شالوده ی بنا و ازاره ها همچنان کارایی خود را حفظ کرد.
انواع سنگ و کاربرد آنها :
در ساختمان سازی ایران از قلوه سنگهای رودخانه ای استفاده نمی کردند و عقیده داشتند که کاربرد آن بنا را به حرکت وا می دارد. قلوه سنگها معمولا برای فرش کف ها استفاده می شده است. به ندرت در مناطق شمال ایران یا در مناطق که نیاز به احداث دیواری کوتاه و غیر باربر باشد از قلوه سنگ استفاده می کنند.
1. سنگ لاشه: ساده ترین نوع استفاده از قلوه سنگ به صورت لاشه ای است. به این ترتیب که قطعات بزرگ سنگ را با انفجار باروت و غیره خرد کرده با پتک می شکستند بعد به همان شکل نامنظم بدست آمده ان را کار می کردند. استفاده از سنگ لاشه به دو صورت بود.
- بدون استفاده از ملات
- با استفاده از ملات
2. سنگ بادبر : قطعات سنگ لاشه در صورتی که اطرافش با پتک تیشه خورده و کمی مرتب شود و تقریبا به صورت مکعب مستطیل درآید سنگ بادبر نامیده می شود. مثل : آثار به جا مانده در شیراز نزدیک چشمه رکن آباد مربوط به دوران آل بویه و یا مورد دیگر مثل ازاره های مسجد وکیل شیراز را می توان نام برد.
3. سنگهای آهکی : این نوع سنگ در مقابل رطوبت و آب مقاوم است و ضمنا تراش آنها آسان و دسترسی به آنها به علت فراوانی راحت می باشد. بیشتر در کرسی و زیرگاه بناها کاربرد داشت.
4. سنگ مرمر : این سنگ به علت مقاومت و زیبایی اش به صورت پاک تراش در ازاره ها و نماها به کار می رفته است. بهترین مرمر بدون رگه و با رنگ کهربایی، یشمی و سفید است.
5. سنگ خارا « گرانیت » : مقاومت بسیار بالایی دارد به همین دلیل سبب تراش آن مشکل است. ولی در جاهایی مثل پله ساختمانها که به علت پاخوردن نیاز به سنگ مقاوم دارد بهترین کاربرد را دارد. بهترین سنگ خارا را از نواحی همدان، اصفهان و خراسان می اورند.
6. سنگهای رسوبی : سنگهای رسوبی از مقاومت کمتری برخوردار است عمتا" به صورت آمود در بناها به کار می روند.
اگر در استفاده برای کف سازی باشد آن را برای زیبایی بیشتر به انواع شکلهای هندسی می تراشیدند و کنار هم قرار می دادند. این نوع کار با سنگ بیشتر در کف بناهای عمده و عمومی مثل بقعه ها و زیارتگاهها معمول بود.
انواع سنگ ها در تقسیم بندی کلی و ساختاری :
از نظر ساختمانی پوسته ی زمین یا سنگی است که برای کندنش به نیرو نیاز است یا خرده سنگی که قابل کشت می باشد. از دید پیدایش، پوسته ی زمین آذری،ته نَشسته و یا دگرگون شده است. از به هم چسبیدن کانی ها سنگ درست می شود. کانی ها جسم های جامدی هستند که در پوسته ی زمین پیدا می شود. کانی ها را از سختی و رنگ و درخشش آن ها می شود شناخت. سختی کانی ها را به ده درجه تقسیم کرده اند:
سنگها از نظر نحوهٔ تشکیل به سه گروه زیر تقسیممی‌شوند:
سنگهای رسوبی، سنگهای آذرین ، سنگهای دگرگون شده.
