ماهو الحجر؟

الحجر

یطلق علی مواد من قشرۀ الأرض التی قد تکونت من معدن واحد أومعدنین اللذین اتصل واحد بالآخر .

الحجر أو التراب

من رویۀ جیولوجیا، الحجر یطلق علی مواد من قشرۀ الأرض التی تکونت من معدم أو معادن قد اتصل واحد منها بالآخر. التراب ، کتلۀ من الذرات، بالحبوب المنفصلۀ أو ذات الإتصال المهتریء ، التی تکونت علی تبع تجویۀ الأحجار و بشکل ثابت . لکن فی الهندسۀ و الأعمال البنائیۀ ، تستخدم قابلیۀ الحفر لمواد الجیولوجیا کموشر فی تصنیفها الی مجموعتین: الحجر و التراب.

أنواع الأحجار البنائیۀ

تسمّی هذه الأحجار فی الفئات و الطبقات المختلفۀ و فی بعض الأوقات یستخدم اسم معدن الحجر کاسمه . من أبرز و اشهر الأحجار البنائیۀ :

• الغرانیت
• الحجر الرملی
• الأحجار الکلسیۀ
• کوارتزیت
• الأحجار الطینیۀ و الصلصالیۀ
• ترافرتین

الحجر الغرانیتی

الحجر الغرانیتی، نوع من الصخر الناری و البرکانی الدداخلی، فعلی هذا ، نسیجه ذو حبوب متوسطۀ الی کبیرۀ و ذو درّ جبلی ( کوارتز) و فلدسبار و بعض من المعادن الأخری. لونه یتغیر من اللون الوردی الی اللون الوردی الغامق و الفاقع و حتی اللون الأسود . هذا الحجر من أثقل الأحجار بکثافۀ ۲٫۷۵ غرام علی سنتیمتر مکعب.

الغرانیت من أصلب و أقوی و اشد الأحجار ، لهذا السبب یستخدم کمواد البناء بشکل واسع . مقاومۀ هذا الحجر إزاء التأکل، تودی الی استخدامه الواسع فی المختبرات . المقاومۀ و الصلابۀ و الشدۀ الکثیرۀ لهذا الحجر، یودی الی إنتاج و صنع اوراق بسماکۀ بضع ملیمتر من هذا الحجر.

جدیر بالذکر أنّ کلمۀ غرانیت، ذات جذر لاتینی.

الغرانیت، الحجر الذی قد تکون من برودۀ الکتلات المذابۀ. الغرانیت رمز و مظهر الصلابۀ و المقاومۀ و الدوام. یشاهد الغرانیت فی الألوان البیضاء و الوردیۀ و البرتقالیۀ و الخضراء و السوداء و الحمراء و غیرها. الغرانیت اکثر صلابۀ و متانۀ بالنسبۀ الی الأحجار الکلسیۀ ، لکن أکثر رتیبۀ . الغرانیت لایخدش بسهولۀ و مقاومته عالیۀ إزاء الحرارۀ. یستخدم الغرانیت فی الأرضیۀ الخارجیۀ و فی الأمکنۀ التی تتعرض للعبور و المرور الکثیر بأحسن الوجه . لکن یستخدم فی الواجهۀ الخارجیۀ و الأرضیۀ الداخلیۀ للبنایات و الدرجات. یشتری القسم الأعظم من هذه الأحجار ، من بلدان أسیا الوسطی مثل الهند و الصین و تایوان و فیتنام و تتمتع بالجودۀ العالیۀ . هذا النوع من الحجر یشتمل علی 2 نوع طبیعی و ملون ، و نستطیع أن نشیر الی أنواعها، منها: الخوخی و الحمّصی الأحمر ، بل جالکسی ، شانسی بلک ، کارمن رد، بالتیک براون، و مبل رد، و جوبارنا، مولتی کالررد ولجابلو، بیداسر بنّی ، بیداسر أخضر، باش بارادیسو، تن براون، سیلور برل …

ترافرتین

ترافرتین ) باللغۀ الفرنسیۀ : نوع من الحجر الکلسی المتخلخل الذی یعتبر کجزء من الأحجار المزینۀ. هذا الحجر المتبقی الذی یکون من ترسبات المیاه المعدنیۀ للکهوف و المغارات أو ینابیع الماء الساخن او من ترسّبات البحور و الأنهار التی تشاهد بشکل السطوح الواسعۀ نسبیا.

