علیرضا باغبانان

استفاده از روش میکرو حفاری علاوه بر برآورد پارامترهای مقاومتی مصالحی همچون بتن و سنگ، می تواند جهت بررسی کمی و کیفی مقاومت نسبی بناهای تاریخی و ارزیابی کیفی مصالح ساختمانی مختلف به صورت عمقی و برجا بکار گرفته شود. این روش می تواند به عنوان یک روش تقریباً کم تهاجم، غیر مخرب، سریع و مطمئن در حوزه مرمت و بازسازی بناهای تاریخی استفاده شود. در این روش با حفاری در ابعاد میلی متری از سطح بنا و اندازه گیری هم زمان پارامترهای مختلف حفاری همچون نیروی بار پشت مته، گشتاور، نرخ نفوذ و سرعت چرخش مته امکان بررسی وضعیت عمقی بناهای تاریخی از نظر میزان فرسایش و هوازدگی ناشی از عوامل متعدد آب و هوایی و محیطی فراهم می شود. همچنین بررسی کیفیت ترمیم قبل و بعد از ترمیم نیز وجود دارد. به رغم پژوهش های مختلف در این روش با عنوان مقاومت حفاری، در کشور ما هنوز استفاده نشده است. اکنون که ساخت این نوع تجهیزات با قابلیت بیشتر در کشور فراهم شده است. اندازه گیری هم زمان چند پارامتر حفاری و استفاده از داده های آن می تواند مزیت های نسبی بیشتری از جمله کنترل تأثیر سایش مته در این روش فراهم کند. از این رو ما با ساخت و توسعه دستگاهی با این قابلیت این امکان را فراهم کردیم. استفاده از این روش برای اندازه گیری مقاومت حفاری متأثر از سایش مته است که در این مقاله سعی می شود ضمن معرفی این روش، روشی جهت برآورد مقاومت حفاری قابل اعتماد و قابل مقایسه ارائه شود و اصول استفاده از این روش در این راستا مورد بررسی قرار گیرد.

کلیه سنگ های به کار رفته در ساخت یادمان های تاریخی و فرهنگی تحت تاثیر هوازدگی، به معنای ایجاد تغییرات ساختاری در سطح و عمق سنگ، دچار انواع مختلف آسیب و در نهایت تخریب می شوند. توف های آتشفشانی با خواصی چون نرمی، تخلخل بالا، سبکی، سهولت در کنده کاری و کارپذیری در ساخت بسیاری از آثار شاخص معماری جهان مورد استفاد قرار گرفته اند، این گونه سنگ از نظر دوام، جزو سنگ های ضعیف محسوب می شود. از این رو عوامل مختلف موجب هوازدگی، پیشروی تخریب و در نهایت فرسایش سریعتر آن نسبت به دیگر سنگ های آذرین می گردند. از جمله روش های حفاظت سنگ های تاریخی درمان های مبتنی بر استجکام بخشی و مقاوم نمودن سطح با استفاده از مواد شیمیایی و رزین های پلیمری در برابر عوامل فرساینده است. هدف این تحقیق ارزیابی بهبود خواص مقاومتی توف های آتشفشانی معماری صخره کند در روستای تاریخی کندوان با استفاده از عملیات درمانی مبتنی بر استحکام بخشی است. در همین راستا از روش های آنالیزهای پتروگرافی مقطع نازک، پراش پرتو ایکس( XRD ) و آزمون های مبتنی بر شناسایی خواص فیزیکی و مکانیکی شامل: جذب آب در شرایط اتمسفری و جذب موئینگی، چگالی و تخلخل سنجی، به علاوه شاخص دوام وارفتگی و مقاومت فشاری تک محوری برای ساختارشناسی و همچنین ارزیابی کارایی مواد مورد استفاده شامل: مواد استحکام بخش اتیل سیلیکات و نانو سیلیکات استفاده شده است. نتایج مطالعه نشان دهنده خواص فیزیکی – مکانیکی بسیار ضعیف سنگ توف لیتیکی کندوان دارد که این امر باعث تشدید فرسایش و تخریب سطوح بیرونی گردیده است و دیگر اینکه کارایی این دو ماده در مقابل آزمون های مبتنی بر هوازدگی، مقاومت فشاری و مقایسه خواص فیزیکی در بهبود مقاومت مکانیکی سنگ هوازده کندوان نسبت به نمونه های هوازده و بکر اولیه قابل قبول است که انجام آزمون های میدانی با استفاده از این مواد را توصیه می کند.

