شن

شن به انگلیسی Sand یا دانه های سنگ های ریز که از خراشیدکی سنگ ها و عوامل طبیعی تشکیل می شود. این سنگدانه ها به عنوام مصالح ساختمانی در انواع پروژه های عمرانی در زهکشی و راه سازی و ساخت انواع مختلف استفاده می شود.

سنگدانه ها  که از هوازدگی تشکیل می شوند. از پرمصرف ترین و مهمترین مواد مهندسی است. به دلیل استفاده زیاد درپروژه های عمرانی مخصوص ساختمان سازی در حجم  بالا ویژگی ها و خصوصیات آن به طور مستقیم بر سازه های بتنی تاثیر زیادی داد. امروز در این مقاله به معرفی کامل و جامع در مورد ویژگی ها، آموزش تولید، کاربرد ها، نحوه نگهداری، آزمایشات  و استاندارد های خواهیم پرداخت.

سنگ ریزه یا سنگ دانه

سنگدانه به انگلیسی Gravel نام دارد. تعدادی از دانه های سنگی  ریز و درشت مصنوعی و طبیعی که به عنوام مصاله یا عضوی از بتن برای پرکننده و فیلتر برای مصارف پروژه های صنعتی و مسکونی ایفای نقش می کند. در دنیا بیشترین مواد استجراجی سنگ دانه است. دلیل آن کاربردی بودن آن در بیشتر پروژه های عمرانی استدر آزمایشگاه خواص و ویژگی های فیزیکی آن  اغلب مورد برسی قرار می گیرد.

برای طبقه بندی انواع سنگ دانه ها معیارهی متفاوتی مانند شکل ، منشا، ابعاد، چگالی و کاربری وجود دارد. اما استاندارد های بین المللی دانه هاس سنگ را براساس  ابعاد زیر طبقه بندی می کند. که عبارتند از:

• شن ذراتی با ابعاد 2 تا 63 میلی‌متر
• رس ذراتی کوچک‌تر از 0.002 میلی‌متر
• ماسه ذراتی با ابعاد 0.063 تا 2 میلی‌متر
• لای ذراتی با ابعاد 0.002 تا 0.063 میلی‌متر

بیشتر بر اساس دودسته تیز گوشه و گرد گوشه یا به اصطلاح عامیانه شکسته طبقه بندی می شود. شن های طبیعی متفاوت هستند. اغلب شبیه  گردگوشه و  سطحی صاف است. ولی سنگ های شکسته دارای سطوحی خشن و زبر است . البته به نوع سنگ معدنی و دستگاه سنگ شکن دارد.

شن چیست؟

شن از انواع سنگدانه های پرمصرف در پروژه های ساخت و ساز و مهدنسی است. سنگ ریزه ها با ابعاد های استاندارد ISO 14688 که بین 2 الی 63 میلی متر به عنوان شن شناخته می شود. اغلب کاربرد آن در تهیه بین ، اجرای بستر، آسفالت، زیرسازی، روسازی، پرکردن فضاهای خالی، زهکشی، فیلتراسیون و پوشش بام مصرف می شود.

چگونه شن را تشخیص بدهیم؟

این کار با استفاده از الک کردن  و تعین ابعاد ذرات آزمایش می شود. با اینکه نحوه تعیین سنگدانه ها یکسان است. ابعاد ذرات سنگ دانه ها ی بزرگ در استاندارد های متفافوتی هستند. اندازه های سنگ دانه ها طبق استانداردی معتبر عبارتند از:

• 2 الی 63 میلی متر طیق استاندارد  ISO
• مقایس ونت ورث ۲ الی ۶۴ میلی‌متراست.
• 7.5 الی 75 میلی متر طبق استاندارد ASTM
• 2 الی 72 میلی متر طبق استاندارد های حمل و نقل ایالات امریکا بزرگ راه ها

تولید سنگ ریزه

سنگ ریزه از فرسایش و هوازدگی که فرایند طیبعی است تشکیل می شود. ولی شن معمولا با شکستن سنگ معدن ها و ذخایر شن و ماسه تولید می شود. عوامل طبیعی مانند رود خانه و باد  حجم زیادی از شن و را در کنار هم جمع می کند. این فرایند طبیعی در بعضی از مواقع باعث متراکم شدن سنگ ریزه ها و تولید نوعی از سنگ های رسوبی می شود که کنگلومرا تام دارد.

شن از چه سنگی تولید می شود؟

بعضی از مواقع به منابع طبیعی دسترسی سخت و غیر ممکن است. یا مواد موجود کافی برای اجرای پروژه کافی نیست . و از سنگ های بادوامی نظیر کوارتز، ماسه‌ سنگ، سنگ آهک یا بازالت با استفاده از سنگ شکن ها تولید می شود.

معادن شن کجا هستند؟

معدن  اغلب در دره های رودخانه ای  یا سطح آب های زیر زمینی زیاد تشکیل می شوند. معدن یک سطحی روباز که شن را را از آن استخراج می کنند. ایران دارای ذخابر شن زیادی می باشد.

