دسته‌بندی انواع سنگ‌های طبیعی مورد استفاده در ساختمان

سنگ‌های طبیعی به سه دسته آذرین، رسوبی و دگرگونی تقسیم می‌شوند:

سنگ‌های طبیعی آذرین

سنگ‌های طبیعی آذرین، آن‌هایی هستند که از سرد‌شدن و بر اثر انجماد مواد مذاب به وجود آمده‌اند. این سنگ‌ها بر اساس سرعت سردشدن دسته‌بندی می‌شوند که این سرعت بر بافت آن‌ها تأثیر گذاشته است: هر چه سرعت خنک‌شدن کندتر باشد، کریستالیزاسیون کامل‌تر است. این سنگ‌ها خود به سه دسته سنگ‌های پلوتونیک، سنگ‌های آتشفشانی و سنگ‌های هیپابیسال تقسیم می‌شوند.

سنگ‌های پلوتونیک

در سنگ‌های پلوتونیک، انجماد در عمق زیاد اتفاق می‌افتد و سرعت سرد شدن و در نتیجه، سرعت تبلور، بسیار کند است. این‌گونه از سنگ‌های طبیعی، کاملا کریستالی هستند و با بافت درشتی که دارند، شناسایی می‌شوند.

سنگ‌های آتشفشانی

در سنگ‌های آتشفشانی ماگمای مذاب به صورت گدازه روی سطح زمین ریخته می‌شود. تبلور بسیار سریع اتفاق می‌افتد و درنتیجه سنگ‌های ریز کریستالی یا غیر کریستالی و شیشه‌ای تشکیل می‌شود.

سنگ‌های هیپابیسال

بین سنگ‌های طبیعی پلوتونیک و آتشفشانی، گروهی از ویژگی‌های میانی، با نام سنگ‌های هیپابیسال قرار دارد. این‌ها معمولا با نفوذ توده‌های نسبتا کوچک ماگما به سنگ‌های اطراف تشکیل می‌شوند. کریستالیزاسیون، سریع‌تر از سنگ‌های پلوتونیک اما با سرعت کمتری نسبت به سنگ‌های آتشفشانی رخ می‌دهد. در نتیجه آن‌ها یک بافت میانی دارند.

هر یک از این سه گروه از سنگ‌های طبیعی، بر اساس ترکیب شیمیایی خود به صورت اسیدی، میانی یا بازی تقسیم می‌شوند. سیلیس جزء اسیدی غالب است. سنگ‌های حاوی بیش از 66 درصد سیلیس، به‌عنوان سنگ‌های اسیدی و سنگ‌های حاوی کمتر از 52 درصد سیلیس، به‌عنوان سنگ‌های بازی طبقه‌بندی می‌شوند. جدول زیر دسته‌بندی سنگ‌های آذرین را نشان می‌دهد. در میان سنگ‌های پلوتونیک، گرانیت‌ها رایج‌ترین هستند، درحالی‌که، در بین سنگ‌های آتشفشانی، بازالت‌ها بیشترین فراوانی را دارند.

در تجارت، سنگ‌های آذرین، اغلب به‌عنوان «گرانیت» یا «بازالت» توصیف می‌شوند. بااین‌حال، معمولا اصطلاح “گرانیت” برای سنگ‌هایی با رنگ روشن و کریستال درشت و “بازالت” برای سنگ‌های تیره‌رنگ و با بافت ریز استفاده می‌شود.

سنگ‌های طبیعی رسوبی

دومین تقسیم‌بندی اصلی سنگ‌ها، سنگ‌های طبیعی رسوبی است. این‌ها اساسا منشا ثانویه دارند. بسیاری از آن‌ها مستقیما از تجزیه سنگ‌های آذرین یا رسوبات موجود از قبل،  سرچشمه می‌گیرند، اما برخی از آن‌ها منشأ آلی دارند و برخی دیگر توسط رسوب شیمیایی از محلول تشکیل شده‌اند. رسوبات معمولا در کف دریا ته‌نشین می‌شوند. آن‌ها ابتدا به شکلی غیریکنواخت ته‌نشین می‌شوند سپس توسط فشار و با رسوب مواد سیمانی به‌واسطه نفوذ آب ایجاد می‌شوند. یک سنگ رسوبی معمولا بر اساس ماده تشکیل‌دهنده اصلی آن‌ها نامگذاری می‌شود. بنابراین، سنگی که از کربنات آهک تشکیل شده است به‌عنوان سنگ‌های آهکی (لایم‌استون‌ها) شناخته می‌شود. سنگی که حاوی مقدار قابل‌توجهی از یک جزء ثانویه باشد، با یک صفت نشان داده می‌شود. برای مثال، ماسه‌سنگ‌های آرژیلاس (ماسه‌سنگ‌های حاوی خاک رس) و ماسه‌سنگ‌های آهکی (ماسه‌سنگ‌های حاوی کربنات آهک) هستند. سنگ‌های رسوبی اصلی که به‌عنوان سنگ ساختمانی استفاده می‌شوند، ماسه‌سنگ‌ها و لایم‌استون‌ها هستند.