سنگهای رسوبی:
بعضی از سنگها بر اثر ته نشین شدن مواد داخل آببه وجود می‌آیند. رودها مقدار زیادی مواد را با خود به دریاها و دریاچه‌ها می‌برند. این مواد به دلیل سنگینی به ته دریا می‌روند. روی هم قرار می‌گیرند و پس از سفت شدنسنگ‌هایی را به وجود می‌آورند که به آنها سنگهای رسوبی گفته می‌شود. سنگهای رسوبیلایه لایه‌اند که رنگ یا جنس هر لایه با لایه دیگر متفاوت است. سنگهای رسوبی درکوه‌های البرز و زاگرس به فراوانی یافت می‌شوند. ریگ، شن و سنگهای آهکی نمونه‌هاییاز سنگهای رسوبی هستند.
سنگهای آذرین:
گروه دیگری ازسنگ‌ها بر اثر سرد شدن مواد بسیار داغ به وجود آمده‌اند که قبلاً در زمین بوده‌اند. دمای اعماق زمین زیاد است و بعضی سنگها را ذوب می‌کند. این سنگها در زیر یا سطحزمین دوباره سرد می‌شوند و سنگهایی را به وجود می‌آورند که به آنها آذرینمی‌گویند. سنگهای کوه‌هایی مانند دماوند و الوند از نوع آذرین است. سنگهای آذریناز بلورهای ریز یا درشت تشکیل شده‌اند.
از درون زمین به روی زمین رانده شده اند خمیر مایه ی آن ها به سه شیوه سرد و بسته شده اند:
*سنگ های بلورین:
همه کانی ها سازنده ی سنگ بلوری هستند(بلور جسمی است که مولکول هایش منظم شده باشند)خمیر مایه ی این سنگ ها در زیر زمین به کندی سرد، بسته و سنگ شده اند. هنگام سرد شدن خمیر مایه ی سنگ، افت گرما کند بوده و زمان برای سرد شدن، بستن و سنگ گردیدن آن به شکل دانه های بلور ساده بوده است.مانند گرانیت، دیوریت و زی ییت
سنگ های بلور دانه: در این سنگ ها دانه های کانی های بلوری، در خمیر ریز دانه یا خمیر بلور نشده جای دارند. خمیر مایه ی سنگ در حال سرد شدن، بستن و بلوری شدن بوده که به جای سرد جا به جا شده اند.در جای تازه افت گرما زیاد می باشد، از این رو بخشی از خمیر مایه ی سنگ که بلوری نشده بوده زود سرد شده بسته و به شکل خمیر ریز دانه با خمیر غیر بلوری سنگ شده است. در این سنگ ها،کانی های بلوری و سنگ خمیری، از یک جنسند و شکلشان دو گونه است مانند پرفیرگرانیت پرفیردیوریت و پرفیرزی ینیت.
*سنگ های بلور نشده ی خمیری آتشفشانی:
خمیر مایه ی این سنگ ها از درون زمین به روی زمین ریخته است. چون زود سرد شده است، بلوری نشده و به شکل خمیر سنگی بسته است. سنگ های آتشفشانی بلور نشده اند و یا دارای کانی های بلوری ریز هستند مانند سنگ های بازالتی(نو)و پر فیری(کهنه)
*سنگ های ته نشسته:
در روی زمین از ته نشین شدن جسم های محلول یا شناور در آب دریاها، یا فرو غلتیدن در آب رودخانه ها، یا در یخچال ها و یا فرو افتادن از هوا(برف و گرد و خاک) درست شده اند. سنگ های ته نشسته ی آبرفتی از روی شکل و درشتی دانه هایشان دسته بندی شده اند. زمین های آبرفتی خرده سنگی هستند. مهندس ساختمان باید آن ها را بشناسد، زیرا با آن ها می سازد(جسم پر کننده، ملات، شفته، بتن و آسفالت) و یا روی آن ها و در آن ها می سازد.
