سنگهای ساختمانی 104 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 104

سنگهای ساختمانی

مقدمه

شناختن جنس و خاصیت سنگ را سنگ شناسی گویند. سنگها یکی از قابل مطالعه ترین عناصر طبیعی می‌باشند که تقریباً برای غالب رشته‌‌های علوم مورد استفاده قرار می‌گیرند. حتی گاهی نیاز به مطالعه وسیع و طولانی در شناخت سنگ و سایر مشخصات آن می‌باشد. پس قبل از اینکه به سنگ‌‌های ساختمانی پرداخته شود بهتر است مطالبی درباره سنگ و علم سنگ شناسی گفته شود.

سنگ عبارت از یک جسم طبیعی است که از یک کانی یا مجموعه ای از چند کانی تشکیل شده باشد. کانی عبارت از ماده طبیعی آلی یا معدنی است که ترکیب شیمیایی آن بین حدود اختیاری معینی تغییر می¬کند. معمولاً کانی‌‌ها و سنگ‌‌ها مواد جامدی هستند. تجمع کانی‌‌ها در سنگ اتفاقی نیست که تابع شرایط و محیط تشکیل سنگ و مواد اولیه موجود است. ماگما ماده طبیعی سیال و داغی است که ماده سازنده سنگ‌‌ها به شمار می‌آید و در سیارات، اقمار طبیعی یا دیگر اجرام سماوی با خصوصیات کلی مشابه تولید می‌شود. هنگامی که ماگما بیرون ریخته می‌شود علاوه بر تولید گدازه یا نهشته‌‌های خرد شده، مقدار زیادی مواد فرّار نیز آزاد می‌گردد که در اتمسفر یا هیدروسفر زمین یا در فضای کوچک و بدون هوای سیارات محبوس می‌شود. مشخصات سنگ‌‌ها را رویدادهای گذشته بر زمین، ترکیب شیمیایی و کانیایی آن تعیین می‌کندکه نهادینه ترین بازتاب این سرگذشت به کانی ارتباط پیدا می‌کند و در چگونگی پیوند کانی‌‌ها با یکدیگر یعنی بافت، چهره می¬نماید. کانی به مفهوم سازش و کنار آمده ماده با شرایط طبیعی روی داده بر آن، بازگوکننده سرگذشت زمین و پیدایش و تغییرات سنگ هاست؛ پس سنگ شناسی از دیدگاهی به مفهوم تلاش در راه شناخت و بازگویی این سرگذشت است، بهگفته دیگر بازگویی بخشی از سرگذشت زمین است.

کانی ها

امروزه به طور تقریبی حدود 3000 نوع کانی شناخته شده است که از آن میان تعداد محدودی، به طور فراوان در طبیعت وجود دارند. بدون شک هنوز هم تعداد بیشتری کانی در جهان هستی وجود دارند که با آنها آشنایی نداریم. بررسی و مطالعه علم کانی شناسی، اکنون از مرز یک علم پایه وابسته به علوم زمین فراتر رفته و کاربرد آن درجهان صنعتی روز به روز گسترده می¬شود. بهره گیری از کانیهای متنوع طبیعی گستردهتر از آن است که در این مختصر به بیان آید. یکی از روشهای مهم کانیشناسی مطالعه خواص نوری آنها در میکروسکوپ پلاریزان است که با سنجش پارامترهای گوناگون نوری اجازه دستهبندی و شناخت هرچه بهتر دنیای کانیها را فراهم میسازد. فراوانترین کانیها در گروه سیلیکاتها قرار دارند. از نقطه نظر کریستال شیمی، ساختمان سیلیکاتها از اجتماع بنیانهای 4- [SiO4] تشکیل گردیده است و شکل فضایی این بنیان عبارت از یک چهار وجهی است که در رئوس آن یک اتم اکسیژن و در مرکز آن یک اتم سیلسیم قرار دارد. این چهار وجهی است که در رئوس آن یک اتم اکسیژن و در مرکز آن یک اتم سیسلسیم قرار دارد. این چهار وجهی یا تترائدر دارای چهار ظرفیت آزاد میباشد، زیرا چهار اتم دوظرفیتی اکسیژن تنها یک اتم چهار ظرفیتی سیلسیم را احاطه نموده اند و در نتیجه چهار ظرفیت آزاد باقی میماند که توسط کاتیونهایی مانند منیزیم، آهن، کلسیم و غیره جانشین می‌شود. جدول 3-1، رده بندی سیلیکات‌‌ها را بر اساس صور گوناگون پیوند چهار وجهیهای 4- [SiO4] به یکدیگر نشان میدهد.

تقسیم بندی سنگها:

سنگهای کره زمین به سه دسته کلی تقسیم بندی می‌شوند:

-سنگهای آذرین:

الف) سنگهای آتشفشانی که از سرد شدن فوران آتشفشانها در سطح زمین به وجود می‌آیند.