انواع شن

شن معمولاً بر اساس ابعاد، وزن و به انواع متفاوتی طبقه بندی میشوند. انواع آن کاربرد های متفاوتی دارند که در این مقاله انواع آن را خواهیم آموخت.

شن طبیعی و مصنوعی

دانه های سنگ های درشت طبیعی که از شکسته شدن سنگها بوسیله طبیعت و گذشت زمان و سرما و گرما و خرد شدن سنگ تشکیل می شود.سرچشمه سنگ های طبیعی درکنار رود خانه ها کوار تز است. بیشترین سنگی که در طبیعت موجود است. فرسودگی  و هوازدگی سنگ های گرانیتی موجب تشکیل کوارتز است. آب رود خانه ها با طغیان و سیلابی شدن  تکه های مستحکم کوارتز را به قسمت های دیگر انتقال می دهند و در یک محل مناسب جمع می کند.

شن های طبیعی از خُرد شدن سنگ هایی مانند سنگ آهک، گرانیت، ماسه سنگ، کوارتزیت، دولومیت، مرمر، اسلیت ، داسیت و پوکه معدنی نیزتشکیل می شود. از  سنگ آهک و دولومیت برای تولید  بیشتر استفاده می شود. بتن و آجر های تکه تکه و خُرد مناسب برای بتن ریزی های حجیم مانند فنداسیون است. سرباره کوره فولاد برا ساخت محصولات پیش ساخته بتنی . مقاوم در برابر آتش است. شن ها بر اساس اندازه، چگالی ،ریز و درشت طبقه بندی می شوند. یکی از معتبرترین استاندار های راه سازی استاندارد AASHTO است که بر اساس کدهای عدد مشخص می شود.

شن ریزه های  کوچگ یا ریز

ریزتزین شن ها اغلب بعد از گذر از تمام الک ها بر روی شبکه 2 میلی متر باقی می ماند. طبق استاندارد AASHTO شن ها  ریز با سایز 10 مشخص می شود. ابعاد و سایز این نوع شبیه به ماسه درشت است. ریز سنگ ها و یا دانه های سنگ  معمولاًبرای سنگ فرش و جهت بستر آجر استفاده می شود. در بعضی مواقع نیز برای پُر کردن فضا های خالی بین سنگ ها ی بزرگ کاربرد دارد. سنگ آهک بیشتر در شن ریزی استفاده می شود.

از شن های ریز پَرکاربرد که بر اساس استاندارد های AASHTO هستند می توان به شن های سایز 67 با ابعاد هایی به نزدیکی شن های ریز سایز 5 کمی بزرگتر از شن اشاره نمود. دانه ریز سنگ 67 معمولاًَ برای زیر سازی اتوبان ها و جاده های و قالب های بتنی استفاده می شود.از سایز 5 برای درزبندی و پرکردن فضا های خالی استفاده می شود.

شن های متوسط وکاربرد آن

ترکیبی از سنگدانه های 57 . سایز 5 و 7  را شن های متوسط می نامند. سایز اسن سنگ ریزه ها بین 19 تا25 میلی متر است. و کاربرد آن اغلب در جاده های کوچک و پیاده رو ها استفاده می شود. سایز این سنگ ریزه ها برای انسانها و وسایل نقلیه مشکلی فراهم نمی کند. ولی آنرا در شرایط محیط های گل و لای استفاده نمی کنند.

سنگ ریزه هایی وجود دارد که برا یکاربرد های مختلفی استفاده می شود.که سایز آنها 3 و ابعاد های حدود 38 الی 57 میلی متر و سنگ ریزه های سایز 8 با ابعاد های 10 تا 12 میلی متر اشاره نمود. سنگ ریزه ای نمره 3 بیشتر براب رهکشی و دور تا دور ساختمانهای مسکونی کاربرد دارد. نموره 8  نیز برای ساخت آسفالت و بتن استفاده می شود. سایز 57 برای سازه های  پیش ساخته و دیوار حائل استفاده می شود.

شن های درشت و کاربرد های آن

شن های درشت بین 63 الی 100 میلیمتر  با شماره 1 طبق استاندارد AASHTO نمایش می دهند. از این سنگ برای ساخت سازه های تزئینی و واش بتن استفاده می شود. این سنگ های درشت اغلب در بستر رودخانه ها   سرباره فولاد یا نزدیک سنگ آهک پیدا می شود.

شکل انواع شن ها

شکل انواع شن ها به نحوه تشکیل و تولید آنها بستگی دارد.  آنها که به دست طبیعت تشکیل شده اند اغلب گرد هستند و آنهایی که توسط انسان تولید شده اند خَرد و تیز و برنده هستند. و آنهایی که درشت هستند به شکل های زیر هستند.