سنگهای دگرگونشده
بعضی از سنگهای رسویی یا آذرین اگر مدت زیادی در اعماق زمین بمانند، بایدفشار و گرمای زیادی را تحمل کنند. این سنگها مانند آجر پخته می‌شوند و شکل قبلیخود را از دست می‌دهند و به همین دلیل به آنها سنگهای دگرگون شده می‌گویند. (مانندسنگ مرمر)
سنگهای حد واسط
* سنگهای آذر آواری و توفها : این سنگها ، جزوسنگهایی هستند که از نظر ماده اولیه جز سنگهای آذرین و از نظر محل و طرز تشکیل جزسنگهای رسوبی هستند.
* میگماتیت‌ها : میگماتیت‌ها در زبان یونانی به معنی اختلاطاست و عبارت از سنگی مرکب و ناهمگن که قسمتی از آن رنگ روشن و ظاهر گرانیتی داشته وقسمت دیگر از نوع گنیسی و از کانیهای تیره تشکیل شده است. این سنگ حد واسط سنگهایآذرین و دگرگونی است.
* گرانیت آناتکسی : این گرانیتها منشا رسوبی دارند ومعمولا رسهای شیستی سرشار از کوارتز ، گریواک و آرکوز مولد این گرانیت می‌باشند. اگر این سنگهای رسوبی تحت تاثیر دگرگونی ناحیه‌ای شدید قرار گیرند ، بخشی از اینسنگها ذوب شده و ماده حاصل از ذوب در فرآیندهای سنگ‌زایی مجدد یعنی تولید ماگمایپالین ژنتیک یا گرانیت‌هایی که از ذوب رسوبات به وجود می آیند ، شرکت می‌کند.
* در سنگهای رسوبی در اثر دیاژنز تغییراتی صورت می‌گیرد که در این صورت نه می‌تواناین سنگها را سنگهای رسوبی اولیه دانست و نه می‌توان آنها را جزو سنگهای دگرگونیطبقه بندی کرد.
توضیحات بیشتر در مورد سنگ های دگر گون:
تعریف: سنگ شناسی دگرگونی (Metamorphic Rocks)
*واژه دگرگونی ،که از کلمه لاتین Metamorphic به معنای تغییر شکل گرفته شده است، به این اشاره داردکه سنگ اولیه ، شکل اصلی خود را تغییر داده و به شکل جدید در آمده است.
**سنگهای دگرگونی ، سنگهایی هستند که از تغییر شکلسنگهای قبلی به علت تغییر شرایط فیزیکی ( فشار ـ دما ) یا شیمیایی و در حالت جامدبه‌وجود می‌آیند. پدیده دگرگونی به محو و ناپدید شدن یک یا مجموعه‌ای از کانیهایمتبلور سنگ تعبیر می‌شود. این تغییرات ممکن است بر روی سنگهای رسوبی که در شرایطسطحی به وجود آمده‌اند یا در سنگهای آذرین که از ماگما متبلور گردیده و یا حتی درسنگهای دگرگونی حادث شود.
در حالت اخیر ، شرایط دگرگون شدگی سنگ قبلیتغییر می‌نماید و این پدیده با ظهور و پیدایش یک یا مجموعه‌ای از کانیهای جدیدهمراه می‌باشد. بنابراین دگرگونی عبارت از پاسخی است که هر سنگ در مقابل تغییراتمحیط شیمیایی یا فیزیکی از خود بروز می‌دهد و این پاسخ به صورت تجدید تبلور کانیهایقدیمی به دانه‌های جدید و یا پدیدار شدن کانیهای نو ظهور و تخریب بعضی دیگر تجلیمی‌کند.
***سنگهاي ثانويه هستند كه از دگرگون شدن سنگهاي آذرين ، دگرگوني و رسوبيكه قبلا وجود داشته اند تشكيل مي شود . عامل دگرگوني مي تواند فشار ، گرما ، اثرسيالها و جانشيني باشد . دو عامل ماهيت سنگ دگرگوني را تعيين مي نمايد :
- تركيبسنگ اوليه
- چگونگي تركيب عوامل دگرگوني كه روي آن اثر گذاشته اند
درشرايط مختلف ، بافتهاي متفاوتي حاصل مي شود ، لذا بافت اوليه مبناي تشخيص سنگهايدگرگوني از يكديگر مي باشد .