ماسه‌سنگ‌ها

ماسه‌سنگ‌ها از اجزای مقاوم‌تر سنگ‌های طبیعی آذرین تشکیل شده‌اند و اساسا از قطعات کوارتز و مقادیری از دیگر کانی‌ها مانند فلدسپار و میکا تشکیل شده‌اند. با توجه به اینکه سیلیس، اکسید آهن، کربنات کلسیم یا خاک رس جزء اصلی زمینه هستند، ممکن است ماسه‌سنگ‌ها به‌عنوان سیلیسی، آهنی، آهکی یا آرژیلوس طبقه‌بندی شوند. ساختار مجموعه‌ای از ماسه‌سنگ‌ها در شکل زیر نشان داده شده است.

لایم‌استون‌ها

سنگ‌های طبیعی آهکی اساسا از کربنات کلسیم تشکیل شده‌اند که از محلول موجود در آب، چه به صورت شیمیایی و چه از طریق اورگانیسم موجودات زنده، رسوب می‌کنند. همانند ماسه‌سنگ‌ها، رسوبات اولیه از ذرات سست تشکیل می‌شود و با گذشت زمان، این ذرات به هم چسبیده و سنگ‌های منسجمی را تشکیل می‌دهند. عامل اصلی این چسبندگی، نفوذ آب حامل کربنات کلسیم در محلول است.

انواع مختلف لایم‌استون‌ها عبارتند از: سنگ‌های آهکی صدفی، کرینوئیدی، مرجانی و روزن‌داران. این سنگ‌ها به ترتیب از بقایای آهکی نرم ‌نان، کرینوئیدها (نیلوفرهای دریایی)، مرجان‌ها و روزن‌داران تشکیل شده‌اند. به استثنای کرینوئیدها، همه انواع سنگ‌های آهکی، امروزه در حال پیشرفت هستند.

لایم‌استون‌های اولیتی

لایم‌استون‌های اولیتی، تجمعی از ذرات کوچک و گرد کربنات کلسیم کریستالی هستند. اندازه دانه‌های اولیتی متفاوت است. برای سنگ‌های طبیعی اولیتی با دانه‌های بسیار درشت، اصطلاح پیستولیت به کار می‌رود. سنگ‌های اولیتی، شامل سنگ‌های پورتلند، کتون، کسترتون، ولدون و سنگ بارناک هستند. ساختار لایم‌استون‌ها در شکل زیر نشان داده شده است.

تراورتن

نوع کم اهمیت‌تر لایم‌استون‌های رسوب‌یافته شیمیایی، تراورتن است که از چشمه‌های مناطق دارای سنگ آهک رسوب می‌کند. تشکیل آن به دلیل رسوب کربنات کلسیم از آب است که در طی عبور از صخره‌های لایم‌استون‌، از بی‌کربنات کلسیم اشباع شده است.

در بسیاری از سنگ‌های طبیعی آهکی، نسبت اجزای خارجی بسیار کم است و ترکیب شیمیایی آن تقریبا به کربنات کلسیم خالص می‌رسد. در برخی دیگر، دانه‌های سیلیس به صورت پراکنده ظاهر می‌شوند، یا سیلیس ممکن است بخش قابل توجهی از کل را تشکیل دهد. سنگ‌های نوع دوم را سنگ‌های آهکی سیلیفر می‌نامند که سیلیس جزء اصلی آن‌ها است. به‌طور‌مشابه، ممکن است نسبت کمی از خاک رس وجود داشته باشد. اگر نسبت به مقدار قابل‌توجهی برسد، سنگ را سنگ آهک آرژیلوس می نامند که بیشتر برای ساخت آهک هیدرولیک استفاده می‌شوند تا به‌عنوان سنگ ساختمانی.

لایم‌استون‌های منیزی

بیشتر لایم استون‌ها حاوی نسبتی کربنات منیزیم هستند و در برخی از آن‌ها این مقدار بیشتر می‌شود که به سنگ‌آهک‌های منیزیمی معروف هستند. در شرایط خاص، کربنات منیزیم می‌تواند با کربنات کلسیم، یک نمک مضاعف تشکیل دهد که به نام سنگ‌های طبیعی دولومیت شناخته می‌شود و سنگ‌هایی که در آن‌ها این نمک به مقدار زیادی وجود دارد، به‌عنوان لایم‌استون‌های دولومیتی یا به‌طورساده دولومیت شناخته می‌شوند. ساختار یک دولومیت دانه درشت در شکل زیر نشان داده شده است.

سنگ‌های طبیعی دگرگونی

سنگ‌های طبیعی دگرگونی، سنگ‌هایی آذرین یا رسوبی هستند که شکل اولیه خود را در اثر گرما یا فشار یا ترکیب هر دو، از دست داده‌اند. توسعه گرما و فشار ممکن است به دلیل حرکات پوسته زمین باشد که منجر به دفن عمیق رسوبات می‌شود. این رسوبات، در معرض فشار گرمای داخل زمین، وزن لایه‌های رویی و نفوذ ماگمای آذرین قرار می‌گیرند. در اثر این دگرگونی‌ها، لایم‌استون‌ها به مرمر (ماربل)، ماسه‌سنگ‌ها به کوارتزیت، رس‌ها به لوح‌سنگ، سنگ‌های آذرین به گنیس تبدیل می‌شوند. ویژگی بارز بسیاری از انواع سنگ‌های طبیعی دگرگونی، ساختار شاخ و برگ آن‌ها است. به استثنای لوح‌سنگ و مرمر، سنگ‌های دگرگونی معمولا برای ساخت‌وساز استفاده نمی‌شوند.