به نظر شما قوی‌ترین و مستحکم‌ترین سنگ دنیا چه سنگی است؟ این سوال شاید در نگاه اول خیلی ساده بنظر برسد، اما پاسخ دادن به آن کار چندان ساده و آسانی هم نیست. زیرا پاسخ به چنین سوالی نیاز به داشتن علم و دانش کافی در حیطه زمین شناسی دارد. اما من تصمیم گرفتم درباره این موضوع تحقیقاتی انجام دهم و نتیجه آن را در ادامه این مقاله ارائه دهم. از جمله دلایل من برای تحقیق راجع به این موضوع، نقش مهم استحکام سنگ در ماندگاری و مقاومت آن در برابر عوامل مختلف است. حالا بریم ببینیم محکم‌ترین سنگ جهان چه سنگی است و چرا؟ اما قبل از آن فراموش نکنید که معیارهای مختلفی برای تعیین استحکام سنگ وجود دارد و اندازه‌گیری این موضوع کار آسانی نیست، چرا که از سنگی به سنگ دیگر تغییر می‌کند. بنابراین نمی‌توان به عنوان مثال برای تمام سنگهای یک دسته نسخه یکسانی بپیچیم.
منظور از استحکام سنگ چیست؟
برای اینکه بتوانیم محکم ترین سنگ را تشخیص دهیم، قبل از آن باید بتوانیم یک تعریف دقیقی از استحکام سنگ بیان کنیم. تعیین کردن یک سنگ به عنوان محکم‌ترین سنگ در جهان پیچیده‌تر از اونی است که شما فکر می‌کنید. زیرا تعریفهای مختلفی برای سختی سنگ وجود دارد. خود شما برای اینکه سختی جسمی را امتحان کنید چه آزمایشی انجام می‌دهید؟ آن را فشار می‌دهید؟ خراش می‌دهید؟ یا….
در واقع استحکام سنگ می‌تواند تمام موارد بالا را شامل شود. به این مفهوم که ما می‌توانیم برای هر کدام از موارد بالا یعنی قوی‌ترین سنگ هنگام فشار یا برش و یا ضربه سنگهای متفاوتی را معرفی کنیم. بنابراین من هم در ادامه به بررسی رایج‌ترین روش‌های اندازه‌گیری سختی سنگ می‌پردازم.
محکم ترین سنگ از نظر مقاومت فشاری
مقاومت فشاری سنگها در واقع یکی از مشخصات فنی سنگها است که آزمایشات مختلفی به منظور بررسی آن وجود دارد. اما به طور کلی منظور از مقاومت فشاری حداکثر نیرویی است که می‌توان به سنگ تا قبل از شکستن و خردشدن به آن وارد کرد. بنابراین هر زمان که راجع به مقاومت فشاری سنگها صحبت می‌کنیم، منظور این است که چقدر می‌توانیم سنگ را قبل از اینکه بشکند، فشار دهیم. این مشخصه برای سنگ‌هایی که در قسمتهایی از ساختمان مانند کف بخصوص کف پارکینگ کار می‌شوند، بیشتر اهمیت دارد. زیرا تحت فشار بیشتری هستند و استحکام آنها از این بابت بسیار مهم است. اما به طور کلی سنگها در برابر فشار مقاومت خوبی دارند مگر اینکه ضخامت آن خیلی کم باشد. به خاطر همین معمولا پیشنهاد ما برای سنگ کف پارکینگ استفاده از سنگهای با مقاومت فشاری بالا و با ضخامت بیشتر است. بنابراین مقدار مقاومت فشاری سنگهای مختلف با یکدیگر متفاوت است. میزان مقاومت فشاری سنگهای مختلف به چندین عامل بستگی دارد که از حوصله این محتوا خارج است. شما می‌توانید اطلاعات کامل راجع به آن را در مقاله مقاومت فشاری سنگها بدست آورید.
اما قوی‌ترین سنگ جهان از نظر مقاومت فشاری همانطور که در جدول می‌بینید، سنگ دیاباز است که تا ۳۵۰ مگاپاسکال را می‌تواند تحمل کند. دیاباز یک نوع سنگ آذرین ریزدانه است. پس از آن سنگهای گابرو، بازالت، کوارتزیت و بعد سنگ گرانیت و مرمر و لایمستون و دیوریت با مقدار ۲۵۰ مگاپاسکال است.