این سنگ ها اصلشان آذری (آُرتو) یا ته نشسته (پارا) است که زیر فشار زیاد، یا گرمای زیاد و یا هر دو دگرگون شده اند.
سنگ های دگرگون چهار گروهند:
1. فیلیت ها با لایه های نازک تا برگ های نازک.
2. شیسیت ها که سنگ های لایه لایه ی سیاه رنگند.
3. گنیس ها که بیشترشان دگرگون گرانیتی اند.
4. سنگ های گوناگون.
اثر های شیمیایی که مصالح ساختمانی آسیب می رساند:
اسید ها و نمک هایی که در آب حل شوند، به مصالح ساختمانی آسیب می رسانند.
در مصالح ساختمانی باید بود و نبود جسم های نوشته شده ی زیر آزمایش شوند:
اسید های آزاد و قلیایی، کربنات ها (نمک های اسید کربن)، سولفات ها (نمک های جوهر گوگرد)، کلرور ها (نمک های جوهر نمک)، نیتراتها (نمک های جوهر شوره)، کلرور ها (نمک های جوهر گوگرد)
خواص مکانیکی سنگها
خواص مکانیکی سنگها به کلیه خواصی گفته می‌شود که رابطهبین نیروهای وارده بر سنگ را نشان داده و تغییرات آنها را با تغییر شکلهای حاصل ازاین نیروها (با در نظر گرفتن زمان یا بدون آن) مشخص می‌سازد. بررسی خواص مکانیکیسنگها غالبا (نه در همه موارد) به نحوی خواص فیزیکی سنگها نیز مورد نظر است، ازاینرو در بررسی و مطالعه مکانیک سنگها بی‌نیاز از شناسایی و بررسی بعضی از خواصفیزیکی سنگها نیست. البته بی‌تردید مبحث فیزیک سنگها خود مبحثی گسترده است. مهمترینخواص مکانیکی سنگها را بطور کلی می‌توان در گرو ههای اصلی زیر رده بندینمود.
*خواص الاستیسیته : رابطه بین نیروها و تغییر شکلها را در محدودهالاستیک نشان می‌دهد. سنگها وقتی در محدوده الاستیک قرار دارند، پس از حذف نیرو بهحالت اولیه خود بازگردند و تغییر شکل در آنها از بین می‌رود.
خواص مربوط بهمقاومت سنگها : خواص مربوط به مقاومت سنگها مشخص کننده رابطه بین تنشها و تغییرشکلهای برگشت ناپذیر است.
*خواص رئولوژی : خواص رئولوژی بیان کننده رابطه تنشها وتغییر شکلهای خمیری برگشت ناپذیر و مرتبط با زمان است.
*خواص تکنولوژیکی : خواصتکنولوژیکی یا فن شناختی ، نشان دهنده رفتار سنگها در برابر ابزار است و این خواصدر مبحث فیزیک سنگها قرار می‌گیرد.
خواصی که مرتبط با وجود یا حرکت سیال اعماز گازی یا مایع در سنگها است.
خواص فیزیکی سنگها
شناخت ویژگیهای فیزیکیسنگها از ابتدایی ترین بخش مطالعه سنگها ست، زیرا خواص فیزیکی تقریبا با تمامبخشهای دیگر از قبیل: طبقه‌بندی ، حفاری ، استخراج و اکتشاف ، پایداری سازه‌هایسنگی ، لرزه شناسی ، مقاومت توده‌های سنگی ، روشهای اجرایی و غیره به نحوی ارتباطدارد. خواص فیزیکی سنگها را در حالت کلی می‌توان به خواص فیزیکی مستقل و شاخص‌هایتکنولوژی مخصوص سنگها تقسیم کرد.