ب) سنگهای نفوذی که در عمق زمین به آهستگی سرد می‌شوند.

-سنگهای رسوبی:

سنگهایی هستند که منشأ خارجی دارند و در نتیجه حمل و نقل و ته نشین شدن ذرات سنگهای قبلی یا رسوب مواد محلول حاصل از آنها در محیطهای مختلف (هوا، رودخانه، دریاچه، دریا و یخچال) و یا از سیمانی شدن و به هم چسبیدن ذرات سنگهای مختلف و برجا (بدون حمل ونقل) تشکیل شده اند.

- سنگهای دگرگونی:

الف) سنگهای ثانویه ای هستند که دگرگون شدن سنگ‌‌های آذرین یا سنگ‌‌های رسوبی که قبلاً وجود داشته اند، تشکیل می‌شوند. عامل دگرگونی فشار، درجه حرارت، اثر سیالها و جانشینی است.

ب) سنگهای آذرآواری و توف‌‌ها از سنگهایی هستند که از نظر ماده اولیه جزو سنگهای آذرین و از نظر طرز و محل تشکیل جزو سنگهای رسوبی هستند.

1. سنگهای آذرین:

1-1- ترکیب کانی شناختی سنگهای آذرین

برحسب ظاهر، تجزیه سنگهای آذرین عناصر را در پیکر ترکیب شیمیایی با اکسیژن به صورت اکسیدهای FeO, MgO, CaO, Al2O3, SiO2 و... نشان می‌دهد. این گونه نگرش به ساختمان سنگ نگاهی مجرد است که ساختمان سنگ را نادیده می‌انگارد؛ بنابراین اگر اندیشیده شود که این اکسیدها در پیکر کانی‌‌های کوارتز، فلدسپات، پیروکسن، آمفیبول... جای می‌گیرند، در عمل کریستال شیمی را پایه هرگونه داوری گذاشته ایم که این خود فرع شرایطی است که شرایط حاکم بر کره زمین به طور عام و شرایط مادی – محیطی ماگما به طور خاص، دیکته کننده آن است. یک ماگما محیطی است که عناصر به دلیل وجود شرایط فیزیکی و شیمیایی ویژه به صورت اکسید در آن جای دارند، صرف نظر از آنکه ماگما خود با مواد درونی تر زمین و یا هسته آن از دیدگاه ترکیب شیمیایی و شرایط فیزیکی تفاوت‌‌های چشمگیر دارد. بدین سان در شرایطی که ماگما آمادگی تبلور – تبدیل از حالت سیال به حالت جامد را پیدا می‌کند، مواد تشکیل دهندة ماگما به گونه ای رفتار می‌کنند که ساختمان اتمی عناصر تشکیل دهنده به آنها حکم می‌کند. سرنوشت مختوم این عناصر در این شرایط، تشکیل کانی‌‌های سنگ ساز ساد شده در بالا است، بدین معنی که نخست تترائدرهای 4- [SiO4]، اکسیدهای MgO، FeO را از محیط بیرون می‌برند. با بالا رفتن تراکم 4- [SiO4]، تترائدرهای یون سیلیکات خود با هم ترکیب می‌شوند و رشته ها، زنجیرها و صفحه‌‌های دوبعدی می‌سازند که به تدریج ظرفیت یون آزاد اکسیژن در آنها کاستی می¬گیرد. سپس ساختمان¬های سه بعدی Sio2 شکل می‌گیرد. پس از آن آلومینیوم جانشین Si در یون سیلیکات می‌شود که فضای کریستالین پدید آمده جز عناصر یک ظرفیتی و دو ظرفیتی، شعاع یونی در محدوده Na، K، Ca را در خویشتن نمی پذیرد که بدین سان فلدسپات‌‌ها تشکیل می‌شوند و با کنار رفتن فلزات آهسته آهسته و گام به گام سیلیس آزاد در چهره کوارتز در سنگ می‌شوند و با کنار رفتن فلزات آهسته آهسته و گام به گام سیلیس آزاد در چهره کوارتز در سنگ نمایان می‌شود. این شمای کلی در هر جای خود با برخورداری از شرایط فیزیکی – شیمیایی معلوم، کانی‌‌های معلوم و معین با آرایش منظم مربوط به همان شرایط را پیوند می‌کند. بدین سان از آنجا که پیدایش هر سنگ، یعنی پیدایش کانی‌‌های معلوم با آرایش معلوم گویای شرایط است، پس با مطالعه بافت و کانی شناسی سنگ می‌توان به شرایط حاکم بر آن منطقه منطقه و سرگذشت زمین شناختی آن محل پی برد. در راستای این الگو، شیشه در زمانی کوتاه سرد شده است،