تعریف و خصوصیات کلی سنگ تراورتن

تراورتن :

تراورتن سنگ آهکي است که در اثر فعاليت چشمه هاي آب گرم تشکيل مي شود . بطور کلي در طي فرآيند تشکيل ذخاير تراورتن، آب ها ي گرم از بين طبقات سنگ هاي کربناتي به ويژه سنگ آهک عبور مي کنند و به دليل اسيدي بودن، کربنات کلسيم موجود در اين سنگ ها را حل کرده و به صورت محلول کربناتي و بي کربناتي با خود به سطح زمين منتقل مي کنند . در سطح زمين به دليل افت فشار، کاهش حرارت آزاد شدن دي اکسيد کربن و همچنين تبخير، بلورهاي کلسيت تشکيل شده و به صورت لايه هاي نازکي برروي يکديگر رسوب مي کنند . 

که در اثر فعاليت چشمه هاي آب گرم تشکيل مي شود . بطور کلي در طي فرآيند تشکيل ذخاير تراورتن، آب ها ي گرم از بين طبقات سنگ هاي کربناتي به ويژه سنگ آهک عبور مي کنند و به دليل اسيدي بودن، کربنات کلسيم موجود در اين سنگ ها را حل کرده و به صورت محلول کربناتي و بي کربناتي با خود به سطح زمين منتقل مي کنند . در سطح زمين به دليل افت فشار، کاهش حرارت آزاد شدن دي اکسيد کربن و همچنين تبخير، بلورهاي کلسيت تشکيل شده و به صورت لايه هاي نازکي برروي يکديگر رسوب مي کنند . پايداري شرايط ذکر شده و تداوم تشکيل لايه هاي کلسيتي، باعث به وجود آمدن لايه هاي يکنواختي از کربنات کلسيم متخلخل ( تراورتن ) مي گردد که ضخامت آنها از چند سانتي متر تا چند متر متغير است و معمولا با شيبي ملايم بر روي لايه هاي سنگي قديمي تر قرار مي گيرند .

تغيير شرايط رسوب گذاري مي تواند باعث وقفه اي در تشکل اين لايه ها گردد که حاصل آن به وجود آمدن يک سطح جدايش بين لايه هاي متوالي سنگ تراورتن مي باشد . ضخامت کلي لايه هاي تراورتن معمولا از چند متر تا چند ده متر متفاوت است . وجود حباب هاب هوا و همچنين نا خالصي هاي آهن دو ظرفيتي، آهن سه ظرفيتي، منگنز، سيليس، مواد آلي و غيره باعث ايجاد تنوع رنگي قابل ملاحظه اي در ذخاير تراورتن به رنگ هاي سفيد، شيري، کرم تا بژ، صورتي، قهوه اي، طلائي، زرد، ليموئي، قرمز و سبز مي توانند تشکيل شوند .

علاوه بر تنوع رنگي که باعث ايجاد زيبايي خاصي در اين نوع ها مي شود? اين نوع سنگ را مي توان از دو جهت مختلف برش داد . در صورتي که اين نوع سنگ در جهت عمود بر لايه بندي آن برده شود (Veincut)، لايه هاي مختلف آن در سطح پلاک بريده شده نمايان خواهند شد که توازي ? تنوع رنگي و تغييرات ضخامت لايه هاي رنگي در هنگام نصب باعث ايجاد همانگي خاصي در نماي ساختمان مي شود.اما اگر تراورتن به موازات لايه ها بريده شود fleuricut)يا (crosscut منظره اي با اشکال و دواير متحد المرکز به وجود مي آيد .

حفرات سنگ تراورتن معمولا به وسيله مخلوطي از سيمان سفيد و ميل ? ترکيبات اپوکسي رنگي يا رزين هاي پلي استر پر مي شوند و يا به صورت پر نشده مورد استفاده قرار مي گيرند . علاوه بر اين از اين سنگ ها به صورت سابخورده (polished) ?بدون ساب ( unpolished ) ? خشن شده (Honed ) ? قديمي شده (antique ) و غيره استفاده مي شود .

به دليل آن که ذخاير تراورتن اصولا ذخايري جواب و متعلق به عصر حاضر هستند? معمولا فاقد چين خوردگي هستند و يا به ندرت چين هاي بسيار ملايمي در آنها ديده مي شود . به همين علت ميزان خردشدگي و پيچيدگي لايه هايسنگي ذخاير تراورتن بسيارکم از ذخاير مرمريت ? سنگ چيني ?سنگ لوح? ماسه سنگ و يا حتي سنگ آهک است .