خواص فیزیکی مستقل
خواص فیزیکی مستقل خواصیهستند که تقریبا ذاتی می‌باشند و به صورت مستقل تلقی می‌شوند، مثل وزن مخصوص وتخلخل. از مهمترین این ویژگیها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
1.وزنمخصوص سنگ : وزن مخصوص سنگ عبارت است از نسبت حجم معینی از فاز جامد آن به وزن همانحجم از آب مقطر ، از اینرو وزن مخصوص ، کمیتی بدون بعد است.
2.تخلخل : سنگهااجسامی کاملا تو‌پر نیستند و همیشه حاوی خلل و فرج به صورت حفره‌های کم و بیش مرتبط، شکافها یا حفره‌های مجزا هستند. تخلخل عبارتست از نسبت حجم فضای حفره‌های سنگ بهحجم کل سنگ.
3.درصد آب و گاز : مقدار آب موجود در سنگها معمولا به صورت درصدآب یادرصد رطوبت بیان می‌شود.
4.لایه بندی : غالبا در سنگها امتدادها و سطوحی یافتمی‌شود که در آنها نیروی چسبندگی و اتصال دانه‌ها نسبت به امتدادهای دیگر و یا بهحداقل رسیده است. این سطوح در سنگهای رسوبی منطبق بر صفحات لایه‌ها قراردارد.
5.تورق : علاوه بر سطوح لایه بندی در سنگها سطوح دیگری ممکن است وجود داشتهباشد که به نام سطوح تورق نامیده میشودو معمولا در امتداد سطوح رسوبگذاری نیست. اکثر لایه‌های ذغالی دارای چنین سطوحی است.
6.نفوذپذیری سنگها : نفوذپذیری یک سنگعبارتست از سرعت عبور سیال از آن.
شاخص‌های تکنولوژی مخصوص سنگها
درطبقه‌بندی و شناخت سنگها و در پیش بینی عکس العمل سنگها در برابر ابزار ، شاخص‌هایتجربی مخصوصی مورد استفاده قرار می‌گیرد که مهمترین آنها عبارتند از :
*سختی : شاخص سختی مشخص کننده نرمی و سختی حجم جسم در برابر کشیده شدن یا برخورد جسم دیگربر آن.
*سفتی : سفتی سنگ ، مقاومت سنگ را در برابر نیروهای جداکننده اجزای آننشان می‌دهد و نسبت به سفتی سنگ آهک سنجیده می‌شود.
*ضریب شکنندگی : ضریب شکنندگیپارامتری است که نشان دهنده شکنندگی سنگهاست. و عبارت است از نسبت کار لازم برایایجاد تغییر شکل در منطقه الاستیسیته ، به انرژی کل لازم برای شکستن سنگاست.
*سائیدگی : در ارتباط با تاثیر سنگ بر وسایل حفاری ، قدرت سائیدگی سنگ تعریفمی‌شود.
طبقه‌بندی شیمیایی سنگها
چون کانیهای تشکیلدهنده سنگها متنوع هستند، بسته به میزان وجود بعضی دیگر از ترکیبات شیمیایی که درآنها است سنگها را به چهار دسته تقسیم می‌کنند:
کربناتها، سولفاتها، اکسیدها، سیلیکات‌ها
......
************************************************** **************
سنگ ماربل ( مرمر ) بر اثر دگرگون شدن سنگآهك يا دولوميت ايجاد مي شود . ماربل اغلب داراي بلورهاي درشت است كه وجه تمايز آنبا سنگ هاي كربناتي رسوبي است . كاني اصلي تشكيل دهنده اغلب ماربل ها كلسيت است ونيز داراي كاني هايي مانند كوارتز ، گرافيت ، هماتيت ، ليمونيت ، پيريت و غيره نيزهستند.