هدف این پژوهش پیشنهاد ملاتی بوم آورد برای جایگزین ملاتِ ماسه- سیمان جهت استفاده در سطوح بیرونیِ و همچنین پر کردن ترک ها و شکاف های سازه ای در راستای حفاظتی سازگار با معماری صخره کند و تاریخی کندوان است. معماری صخره ای کندوان از لحاظ زمین شناسی بر یک توده آذر آواری قرار دارد که فرسایش طبیعیِ دره کندوان موجب شکل گیری سازه های کله قندی آن شده است. امروزه تشدید تخریب و هوازدگی در کندوان باعث نامناسب شدن شرایط زندگی، ویرانی، سکونت فصلی و یا غیرمسکونی شدن برخی خانه های صخره ای گردیده است. حفاظت و نگهداری از چنین سازه های سنگی، باتوجه به آنکه پدیده های تخریبی این آثار با سرعت و به طور جدی در حال پیشرفت هستند، ایجاب می کند وضعیت اثر را با کاهش نرخ تخریب با تقویت ساختار فیزیکی آن از طریق روش های حفاظتی بهبود بخشید. در طی نیم قرن گذشته تخریب های متعدد و آسیب های این یادمان سنگی باعث گردیده تا از سیمان به عنوان ماده ای در دسترس، ارزان و پرکاربرد در صنعت ساختمان برای انجام تعمیرات و نگهداری از این ابنیه استفاده شود. با توجه به آنکه سیمان به واسطه تفاوت تخلخل و ضریب انبساط حرارتی و رطوبتی متفاوت، غیر برگشت پذیر بودن، همچنین ایجاد نمک های مخرب خود از عوامل اصلی تخریب میراث فرهنگی به شمار می رود، از این رو با توجه به کم خطر بودن ملات های ساختمانی بر پایه آهک، ارزانی، بوم آوردی و سازگاری با معماری کندوان، تحقیق پیش رو با در نظر گرفتن شرایط اقلیمی در منطقه دامنه سهند اقدام به ساخت و آزمایش 24 رده ملات پایه آهکی نموده است. نتایج حاصل از آزمون های پیرسازی تسریعی شامل چرخه های ذوب و انجماد، تر و خشک شدن مداوم در آب و نمک سولفات سدیم آنه دراته، همچنین سنجش خواص فیزیکی (درصد جذب آب، چگالی خشک، تخلخل کل، درصد شاخص پوکی، موئینگی و گذر امواج صوتی) و ویژگی های استقامتی(دوام در برابر وارفتگی و مقاومت فشاری تک محوری) در کنار آنالیز پراش اشعه ایکس نشان دهنده مزیت استفاده از ترکیب بهینه ملات آهک پوزولانی به همراه خاکستر چوب نسبت به دیگر ترکیبات است. به نحوی که مقاومت فشاری تک محوری ملات فوق الذکر در برابر سنگ کندوان در حدود دو برابر و چگالی آن به مراتب پایین تر از سنگ کندوان است.