بنابراين ميزان کوپ دهي و پلاک دهي اين نوع سنگ بسيار بهتر از سنگ هاي ذکر شده مي باشد و پلاک ها و اسلب هاي اين نوع سنگ با ضخامت ها و ابعاد متفاوت به راحتي قابل استحصال است . از تراورتن بطور معمول براي کفپوش? پوشش ديوار? آب چکان و اطراف شومينه استفاده مي شود . ذخاير بزرگ تراورتن بيشتر در کشور هاي ايتاليا? ايران? ترکيه آمريکا و مکزيک وجو دارد .

2- تعريف تراورتن ازديدگاه انجمن استاندارد ايتاليا مستقر در ميلان:

تراورتن يک سنگ آهکي رسوبي ودر واقع کلسيت متخلخل يا سلولي لا يه اي و تا حدودي بلورين با منشا شيميايي است که ساختار اسفنجي دارد که بصورت شيميايي تخ نشين ميگردد و براي کارهاي تزئيني و ساختماني مورد استفاده قرار مي گيرد .

3- ژنز و شرايط تشکيل تراورتن ها :

تراورتن زماني تشکيل مي شود که بي کربنات کلسيم در آب چشمه گاز دي اکسيد کربن ? آب کربنات کلسيم تجزيه شود . پديده ها فيزيکي شيميايي يا تبخيري نقش بيشتري دارد و تراورتن چشمه اي را بوجود آورده است . گردش آب باعث مي شود Co2 با آبهاي جوي از درون شکستگي ها و درزها سطح زيرين زمين راه يابد و سنگهاي آهکي مسير خود را حل و بصورت چشمه هاي آهک سازي در سطح زمين ( بيرون ) رسوب دهد :

CaCo3+Co2 Ca(Hco3)2

و تراورتن از ته نشست در محلولهاي عموما داغ چشمه هاي کربناتي معمولا در کف حوضچه هاي کم عمق تشکيل مي شود و مي توان گفت تراورتن معمولا حاصل رسوب مواد آهکي در آب راکد است .

4- دلايل مصارف تراورتن ها بعنوان سنگ ساختماني :

• 1-4 مقاومت قابل قبول
• 2-4 برش و صيقل پذيري ايده آل
• 3-4 شرايط استخراج ايده آل بدليل اينکه اغلب با لايه بندي افقي شيب کم و در نقاط کم ارتفاع و قابل دست يابي تکيل مي گردند .
• 4-4 عدم وجود ساختارهاي تکتو نيکي بر روي ذخاير تراورتن ها به دليل جوان بودن ( کواترنر ) بعد از فازهاي کوهزايي مختلف زمين شناسي يافته اند
• 5-4 زيبايي ظاهر
• 6-4 وجود تخخل جهت چسبيدن به ملات 7-4 ارزاني نسبت به ساير سنگها .

5- تشکيل تراورتن ها رنگي :

چشمه هاي آهک ساز? در راستاي گسلها از آبهاي جوي و ماگمائي تغذيه ميکنند .

آبهاي جوي با نفوذ در اعماق زمين ضمن گرم شدن و همراه شدن با گازهايي چون So2+ Co2 و عناصري مانند Mg , Fe و غيره به طبقات بالايي زمين رانده مي شوند ? در مسير راه غلظت کربنات کلسيم بالا رفته ? در نهايت در سطح زمين همزمان با افت درجه حرارت و فشار و ترخيص گازهاي اضافي و تغييرات ph زمينه تشکيل تراورتن را بوجود مي آورند . بي کربنات کلسيم به کربنات کلسيم تبديل و رسوبگذاري مي شود . تغيير رژيم آبدهي که احتمالا فصلي است باعث تغيير ميزان مواد رنگي مانند Al , Mg و غيره مي گردد و لايه هاي متعدد با رنگهاي مختلف را تشکيل مي دهد .

در خصوص درجه حرارت عناصر همراه گازهاي موجود در اينگونه چشمه هاي معمولي آهکساز و پي جريان آب ? بايد برسيهاي مستمر در ساعات مخالف شب و روز و اوقات مختلف سال نياز است تا نتيجه گيري دقيق تري از مقايسه اطلاعات آماري ميسر باشد .

6- ساختهاي تراورتن :

• 1-6 ساخت خطي : اين ساخت که در راستاي گسلها و چشمه هاي معدني مسير گسل شکل گرفته است و داراي دو بخش مرکزي يا محوري بسيارست و دگر سان شده و بخش کناري با لايه بندي مشخص و کم و پيش قائم است .
• 2-6 ساخت پستانکي : شامل ستونکهايي از چکه کردن يا بيرون آمدن آرام گاز کربنيک از توده آراگونيتي است .
• 3-6 ساخت نواري ? نوار موجي : همزمان با تشکيل تراورتن يا مرمر شکل گرفته و در مقاطع مختلف بخوبي مشهود است.
• 4-6 ساخت ساده : بطور عادي در اکثر سنگهاي تراورتن ها ديده مي شود.