ماربل ها به عنوان يك گروه دامنه وسيعي از انواع رنگهاي مختلف را ازخود نشان مي دهند . ماربل كاملا خالص داراي رنگ سفيد و درخشان مي باشد . رنگخاكستري روشن تا سياه توسط مواد كربن دار به وجود مي آيد . رنگ هاي سبز معمولا توسطكلريت يا سيليكاتهاي ديگر توليد مي شوند . رنگ صورتي و قرمز به علت وجود ذرات بسيارريز پراكنده هماتيت و يا كربنات منگنز و رنگ زرد و كرم بر اثر وجود ليمونيت است .
- سختي :ماربل هااگر حاوي مقداري كوارتز يا ديگر كاني هاي سيليكاته باشند مقاومترند.
- جذب آب :به طور معمولداراي جذب آب كمتر از يك درصد است .
- وزن مخصوص :وزن مخصوص متوسط ماربل 7/2 ميباشد.
- مقاومت :از مقاومت متوسطي برخوردار ميباشد و تغيير شكل آن به صورت الاستيك ، پلاستيك است
مقاومت فشاري ماربل بين 19 تا 140 مگاپاسكال است و مقاومت فشاري متوسط آن حدود 110 مگاپاسكال است. مقاومت خمشيآن بين 15 تا 6 مگاپاسكال و مقاومت كششي به طور متوسط 4 مگاپاسكال است.
- تخلخل :تخلخل اين سنگنسبتا كم و بين 3/0 تا 2/1 درصد است .
- رنگ :ماربل اگر خالص باشد رنگ آن سفيد و درخشان است . اما بهرنگهاي سياه ، سبز ، صورتي ، زرد و قرمز نيز ديده شود . وجود كربن ، كلريت ، هماتيتو ليمونيت باعث تغيير رنگ در ماربل مي شود.
(در ايران ، در برابر كلمهماربل به اشتباه از واژه مرمر استفاده مي شود . در حقيقت ماربل يك سنگ دگرگوني است، معادل واژهاونيكس ماربل بوده و عبارت است از يك سنگ لايه لايه نيمه شفاف ريز بلور از كلسيت ازطرف ديگر ، سنگهاي دگرگوني كه در ايران به عنوان مرمريت ، چيني و كريستال شناختهمي شوند انواعي از ماربل هستند . از آنجا كه واژه هاي فوق از نظر علمي معادل صحيحيبراي ماربل نيستند ).
با وجود اينكه در دياژنز رسوبات و يا حتي هوازدگي سنگها در سطح زمين و يا تبلور دوباره در حالت جامد كانيهاي جديدي بوجود مي‌آيد به اين دليل كه اين تغييرات در درجات حرارت كم انجام مي‌شود جزء فرآيندهاي دگرگوني به حساب نمي‌آيد.
تغييراتي كه در فرآيندهاي دگرگوني شاهد آن هستيم تغيير در ساخت و يا تغيير در نوع كانيها، پيدايش كانيها و ساخت جديد كه با از بين رفتن كانيهاي قبلي و پيدايش كانيهاي جديد و تبلور دوباره ايجاد شده است. حتي ما در اين فرآيند بر حذف كاني و يا مجموعه اي از كانيها را شاهد هستيم. اين تغييرات ممكن است بر روي سنگهاي رسوبي و يا سنگهاي آذرين و يا سنگهاي دگرگوني قبلي بوجود آيد. شاهد دگرگوني سنگهاي رسوبي در سنگهاي دگرگوني درجه پايين وجود فسيلهايي قابل تشخيص است.
در اصل دگرگوني پاسخي است كه هر سنگ در مقابل تغييرات فيزيكي و شيميايي از خودش نشان مي‌دهد و منجربه تبلور كانيهاي قديمي به دانه‌هاي جديد و يا پديدار شدن كانيهاي جديد و تخريب بعضي كانيهاي ديگر مي‌گردد.
با مطالعه سنگهاي دگرگوني، مي‌توان فرآيند دگرگوني را حد بين فرآيند دياژنزـ هوازدگي و ذوب قرار داد.