من بین انواع الترافرتین، أحجار الترافرتین البیضاء التی لها أجناس ملونۀ و تخلخل رتیب، ذات الجودۀ العالیۀ. سبب وجود الترافرتین الخفیف، ناشیء عن وجود الأصباغ المتفرقۀ لأکسید الحدید فی متن الأحجار الترافرتینیۀ . الترافرتین الملون، الذی یتکون علی اساس الأصباغ الملونۀ لأکسید الحدید علی اللون الأحمر و الجوزی و اللیمونی و غیرها. الشکل و الظاهر الجمیل للترافرتین، ناشیء عن اختلاف میزان اکسید الحدید فی طبقات مختلفۀ له.

الشکل الظاهری

ترافرتین، ذو الألوان المتنوعۀ و النسیج علی صورۀ الشریط ، الذی تم ایجاده علی تبع حضور مکونات الحدید و الکالسیوم و الشوائب الأخری . ینتج هذا الحجر فی الألوان الصفراء و البنیۀ و الحمراء و اللیمونیۀ و الوردیۀ و السوداء و البیضاء. تکون أحجار الترافرتین ذات الوشاح أو بدون الوشاح، علی وجه الصدفۀ .

الفوائد

لترافرتین، خاصیۀ و فائدۀ العازل الحراری و الصوتی بسبب وجود الثغرات و الثقوب . حجر ترافرتین، یتمتع بالمقاومۀ المقبولۀ . یتم قطع هذا الحجر بالشکل ذی الموج و بدون الموج. ترافرتین ذو الثقوب و الثغرات التی یجب ملء سطحها عند الإنتاج. وجود الثقب و الثغرۀ فی الترافرتین، یودی الی تسرب و نفوذ الإسمنت فی داخل هذه الثغرات و الثقوب عند نصب الحجر، و یمنع سقوط الحجر. العیب و الخطأ الکبیر لأحجار الترافرتین، عدم تلائم و انسجام لونها و تصمیمها و العیب و النقص الآخر لها،أنها مهترئۀ و علی شکل الطین ، علی سبیل المثال: عندما یکون الحجر رطبا و یصل الی درجۀ حرارۀ التجمد الفوری، یقطّع و یکسّر الحجر. فعلی هذا، یغطّی سطح الکوب فی المصانع .

حالات الإستخدام

یستخدم ترافرتین فی الواجهات الداخلیۀ و الخارجیۀ و ایضا لحجر الأرضیۀ .

یجب أن تکون الأحجار المستخدمۀ فی الاعمال البنائیۀ ذات الخصائص و العلامات الممیزۀ کمایلی:

۱- یجب أن یکون نسیج الحجر ذا البنیۀ السلیمۀ ، یعنی أنه یکون دون أخدود و فجوۀ و الأجناس الضعیفۀ و المهترئۀ ( لایکون کرمو)
۲- یکون دون الخلل و الفرج

۳- لایتمتع بالتسوس و النخر.
۴-یکون ناعما و سلسا .
۵- یجب أن لا یمتص الحجر البنائی بالماء الکثیر ، فعلی هذا
الف- یجب أن لا یتلاشی أو لایذوب فی الماء
ب- یمتص الماء کل أو قسم منه أکثر من 8 % من وزنه.
۶-یجب أن لایکون حجر البناء ملوثا بالمواد الطبیعیۀ و الإصطناعیۀ
۷- یجب أن یتحمل الحجر الظروف الفیزیائیۀ و الکیماویۀ للبیئۀ ، فعلی هذا، یجب
الف- أن یقاوم إزاء الریح و الجلید و تغییرات درجۀ الحرارۀ و عند وجود تیار الماء إزاءه و کل عوامل و عناصر التآکل.
ب- یقاوم إزاء البیئات الکیماویۀ و الحامضیۀ و القلویۀ و ایضا عمل التحلل المائی و الأکسدۀ.
۸- یجب أن لا تکون مقاومۀ الضغط للقطع الحمالۀ أقل من 150 کیلوغرام علی سنتی متر مربع.
۹- یقاوم إزاء التآکل.