7- محاسن و معايب تراورتن رنگي :

• 1-7 تراورتن سفيد در صورتيکه رنگ آن بصورت يکنواخت سفيد بوده ورگچه هاي رنگي و خلل و فرج يکنواخت داشته باشد از مرغوبيت بيشتري بر خوردار مي باشد که معادن تراورتن محلات ( آتش کوه ) از اينگونه مي باشد .
• 2-7 وجود رگچه هاي رنگي ناشي از آلودگي به اکسيد هاي آهن تراورتن هاي سفيد ممکن است به سنگ زيبائي خاص بدهد .
• 3-7 تراورتن هاي کرم رنگ که ناشي از وجود رنگينه ها Pigments پراکنده اکسيد آهن در بين سنگ مي باشد از مرغوبيت کمتري برخوردارند.
• 4-7 تراورتن هاي رنگي که ممکن است بر حسب درصد آلودگي به رنگينه ها اکسيد آهن ? به رنگهاي قرمز ? گردوئي و ليموئي و غيره ديده شوند ? به دليل نقش و نگارهائيکه ناشي از اختلاف ميزان آلودگي اکسيد آهن در لايه هاي مختلف تراورتن است ? ظاهر بسيار زيبا و جذابي دارند .
• 5-7 در حال حاضر ايران تنها کشور توليد کننده تراورتن قرمز است
• 6-7 تراورتن قرمز گردوئي و ليموئي آذرشهر در آذر بايجان شرقي و تراورتن هاي قرمزسردارآباد? اردستان و نطنز از ديگر معادن تراورتن رنگي ايران هستند . ترورتن هاي رنگي در شرايط فعلي داراي قيمت خوب و بازار مناسبي در بازار هاي جهاني مي باشند .

8- استخراج تراورتن ها و سنگ آهکها :

سنگ آهک و نراورتن ( شامل ماسه سنگ دولوميت فسيل سنگ و سنگ صدفدار) معمولا بطور زيرزميني استخراج مي شوند . اين سنگها غالبا از لحاظ اندازه محدوديت دارند و معمولا صيقل پذير نيستند . گاهي نيز ناگزير بايذ تشخيص نمائيم که به سنگ آهک دو لوميتي نياز داريم يا به سنگ آهک ائوليتي که خريداران معمولا اين سنگها را به سبب دانه بندي و بافت ويژه اي که دارند بصورت تيشه اي يا خشن انتخاب مي کنند .

بعضي از سنگ آهکها بسيار سخت اند و مي توان آنها را با شعله پرداخت کرد اما اينوع سنگ بوموزت در دسترس نيست و بيشتر سنگ آهکها را نمي توان با شعله پرداخت کرد . در هنگام انتخاب اينوع سنگها بايد محدوديتهاي اندازه را در نظر گرفت . غالبا اين سنگها حفره دارند که يا مي توان اين حفره ها را درحالت طبيعي باقي گذاشت يا آنها را با رزين مصنوعي مانند ايوکبي يا سيمان پر کرد .

9- روشهاي استخراج سنگهاي تزئيني و نما :

1-9استخراج سنگ به کمک چالهاي موازي

1- چالزني

1-دستگاه چالزني

1- جداکردن بلوک از توده سنگ

1-3 استخراج بلوک به کمک پارس و گوه

2-3 استخراج بلوک به شيوه مکانيکي

3-3 استخراج بلوک به کمک مواد ناريه سبک

2-9 روش برش سنگ ماشين ها واژ ( شيارزن )

1- ماشين ها واژ با بازوي زنجيردار 1

- ماشين هاواژ با ديسک برنده

1- ماشين هاواژ با صفحه فرز

3-9 استخراج سنگ برش سيم برش الماسه

1- روشهاي برش با سيم الماسه

1- تجهيزات و قطعات يدکي سيم الماسه

4-9 استخراج سنگ بلوک با سيم هاي برش فولادي يا حلزوني Helicoidal

5-9 استخراج به روش هيدرومکانيکي

6-9 روش استخراج به کمک حرارت

10-استخراج ماده معدني سنگ تزئيني تراورتن با سيم برش الماسه :

دستگاه سيم بر ش الماسه شامل سيم الماسه به طول 25 تا 45 متر ( حداکثر 150 متر ) به وسيله يک اينچ با قرقره راهنما ? در يک جهت معين به طور دائم روي سنگ بريده مي شود .