دگرگوني در نوع كاني و ساخت سنگها تغييراتي ايجاد مي‌كند و اين پديده با حذف برخي از كانيها و ظهور و پيدايش مجموعه‌اي از كانيهاي جدید و يا تبلور مجدد آنها همراه ميباشد.
آزمایشات فیزیکی بر روی سنگها :
روی موادی که روی سطوح سنگ ها هستند از روش شناسایی آنیون ها استفاده می کنیم یعنی کربناتها، سولفاتها، فسفاتها و ... تا نوع نمک شناسایی شود.
یک بررسی ساده ی میدانی با ذره بینی که بزرگنمایی 25 دارد می توانیم درشتی یا ریزی سنگ را مشخص کنیم.
تست میدانی دیگری نیز انجام می دهیم با استفاده از یک تیغه مثل تیغه ی چاقو برای شناسایی نوع سنگ = سنگ های آهکی با تیغه ی چاقو خراش بر می دارند، در حالیکه سنگ های آذرین سخت تر هستند.
با این ذره بین می توان گلسنگ ها، شوره ها، جلبک ها را مشاهده کرد.
نمونه بردای : هر چه تعداد نمونه و مقدارش بیشتر باشد اطلاعات بیشتری می توان دریافت کرد.
در صورت امکان نمونه برداری، نمونه باید نشان دهنده ی کل اثر باشد و با این نمونه ما اطلاعات کافی و مناسبی را باید بتوانیم به دست آوریم.
بعد از نمونه برداری باید یک شرح توصیفی روی بسته نمونه قرار داد از جمله : وسیله ی نمونه برداری، تاریخ نمونه برداری، محل نمونه برداری در بنا که باید به صورت توصیفی روی نمونه باشد و هم باید مستند نگاری انجام دهیم. فرم نمونه >>> آیا نمونه به صورت پودر است یا توده و بعد هم شماره گذاری نمونه انجام شود.
چیزی که تعیین کننده ی مقاومت و دمای یک سنگ است ویژگی های فیزیکی یک سنگ است را مشخص می کند.
برای اینکه آزمایشات فیزیکی شامل دانه بندی یا ساختار تخلخل سنگ است پس باید میزان تخلخل ، کشش موئینگی، سرعت و قابلیت جذب آب مشخص شود.
1. تخلخل: فضاها، منافذ، فضاهای قابل دسترسی در یک شیء است. میزیان و گستردگی این فضا را با تخلخل می توان مشخص کرد که هر چه این حفره ها و منافذ بیشتر باشند میزان تخلخل بیشتر است. تخلخل نشانگر توانایی و مقاومت سنگ در برابر فشارهای داخلی ناشی از یخ زدن و هیدراته شدن نمک های محلول می باشد. میزان تخلخل و نگهداری رطوبت نقش موثری در آلاینده های جوی و رویش های بیولوژیکی ( مثل : گلسنگ ها و جلبک ها ) دارند.
مجموعه ی فضاهای خالی موجود در جسم به حجم کل جسم و به عوامل مختلفی مثل دانه بندی، تراکم، درزها و شکافها بستگی دارد. تخلخل را معمولا به صورت درصد حساب می کنند. برای بدست آوردن درصد تخلخل از فرمول زیر استفاده می کنیم:
100* حجم کل (حجم نمونه) / حجم فضاهای خالی = درصد تخلخل
برای بدست آوردن حجم فضاهای خالی از طریق یر عمل می کنیم:
وزن خشک - وزن در حالت اشباع = حجم فضاهای خالی
برای بدست آوردن وزن خشک نمونه ها را به مدت 24 ساعت در آون (دمای 100 تا 110 درجه ی سانتیگراد) قرار داده و سپس وزن می کنیم و برای بدست آوردن وزن در حالت اشباع نمونه ها را 24 ساعت در آب غوطه ور کرده و سپس وزن می کنیم.
