تحقیق درباره شن و ماسه و کاربرد آن ها

تحقیق درباره شن و ماسه و کاربرد آن ها

تحقیق شن و ماسه و کاربرد آن ها در قالب فایل ورد تهیه و طراحی شده و شامل صفحه فهرست بندی موضوعات، عنوان تحقیق، مقدمه، متن تحقیق و منابع می باشد که مجموع صفحات این فایل 20 صفحه است.

صفحات این تحقیق شماره گزاری شده و متن آن نیز پاراگراف بندی و ویرایش شده است و آماده ارائه و یا پرینت می باشد. فایل ورد این تحقیق قابل ویرایش بوده و شما می توانید به مطالب آن افزوده و یا هر قسمت که بخواهید حذف کنید.

جهت جلوگیری از بهم ریختگی متون و نمایش صحیح در دستگاه ها و نرم افزار های مختلف علاوه بر فایل Word یک نسخه فایل PDF هم در فایل دانلودی قرار داده شده است.

عناوین و سرفصل ها:

مقدمه – ماسه ها – شن ها – آبرفتهای رودخانه ای – رسوبات مخروطه افكنه – رسوبات بادی – رسوبات یخچالی – رسوبات ساحلی – رسوبات قاره ای – باطله های معدنی – منابع سنگی – شن و ماسه شکسته – تفاوت شن و ماسه طبیعی و شکسته – جنس شن و ماسه – محل های مصرف شن و ماسه در ساختمان – ماسه ملاتی – موادی كه نباید در شن و ماسه باشد – موارد استفاده مهم شن و ماسه

بخشی از تحقیق:

مقدمه

به تدریج كه بشر احتیاج به مصرف سنگ با ابعاد مختلف آن پیدا كرد. سعی نمود برای تمیز دادن آنها از یكدیگر برای اندازه های مختلف آن اسم های جداگانه ای را انتخاب كند. مثلاً برای دانه های بسیار ریز ماسه بادی و برای دانه درشت تر ماسه و همین طور برای دانه های درشت تر شن و قلوه سنگ، پاره سنگ، تخته سنگ، صخره و غیره را انتخاب نمود. بطور کلی ویژگی دانه بندی برای ماسه، (سنگ دانه ی ریز)و ویژگی دانه بندی برای شن،(سنگ دانه ی درشت)در استاندارد ملی ایران به شماره ی302بیان شده است.

ماسه ها

دانه هایی كه قطر آنها بین 0.02 تا 2 میلی متر و شامل تقسیمات زیر است.

1- ذرات بین 1 تا 2 میلی متر را ماسه درشت می نامند.

2- ذرات بین 5/0 تا 1 میلی متر را ماسه متوسط می نامند.

3- ذرات بین 2/0 تا 5/0 میلی متر را ماسه ریز می نامند.

4- ذرات بین 0.02 تا 2/0 میلی متر را ماسه خیلی ریز می نامند.

ماسه برای تهیه ی انواع ملات ها، بتون و آجرهای ماسه-آهکی به کار می رود.

شن ها

دانه هایی که قطرشان بزرگتر از 2 میلی متر باشد، را شن می نامند و شامل انواع زیر است.

1-  شن های ریز که شبیه به خرده سنگ است.

2-  شن های گرد و دارای سطوح صاف(شن نخودی و بادامی).

3-  شن های سوزنی که طولشان بیش سه برابر عرضشان است.

4-  شن های پولکی که عرضشان بیش سه برابر ضخامتشان است.

مروری بر نحوه تشكیل منابع شن و ماسه

رسوبات آبرفتی جوان، مهم ترین منابع تأمین شن و ماسه ساختمانی اند. این رسوبات از یك طرف به دلیل رخنمون وسیعشان در سطح و از طرفی به دلیل ناچیز بودن پیوند ذراتشان به یكدیگر به سادگی قابل بهره برداری اند. حدود نیمی از سطح كشور ما را رسوبات جوان متعلق به كواترنر با سنی كمتر از 2 میلیون سال پوشانده است. منشأ این رسوبات متفاوت است و تنها گروه های بخصوصی از آنها می توانند منبع تأمین شن و ماسه ساختمانی باشند.

