نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

مطالعه آزمایشگاهی خصوصیات مکانیکی سنگ‌های مصنوعی با هدف تعیین ترکیب بهینه مواد تشکیل‌دهنده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.
چکیده
پیشرفت صنعت ساختمان از یک ‌سو و سلیقه‌های متفاوت بشر از سوی دیگر موجب ابداع و گسترش روزافزون انواع سنگ مصنوعی شده ‌است. در این پژوهش تأثیر ویژگی‌های سنگ طبیعی، نوع دانه‌بندی سنگ‌دانه‌ها، کمیت و کیفیت ماتریکس چسباننده و نیز انواع افزودنی‌ها بر خصوصیات مکانیکی سنگ‌های مصنوعی مطالعه شده ‌است. برای این منظور نمونه‌های متعدد سنگ مصنوعی با استفاده از سنگ‌دانه‌های کربناته با دانه‌بندی‌های مختلف و ماتریکس پلیمری و سیمانی با یا بدون افزودنی سیلیس (کوارتز) و الیاف شیشه تولید و خصوصیات مکانیکی آنها در آزمایشگاه بررسی شد. بر اساس نتایج حاصل، سنگ‌های مصنوعی پلیمری از نظر وزن مخصوص، تخلخل، مقاومت فشاری تک‌محوری و مقاومت کششی نتایج بهتری نسبت به سنگ‌های مصنوعی سیمانی و سنگ‌های طبیعی داشتند. در همه موارد افزودن سیلیس موجب بهبود ویژگی‌های سنگ مصنوعی شد. همچنین افزودن الیاف شیشه بر مقاومت فشاری تک‌محوری سنگ‌های مصنوعی تقریباً بی‌تأثیر بود، اما سایر ویژگی‌ها را بهبود داد. بیشترین مقاومت فشاری تک‌محوری برابر 109.10 مگاپاسکال از سنگ مرمر مصنوعی متشکل از 18%رزین اپوکسی و 10% افزودنی سیلیس به دست آمد. همین‌طور کمترین جذب آب به میزان 0.26% در سنگ مرمریت مصنوعی با 18% رزین اپوکسی و 10% افزودنی سیلیس مشاهده شد. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد نوع پودر سنگ، دانه‌بندی سنگ‌دانه، نوع و مقدار ماتریکس چسباننده و نوع و نسبت افزودنی‌ها در تعیین ویژگی‌های مکانیکی سنگ مصنوعی مؤثر هستند.
کلیدواژه‌ها

[1]      م. مرتضی‌پور, “بهینه‌سازی ترکیب مواد تشکیل‌دهنده سنگ‌های مصنوعی به‌منظور ارتقاء خصوصیات شیمیایی و فیزیکی,” دانشگاه صنعتی همدان, 1402.
[2]        T. L. da Cruz Silva, E. A. Santos Carvalho, G. N. Sales Barreto, C. P. Agrizzi, A. R. G. de Azevedo, and C. M. Fontes Vieira, “Characterization of Artificial Stone Developed with the Incorporation of Granite and Mirror Wastes in an Epoxy Matrix,” Mater. Res., vol. 26, 2023.
[3]        Angelo Bertolazzi, “Artificial Stone in France (1830-1930): A Material between Modernity and Tradition,” J. Civ. Eng. Archit., vol. 7, no. 5, 2013.
[4]        M. Galetakis and S. Raka, “Utilization of limestone dust for artificial stone production: An experimental approach,” in Minerals Engineering, 2004, vol. 17, no. 2, pp. 355–357.
[5]        M. Y. Lee et al., “Artificial stone slab production using waste glass, stone fragments and vacuum vibratory compaction,” Cem. Concr. Compos., vol. 30, no. 7, pp. 583–587, 2008.
[6]        N. Sarami and L. Mahdavian, “Effect of inorganic compound on artificial stones’ properties,” Int. J. Ind. Chem., vol. 6, no. 3, pp. 213–219, 2015.
[7]      میرجلیلی،طیبه, خامه‌چیان،ماشااله, نیکو‌دل،محمد‌رضا, “بررسی عوامل موثردربهبود ویژگیهای فیزیکی سنگ مصنوعی و مقایسه ویژگی های مهندسی سنگ مصنوعی ساخته شده با دو نمونه سنگ طبیعی,” 1396.
[8]      باباآدم،نیلوفر, ارومیه‌ای،علی, نیکودل،محمدرضا, “تاثیر سنگ دانه های سیلیکاته برتغییر خصوصیات زمین شناسی مهندسی سنگ مصنوعی نسبت به سنگ طبیعی,” نشریه زمین شناسی مهندسی, vol. 12, no. 3, 1397.
[9]        T. J. Da Cunha Demartini, R. J. S. Rodríguez, and F. S. Silva, “Physical and mechanical evaluation of artificial marble produced with dolomitic marble residue processed by diamond-plated bladed gang-saws,” J. Mater. Res. Technol., vol. 7, no. 3, pp. 308–313, 2018.
[10]      M. L. P. M. Gomes, E. A. S. Carvalho, L. N. Sobrinho, S. N. Monteiro, R. J. S. Rodriguez, and C. M. F. Vieira, “Production and characterization of a novel artificial stone using brick residue and quarry dust in epoxy matrix,” J. Mater. Res. Technol., vol. 7, no. 4, pp. 492–498, 2018.
[11]      Z. Sepahvand and K. Barani, “Production of Artificial Stone from Dimension Stone Waste,” Amirkabir J, vol. 50, no. 3, pp. 453–460, 2018.
[12]      A. Shishegaran, M. Saeedi, S. Mirvalad, and A. H. Korayem, “The mechanical strength of the artificial stones, containing the travertine wastes and sand,” J. Mater. Res. Technol., 2021.
[13]     فهیمی فر، احمد, آزمایش‌های مکانیک سنگ مبانی نظری و استانداردها. شرکت آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک وزارت مسکن و شهرسازی.