زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

بررسی تأثیر ویژگی‌های زمین‌شناسی مهندسی سنگ‌دانه‌های کربناته روی ویژگی‌های سنگ‌های مصنوعی

نویسندگان
دانشگاه تربیت مدرس، گروه زمین شناسی مهندسی
چکیده
هدف این تحقیق بررسی تأثیر ویژگی­های زمین­شناسی مهندسی سنگ­دانه­های کربناته روی ویژگی­های سنگ­های مصنوعی با سیمان غیررزینی و سپس مقایسه ویژگی­های مهندسی سنگ­های مصنوعی ساخته شده با سنگ­های طبیعی است. در این تحقیق به‌منظور بررسی تأثیر ویژگی­های سنگ­دانه­های کربناته بر سنگ­مصنوعی از 7 نمونه سنگ ساختمانی شامل سنگ­چینی (مرمریت ریزبلور)، مرمر کریستال (مرمریت درشت بلور)، مرمریت (نهان بلور)، سنگ آهک سیاه، 2 نمونه تراوراتن و انیکس استفاده شده است. از این نمونه­های سنگی، ویژگی­های زمین­شناسی مهندسی نمونه­ها تعیین شد. پس از طراحی قالب برای ساخت سنگ­مصنوعی، سنگ­دانه­هایی با دانه­بندی و طرح اختلاط یک‌سان تهیه و برای تمامی سنگ­دانه­ها با شرایط ویبره، فشار و خلأ یکسان، دو نمونه سنگ­مصنوعی درشت‌دانه و ریزدانه ساخته ­شده است. بعد از ساخت، اقدام به انجام آزمایش­های فیزیکی، مقاومتی و دوام شد و سپس نتایج حاصل مقایسه شد. بررسی نتایج پارامترهای مهندسی نشان داد سنگ­های مصنوعی تراورتن حجت­آباد دارای کیفیت مهندسی مشابه نسبت به سنگ طبیعی خود دارند. سنگ­های مصنوعی مرمر و تراورتن توران­پشت حدود 11 تا 32 % افزایش کیفیت و ولی سنگ­های مصنوعی سنگ­چینی، آهک سیاه، انیکس و مرمریت حدود 6 تا 33 % کاهش کیفیت نسبت به سنگ طبیعی خود دارند نمونه­های تولید شده از این سنگ­ها نیز اگر­چه از نظر پارامترهای مقایسه­ای سنگ­مصنوعی کم‌تر از سنگ طبیعی است اما در محدودۀ قابل قبول به‌عنوان مصالح ساختمانی قرار می­گیرند.


کلیدواژه‌ها

1. Mitchell C. J., Harrison D. J., Robinson H. L., Ghazireh N., "Minerals from waste recent BGS and Tarmac experience in finding uses for mine and quarry waste", Miner Eng, Vol.17 (2004) 279-284.## 2. Bilgin A., Gurkan y., Sonmez A., Nursev B., Suleyman P., "The effects of mineralogical and petrographical features of the Lake District rocks (Isparta, Turkey) on the quality of artificial marbles", RECYCLING – WASTE RECOVERY_ HULLADÉKHASZNOSÍTÁS, Vol. 5 (2013). ## 3. Peng L., Qin S., "Mechanical behaviour and microstructure of an artificial stone slab prepared using a SiO2 waste crucible and quartz sand", Construction and Building Materials, 171 (2018) 273-280. ## 4. Lee M. y., Ko Ch. H., Chang F., Ch., Lo Sh.Li., Lin J. D., Shan M.Y., Lee J.ch., "Artificial stone slab production using waste glass stone fragments and vacuum vibratory compaction", cement and concrete composites,Vol. 30 (2008) 583-587. ## 5. Kandelbauer A., Tondi G., zaske O. C., Goodman S. H, "Unsaturated polyesters and vinyl esters", In Handbook of Thermoset Plastics (Third Edition) (2014) 111-172. ## 6. جعفرآذری خزینه اکبر، ارومیه‌ای ع.، نیکودل م. ر.، "بررسی تأثیر مواد افزودنی در استحکام و کاربری سنگ‌های مصنوعی تولید شده از سنگ‌های گرانیتی"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد زمین‌شناسی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس (1397). ## 7. باباآدم ن.، ارومیه‌ای ع.، نیکودل م. ر.، "تأثیر خصوصیات زمین‌شناسی مهندسی سنگ دانه‌های سیلیسی بر ویژگی‌های مهندسی سنگ مصنوعی"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد زمین‌شناسی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس (1394). ## 8.. صحبت‌زاده ل.، فضلوی ع.، کریمی غ. ل.، باقرپور ز.، "بررسی کمی و کیفی فاکتورهای مؤثر ماسه سیلیسی (کارخانه ریخته‌گری) بر تولید سنگ مصنوعی"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، دانشکده فنی (1392). ## 9. Fernanda Souza S., Carlos Eduardo Gomes R., Ruben Jesus Sanchez R., ,"Physical and Mechanical Characterization of Artificial Stone with Marble Calcite Waste and Epoxy Resin", Materials Research. Vol. 21 No. 1 (2018). ## 10. میرجلیلی ط.، خامه‌چیان م.، نیکودل م. ر.