آبرفتهای رودخانه ای

پس از آن که ذرات سنگی بر اثر هوازدگی از سنگ مادر جدا شدند. توسط عوامل مختلفی كه مهم ترین آن آب است به پایین دست حمل می شوند. مقدار و اندازه ذرات حمل شده به انرژی محیط بستگی دارد. جا به جایی مواد در رودخانه به یكی از سه صورت محلول، معلق ( لای و رس) یا غلتیدن و جهیدن در بستر جریان       ( ماسه و شن و ذرات درشتر تر)است.

برخورد دانه ها به یكدیگر و به بستر رود باعث سائیدگی «گرد شدگی» هر چه بیشتر آنها می شود. مقدار گرد شدگی عمدتاً به جنس ذره و فاصله حمل آن بستگی دارد. افزایش مقدار آب و سرعت جریان دو عامل موثر در بالا بردن ظرفیت حمل رودخانه است. از این رو در هر نقطه انرژی رود كاهش پیدا كند آنچه را كه دیگر قادر به حملش نیست در بستر خود بر جای خواهد گذارد. واضح است كه در چنین شرایطی ابتدا ذرات درشت تر و بعد به تدریج ذرات ریزتر ته نشین می شوند. در نتیجه ممكن است ذراتی كه در یك نقطه ته نشین می شوند، یك اندازه( جور شده) بوده و یا از دامنه اندازه های متفاوتی برخوردار باشند. بخشی از بار رودخانه كه در خشكی ته نشین می شود «آبرفت» نام دارد.

در نواحی كوهستانی حجم مواد راسب شده توسط رودخانه كم و ذرات، درشت و گوشه دارند .این رسوبات ممكن است از هر نوع سنگ وبا هر درجه مقاومت مكانیكی و خواص ژئوتكنیكی باشند. آبرفت های قسمت های پایانی رود، به علت انرژی كمی كه آب در این نواحی دارد، عمدتاً از لای و رس درست شده است. با توجه به نكات فوق بهترین مصالح خرده سنگی را می توان در محدوده میانی یك رودخانه پرآب و پر انرژی جستجو كرد در این نواحی آبرفت های بستر رودخانه معمولاً از شن و ماسه و ذرات درشت تر از آن درست شده و به دلیل مقاومت مكانیكی بالا، دانه بندی معمولاً مناسب، عاری بودن از دانه های سست، ذرات ریز و زیان آور مناسب ترین منبع تأمین شن و ماسه اند. قسمت اعظم شن و ماسه مصرفی كشور ما از منابع آبرفتی بستر رودها تأمین می شود. ویژگی دیگر این آبرفت ها قابل ترمیم بودن آنها است به این نحو كه بخشهای استخراج شده در فصل سیلاب، توسط رود جایگزین می شود.

هر جا كه از انرژی جنبشی آب به سرعت كاسته گردد، رودخانه بار خود را بر جای میگذارد. از این پدیده به منظور رسوب و تجمع مصنوعی شن و ماسه استفاده می شود. به این نحو كه در مسیر جریان رود و در جاهای مناسب گودال هایی ایجاد می كنند تا ضمن كاهش سرعت جریان، رسوبات شن و ماسه شسته شده، در آن انباشته گردد.آبرفت های بستر رود را علاوه بر كف رودهای فعلی می توان در شعب قدیمی رود كه امروزه كاملاً خشك شده اند نیز یافت.