حال با توجه به اینکه سنگهای دیاباز و گابرو معمولا در ساختمان استفاده نمی‌شوند، در صورتی که به دنبال سنگی با مقاومت فشاری بالا برای کف ساختمان هستید، پیشنهاد ما معمولا برای کفپوس قسمتهای داخلی، سنگ مرمر و مرمریت است. برای کفپوش قسمتهای بیرونی مانند کف پارکینگ، سنگ گرانیت. حال چرا بازالت نه؟ بازالت هم به تازگی کاربرد زیادی برای قسمتهای مختلف ساختمان دارد. اما هم به خاطر تخلخل بالا و هم از نظر زیبایی، گرانیت و مرمریت انتخاب بهتری هستند. به نظر من استفاده از این روش بررسی استحکام سنگها برای استفاده در قسمتهای مختلف ساختمان بهترین راه است. اما استاندارد اصلی بررسی استحکام سنگ مقاومت فشاری نیست.
محکم‌ترین سنگها از نظر تنش
منظور از تنش در واقع نیروی وارد بر یک جسم در واحد سطح است. این نیرو می‌تواند باعث ایجاد تغییر شکل و از هم پاشیدگی جسم خواهد شد. اما میزان این نیرو بستگی به سختی جسم دارد. بنابراین برای بررسی مقاوم‌ترین سنگ از نظر تنش هم همین آزمایش انجام می‌شود. فراموش نکنید که سنگها در تنش و کشش بسیار بسیار ضعیف‌تر از فشار هستند. حال در این آزمایشات و بررسی‌ها محکم‌ترین سنگ از این نظر هم دیاباز است که می‌تواند ۳۵ مگاپاسکال نیرو را قبل از هم گسیختن تحمل کند. بعد از آن هم سنگهای آذرین درونی مانند گابرو، بازالت، دیوریت و همچنین سنگ کوارتزیت دگرگونی قرار دارند.
محکم ترین سنگ ها در برش
یکی از معیارهای سلامت سنگ مقاومت و استحکام سنگ در برش است. زیرا هرچه استحکام سنگ از این نظر بیشتر باشد، زمانی که کوپ سنگ از معادن به کارخانجات منتقل می‌شود و به زیر دستگاه برش می‌رود، اصطلاحا شکست و بند کمتری دارد. به این مفهوم که شکستن سنگ هنگام برش کمتر شده و بنابراین میزان پرتی آن کمتر می‌شود. مقاومت سنگها در برش تقریبا دو برابر تنش و کمتر از فشار است. البته مقادیر آن در انواع سنگها متفاوت است و به ساختار آنها بستگی دارد. حال از این نظر هم قوی ترین سنگها دیاباز، بازالت و کوارتزیت هستند. البته پس از آنها سنگ های گرانیت هستند. سنگهای گرانیت به علت همین سختی فرآوری و برش سخت‌تری دارند و این موضوع بر قیمت نهایی آنها تاثیرگذار است.
با این تفاسیر به طور کلی محکم‌ترین سنگ کدام است؟
حال با همه این مطالبی که تا به اینجا بیان کردیم ، به نظر شما سخت‌ترین سنگ چه سنگی است؟ لازم به ذکر است که در زمین شناسی سختی به میزان مقاومت یک کانی در برابر خراش گفته می‌شود. بر این اساس مقیاس اندازه‌گیری سختی Moh است و بر همین اساس رتبه‌بندی می‌شوند. در واقع در این رتبه‌بندی کانی‌های سخت‌تر، کانی های ضعیف‌تر را خراش دهند. حال بنابراین الماس سخت‌ترین کانی است. با توجه به این موضوع و اینکه سنگها از کانی‌های مختلفی ساخته شده‌اند، سختی آنها به سختی کانی‌های موجود در آنها بستگی دارد. به عنوان مثال گرانیت از کانی های کوارتز، فلدسپات و میکا تشکیل شده است. در این مقیاس سختی کوارتز ۷، فلدسپات ۶ و میکا ۲.۵ است. حال مقدار این کانی ها در قسمتهای مختلف سنگ گرانیت متفاوت است. بسته به اینکه کدام قسمت را خراش می‌دهید با سختیهای متفاوتی روبرو خواهید شد. به خاطر همین به نظر من سختی سنگها را با این روش نمی‌توان مقایسه کرد.