الخصائص العامۀ للأحجار الغرانیتیۀ

أکثر الغرانیت، صلب و کثیف ، فعلی هذا، یعتبر کجزء المواد البنائیۀ ذات الدوام و البقاء. یقاوم إزاء تسرب و نفوذ الماء و تاثیر الضربۀ و یتحمل البیئات الصناعیۀ . ظاهر و شکل الغرانیت یتاثر بالعمل الذی تم علی السطح النهائی ، و یمکن أن یکون علی صورۀ المطرقۀ و فأسی أو ملمّعی. أفضل الواجهۀ للحجر الغرانیتی، الحالۀ الملمع له التی تعرض جمال اللون و صدی کریستاله و بلوراته . یصبح سطح الغرانیت بشکل محترق علی تبع الحرارۀ و الإختلاف و التفاوت لمعامل الإنبساط و الإنقباض بین اجزاء البلورات و الکریستال المختلف. الإستفادۀ التلفیقیۀ من الغرانیت الملمّع و المحترقفی البناء، یودی الی الجمال بسبب التضاد . هناک معادن کثیرۀ فی ایران، التی تستخرج منها الأحجار الغرانیتیۀ بالألوان المختلفۀ . الحجر الغرانیتی غال نسبیا ، بسبب الکلفۀ الثقیلۀ للإستخراج و القطع و التلمیع، فلذلک یستخدم فی واجهۀ البنایات الهامۀ کثیرا. یستخدم هذا الحجر لإنشاء و بناء الأرضیۀ و الأرصفۀ و الطرق ایضا.

منشأ تکوین الأحجار و الأحجار الصغیرۀ

عملیۀ الثورۀ الجبلیۀ و التآکل الجبلی تودی الی تکوّن المحاصیل الحجریۀ .

عوامل و عناصر الثورۀ الجبلیۀ

الضغوط المذابۀ فی داخل الأرض، التی تدخل فی القشرۀ الصلبۀ لسطحها، تسمی بعامل و عنصر عملیۀ الثورۀ الجبلیۀ و الجفافیۀ.

العوامل الجویۀ أو التآکل الجبلی

أی العملیات و المسیرات التی تودی الی تکسر و قطع و تغیییر شکل المواد الصلبۀ لسطح الأرض و المواد التی تتصل بالجو ، تسمی بالعوامل الجویۀ . عوامل التآکل أو العوامل الجویۀ و التجویۀ تقسم الی مجموعتی الفیزیائیۀ و الکیماویۀ .

التجویۀ و العوامل الجویۀ الکیماویۀ

محصول هیدراتاسیون، انحلال و التحلل المائی و الأکسدۀ و أو رد الفعل للمیاه الحامضیۀ بالأملاح المکونۀ للأحجار.

التجویۀ و العوامل الجویۀ الفیزیائیۀ

هذه الظاهرۀ تتکون عبر عوامل و عناصر مثل الجلید و تغییرات الحرارۀ فی الجو و فی النهایۀ الانبساط و الانقباض و قوۀ الجاذبیۀ للأرض و نمو النباتات و الریح و تیار الماء و عمل الحیوانات و مثلها، و تودی الی تکسر و تقطع الأحجار و تغییرو تبدیل شکلها الی الحبوب الصغیرۀ .

طبقه‌بندی سنگ‌ها از نظر نحوه تشکیل

تقسم الأحجار من نظرۀ طریقۀ التشکیل و التکوین، الی ثلاث مجموعات :

الأحجار الرسوبیۀ
الأحجار الناریۀ و البرکانیۀ
الأحجار المتغیرۀ

الأحجار الرسوبیۀ

توجد بعض الأحجار علی تبع ذوبان المواد فی داخل الماء. الأنهار تذهب بکمیۀ کثیرۀ من المواد الی البحار و البحیرات. هذه المواد تدخل فی قعر البحر بسبب الثقل. و تقع بعضها علی بعض آخر منها و بعد التصلب توجد الأحجار التی تسمی بالأحجار الرسوبیۀ . الأحجار الرسوبیۀ علی صورۀ طبقۀ طبقۀ ، التی یختلف لونها و أو جنس أی طبقۀ عن الطبقۀ الأخری. الأحجار الرسوبیۀ توجد فی جبال البرز و زاجرس کثیرا. الرمل و الأحجار الکلسیۀ نماذج من الأحجار الرسوبیۀ.

الأحجار الناریۀ و البرکانیۀ

المجموعۀ الأخری من الأحجار قد تکونت علی تبع برودۀ المواد الساخنۀ التی کانت فی الأرض من قبل. درجۀ حرارۀ اعماق الأرض کثیرۀ جدا. و تذوب بعض الأحجار . هذه الأحجار تصبح باردۀ تحت أو علی سطح الأرض من جدید، و توجد الأحجار التی تسمی بالأحجار الناریۀ و البرکانیۀ. أحجار جبال مثل دماوند و الوند من نوع الأحجار الناریۀ و البرکانیۀ . الأحجار الناریۀ و البرکانیۀ قد تکونت من البلورات الصغیرۀ أو الکبیرۀ.