رسوبات مخروطه افكنه

وقتی رودخانه ای از دره ای پر شیب به طور ناگهانی وارد دره ای كم شیب یا منطقه ای مسطح و یا دشت می شود، بخشی از بار خود را بر جای می گذارد. گسترش افقی این رسوبات معمولاً پهن و نسبتا كوتاه و به شكل مخروط باز شده ای است كه راس آن متوجه بالا رود است. رسوبات این مخروط های آبرفتی، كه به آن « مخروطه افكنه » هم می گویند، از راس به سمت قاعده نوعی جور شدگی را نشان می دهد. به این ترتیب كه در سمت كوهستان دانه ها درشت تر بوده و به سمت دشت ریزتر می شوند و البته ممكن است در میان رسوبات درشت تر لایه ها و عدسی هایی از لای و رس دیده شود، كه معرف فعالیت رودخانه در دوره های مختلف است. مخروطه افكنه ها در نواحی خشك و نیمه خشك كه پوشش گیاهی به صورت پراكنده و شدید است، توسعه بیشتری دارند. در دامنه پاره ای از كوه ها مخروطه افكنه های دره های مجاور به یكدیگر می پیوندند و به صورت نوار ممتدی در می آیند. به طور كلی دانه های رسوبات مخروطه افكنه ای بسته به فاصله حمل و بزرگی رودخانه ممكن است گرد شده یا گوشه دار باشند. به دلیل دامنه ی گسترده ی اندازه ی دانه ها و وجود ذرات ریز و آلوده كننده در شن و ماسه های مخروط افكنه ای، تولید مصالح مرغوب از این آبرفت ها و وجود ذرات ریز و آلوده كننده در شن و ماسه های مخروط افكنه ای، تولید مصالح مرغوب از این آبرفت ها معمولاً به دانه آرایی و گاه شست وشو دارد. در فصول پر باران و زمان طغیان های فصلی، حجم آب رود به طور ناگهانی افزایش می یابد و آب محدوده وسیع تری از بستر طبیعی رودخانه را در بر می گیرد. آبرفت هایی كه در این زمان در خارج از بستر اصلی رود بر جای گذارده می شود معمولاً ریزدانه اند ( رس، لای و گاه ماسه )گسترش آبرفت های « دشت سیلابی» به بزرگی رود و توپوگرافی منطقه بستگی دارد. رسوباتی كه در زمان سیل در دشت های سیلابی بر جای گذارده می شوند، علاوه بر جورشدگی كم و ریزی دانه هایشان حاوی مواد آلی حاصل از فرسایش و شست وشوی خاك های نواحی بالا دست اند. از این رو ، نیاز به دانه آرایی و شست وشو فراوان دارند. باید توجه داشت كه رودی كه فعلاً از قدرت زیادی برخوردار نیست ممكن است در گذشته پر انرژی و پر آب تر بوده و لذا ذرات درشت تری را در محدوده بستر گسترده تر قبلی خود ( دشت سیلابی فعلی) بر جای گذارده باشد. دست یابی به چنین رودخانه ای قدیمی مستلزم برداشتن رسوبات دانه ریز دشت سیلابی است.در پاره ای از رودخانه ها علاوه بر رسوبات دشت سیلابی ،آثار دیگری از آبرفت ها دیده می شود كه در سطح بالاتری نسبت به دشت سیلابی فعلی قرار دارند. این اشكال كه « پادگانه آبرفتی » نام دارند معرف رسوبات دشت سیلابی یا آبرفت های قدیم بستر روخانه اند كه به دلیل افزایش قابلیت تخریب بعدی رود قسمتی از آنها فرسایش یافته اند. بهره برداری از رسوبات پادگانه های آبرفتی، به دلیل آنكه در سطح بالاتر از رود فعلی و سطح ایستایی آب های زیر زمینی قرار دارند، معمولاً ساده تر است. نقطه ضعف این ذخایر آن است كه از یك طرف غیر قابل ترمیم اند و از طرف دیگر به دلیل سن نسبتاً بیشترشان، امكان وجود مصالح تركدار و هوازده در آنها بیشتر است. علاوه بر آن ممكن است آب های زیر زمینی سطح دانه ها را با مواد نا مناسبی پوشانده باشد. پهن تر شدن بستر رودخانه ها در پایین رود كه شیب رودخانه كم است با تشكیل پیچ و خم هایی همراه است كه به آن ها اصطلاحاً « مئاندر» گفته می شود. در طرف محدب بخش خمیده رود به دلیل سرعت كمترجریان، آبرفتهایی بر جای گذارده می شود این رسوبات بیشتر از ماسه ریز و گاه ذرات درشت تر اند. از آن رسوبات مئاندرها كه از گسترش زیاد و مشخصات مناسب برخوردار باشند می توان مصالح خرده سنگی ریزدانه، مخصوصاً برای تهیه ملات، به دست آورد.