• تیز
• گرد
• پهن و یا کشیده
• نیمه گرد یا نامنظم

دانسیته یا چگالی شن

شن بر 3 نوع  چگالی یا دانسیته طبقه بندی می شود. که عبارتند از:

• سبک : چگالی 1200 کیلو گرم در متر مکعب
• نیمه سنگین : چگالی بین 2500 الی 2700 کیلوگرم در متر مکعب
• سنگین: با چگالی 3000 کیلوگرم در متر مکعب

چگالی سنگ دانه های بستگی به نحوه تشکیل آن یعنی به طور طبیعی یا تولید توسط انسان دارد. چگالی یا دانسیته های درشت طبیعی اغلب بین 2400 الی 2900 کیلو گرم در متر مکعب است. دانسیته یا چگالی از معیارهای تعیین کننده نوع استفاده آن در پروژه های عمرانی می باشد.

شن شکسته وسنگ شکسته

این نوع  پُر مصرف ترین نوع شن به جای شن طبیعی است. این وع مواد و سنگ ریزه های از خرد کردن سنگ ها توسط دستگاه های سنگ شن تولید می شود. که از معدن گرانیت، آهک، دولومیت است. در صورتی که شن طبیعی وجود نداشته باشد از سنگ های شکسته که تیز و برنده و زبر هستند.

شن تمز و شسته

به انگلیسی Washed Gravel وقتی دانه های سنگ شکسته می شوند روی آنها زبر است. و با مواد مانند رس یا گرد و خاک دارند که از شکستن سنک ایجاد می شود. و این امر باعث عملکرد خوبی در بتن ریزی نیست. برای اینکه کیفیت آن بالا برود و عملکرد خوبی در بتن ریزی داشته باشد آن را شستشو می دهند. سنگدانه های که شسته می شوند باعث مقاوم شدن عملکرد سازه های بتنی می شوند. و از احتمال ترک در بین سازه ها به صفر می رسد.  دسته ای از ریز سنگ ها هستند که دو دفعه شسته می شوند که به شن های دوبار شو شناخته می شوند که در بستر رود خانه ها هستند.

شن نخودی

سنگ نخودی گرد و ریز و بافتی نرم و صاف که بر اثر هوازدگی تشکیل می شود. این نوع سنگ ریزه ها را شنم نخودی می گویند. که در اطاف رود خانه تشکیل میشود.ابعاد آنها کمی بزرگتر از نخود است. کاربرد آن درمحوطه سازی حیاط است. به انگلیسی Pea Gravel گفته می شود.

شن بادامی

نوعی سنگ ریزه در اندازه های 12 الی 25 میلی متر که در طبیعت در بستر رودخانه ها تشکیل می شود.نخودی یا بادامی اسم هایی هستنددر سنگ دانه های درشت استفاده می کنند.

خاک سنگ

همانند شن که از خراشیدگی سنک تشکیل می شود. زمانی که سنگ دانه ها را الک می کنند باقی می ماند. که به پودر سنگ نیز شناخته می شود. به انگلیسی به آن Stone Dust می گویند.

شن شیشه ای

یک سنگ دانه که از شیشه های بازیافتی پاگ و تمیز ساخته می شود. وزن زیادی ندارد،بادوام، و غیر اتش زا مقاوم در برابر پوسیدگی و مقاوم در بارب قارچ و حشرات ار خصوصیات این نوع محصول است. خاصیت عایق بالایی نیز دارد. کاربرد های زیادی در پروژه های عمرانی محوطه سازی دارند. در زیر صفه های ستون نیز کاربرد دارد.

شن کوهپایه ای

سنگ دانه های بزرگی که با استفاده از ریزش آب از ارتفاع زیاد به دامنه کوه منتقل می شود. و ذخیره ای در زمین صاف با فشار آب کم تولید می کند. به انگلیسی به آن Piedmont Gravel گفته می شود.

شن فلاتی

لایه نازکی ازذرات در یک فلات قسمتی از زمین تخت و هموار کوهستانی  یا سطوحی از سطح دریا با تاثیر آب است. به انگلیسی به آن Plateau Gravel می گویند.

شن رنگی

رنگ یکی از ویژگی ها و خصوصیات ریز سنگ ها است. که با گذر زمان به انواع رنگها در آمده است. این سنگ های رنگی  معمولاً درشت هستند. که برای تزئین  و محوطه سازی و ساخت انواع دیوار ها استفاده می شود.

استخراج شن و فرواوری آن

از اینکه چگونه سنگ ریزه ها را استخراج می کنند بستگی به محل آن دارد. اگر در رود خانه باشد با ماشین آلات استخراج لایروبی انجام می شود. ولی اگر معدنی باشد با انفجار و ماشین الات حفاری انجام می شود و با ماشین آلات سنگین جابجا می شوند. بعد از استخراج و شکستن سنگ ها و الک کزدن و جداسازی و شستشو به واحد فراروری یا تولید شن و ماسه منتقل می شوند. قیمت سنگدانه های درشت در کارخانه های فاوری به شرح ذیل است.

• پیش فراروری
• شکستن سنگ
• سرند
• شکستن

خواص شن

• اندازه
• شکل
• بافت:
• سختی
• جذب آب
• چقرمگی
• چسبندگی
• چگالی توده
• سلامت و دوام
• وزن مخصوص
• ضریب خوردشدگی