محوطه های باستان شناسی در مناطق بیابانی همواره در معرض تخریب و دفن شدن به وسیله ماسه های روان در طی توفان های ماسه ای هستند و نگهداری از این مناطق و بقایای آن ها در مراحل کاوش و در ادامه از مهم ترین اقدامات حفاظت باستان شناسی است. در همین راستا استفاده از روش های تثبیت بیولوژیکی برای تولید سیمان های کلسیتی، که به عنوان روشی نوین جهت تحکیم و تثبیت زمین در مهندسی ژئوتکنیک است، ظرفیتی جدید برای عملیات حفاظت در کاوش به وجود آورده است؛ به نحوی که در این روش ها از میکروارگانیسم های غیر بیماری زایی که به طور طبیعی در محیط خاکی یافت می شوند، برای تثبیت خاک، ماسه های روان استفاده می گردد. در این تحقیق، امکان سنجی استفاده از روش بهسازی بیولوژیکی با استفاده از باکتری های کلسیت ساز، جهت تثبیت ماسه های روان در محوطه های تاریخی و همچنین حفاظت بقایای باستان شناسی در حین و بعد از کاوش مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش برای تثبیت بیولوژیکی خاک (ماسه بادی و خاک ماسه ای) تحت شرایط بهینه، از باکتری های مصرف کننده اوره به نام Sporosarcina Pasteurii و از دو نوع خاکِ طبیعی مناطق کویری و ماسه شناسنامه دار ریخته گری استفاده گردیده است. به نحوی که بعد از اعمال دوغاب زیستی استحکام بخش با استفاده از آزمایش های مکانیکی میزان تأثیر این روش در بهسازی خاک ماسه ای ارزیابی شد، جهت تعیین میزان نفوذ ماده استحکام بخش و عمق بهسازی خاک، قالبی از جنس PVC با ارتفاع m1 با ماسه به صورت خشک تا چگالی gr/cm3 6/1 متراکم شد و مورد بهسازی قرار گرفت. برای کنترل میزان کارکرد روش و بررسی کیفی مقاومت سطحی ایجاد شده از آزمون نفوذ استاندارد با استفاده از سنبه gr 250 در دو حالت تر و خشک استفاده گردید. که نتایج نشان داد دوغاب بیولوژیکی مورد استفاده قادر به تحکیم ماسه بادی تا عمق cm 50 است و تثبیت ماسه با مواد دوغاب زیستی موجب شده تا نفوذ سنبه در هر دو حالت بسیار کاهش یافته و حتی به صفر برسد.

روستای تاریخی کندوان از مهم ترین جاذبه های گردشگری استان آذربایجان شرقی است که به واسطه خانه های حفرشده در دل صخره-های برافراشته در دامنه کوه آتشفشان سهند به سال 1376 در فهرست میراث فرهنگی کشور ثبت گردید و بر اساس نظریه های موجود از دوره ایلخانی تا به حال مردم در خانه های کله قندی آن ساکن بوده اند. معماری صخره ای کندوان از لحاظ زمین شناسی بر سطح یک توده آذر آواری قرار دارد که هوازدگی طبیعی و فرسایش در امتداد درزه های اصلیِ دره کندوان موجب شکل گیری سازه های کله قندی آن شده است. امروزه تشدید تخریب و هوازدگی سنگ ها در کندوان باعث نامناسب شدن شرایط زندگی، ویرانی، سکونت فصلی و یا غیرمسکونی شدن برخی خانه های صخره ای گردیده است. هدف از این پژوهش بررسی نقش عیوب ذاتی به مثابه عاملی بنیادی در فرسایش سنگ است در همین راستا مقاله حاضر بر اساس مطالعات میدانی و آزمایشگاهی شامل: بررسی های صحرایی و نمونه برداری، در کنار انجام آزمایش های سنگ-شناسی، شامل پتروگرافی مقطع نازک، پراش پرتو ایکس (XRD) همراه با سنجش خواص فیزیکی و دوام داری سنگ خانه ها، نقشِ عیوب ذاتی سنگ در تشدید هوازدگی سنگ های آذر آواری کندوان مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از آزمایش های ساختارشناسی سنگ، جذب آب موئینه، درصد رطوبت طبیعی، ضریب اشباع سنگ، شاخص دوام وارفتگی، آزمایش مقاومت در برابر ذوب و انجماد متوالی، حاکی از نقش ویژه عیوب ذاتی سنگ در تسریع تخریب کندوان است، به نحوی که سنگ کندوان دوام پایین و حساسیت بالایی نسبت به عوامل مخرب از جمله یخ زدن - ذوب شدن و چرخه های تر و خشک شدن دارد. مجموعه این ویژگی های ذاتی باعث ایجاد ساختار درونی نا مقاوم در برابر تنش های ناشی از تأثیر چرخه های فوق الذکر در اقلیم کوهستانی منطقه گردیده که آن را مستعد هوازدگی و فرسایش شدید قرار داده است.