الأحجار المتغیرۀ

عندما تبقی بعض الأحجار الرسوبیۀ أو الناریۀ و البرکانیۀ، فی اعماق الأرض لمدۀ زمنیۀ کثیرۀ، یجب أن تتحمل الضغط و الحرارۀ الکثیرۀ. تصبح هذه الأحجار مثل الآجور و الطابوق المطبوخ و تفقد الشکل السابق لها ، فلذلک تسمی بالأحجار المتغیرۀ. ( مثل الرخام)

الاستخدام

تستخدم الأحجار و المعادن فی البناء و الصناعات و الطب و غیرها.

الفساد فی الحجر

العامل الرئیسی للفساد فی الأحجار، تاثیر الأملاح المحلولۀ و المذابۀ علیها. تلوث البیئۀ و الجلید و التسوس فی القطع المعدنیۀ و وجود الأجناس الضعیفۀ و ایضا العملیات التنفیذیۀ الضعیفۀ تودی الی تخریب و هدم الأحجار ایضا.

تاثیر الأملاح المحلولۀ و المذابۀ

عندما یتم تبخیر الرطوبۀ التی معها الأملاح المحلولۀ و المذابۀ من سطح الحجر، تبقی کمیۀ من الملح فی سطحها بشکل الملح و طبقۀ فی خلل و فرج الحجر. تداوم دورۀ الرطوبۀ –و التبخیر، یودی الی زیادۀ حجم البلورات و تقشر سطح الحجر. فعلی هذا، الأجار التی تتخلل کثیرا، ذات حساسیۀ إزاء الأملاح المحلولۀ و المذابۀ.

تلوث البیئۀ

الأحجار ذات المعدن کربونات الکالسیوم ، ذات حساسیۀ إزاء البیئات الحامضیۀ . اکسید الکبریت، ینتج الحامض سولفوریک (الکبریتیک) فی البیئۀ الرطبۀ و الأوکسجین الموجود فی الهواء و یوثر فی الأحجار الکلسیۀ و ینتج کبریتات الکالسیوم . الأحجار الکلسیۀ و الأحجار الرملیۀ الکلسیۀ ذات حساسیۀ کثیرۀ فی هذا الشأن.

بالنسبۀ الی الأحجار الکلسیۀ ،تغسل سولفات الکالسیوم الحاصل فی السطح، بالماء . لکن فی السطوح التی لاتغسل، السطح یصبح أسود بالدخان الصلب و یبدل الی القشرات الصلبۀ و الإنحناءات التی توجد البودرۀ الکلسیۀ و الجیریۀ فی اطرافها.
فی أنواع الأحجار الکلسیۀ و الجیریۀ ذات الماغنسیوم ، ایجاد سولفات الماغنسیوم یودی الی تسریع عملیۀ الفساد.
یتم ملء الخلل و الفرج و الثقب فی الأحجار الرملیۀ عبر الجص ( سولفات الکالسیوم )، تهبط و تسقط القشرات الصلۀ المتکونۀ ، بسبب تفاوت و اختلاف انبساط الحرارۀ. لوأنّ الأحجار الرملیۀ السیلیسیۀ لاتصاب بالضرر و الصدمۀ بشکل مباشر علی تبع تهاجم الحوامض الموجودۀ فی الهواء ، لکن حجر الجص المنتج عبر الحجر الکلسی یودی الی التخریب فیها ، و هذا الأمر بسبب التبخیر الحاصل عن التبلور فی سطحها .

الرخام الذی کربونات الکالسیوم، یهاجم عبر الحوامض الموجودۀ فی الهواء. ویصبح السطح الملمّع له خشنا بمرور الزمان . لکن یتاثر بعمل التبلور قلیلا بسبب النسیج الکثیف له و الکثافۀ .

تاثیر الجلید

یشاهد التخریب و الهدم فی أقسام من البنایۀ مثل مکان الغطاء و المظلات و کرسی البناء و حافۀ و ارضیۀ النوافذ کثیرا. بوجه عام،یتعرض الحجر الکلسی و دولومیت للتهاجم لتاثیر الجلید أکثر من الحجر الرملی.