، "بررسی تأثیر ویژگی‌های‌ زمین‌شناسی ‌مهندسی سنگ‌دانه‌های آهکی روی خصوصیات سنگ‌های مصنوعی"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد زمینشناسی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس (1393). ## 11. Hamoush S., Abu-Lebdeh T., Picornell M., Amer S., "Development of sustainable engineered stone cladding for toughness, durability, and energy conservation", construction and Building materials, 25 (10) (2011) 4006-4016. ## 12. Stefanidou M., Pachta V., Papayianni I., "Design and testing of artificial stone for the restoration of stone elements in monuments and historic buildings", Construction and Building Materials, 93 (2015) 957-965. ## 13. Carvalho E. A. S., Vilela N. D. F., Monteiro S. N., Vieira C. M. F., Silva L. C. D., "Novel Artificial Ornamental Stone Developed with Quarry Waste in Epoxy Composite", Materials Research, 21(2018). ## 14. اسماعیلی ح.، بارانی بیرانوند ک.، رشیدی ر.، "استفاده مجدد و به‌کارگیری لجن کارخانجات سنگ‌بری جهت تولید سنگ مصنوعی"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشگاه لرستان، دانشکده فنی (1393). ## 15. حسین‌پور ا.، شیخ ‌‌ر.، عبدالهی شریف ج.، "ارزیابی فنی و اقتصادی تولید سنگ‌های تزئینی مصنوعی از ذخایر معدنی استان و تدوین برنامه‌ریزی تولید این ذخایر با دیدگاه تأمین نیاز بازار"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشگاه ارومیه، دانشکده فنی(1391). ## 16. دوست‌محمدی ا.، اصفهانیان م.، مصطفی غیور م.، "طراحی سیستم قالب‌گیری خط تولید سنگ مصنوعی سمنت‌پلاست"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکدۀ مهندسی مکانیک (1397). ## 17. شرکت شهرک‌های صنعتی خراسان، "امکان سنجی تولید سنگ‌مصنوعی"، (1378). ## 18. یوسف‌وند ف.، نیکودل م. ر.، "بررسی تأثیر نوع سنگ‌دانه در دوام بتن گوگردی"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد زمینشناسی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس (1393). ## 19. قاسمی ش.، نیکودل م. ر.، "تأثیر جنس و بافت سنگ‌دانه‌ها بر ویژگی‌های مقاومتی بتن‌های گوگردی و معمولی"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد زمینشناسی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس (1391). ## 20. شریفی ج.، نیکودل م. ر.، "بررسی اثر جنس سنگ‌دانه‌های مختلف بر خواص مقاومتی بتن"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، زمین‌شناسی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران (1387). ## 21. Kou Shi-Cong, Poon Chi-Sun. Miren, Etxeberria, "Influence of recycled aggregates on long term mechanical properties and pore size distribution of concrete", cement & concrete composites, Vol. 33 (2011) 286-29. ## 22. EI-Dash K. M., Ramadan M. O., "Effect of aggregate on the performance of confined concrete", cement and Concrete Research, Vol. 36 (2006) 599-605. ## 23. Basheer p., Basheer L., Lange D. A., Long A. E., "Influence of coarse aggregate on the permeation, durability and the microstructure characteri- stics of ordinary Portland cement", construction and building Materials, Vol.19 (2005) 682-690. ## 24. Beshr H., Almusallam A. A., Maslehuddin M., "Effect of coarse aggregate quality on the mechanical properties of high strength concrete", construction And Building Materials, Vol.17 ( 2003) 97-103. ## 25. Donza H., Cabrera O., Irassar E. F., "High-strength concrete with different fine aggr egate", cement and Concrete Research, Vol. 32 (2002) 1755-1761. ## 26. Elices M., Rocco C.G., "Effect of aggregate size on the fracture and mechanical properties of a simple concrete", Engineering fracture mechanics, 75 (2008) 3839-3851. ## 27.Basheer P., Basheer L., Lange D., Long A. E., "Role of thresholding to determine the size of interfacial transition zone", ACI special publication SP-189, ACI spring convention, Chicago, (1990) 164-86. ## 28. Dunham R. G., "classification of carbonate rocks according to deposition texture", in: Classification of Carbonate rocks (ed. By W. E. Ham) A A P G Mem., No. 1 (1962) 108-121. ## 29. Carlos A., Masumi I., Hiroaki M., Maki M., Takahisa O., "The effects of limestone aggregate on concrete properties", Construction and Building Materials, Vol. 24 (2010) 2363-2368 ## 30. حاجیقاسمی س.