براي اين منظور ابتدا در سنگ دو چال عمود بر هم که محدوده بلوک را تشکيل مي دهد حفلر شده سيم الماس را از آن عبور مي دهند . دستگاه برش در موقع کار بر روي ريل قرار دارد و با استفاده از امکانات الکترونيکي و هيدروليکي به طور اتوماتيک بر روي ريل جابجا مي شود و با انجام عمل برش خور را به مي کشد . نيروي کشش سيم که حدود 100 تا 150 کيلو گرم است به صورت ثابت حفظ مي شود . دستگاه وينچ معمولا در فاصله 5 الي 8 متري سينه کار قرار مي گيرد . بدين ترتيب حدود 15 متر از سيم الماسه به طورآزاد کار مي کند . مکانيزم دستگاه به گونه اي است که مي توان با جابجايي و تغيير جهت محور وينچ از حالت افقي به عمودي سنگ را يه طور افقي و يا عمودي بريد .

به منظور خشک کردن سيم الماسه بايد پيوسته آب وارد شيار سنگ شود . حد اقل آب مورد نياز 6 تا 8 ليتر درده دقيقه است که توسط پمپ آب پيش بيني شده در معدن و از مخازن آب تامين خواهد شد .

سيم الماسه حامل سيگمنت هاي الماسي به صورت حلقه هايي به قطر 10 تا 11 ميلي متر است که روي سيم کابل فولادي به قطر 5 ميلي متر قرار مي گيرد و در فواصل بين سگمنت ها سيم فنرهاي فولادي و اتصلات ايمني قرار دارد . تعدا د سيگمنت ها در هر متر طول سيم الماسه به حدود 33 عدد است که به فواصل 25 تا 32 ميلي متر از يکديگر قرار مي گيرند. در روش برش سنگ با سيم برش الماسه پس از آمادگي بتدايي طول در صورتي که سه سطح آزاد وجود داشته باشد ، جهت استخراج بلوک کافي است يک حفاري عمودي از سطح بالاي سينه کار تا کف سينه کار ( نقطه(B با عمق مورد نظر ( نقطه B ) و سپس در حفاري افقي از نقاط C , A تا نقطه B ( طول هاي DA وDC قبلا با توجه به شرايط طول انتخاب شده اند) صورت پذيرد .

سيم الماسه از داخل چال هاي عمودي و افقي عبور کردهA'B'BA) ) و سپس دور يک چرخ بسته شده که چرخ نيز توسط محرک ديزلي يا الکتريکي به حرکت در مي آيد . مسير گردش سيم مطابق شکل شماره 2 در امتداد فلش باشد . در اين وضعيت قسمت فوقاني تحت کشش بوده که باعث برش سنگ شده در حالي که قسمت پايين سيم تحت کشش نمي باشد. برش افقي بايد زماني صورت گيرد که برش عمودي کوه هنوز انجام نگرفته است . زيرا در غير اين صورت در انتهاي برش افقي امکان دارد بلوک سنگ از کوه جداشده و سيم برش را که در حالت افقي کار مي کند له نمايد.

11- حمل و نقل بلوک هاي ماده معدني

پس از مرحله برش براي جدا کردن بلوک بريده شده از سينه کار ، از جک هاي هيدروليک و يا لشتک هاي هواي فشرده استفاده مي گردد . جک هاي هيدروليکي توسط يک پمپ هيدروليکي راه انداز مي شود . اين جک قدرت زيادي دارند به طوري که با دو عدد از آنها مي توان بلوک هاي سنگ را تا وزن 350 تن حرکت داد .

بالشتک هاي هواي فشرده از الياف مصنوعي و لاستيک مقاوم ساخته شده و ابعاد آنها حدود4 x60x60 سانتي متر است . ابتدا بالشتک ها را وارد شيار حاصل از برش نموده آنگاه شير هواي فشرده کمپرسور را باز مي کنند . هواي فشرده با فشار 7 آتمسفر وارد بالشتک مي شود . در نهايت بالشتک مي شود . در نهايت بالشتک با فشاري معادل 500 آتمسفر به سنگ جانبي فشار وارد مي کند که رد اثر آن بلوک سنگ به حرکت در آمده و از سينه کار دور مي شود تا در کاميون بارگيري گردد .

12 – مصارف تراورتن ها :

تراورتن در رنگهاي متفاوت و اندازه هاي گوناگون بطور نرمال براي کفپوش پوشش ديوار آب چکان محافظهاي شومينه و مبلمان و صنايع دستي و ...... بکار برده مي شود .

13- پوشش دادن منافذ موجود در تراورتن :

منافذ و تخلخل هاي موجود در تراورتن را هم با سيمان و هم با رنگ يا پلي استر پر مي نمايند .

14- آناليزهاي تراورتن ها :

2-14 تجزيه شيميايي نمونه هاي مختلفي از سنگهاي آهکي :