2. کشش موئینگی سنگ : به سیستم تخلخل و منافذ ریز سنگ بستگی دارد و نقش مهمی در انتقال رطوبت صعودی و نمک های محلول و پدیده ی شوره زنی دارد.
مدت زمان – میزان بالا رفتن آب = کشش موئینگی
3. دانسیته یا تراکم: از طریق فرمول زیر بدست می آید :
حجم نمونه v / وزن خشک m= دانسیته ( d)
* برای بدست آوردن حجم نمونه به روش ارشمیددس عمل کرده، یعنی در یک ظرف مدرج ( استوانه مدرج ) مقدار معینی آب ریخته سپس نمونه را در آن غوطه ور می کنیم، در این صورت میزان اختلاف حجم را اندازه گیری کرده که همان حجم نمونه است.
4. در صد قابلیت جذب آب : در مواقعی که حجم سنگ در حجم آب در تماس باشد درصدی از حجم خود را از آب پر می کند که مقدار آن را از فرمول زیر بدست می آورند :
100* وزن خشک / حجم فضاهای خالی = درصد قابلیت جذب آب
نکته / با دو آزمایش فیزیکی : تخلخل و کشش موئینگی می توان به دوام و مقاومت سنگ در برابر آسیب های مختلف رسید.
آزمایشات شیمیایی سنگ :
در آزمایشات شیمیایی هم ترکیب را مشخص می کنند و هم عناصر موجود در سنگ را. که به دو نوع شیمی تر و دستگاهی صورت می گیرد. در روش شیمی تر از روش ذوب قلیلیی باید استفاده کرد.
در روش دستگاهی از شیوه های زیر استفاده می شود:
1. آنالیز عنصری:
- دستگاهی جذب اتمی A.A، تجزیه ی عنصری.
- دستگاه ICP پلاسمای جفت شده ی القایی با دقت بیشتری نسبت به جذب اتمی است. در مطالعات و تعیین منشاء و اصالت مورد استفاده قرار می گیرد. تجزیه ی عنصری.
- Pixe با دقت بیشتر ولی هزینه ی زیاد می طلبد که فقط سازمان انرژی اتمی دارد. تجزیه ی عنصری.
- N.A نوتورون اکتیویشن. تجزیه ی عنصری.
- XRF غیر تخریبی ولی با دقت کم ( نیمه کمی)، تجزیه ی عنصری.
- XRD شناسایی ترکیبی.
2. پتروگرافی : آزمایشات پتروگرافی یا سنگ شناسی : در این روش نوع سنگ را مشخص می کنند و همچنین قطع نازکی از سنگ جدا می کنند و زیر میکروسکوپ مورد مطالعه و بررسی قرا رمی گیرد. کانی های سازنده ی یک سنگ یا سفال را مشخص می کنند.( XRD )
همچنین آزمایشات شیمیایی در مورد شناسایی نمک های سنگ انجام می دهند که به صورت غوطه وری در آب می باشد.
مواد محلول در آب : اکثر سنگ ها یک سری مواد محلول در آب دارند. سنگ را در آب قرار داده و بعد از 24 ساعت نمک های محلول در آب در سنگ جدا و در آب حل می شوند. با آزمایشات انیونی و کاتیونی می توان نوع نمک را بررسی کرد.
تشخیص این نمک ها بسیار مهم است. زیرا این نمک ها که جزء ساختار سنگ می باشند در تخریب سنگ موثر می باشد و موجب شوره زنی می شود.
مواد محلول در اسید بریا سنگ های آهکی که در اسید حل می شوند انجام می شود. با اضافه کردن اسید، سنگ اهک با جوشش فراوان سنگ های دولومیتی ( کربنات مضاعف کلسیم و منیزیم ) جوشش کمتر دارند.
****
**
*
مرمتگر اشیاء تاریخی : مریم
( سایت علمی نخبگان جوان = www.njavan.com )
آزمایشگاه حفاظت و مرمت آثار تاریخی
پاسخ با نقل قول
علاقه مندی ها (Bookmarks)