چرا برخی از سنگها مقاوم ترند؟
ما تا به اینجا روش‌های مختلفی را برای تعیین کمیت استحکام سنگ توضیح دادیم. اما چرا به عنوان مثال دیاباز در تمام این روش‌ها در صدر جدول قرار داشت؟ عامل اصلی تعیین کننده مقاومت سنگ سطح تماس دانه‌های معدنی آن است. حال هر چه سطح تماس بین دانه‌ها بیشتر باشد، سنگ قوی تر است. براین‌اساس چند ویژگی در سنگ باعث استحکام بیشتر سنگ می‌شود که به شرح زیر است:
چگالی سنگ: این کمیت در واقع میزان سنگینی دانه‌های سنگ را در واحد سطح آنها بیان می‌کند. این در واقع از نظر فنی دانسیته توده نامیده می‌شود و فقط چگالی دانه‌ها را اندازه می‌گیرد و کاری به فضاهای خالی بین دانه‌ها ندارد. به خاطر همین هم هست که دیاباز بالاترین چگالی را در این لیست داشته باشد. ضعیف‌ترین سنگها در این میان ماسه سنگها هستند.
تخلخل سنگ: برخلاف تصور شما، سنگها اغلب دارای فضای خالی زیادی هستند. در علم زمین شناسی به این فضاهای خالی تخلخل گفته می‌شود. این تخلخل‌ها ناشی از فضاهایی است که با گاز پرشده و پس از آزادشدن به تخلخل و یا فضای خالی تبدیل شده است. سنگی مانند پوکه دارای تخلخل بالایی است به حدی که می‌تواند روی آب شناور شود. حال سنگ‌هایی با تخلخل بالا ضعیف‌تر هستند چون فضاهای خالی پیوند بین دانه‌ها را کم کرده و استحکام آنها را کم می‌کند .هر چه تخلخل کمتر باشد، پیوندها مستحکم‌تر و سنگ قوی‌تر می‌شود.
اندازه دانه‌های سنگ: سایز دانه‌های یک تکه سنگی می‌تواند تاثیر زیادی بر استحکام سنگ داشته باشد. در واقع هر چه پیوند میان دانه‌ها بیشتر باشد، سنگ محکم تر است. حال هر چه دانه‌های سنگ ریزتر باشند، سطح تماس میان آنها بیشتر بوده و دانه ها راحتتر و بیشتر می‌توانند به هم متصل شوند. به این ترتیب سنگهای ریزدانه از استحکام بیشتری برخوردارند. به خاطر همین است که سنگهای آذرین ریزدانه از مستحکم‌ترین سنگها به شمار می‌روند.
شکل دانه‌ها: شکل دانه‌های سنگ هم در نحوه اتصال دانه‌ها و در نهایت استحکام سنگ موثر است. به عنوان مثال در سنگی مانند کوارتزیت دانه‌ها به سادگی به هم نزدیک و متصل می‌شوند. به خاطر همین است که کوارتزیت از سنگهای محکم است.
یکپارچگی: تمام مواردی که در بالا گفتیم برای سنگهای سالم صدق می‌کند. در طبیعت سنگهای زیادی هم وجو دارند که شکسته و یا دچار هوازدگی شده‌اند. این اتفاق به مقدار زیادی از استحکام سنگ می‌کاهد.
محکم ترین سنگ در جهان کدام دسته از سنگهای طبیعی است؟
با توجه به مطالبی که تاکنون بیان کردیم، در رتبه‌بندی محکم‌ترین سنگها سنگ های آذرین ریزدانه و برخی سنگهای دگرگونی قرار می‌گیرند زیرا تخلخل کمتر و دانه‌های ریزتری دارند. اما همه اینها در سنگهای مختلف متفاوت است و بسته به مواردی که در بالا بیان کردیم دارد. راجع به سنگهای رسوبی هم در میان آنها سنگ آهک و دولومیت استحکام بیشتری نسبت به بقیه سنگهای رسوبی دارند.
