زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

بررسی نقش خصوصیات فیزیکی و مقاومتی بر دوام سنگ‌های ساختمانی در برابر فرآیندهای زوال

نویسنده
دانشگاه لرستان
چکیده
دوام سنگ ساختمانی به استقامت آن در برابر فرآیندهای زوال تحت شرایط اقلیمی حکم­فرما بر منطقه جغرافیایی گفته می‌­شود. این پارامتر در انتخاب سنگ ساختمانی مناسب نقش بسزایی دارد به طوری که نادیده گرفتن آن می‌­تواند منجر به زوال زود هنگام سنگ در طی مدت سرویس­‌دهی در ساختمان شود. بنابراین قبل از انتخاب سنگ ساختمانی، ضروری است توجه ویژه‌­ای به دوام آن شود و سنگی انتخاب شود که دوام لازم در برابر فرآیندهای زوال محیطی را داشته باشند. از فاکتورهای تأثیر­گذار بر دوام سنگ ساختمانی می‌­توان به خصوصیات فیزیکی و مقاومتی اشاره کرد. ارزیابی این خصوصیات اطلاعات با ارزشی در زمینه دوام سنگ در برابر فرآیندهای زوال فراهم خواهد کرد. در مقاله حاضر به بررسی نقش خصوصیات فیزیکی و مقاومتی بر دوام سنگ ساختمانی پرداخته شده است. نتایج دلالت بر این دارد که تخلخل، محتوای آب، درجه اشباع و توزیع اندازه منافذ از شاخص‌­ترین خصوصیات فیزیکی تعیین کننده دوام سنگ ساختمانی هستند. از سوی دیگر، خصوصیات مقاومتی شامل مقاومت­‌های فشاری تک ­محوری، کششی برزیلین، خمشی و سایشی نیز نقش برجسته­‌ای بر دوام سنگ ساختمانی دارند. یافته‌­های پژوهش حاضر می تواند به عنوان یک ابزار ساده، سریع، کم هزینه و کاربردی برای ارزیابی غیر مستقیم دوام سنگ ساختمانی در برابر فرآیندهای زوال محیطی مورد استفاده قرار گیرند.
کلیدواژه‌ها

Akbay, D. (2023). Investigating the accuracy of specimen shape for point load index test in predicting the uniaxial compressive strength for rocks using regression analysis and machine learning. Mining, Metallurgy and Exploration, 40, 2107–2115.
Bell, F.G. (1993). Durability of carbonate rock as building stone with comments on its preservation. Environmental Geology, 21, 187–20.
Benavente, D., García del Cura, M.A., Fort, R., & Ordóñez, S. (2004). Durability estimation of porous building stones from pore structure and strength. Engineering Geology, 74, 113–127.
Chen, T.C., Yeung, M.R., & Mori, N. (2004). Effect of water saturation on deterioration of welded tuff due to freeze-thaw action. Cold Regions Science and Technology, 38, 127–136.
De Quervain, F. (1967). Technische Gesteinskunde. Lehrbücher und Monographien aus dem Gebiete der exakten Wissenschaften. Mineralogisch-geotechnische Reihe, Bd 1”, Birkhäuser, Basel.
DIN 66131 (1993). Bestimmung der spezifischen Oberfläche von Feststoffen durch Gasadsorption nach Brunauer, Emmett und Teller (BET). Beuth Verlag, Berlin.
Hashemi, M., Bashiri Goudarzi, M., & Jamshidi, A. (2018). Experimental investigation on the performance of Schmidt hammer test in durability assessment of carbonate building stones against freeze-thaw weathering. Environmental Earth Science, 77, 684.
Heidari, M., Khanlari, G.R., Torabi-Kaveh, M., & Karegarian, S. (2012). Predicting the uniaxial compressive and tensile strengths of gypsum rock by point load testing. Rock Mechanics and Rock Engineering, 45, 265–273.
Jamshidi, A., Nikudel, M., & Khamehchiyan, M. (2015). A statistical model to estimate the mechanical properties of some travertines under freeze-thaw cycles. Scientific Quarterly Journal of Geosciences, 24(95), 37–46.
Jamshidi, A., Nikudel, M.R., & Khamehchiyan, M.A. (2016). Decay function models for long-term durability assessment and comparison the effect freeze-thaw and salt crystallization on the mechanical properties of Silver Travertine (Azarshahr, East Azerbaijan). Advanced Applied Geology, 6(1), 1–9.
Jamshidi, A. (2021). Predicting the strength of granitic stones after freeze-thaw cycles: considering the petrographic characteristics and a new approach using petro-mechanical parameter. Rock Mechanics and Rock Engineering, 54, 2829–2841
Jamshidi, A. (2023). An investigation on ultrasonic wave velocity of laminated sandstone under freeze-thaw and salt crystallization cycles: Insights from anisotropy effects. Journal of Building Engineering, 71, 106461.
Jamshidi, A. (2024). Study of building stones durability against the freeze-thaw process: current methods and recommendations for the future. Journal of Building Engineering, 86, 108722.
Jamshidi, A., Nikudel, M.R., & Khamehchiyan, M. (2013a). Estimating the durability of building stones against Salt crystallization: considering the physical properties and strength characteristics., Geopersia, 3(2), 35–48.
Jamshidi, A., Nikudel, M.R., & Khamehchiyan, M. (2013b). Predicting the long-term durability of building stones against freeze-thaw using a decay function model. Cold Regions Science and Technology, 92, 29–36.
Jamshidi, A., Nikudel, M.R., Khamehchiyan, M., & Zalooli, A., Yeganefar, H. (2017a). Estimating the mechanical properties of travertine building stones due to salt crystallization using multivariate regression analysis. Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran, 28 (3), 231–241.
Jamshidi, A., Nikudel, M.R., & Khamehchiyan, M. (2017b). A novel physico-mechanical parameter for estimating the mechanical strength of travertines after a freeze-thaw test. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 76 (1), 181–190.
Jamshidi, A., & Sousa, L. (2024). Accuracy of point load index and Brazilian tensile strength in predicting the uniaxial compressive strength of the rocks: a comparative study. Materials, 17(20), 5081.
Jamshidi, A., Zamanian, H., & Zarei Sahamieh, R. (2018). The effect of density and porosity on the correlation between uniaxial compressive strength and P-wave velocity. Rock Mechanics and Rock Engineering, 51 (4), 1279–1286.
Larsen, T.D., & Cady, P.D. (1969). Identification of frost-susceptible particles in concrete aggregate. National Cooperative Highway Research Program Report, 66, 62 p.
Nikudel, M.R., & Jamshidi, A. (2010). Investigation of engineering properties of some samples from building stones in cycles of freeze-thaw. Journal of Scinces, 35, 43–52 (In Persian).
Parvizpur, Sh., Jamshidi, A., Sarikhani, R., & Ghassemi Dehnavi, A. (2022). The pH effect of sulfuric acid on the physico-mechanical properties of Atashkuh travertine, Central Iran. Environmental Earth Science, 81 (5), 1–10.
Scherer, G. (2004) Stress from crystallization of salt. Cement and Concrete Research, 34, 1613–1624.
Weng, L., Wu, Z., Chu, Z., Xu, X., & Liu, Q. (2023). Evolution of the unfrozen water content for partially-saturated sandstones and the critical degree of saturation. Rock Mechanics and Rock Engineering, 56, 1–18.
Zalooli, A., Khamehchiyan, M., Nikudel, M.R., & Jamshidi, A. (2017). Deterioration of travertine samples due to magnesium sulfate crystallization pressure: examples from Iran. Geotechnical and Geological Engineering, 35 (1), 463–473.