 رسوبات مخروط واریزه

در دامنه كوه ها ذرات و قطعاتی كه بر اثر هوازدگی از دیواره كنده می شوند، قبل از هر چیز بر اثر نیروی گرانشی به پایین می افتند. دانه ها و خرده سنگهایی كه به این ترتیب به پایین پرتگاه جمع می شوند پوشش مخروطی یا مداومی از ذرات را درست می كنند. این مواد به دلیل مسافت نسبتاً كوتاه جا به جایی، گوشه دار بوده و جنس و مقاومتشان وابسته به سنگ مادر است. در جاهایی كه تنها منبع در دسترس واریزه هاست، اگر ذرات ضمن دارا بودن دیگر مشخصات، سالم و بدون هوازدگی نیز باشند، می توان آنها را پس از دانه آرایی و در صورت نیاز شست وشو، به كار گرفت. واریزه ها قابلیت تراكم زیادی دارند و باربر خوبی نیستند، لذا بر اثر وزن پی به شدت نشست كرده و ممكن است گسیخته شوند.

رسوبات بادی

این رسوبات معمولاً در حد ماسه و ریزتر از آن بوده و به اشكال مختلفی از جمله تپه های ماسه ای ( تلماسه ) بر جای گذارده می شوند. ته نشست ذراتی كه به صورت معلق در هوا جا به جا می شوند. رسوبات « لس» را می سازد. رسوبات بادی در بخش های وسیعی از كشور، از جمله در كویر ها و سواحل دریای مازندران و خلیج فارس و حاشیه برخی از رودها یافت می شود و این رسوبات گرچه از جور شدگی خوب و مقاومت بالایی برخوردارند ولی به دلیل ریزی دانه ها مصرف چندانی ندارند.

رسوبات یخچالی

رسوباتی كه پس از ذوب شدن یخچال ها بر جای گذارده شده اند یخرفت نامیده می شوند. یخرفت ها به دو دسته تقسیم می شوند. یخرفت های درهم به دلیل تنوع مقاومت مكانیكی و اندازه دانه هایشان ( از ذرات رسی تا قطعات بزرگ سنگ ) منابع مناسبی برای تأمین شن و ماسه ساختمانی نیستند و در صورتی كه به ضرورت مورد استفاده قرار گیرند محتاج دانه آرایی و شست وشوی مفصل اند.

رسوبات ساحلی

به مجموعه موادی كه بین دو جزر و مد دریا ته نشین می شوند، رسوبات ساحلی گفته می شود. در این حركت متواتر امواج، ذرات را به سمت ساحل برده و باز می گرداند كه در نتیجه آن ذرات نامقاوم متلاشی شده و حركت امواج، ذرات ریزتر را از میان ذرات درشت تر می شوید.در نتیجه این عمل رسوبی با جورشدگی، گرد شدگی و مقاومت مكانیكی خوب بر جای می ماند. به همین جهت است كه سواحل رسوبی اغلب از جنس ماسه شسته و اغلب جورند. گاهی نیز رسوبات ساحلی درشت تر از ماسه ، یعنی از شن یا ماسه یا قلوه سنگ اند. این رسوبات از خشكی حمل شده یا حاصل تخریب ساحل توسط امواج اند. جنس و مشخصات رسوبات ساحلی گاه در فواصل كوتاه به شدت تغییر می كند. جنس آبرفت های ساحلی بیشتر كانیهای مقاومی مثل كوارتز و فلدسپات، یا كانیهای سنگین است. در برخی از سواحل بخش قابل توجهی از رسوبات در حد ماسه را پوسته آهكی و گاه سیلیسی جانوران تك سلولی دریایی تشكیل می دهد.

رسوبات قاره ای

در آخرین عصر یخبندان، به دلیل تجمع حجم زیادی از آب اقیانوس ها به صورت پهنه های یخی در نواحی قطبی، آب دریاها به مراتب پایین تر از سطح فعلی قرار داشت ودر نتیجه بخشی از سواحل كم عمق ( تا عمق 100 متر) كه امروزه فلات قاره نامیده می شود از آب دریا خارج بوده است. رودهایی كه در آن زمان از خشكی ها به سمت دریاها در جریان بوده اند، در بستر خود و در روی فلات قاره جریان داشته ،آبرفت های مناسبی را بر جای گذارده اند. امروزه این رسوبات منابع زیر دریایی شن و ماسه را می سازند، با وجود احتمال حجم زیادی از این گونه منابع، تنها بخش كوچكی از آنها در اعماق كم قرار داشته و در شرایط فعلی قابل بهره برداری اند.