لایتاثر الرخام و الشیت و الغرانیت باثر الجلید، بسبب التخلخل القلیل.

 بلی و تسوس المعادن

ماء المطر الذی ینزل الی سطح الحجر الکلسی من سطوح النحاس و سبائکه و خلائطه ، یودی الی ایجاد البقع الخضراء. ینظف الصدأ الحاصل عن المواد الحدیدیۀ و الفولاذیۀ الصلبۀ من السطوح المتخلخلۀ للأحجار. یقع أکثر الصدمات و الأضرار الناشئۀ عن انبساط الصدأ للقطع الحدیدیۀ و الفولاذیۀ فی داخل حجر الواجهۀ. فعلی هذا، یجب أن یکون کل القطع المعدنیۀ المستخدمۀ فی نصب حجر الواجهۀ ، مضادۀ للصدأ.

النار

النار تودی الی التخریب العام فی الأعمال الحجریۀ قلیلا. لکن یمکن أن یصبح سطح واجهۀ الغرانیت، و الرخام و الحجر الرملی، أسود أو مکسّرا و مقطّعا علی تبع النار.

الأحجار الکلسیۀ لاتتاثر بالنار عموما، الأحجار بالألوان الفاقعۀ و الغامقۀ تصبح وردیۀ فقط و بشکل دائم بسبب تاکسد الحدید الموجود فیها.

البناء الکیماوی للأحجار

قد تکونت الأحجار من الأقسام البسیطۀ باسم المعدن. المعادن المواد الصلبۀ و الطبیعیۀ و عادۀ متبلورۀ و غیر آلیۀ و متساویۀ و تحدد بالمکونات الکیماویۀ. قد عرف حتی الان أکثر من 3000 معدن فی الطبیعۀ، و یوجد زهاء 24 معدن فی أحجار قشرۀ الأرض و عددها کثیر و تسمی باسم المعادن الحجریۀ(االمعادن التی تصنع الحجر) .

التصنیف الکیماوی للأحجار

بسبب أنّ المعادن المکونۀ للأحجار متنوعۀ ، فلذلک تقسّم الأحجار الی اربع طبقات، علی اساس میزان وجود البعض الآخر من المکونات الکیماویۀ فیها :

• الکاربونات
• السولفات
• التأکسدات
• السیلیکات

مواد البناء

المواد التی تستخدم للبناء و الإنشاء. کثیر من المواد التی توجد بشکل طبیعی ( مثل الطین و الرمل و الخشب و الحجر و الأوراق الصغیرۀ )، و تستخدم لبناء البنایۀ . غیر المواد الطبیعیۀ ، تستخدم بعض المواد المصنوعۀ من قبل الانسان، فی البناء بشکل ترکیبی. فی کثیر من البلدان ، کان انتاج المواد البنائیۀ بشکل الصناعۀ . بالإضافۀ الی هذا، استخدام هذه المواد، ادی الی ایجاد المهن و الحرف الکثیرۀ، مثل النجارۀ و مد الأنابیب و صنع السقف و العزل . هذه المهن والحرف تتحمل مسوولیۀ عمل التزیین و الجمال للبنایات و البیوت.

الرخام

الرخام، من الأحجار المتغیرۀ التی قد أوجدت من تغیر الحجر الکلسی. المعدن الرئیسی المکون له، کلسیت. قد استخدم هذا الحجر لصنع التماثیل بشکل واسع . واجهۀ البناء علی صورۀ التاج من الرخام.

الرخامیۀ

الحجر الکلسی المکون من ترسبات البحار الحارۀ فی ملیون عام ماضی. الرخامیۀ ذات الأجناس و الأحافیر التی تودی الی الجمال الخاص لهذا الحجر. الرخامیۀ ذات السلاسل باسم استیلولیت التی تشاهد مثل شریط القلب فی نسیج الحجر. هذا الحجر یشاعد علی الوان فاقعۀ حتی سوداء و ملونۀ مثل: الکریم، الأحمر و البنی و الوردی و الأسود و الللون الخردلی و الأخضر و غیرها ، علی اساس وجود الشوائب . الرخامیۀ تستخدم فی الواجهۀ و الأرضیۀ للسجاد الداخلی و الخارجی للبنایۀ. أکثر هذه الأحجار تدخل من بلد الهند و اقلها من بلد الصین و تتمتع بالسوق الجید فی ایران. من نماذج الأحجار المرمریۀ : کرین ماربل، انیکس، امبرادور لایت و دارک.