، رمضانیان‌پور ع. ا.، لطفی و.، کاشفی‌زاده م. ح.، "بررسی اثر واکنش قلیایی – سیلیسی بر رفتار سازه ای تیره‌های بتنی مسلح با استفاده از روش المان محدود"، نشریه مهندسی عمران امیرکبیر. دورۀ 49، شمارۀ 1 (1396) 23-33. ## 31. رحیمی ح.، "مصالح ساختمانی"، انتشارات دانشگاه تهران، چاپ سوم، تهران (1388). ## 32. ASTM, "American society for testing and materials C 136-01", Standard Test Method (2004). ## 33. Güneyisi E., Özturan T., Gesoğlu M., "A study on reinforcement corrosion and related properties of plain and blended cement concretes under different curing conditions", Cement & Concrete Composites,Vol. 27 (2005) 449-461 ## . 34. Kolias S., Georgiou C., "The effect of paste volume and of water content on the strength and water absorption of concrete", Cement and Concrete Composites, Vol. 27 (2005) 211-216. ## 35. Ahmad S., "Reinforcement corrosion in concrete structures, its monitoring and service life prediction - a review", Cement & Concrete Composites, Vol. 25 (2003) 459-471. ## 36. Alawode O., Dip P., Idowu O., "Effects of Water-Cement Ratios on the Compressive Strength and Workability of Concrete and Lateritic Concrete Mixes", The Pacific Journal of Science and Technology, Vol.12, 2 (2000) 99-105. ## 37. Chi J., Huang R., Yang C., Chang J., "Effect of aggregate properties on the strength and stiffness of lightweight concrete", Cement and Concrete Composites, Vol. 25 (2003) 197-205. ## 38. Topličić-Ćurčić G., Grdić Z., Despotović I., Ristić., "NInfluence of crushed stone aggregate type on concrete consistency", Architecture and Civil Engineering ,Vol.8,1 (2010) 99-109. ## 39. Galetakis M., Raka S., "Utilization of limestone dust for artificial stone production:an experimental approach", Mineral Engineering,Vol. 17 (2004) 355-357. ## 40. Sakai T., "artificial stone composition and method of manufacturing artificial stone", Doppel Co. Ltd., Tokyo’ Japan, Patent Number, Vol. 6 (2000) 127-458. ## 41. رمضانیان‌پور ع. ا.، طاحونی ش.، پیدایش م.، "دستنامه اجرای بتن"، مؤسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران، چاپ اول، تهران (1380). ## 42. فامیلی ه.، "بتنشناسی (ویژگی بتن)"، انتشارات جهاد دانشگاهی دانشگاه علم و صنعت ایران، چاپ اول (1368). ## 43. ACI-COMMITTEE-221, "Guide for Use of Normal Weight and Heavyweight Aggregates in Concrete", American Concrete Institute (2007). ## 44. ASTM, "American society for testing and materials D 2938-95", Standard test method of unconfined compressive strength of intact rock core specimens, (2002). ## 45. ASTM, "American society for testing and materials D 3967-95", Standard test method for Splitting Tensile Strength of Intact Rock Core Specimens, Designation (2001). ## 46. ASTM, "American society for testing and materials D 4644", Standard Test Method for Slake Durability of Shales and Similar Weak Rocks (1998). ## 47. ISRM, "Commission on Standartization of Laboratory and Fild Tests", Suggested Methods for Rock Characterization Teesting and Monit, In: Brown, E.T. (Ed.), oring. Pergamon, Oxford, (1981) 113-116 and 123-127. ## 48. شفیعی‌فر م.، رحمانی ا.، نیکودل م. ر.، حافظی‌‌مقدس ن.، "معرفی آیین‌نامه ملی برای کاربرد سنگ در موج شکن‌ها و سازه‌های حفاظت، نهمین همایش بین المللی سواحل"، بنادر و سازه‌های دریایی ICOPMAS 2010 ، 10-8 آذر ماه (1389). ##